O planejamento ou a readequação urbana de espaços abertos são capazes de promover a melhoria das condições térmicas exteriores, e assim, influenciar qualitativamente o uso de espaços abertos. Neste contexto, esta pesquisa tem como objetivo analisar a sensação térmica da população de Curitiba e propor um modelo de predição de sensação térmica adequado às condições climáticas locais. Os locais de estudo são ruas de pedestres da Rua XV de Novembro e cercanias. Foram realizados 15 levantamentos de campo, sendo 14 dias no período entre janeiro e agosto de 2009 e um dia em junho de 2010, totalizando 15 situações urbanas distintas. Os levantamentos ocorreram entre 10h00 e 15h00 em dias de semana e foram monitorados dados climáticos e levantados dados pessoais, com o uso de questionários. A metodologia utilizada compreendeu quatro etapas: análise da relação entre as características urbanas e a sensação térmica; análise da sensação térmica real, a partir dos dados coletados; análise da sensação térmica por meio dos índices PMV, PET e UTCI; e proposição de um modelo preditivo de sensação térmica para Curitiba. Da análise dos atributos urbanos e sua relação com as variáveis climáticas e a sensação térmica, concluiu-se que a orientação do cânion e o perfil vertical das fachadas são importantes para compreender o comportamento das variáveis climáticas e para propor sugestões que melhorem o conforto térmico no ambiente urbano. A análise dos índices PMV, PET e UTCI mostrou a necessidade de calibração destes índices para a avaliação da sensação térmica da população de Curitiba. Ao analisar as respostas de sensação térmica e as variáveis climáticas verificou-se que as três categorias de sensação térmica se misturam entre si, não havendo clara distinção entre o grupo de conforto e os de desconforto para o frio e para o calor, o que dificulta a definição de faixas climáticas de conforto térmico para Curitiba. Em relação aos dois métodos estatísticos utilizados para a definição do modelo de predição, a Função Discriminante Linear (FDL) apresentou melhor desempenho que o Modelo de Regressão Logístico (MRL), tendo taxa total de acerto de 53%, se mostrando adequada para a avaliação da sensação térmica da população analisada. / Urban planning and modifications in open spaces are able to promote the improvement of outdoor thermal conditions and thus qualitatively influence the use of open spaces. In this context, this research aims to analyze the thermal sensation of the population of Curitiba and propose a model for predicting thermal sensation suited to local climatic conditions. The study was carried out at the pedestrian street Rua XV de November and adjacent streets. As a whole, fifteen monitoring campaigns were carried out (14 days in the period between January and August 2009 and one day in June 2010), encompassing fifteen different urban situations. The surveys took place between 10h00 and 15h00 on week days and weather data were monitored and personal data collected, using questionnaires. The method comprised four steps: analysis of the relationship between urban characteristics and thermal sensation; analysis of observed thermal sensation vote; analysis of calculated thermal sensation expressed by the indeces PMV, PET and UTCI and proposal of a thermal sensation predictive model for Curitiba. From the analysis of urban attributes and their relationship with climatic variables and thermal sensation, it was concluded that the canyon orientation and the vertical profile of the facades are important to understand the behavior of the climatic variables and to propose suggestions to improve the thermal comfort in urban environment. The analysis of PMV, PET and UTCI indeces showed the need for calibration to evaluate the thermal sensation of the population of Curitiba. The analysis between the observed thermal sensation and the climatic variables showed that the three categories of thermal sensation are mixed among themselves, with no clear distinction between the group of comfort and cold/heat discomfort, making difficult the definition of climatic zones of thermal comfort for Curitiba. Regarding both statistical methods used to develop the thermal sensation predictive model, the Linear Discriminant Function performed better than the Logistic Regression Model and the total success rate of 53% is adequate for the thermal sensation evaluation of the population analyzed.

Organizações públicas ou privadas que possuem atuação em todo o território nacional têm adotado projetos padronizados de suas edificações, desenvolvidos especificamente para atender a questões técnicas e econômicas de sua rede de atendimento, tais como escolas, agências de serviços públicos, postos de saúde e lojas de redes varejistas. As edificações são construídas por meio da repetição do mesmo projeto padrão em diferentes localidades que, muitas vezes, não consideram as características bioclimáticas regionais. O trabalho analisou e classificou o desempenho energético da envoltória do projeto padrão de uma agência bancária por meio de parâmetros do Método Prescritivo do RTQ-C, em diferentes zonas bioclimáticas brasileiras. Nas situações em que o edifício apresentou oportunidades de melhoria (quando não foi atingida a classificação com o Nível A), foram testadas estratégias bioclimáticas em relação às aberturas envidraçadas, tais como sombreamentos (AVS e AHS) e alteração do fator solar (FS) dos vidros. Para avaliação do potencial de economia de energia elétrica do sistema de ar condicionado com as alterações propostas, foi realizada a simulação computacional com o programa EnergyPlus, considerando o projeto padrão e o projeto com as alterações propostas. Em apenas 6 situações verificou-se que a envoltória do projeto padrão original não atingiu o Nível A. Para essas situações, foram testados valores de AVS, AHS e FS nas equações do Método Prescritivo para obtenção de um valor do índice de consumo da envoltória (ICEnv) abaixo do valor limite para classificação com o Nível A. Para o projeto padrão implantado na Zona Bioclimática ZB-1 com orientação da fachada principal para Oeste, o valor de ICEnv para o Nível A somente é atingido com a retirada de todas as proteções de sombreamento verticais (redução de AHS), aumento do FS médio dos vidros e aumento da largura da marquise sobre a entrada da agência (aumento do AVS). Essa proposta de alteração do projeto foi simulada para o município de Curitiba/PR, apresentando um potencial de economia de energia elétrica de 25,97% em relação ao projeto original. Para o projeto padrão implantando nas Zonas Bioclimáticas ZB-4 e ZB-5 com orientação da fachada principal para Oeste, a única alternativa viável de acordo com as equações do Método Prescritivo é reduzir o valor do FS médio dos vidros. No caso do município de Brasília/DF (localizado na ZB-4), a simulação mostrou uma economia de até 30,53% em relação ao projeto original. Não foram feitas simulações do projeto otimizado para a ZB-5, devido à falta de arquivos com dados climáticos para municípios localizados nesse zoneamento. O projeto original também não atingiu o Nível A quando implantando na Zona Bioclimática ZB-7 com orientações da fachada principal para o Norte, Leste e Sul. As alterações dos valores na equação do Método Prescritivo para a ZB-7 indicaram três possibilidades para melhoria do projeto original (aumentar o valor médio do FS, aumentar o AVS ou reduzir o AHS). As simulações computacionais para validação das equações da ZB-7 foram feitas para o município de Cuiabá/MT. No caso da alteração do FS, a simulação apontou que o potencial de economia é praticamente nulo (0,04 a 0,50%). Com o aumento do AVS, as economias são de 0,68% para a fachada Sul, 2,80% para a fachada Leste e 3,90% para a fachada Norte. Já a redução do valor de AHS não foi confirmada pela simulação, pois houve aumento do consumo de energia de 1,43% para a fachada Norte, 1,74% para a fachada Leste e 3,23% para a fachada Sul. / Some public and private organizations that operate throughout Brazil have standardized their building projects. These projects have been developed to achieve a common approach to the implementation of technical, economic and service networks. Buildings are constructed by repeating the same standard design in different locations often without considering regional bioclimatic conditions. This study analyzed and rated the energy performance of a standard project undertaken by a bank to build new branches using the Prescriptive Method of RTQ-C in different bioclimatic zones in Brazil. In situations where the building presented opportunities for improvement, bioclimatic strategies were tested, such as shading fenestration areas or changing the solar heat gain coefficient (SHGC) of the windows. In order to evaluate the potential of saving electricity, computer simulation software (EnergyPlus) was used. Simulations were run for the original standard design and the optimized design taking into consideration each bioclimatic zone. In only six cases the envelope of the original standard building design did not reach Level A (best) by Prescriptive Method of RTQ-C. For these cases, changes to the shading devices (overhangs and fins) were tested as well as the SHGC of windows. The equations for the Prescriptive Method were recalculated to obtain a value of the envelope’s consumption (ICEnv) below the maximum value for classification with Level A. For the original standard building design implemented in Bioclimatic Zone ZB-1 having its main façade to the West, the value of ICEnv for the Level A could only be achieved with the removal of all its windows vertical shading protections (reduced AHS), increasing the SHGC of some windows and increasing the width of the overhang at the entrance of the agency (increased AVS). This proposed amendment was simulated for the city of Curitiba/PR, indicating a potential energy saving of 25.97% over the original project. When the original project was deployed in Bioclimatic Zones ZB-4 and ZB-5 having the main façade to the West, the only viable alternative according to the equations of the Prescriptive Method was to reduce the value of the SHGC of some windows. In the case of the city of Brasilia/DF (located in ZB-4), the simulation showed savings of up to 30.53% when compared to the original standard project. There have been no simulations of the optimized project for the ZB-5 due to lack of climate data files for cities located in that zone. The original project did not attain Level A when deployed in Bioclimatic Zone ZB-7 having the main façade to the North, East and South. Changing values in the equation of Prescriptive Method for the ZB-7 indicated three possibilities for improving original project (increasing the average value of SHGC, increasing AVS or reducing AHS). Computer simulations validating the equations of ZB-7 were made for the city of Cuiabá/MT. With the amendment of the SHGC, the simulation showed that the savings potential is practically nil (0.04 to 0.50%). Increasing AVS gave savings of 0.68% for the Southern façade, 2.80% for the Eastern façade and 3.90% for the Northern façade. The reduction of AHS has not been confirmed by the simulation, due to there being an increase in energy consumption of 1.43% for the Northern façade, 1.74% for the Eastern façade and 3.23% for the Southern façade.

O emprego de sistemas passivos de condicionamento de ambientes ao invés de equipamentos de climatização artificial pode ser uma solução bastante conveniente para diminuir o gasto de eletricidade e melhorar o conforto térmico de uma edificação. Uma das técnicas usadas para a melhoria do desempenho térmico de edificações é a utilização de “Paredes Trombe”. Este é um sistema de climatização passiva que utiliza ganhos solares associados à inércia térmica de uma parede para absorver calor no período frio sem bloquear suas perdas do período quente. Esta pesquisa tem como objetivo analisar o potencial de aquecimento/resfriamento de um sistema de climatização passiva baseado na utilização de uma Parede Trombe. Para isso, foram construídos dois protótipos em escala reduzida, sendo um deles com Parede Trombe e o outro em alvenaria de blocos de concreto, sem o sistema passivo. As medições ocorreram em períodos frios (datas) de 2011 e no período de verão de 2012, para configurações distintas da Parede Trombe. Os resultados mostraram que a Parede Trombe teve um resultado positivo tanto para o inverno quanto para o verão. / The use of passive solar heating for achieving thermal comfort inside a building is a very convenient solution to reduce the cost of electricity. One of the techniques used to improve the thermal performance of buildings is using "Trombe Walls." This is a passive solar heating system that uses solar gains associated with the thermal inertia of a wall to absorb heat during cold periods without blocking their loss in the warm period. This research aims to analyze the potential for heating and cooling of a Trombe Wall. For this, two cells were built on a small scale: passive solar cell and a reference cell. The measurements took place in cold periods (dates), of 2011 and during the summer of 2012, for different configurations of the Trombe Wall. The results showed that the Trombe Wall had a positive result for both winter and summer.

Organizações públicas ou privadas que possuem atuação em todo o território nacional têm adotado projetos padronizados de suas edificações, desenvolvidos especificamente para atender a questões técnicas e econômicas de sua rede de atendimento, tais como escolas, agências de serviços públicos, postos de saúde e lojas de redes varejistas. As edificações são construídas por meio da repetição do mesmo projeto padrão em diferentes localidades que, muitas vezes, não consideram as características bioclimáticas regionais. O trabalho analisou e classificou o desempenho energético da envoltória do projeto padrão de uma agência bancária por meio de parâmetros do Método Prescritivo do RTQ-C, em diferentes zonas bioclimáticas brasileiras. Nas situações em que o edifício apresentou oportunidades de melhoria (quando não foi atingida a classificação com o Nível A), foram testadas estratégias bioclimáticas em relação às aberturas envidraçadas, tais como sombreamentos (AVS e AHS) e alteração do fator solar (FS) dos vidros. Para avaliação do potencial de economia de energia elétrica do sistema de ar condicionado com as alterações propostas, foi realizada a simulação computacional com o programa EnergyPlus, considerando o projeto padrão e o projeto com as alterações propostas. Em apenas 6 situações verificou-se que a envoltória do projeto padrão original não atingiu o Nível A. Para essas situações, foram testados valores de AVS, AHS e FS nas equações do Método Prescritivo para obtenção de um valor do índice de consumo da envoltória (ICEnv) abaixo do valor limite para classificação com o Nível A. Para o projeto padrão implantado na Zona Bioclimática ZB-1 com orientação da fachada principal para Oeste, o valor de ICEnv para o Nível A somente é atingido com a retirada de todas as proteções de sombreamento verticais (redução de AHS), aumento do FS médio dos vidros e aumento da largura da marquise sobre a entrada da agência (aumento do AVS). Essa proposta de alteração do projeto foi simulada para o município de Curitiba/PR, apresentando um potencial de economia de energia elétrica de 25,97% em relação ao projeto original. Para o projeto padrão implantando nas Zonas Bioclimáticas ZB-4 e ZB-5 com orientação da fachada principal para Oeste, a única alternativa viável de acordo com as equações do Método Prescritivo é reduzir o valor do FS médio dos vidros. No caso do município de Brasília/DF (localizado na ZB-4), a simulação mostrou uma economia de até 30,53% em relação ao projeto original. Não foram feitas simulações do projeto otimizado para a ZB-5, devido à falta de arquivos com dados climáticos para municípios localizados nesse zoneamento. O projeto original também não atingiu o Nível A quando implantando na Zona Bioclimática ZB-7 com orientações da fachada principal para o Norte, Leste e Sul. As alterações dos valores na equação do Método Prescritivo para a ZB-7 indicaram três possibilidades para melhoria do projeto original (aumentar o valor médio do FS, aumentar o AVS ou reduzir o AHS). As simulações computacionais para validação das equações da ZB-7 foram feitas para o município de Cuiabá/MT. No caso da alteração do FS, a simulação apontou que o potencial de economia é praticamente nulo (0,04 a 0,50%). Com o aumento do AVS, as economias são de 0,68% para a fachada Sul, 2,80% para a fachada Leste e 3,90% para a fachada Norte. Já a redução do valor de AHS não foi confirmada pela simulação, pois houve aumento do consumo de energia de 1,43% para a fachada Norte, 1,74% para a fachada Leste e 3,23% para a fachada Sul. / Some public and private organizations that operate throughout Brazil have standardized their building projects. These projects have been developed to achieve a common approach to the implementation of technical, economic and service networks. Buildings are constructed by repeating the same standard design in different locations often without considering regional bioclimatic conditions. This study analyzed and rated the energy performance of a standard project undertaken by a bank to build new branches using the Prescriptive Method of RTQ-C in different bioclimatic zones in Brazil. In situations where the building presented opportunities for improvement, bioclimatic strategies were tested, such as shading fenestration areas or changing the solar heat gain coefficient (SHGC) of the windows. In order to evaluate the potential of saving electricity, computer simulation software (EnergyPlus) was used. Simulations were run for the original standard design and the optimized design taking into consideration each bioclimatic zone. In only six cases the envelope of the original standard building design did not reach Level A (best) by Prescriptive Method of RTQ-C. For these cases, changes to the shading devices (overhangs and fins) were tested as well as the SHGC of windows. The equations for the Prescriptive Method were recalculated to obtain a value of the envelope’s consumption (ICEnv) below the maximum value for classification with Level A. For the original standard building design implemented in Bioclimatic Zone ZB-1 having its main façade to the West, the value of ICEnv for the Level A could only be achieved with the removal of all its windows vertical shading protections (reduced AHS), increasing the SHGC of some windows and increasing the width of the overhang at the entrance of the agency (increased AVS). This proposed amendment was simulated for the city of Curitiba/PR, indicating a potential energy saving of 25.97% over the original project. When the original project was deployed in Bioclimatic Zones ZB-4 and ZB-5 having the main façade to the West, the only viable alternative according to the equations of the Prescriptive Method was to reduce the value of the SHGC of some windows. In the case of the city of Brasilia/DF (located in ZB-4), the simulation showed savings of up to 30.53% when compared to the original standard project. There have been no simulations of the optimized project for the ZB-5 due to lack of climate data files for cities located in that zone. The original project did not attain Level A when deployed in Bioclimatic Zone ZB-7 having the main façade to the North, East and South. Changing values in the equation of Prescriptive Method for the ZB-7 indicated three possibilities for improving original project (increasing the average value of SHGC, increasing AVS or reducing AHS). Computer simulations validating the equations of ZB-7 were made for the city of Cuiabá/MT. With the amendment of the SHGC, the simulation showed that the savings potential is practically nil (0.04 to 0.50%). Increasing AVS gave savings of 0.68% for the Southern façade, 2.80% for the Eastern façade and 3.90% for the Northern façade. The reduction of AHS has not been confirmed by the simulation, due to there being an increase in energy consumption of 1.43% for the Northern façade, 1.74% for the Eastern façade and 3.23% for the Southern façade.

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No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_TecnicasAvaliacaoDesempenho.pdf: 5495157 bytes, checksum: 1ad80fe06302b1e430a6eb831d85f154 (MD5) Previous issue date: 2013-09-27 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Ao utilizar um sistema voltado ao aproveitamento de luz natural em uma região de clima quente e úmido, com elevado número de horas de insolação e alta intensidade de radiação solar, este sistema necessita ser avaliado quanto aos seus efeitos sobre o desempenho térmico e lumínico do ambiente, para que promovam seu potencial de aproveitamento de forma controlada e adequada. Busca-se realizar uma análise de desempenho, mais especificamente um refinamento sucessivo no entendimento de processos metodológicos para avaliação do incremento dos ganhos de calor oriundos da utilização de sistemas de prateleira de luz voltados ao clima quente úmido. Desenvolve-se estudos comparativos de eficiência entre sistemas sem proteção e com proteção tipo brise tradicional seja por meio de cálculo dos ganhos de calor solar através do método CSTB (adaptado por Frota e Schiffer), simulações de níveis de iluminâncias internas (RELUX 2006), variação de temperaturas internas (ECOTEC v.2) e, medições sob condição de céu real, com modelos em escala reduzida. Desenvolveu-se a mensuração de temperatura do ar, temperatura de globo e iluminâncias internas e externas, utilizando-se data loggers, para cálculo do coeficiente de luz diurna (CLD), imageamento térmico infravermelho no monitoramento das temperaturas superficiais internas e externas. Quanto ao tratamento de dados por curva de regressão buscou-se avaliar o potencial para assegurar a acurácia das medições entre equipamentos e tratamento de dados. A partir dos resultados observou-se os sistemas obtiveram desempenho muito semelhante, porém com alguns indicativos importantes quanto aos níveis de iluminâncias internas. Nota-se que o método CSTB adaptado (Frota e Schiffer), analisa as proteções solares como se fossem iguais, pois analiticamente apresentam ângulos de mascaramento idênticos gerando uma redução de 40,14% da carga térmica da fachada norte onde são aplicados os sistemas. As simulações computacionais indicam que a prateleira de luz ao centro do ambiente tem potencial para elevar sensivelmente os níveis de iluminância, com relação ao brise tradicional - indicativo de potencial de para estudos futuros. As temperaturas internas geraram valores muito próximos entre prateleira de luz e brise, inconclusivas quanto diferencial de aquecimento. Os estudos em infravermelho demonstram-se eficientes na identificação de ganhos de calor por rebatimento de energia térmica pelas placas de brise e prateleira de luz. As medições de iluminâncias internas demonstraram que a prateleira de luz elevou os níveis significativamente, próximos à janela, ao fundo do ambiente apresentou diferença de 500lux para mais com relação ao brise tradicional, tal fato evidenciou-se apenas entre 11h à 13h30min. O CLD indicou que a disponibilidade de luz no centro do ambiente é maior com prateleira de luz do que com brise soleil tradicional, ao fundo os dois tem desempenho muito próximos. / When using a daylight system in a hot and humid climate region, with a elevated number of hours of insolation and high intensity of solar radiation, it is mandatory to evaluated the effects on the thermal performance and environmental luminosity, to identify their potential for use in a controlled and appropriate manner. The aim is to carry out a performance analysis, but more specifically ensure a critic and carefull approach to methodology for assessing the increase of heat, light gains -in hot and humid climate-, through fenestrations with shading protection systems, the comparative studies of efficiency where done to compared systems with and without shading protection through the calculation of solar heat gains using the CSTB method (adapted by Frota e Schiffer), internal illuminance levels where done with computer simulations (RELUX 2006), variation of internal temperatures (ECOTEC v.2) and measurements under real sky condition, with reduced scale models, air temperature measurement, globe temperature and internal and external illuminance, using data loggers, for calculating the daylight coefficient (CLD), infrared thermal imaging to monitor the internal and external surface temperatures. Processing data with auxiliary of regression curves where used to ensure the accuracy of the measurements and identify the quality of the equipment and data refinement. Where verified as results that the systems had very similar performance, but with some relative indicative differences levels for internal illuminance. The shading method analyses shown similar analytical angle generated by the solar protections adopted the prototypes, offering a 40.14% reduction on the thermal load for the north façade. The simulations indicate that the proposed lightshelf could reveal potencial for luminance levels improvements at the center portion of the environment when compared to the tradicional shading device, indicative of potential for future studies. The internal temperature measurements generated very close values between the shelf and the traditional light shading device, what was not enough to demonstrate differential heating. Studies in infrared shown to be efficient to identify surfaces temperatures conditions as thermal energy – heat gains -, drived inside by the boards of the shading device and the lightshelf. For the light shelf the internal illuminance measurements showed significantly increased levels near the window, and at the more inner illuminance measurement point presented an difference of 500lux , this specifically occurred regarding the traditional shading device only 11:00 to 13:30. The DLF – Day Light Factor - indicated that the availability of light in the environment of the center position of the prototype is higher with light shelf than with the traditional shading device and in the more inner illuminance measurement point both indicate mostly similar performances.

Pode-se afirmar que o resultado da degradação ambiental causada pelo homem, gerado pelo uso irracional dos recursos naturais, põe em risco sua própria espécie. Um dos fatores que contribuem para este programa é a crescente demanda mundial por energia elétrica. No Brasil, segundo dados do Programa Nacional de Conservação de Energia Elétrica (PROCEL), o consumo de energia se destina, aproximadamente, em 20% à iluminação, cujos sistemas, em sua maioria, fazem uso de tecnologias obsoletas e ineficientes. O Ministério de Minas e Energia estima que o país tenha um imenso potencial de eficiência energética a ser explorado. Apresentam-se neste estudo contribuições para uma metodologia que visa adequar o sistema de iluminação de uma edificação pública destinada ao ensino às exigências da Regulamentação de Etiquetagem Voluntária de Nível de Eficiência Energética de Edifícios Comerciais, de Serviços e Públicos, oriunda da Lei de Eficiência Energética Nº. 10.295/01. Para tanto, foram tomadas como amostra algumas salas de aula da Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Campus Curitiba. Foi elaborado um levantamento sobre a situação do sistema de iluminação artificial existente e averiguado o potencial de uso da iluminação natural nos ambientes. A demanda de energia elétrica para iluminação artificial de cada sala de aula foi estimada para a situação atual e após uma adaptação do sistema de iluminação artificial aos requisitos da Regulamentação. Como resultados, foram encontrados um sistema de iluminação artificial deficiente; um grande potencial de uso da iluminação natural e uma promissora economia na demanda de energia se adaptado o sistema de iluminação atual à Regulamentação. Tendo em vista a utilização de tecnologias apropriadas para a conservação e eficiência energética, sugestões para um projeto luminotécnico foram propostas com o intuito de - caso implantado - diminuir os gastos com o uso da energia destinada à iluminação, proporcionar o conforto para os usuários do Campus e contribuir, ainda que de forma modesta, para a preservação de recursos naturais e do meio ambiente. / The several impacts from environmental degradations due to human activities and to the inadequate use of natural resources endanger our species. One of the factors contributing to this outcome is the growing worldwide demand for electric energy. In Brazil, according to the National Program of Conservation of Energy (Programa Nacional de Conservação de Energia Elétrica) - PROCEL, energy comsumption comprises, approximately, of 20% in artificial lighting, whose systems, in most cases, make use of obsolete and inefficient technologies. The Ministry of Mines and Energy (Ministério de Minas e Energia) estimates that the country has a huge potential for energy efficiency to be explored. In this paper, a methodology is presented to adjust the lighting system of a building aimed at public education to the requeriments of the Regulation of Voluntary Labeling of Higher Energy Efficiency for Commercial, Service and Public Buildings (Regulamentação de Etiquetagem Voluntária de Nível de Eficiência de Edifícios Comerciais, de Serviços e Públicos), according to the Law of Energy Efficiency (Lei de Eficiência Energética) Nº 10.295/01. For that purpose, classrooms of the Federal Technological University of Parana (Universidade Tecnológica Federal do Paraná), Curitiba Campus were analyzed. An assessment was done about the situation of the existing artificial lighting system and the potential use of daylighting in rooms was evaluated. The demand of electric energy for artificial lighting in each classroom was estimated according to the current situation and after improvement of the artificial lighting system to the requirements of regulations. As a result, a deficient artificial lighting system was found, a great potential for using daylighting and a promising economy in demand for energy were found, provided that lighting system was adapted to the current regulations. Considering the use of appropriate technologies for conservation and energy efficiency, suggestions for a simplified lighting design were proposed in order to - if implemented - reduce spending with the use of energy for lighting, provide comfort for the campus users and contribute, even in a modest way, for the preservation of natural resources and the environment.

Edificações construídas conforme os parâmetros permitidos pela legislação de uso do solo nem sempre garantem bons resultados em relação ao acesso solar. Obras com limites em divisas de terrenos, super utilização dos limites de ocupação e de altura legalmente permitidos no município de Curitiba para edificações em zonas residenciais comumente bloqueiam o acesso solar no interior das edificações, causando frequentemente sombreamento, aumento da umidade e frio no período de inverno, condições agravadas pela tendência atual de adensamento e verticalização urbanos. Considerando que Curitiba é a capital mais fria do Brasil, este fato torna-se preocupante sob a análise do conforto ambiental destes edifícios. O trabalho visa contribuir para a melhoria do conforto ambiental em construções residenciais de Curitiba, a partir da elaboração de modelos para verificação da eficácia da legislação vigente, e a proposição de parâmetros obtidos através do conceito de envelope solar que propiciem o ganho efetivo de insolação e luz natural. Para isto, foram realizadas simulações de ocupação de acordo com o permitido por lei no município com os programas Google SketchUp 7.0.657 Pro, AutoCAD 2007 e através de maquete física no equipamento Heliodon. Foram realizadas também simulações com o programa Relux Professional 2007, que forneceu dados em lux para cada implantação avaliada. Os dados obtidos com a simulação de ocupação permitida por lei foram comparados com os obtidos pela simulação desta mesma ocupação com o uso do envelope solar para dimensionamento dos limites máximos construtivos, que demonstrou um acréscimo significativo no ganho de insolação no interior da edificação. Por fim, foram sugeridas as orientações com o melhor potencial de acesso solar para cada Zona residencial avaliada. / Buildings constructed according to the parameters allowed by the law of soil use and occupation do not always yield satisfactory results with regard to solar access. Buildings erected on the plot limits, overuse of the limits of height and occupancy legally permitted in the city of Curitiba for buildings in residential areas commonly block solar access within the buildings, often causing shading, increased humidity and cold in winter conditions, together with the current trend of urban densification and verticalization. Considering that Curitiba is the coldest capital of Brazil, this fact becomes alarming with regard to indoor comfort analyses in such buildings. The thesis aims to contribute for the improvement of environmental comfort in residential buildings in Curitiba, presenting models to check the effectiveness of the current legislation in providing solar gains and daylight, next to the use of the solar envelope concept. For this, simulations were carried out regarding maximum plot occupation permitted by law with Google SketchUp 7.0.657 Pro, AutoCAD 2007 and by means of a physical model in the Heliodon device. Were also carried out simulations with the software Relux Professional 2007, which provided data in lux evaluated for each deployment The similarity of the results confirmed the reliability of the method. The data obtained from the simulation of maximum occupancy were compared to those obtained considering the use of the solar envelope concept, the latter showing a significant increase in daylight inside the building. Finally, guidelines have been suggested with the best potential for solar access for each residential area evaluated. Keywords: Soil use and occupation. Insolation. Daylight. Simulation. Solar envelope.

The waste energy is a very important factor that affects environmental crisis in the world. Buildings have been consuming nearly 40% global energy production, and the building industry has been identified as a sector where substantial savings may occur. In residential buildings, the energy consumption is strongly related to air conditioning systems. In Maceio, the use of passive strategies as natural ventilation seems irrelevant by construction sector. This case results in well, fair, bad or very bad residential apartments in relation to climatic conditions. The apartments located in west quadrant have smaller price than apartments located in east quadrant. It is an attractive factor to the consumer purchase apartments badly adapted to climate. This situation contributes with wild use of air conditioning systems. The use of these equipments results in costs of purchase, operation and maintenance. Not always the accounting oh these values are properly considered in the moment of apartment s acquisition. Facing this context, the present work intends to evaluate the economical impact of air conditioning systems use in residential apartments in Maceio city, Brazil. Emphasize the link between waste energy and financial costs in long term involving this question. By case study, be adopted one methodology that analyze: apartment s energy performance in some variable using the EnergyPlus software; natural ventilation performance in some orientation, by qualitative analysis in water table models; economic analysis based on monthly consumption of energy for different situations simulated, accomplish comparison between energy costs for air conditioning system use and the price of apartments. The analysis have shown the energy costs in long term for all situations simulated represent large portion of integral apartment s value. When the monthly cost is applied in savings account, most situations pay total value of apartments. In all cases, this investment overcome the economy make possible in acquisition of west apartment invest in same circumstances. Results lead to the conclusion that the use of passive strategies of thermal comfort is a very good economics strategy for the consumer, and the purchase of badly adapted apartments is very expensive, above all when be considered the economical impacts for air conditioning systems use in long term. / Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Alagoas / O desperdício energético é um dos fatores de maior impacto sobre o desequilíbrio ambiental enfrentado pelo planeta. As edificações respondem pelo consumo de aproximadamente 40% da energia gerada no planeta, sendo o setor da construção civil identificado como uma área de grande potencial para combater o desperdício energético. Nas edificações residenciais, o consumo energético está fortemente relacionado aos sistemas mecânicos de controle térmico como os sistemas de ar condicionado, por exemplo. Em Maceió, o Mercado Imobiliário parece não buscar soluções arquitetônicas que se aprofundem no uso de estratégias passivas de conforto térmico, como a ventilação natural, por exemplo. Na referida cidade, é identificada a existência de apartamentos residenciais bem, razoavelmente, mal ou pessimamente orientados frente aos condicionantes climáticos. Os apartamentos voltados para o quadrante oeste (posição poente) possuem preço menor que aqueles voltados para o quadrante leste (posição nascente), sendo esse um atrativo para o consumidor adquirir apartamentos mal adaptados ao clima. Essa situação contribui com o uso desenfreado de aparelhos de ar condicionado. O uso destes equipamentos acarreta em custos de aquisição, operação e manutenção dos mesmos. No entanto, a contabilização destes valores nem sempre é devidamente considerada no momento da aquisição dos bens imóveis. Diante desse contexto, o presente trabalho avalia o impacto econômico decorrente da utilização de aparelhos de ar condicionado em apartamentos residenciais de 02 quartos na cidade de Maceió/AL. Busca enfatizar o elo existente entre o desperdício de energia e o custo financeiro em longo prazo envolvido neste processo. Através de um estudo de caso, adotou-se uma metodologia na qual foram analisados: o desempenho energético dos apartamentos sob diferentes variáveis, utilizando o software EnergyPlus; o comportamento da ventilação natural nos apartamentos de acordo com as diferentes orientações geográficas, através de análises qualitativas utilizando maquetes em Mesa D água; análises econômicas baseadas no consumo médio mensal de energia para as diferentes situações simuladas, realizando comparações entre o custo energético para utilização de ar condicionado e o preço de mercado dos apartamentos. Os resultados demonstraram que os custos energéticos em longo prazo de todas as situações simuladas representam uma grande parcela do valor total do imóvel. Quando o custo mensal é aplicado em caderneta de poupança, a maioria das situações paga, com sobras, o valor total do imóvel. A economia possibilitada pela aquisição do apartamento poente aplicada em caderneta de poupança durante longo prazo é superada, em todos os casos, pela aplicação em iguais condições do custo energético mensal para uso de ar condicionado. Desta forma, conclui-se que a utilização de estratégias passivas de controle térmico representa um grande meio de economia para o consumidor, e que a compra de apartamentos mal adaptados ao clima é extremamente dispendiosa, sobretudo quando considerado o impacto econômico derivado do uso de ar condicionado em longo prazo.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:09:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissGRN.pdf: 2609082 bytes, checksum: 09147cf07533f0a088d8e1734fc80ee4 (MD5) Previous issue date: 2005-12-09 / Financiadora de Estudos e Projetos / The cooling effect of evaporation is used in dry climates buildings since ancient times. Water evaporation can remove heat of roofs, cooling the interior of buildings indirectly. This study presents the measurement results of a test bed which received two identical tiles, one of them receiving water application and the other kept dry. Its objective was to investigate the effects that the evaporation provokes on internal surface temperature of ceramic tiles and fibrocement tiles. Using regression analyses, strong correlations were found among the falls observed in tiles internal surface temperatures and the climatic conditions. The evaporation provoked reduction of until 18,7 oC in the ceramic roof and until 17ºC reduction in the fibrocement one. / O resfriamento evaporativo de ambientes é conhecido pelos habitantes de regiões de clima seco desde a antiguidade. A evaporação de água sobre coberturas retira calor das mesmas, refrigerando indiretamente o interior da edificação. Este trabalho apresenta resultados de um estudo em que foram medidos os efeitos que a evaporação provoca sobre as temperaturas superficiais internas de telhas de barro e de fibrocimento, sujeitas às variações climáticas como o vento e radiação solar. Para tanto, montou-se uma bancada de testes onde foram monitoradas telhas idênticas, uma com gotejamento de água e outra mantida seca, em situações de inverno em laboratório e em situações de verão em campo. Por meio de análise de regressão, identificou-se fortes correlações entre as quedas observadas nas temperaturas superficiais internas das telhas e as condições climáticas. A evaporação provocou redução de até 18,7 ºC na temperatura superficial interna da telha de barro e de até 17ºC na de telha de fibrocimento. Os resultados indicaram que o gotejamento de água sobre superfícies externas de telhas de barro e de fibrocimento reduz a temperatura superficial interna das mesmas por meio da refrigeração evaporativa, sendo um potencial método de resfriamento passivo de telhados de barro e de fibrocimento na região de São Carlos-SP.

Recomendações relacionadas à iluminação de ambientes e ao conforto de indivíduos genericamente contêm métricas que se atém à aferição e cálculo de iluminâncias, quando a questão envolve parâmetros mais complexos como percepção visual, ritmo circadiano e sensação térmica, entre outros. Neste contexto, realizaram-se testes em câmara climática giratória em três estações do ano (inverno, primavera e verão) com três configurações de iluminação: natural (iluminação equatorial e não equatorial) e iluminação elétrica. A amostra foi composta por n=16, todos homens. Cada indivíduo permaneceu três dias de testes sob a influência de cada tipo de iluminação, uma vez a cada estação, das 08h00 às 13h00. Durante este horário, o índice de conforto térmico (PMV) foi monitorado, tendo permanecido predominantemente entre +0,5 e -0,5 (situação de conforto). As variáveis ambientais registradas foram a iluminância horizontal (Eh - lux), temperatura de cor aparente (CCT - K), comprimento de onda dominante (DWl - nm) e fator de ativação circadiano (acv). As variáveis individuais foram: iluminância vertical (Ev - lux), atividade eletro-dermal (EDA) e temperatura da pele (Tsk - °C). Todos os dados obtidos foram correlacionados estatisticamente com variáveis subjetivas, coletadas por meio da aplicação de questionários de percepção de luz no ambiente e percepção térmica. Como principais resultados, registrou-se correlação (Spearman) inversa (rs=-,544) entre a CCT e a expectativa dos indivíduos quanto às condições térmicas internas, corroborando a hipótese de matiz-calor. Outra correlação significativa encontrada foi a proporcionalidade inversa entre valores de DWl e a expectativa dos indivíduos quanto à temperatura ambiente, evidenciando uma contradição no que diz respeito às recomendações para manutenção da regulação circadiana e preferências individuais, visto que valores mais altos de DWl estariam adequados ao conforto térmico, mas não a funções circadianas. Por fim, observouse que a Tsk aumentou ao longo do período de testes (08h00 às 13h00), quando os indivíduos permaneceram expostos à iluminação natural, com correlações de Pearson significativas: r=,504 (iluminação equatorial) e r=,502 (iluminação não equatorial),o que não ocorreu com a iluminação elétrica (r=-,151). Este resultado é indicativo de que as características de temperatura de cor, comprimento de onda dominante e fator de ativação circadiano da luz natural podem ter levado à supressão da produção de melatonina, favorecendo a homeostase, o que não ocorreu com a luz elétrica. / Recommendations related to indoor illumination generally adopt metrics focused on illuminance, even though more complex issues should be accounted for, such as visual perception, circadian rhythm and thermal sensation, among others. In this context, tests were performed in a rotating climate chamber during three seasons of the year (winter, spring and summer) with n = 16 (height 1.80m, SD = 0.06, body weight 80 kg, SD = 8.9, age 24.9 years, SD = 3.6). Three types of lighting were evaluated: two natural (equatorial and non-equatorial lighting) and artificial lighting. Each subject was exposed during three days of testing to each type of lighting, over the three seasons and from 8 a.m. to 1 p.m. During this time, the thermal comfort index PMV was monitored, and ranged between +0,5 e = 0,5 (comfort conditions). The following environmental variables were recorded: horizontal illuminance (lux), correlated color temperature (K), dominant wavelength (nm), and circadian action factor (acv), and the individual variables were: vertical illuminance (lux), electro dermal activity (EDA) and skin temperature (° C). Objective data were statistically correlated with subjective responses to questionnaires related to lighting and thermal perception as regards the indoor environment. Main findings suggest an inverse Spearman correlation (rs=-.544) between CCT and participants' expectations regarding the indoor thermal conditions, corroborating the heat-hue theory. Another correlation found, this time inversely proportional between DWI values and participants' expectations regarding indoor thermal conditions, showed a contradiction with respect to recommendations for maintenance of circadian regulation and individual preferences, since higher values of DW1 would be adequate for thermal comfort, but not to circadian functions. Finally, it was observed that Tsk increased during each session (8 a.m. to 1p.m.), when subjects were exposed to natural light, with statistically significant correlations Pearson r=.504 (equatorial façade exposure) and r=.502 (non-equatorial façade exposure), and virtually no correlation for artificial lighting (r=-.151). Such finding indicates that the characteristics of color temperature, dominant wavelength and circadian action factor of natural light may have been responsible for melatonin suppression during exposure.