A presente pesquisa trata da influência da verticalização na sensação térmica urbana, dentro de um contexto de diretrizes de compactação das cidades, aplicada à cidade de Maringá / PR, cujo clima é subtropical úmido. Pretende avaliar se o aumento do gabarito dos edifícios da região apontada, realizado de modo a respeitar o parcelamento e o uso e ocupação do solo, interfere no conforto térmico urbano, mediante a verificação do índice de temperatura fisiológica equivalente (PET). Seu desenvolvimento é realizado com base na análise de resultados obtidos por meio de ferramentas computacionais, especialmente o software ENVI-met, seguindo as seguintes etapas: 1. Histórico Urbanístico, em que se avalia o plano inicial da cidade e o seu perfil atual; 2. Caracterização Climática, na qual se elabora o arquivo climático do município, sua carta de ventos, bem como todos os tratamentos necessários para a aplicação do software; 3. Modelagem e Simulação, em que se define e constrói os cenários, para posterior simulação; 4. Avaliação Ambiental, em que se analisa a sensação térmica dos resultados da simulação. Por fim, mediante a avaliação dos resultados obtidos, demonstra-se que a verticalização, em climas subtropicais úmidos, pode ser utilizada como atenuação da sensação térmica. / This research deals with the influence of verticalization on urban thermal sensation, within a context of city compaction guidelines, applied to the city of Maringá / PR, whose climate is humid subtropical. The objective of this study is to evaluate whether the increase in the model of the buildings in the mentioned region, in order to respect the parceling and the use and occupation of the soil, interferes with the urban thermal comfort by checking the equivalent Physiological Temperature Index (PET). Its development will be carried out based on the analysis of results obtained through computational tools, especially the ENVI-met software, following the following steps: 1. Urban History, in which the initial plan of the city and its current profile will be evaluated; 2. Climatic Characterization, in which the climatic archive of the municipality, its chart of winds, as well as all the necessary treatments for the application of the software will be elaborated; 3. Modeling and Simulation, in which the scenarios will be defined and constructed, for later simulation; 4. Environmental Assessment, in which the thermal sensation of the results of the simulation will be analyzed. Finally, by means of the evaluation of the obtained results, it will be shown that the verticalization, in humid subtropical climates, can be used as attenuation of the thermal sensation.

Made available in DSpace on 2016-12-23T14:05:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Bruna Gomes Casagrande.pdf: 1917905 bytes, checksum: e718bea85f7b6f30f9d853432b991194 (MD5) Previous issue date: 2013-08-19 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Ao mesmo tempo em que foram desenvolvidos no Brasil programas com a meta de racionalização do sistema energético nacional, motivados principalmente pelas crises enfrentadas pelo país, como o racionamento de 2001, estudos a respeito do comportamento do clima em escala mundial apresentaram avanços expressivos, acilitados pela evolução tecnológica e computacional. Entre as estratégias para contenção do desperdício da energia produzida está o consumo pelas edificações, uma vez que a adoção de sistemas construtivos adequados pode reduzir o consumo final de eletricidade. Tal constatação constitui um dos preceitos da arquitetura bioclimática, que preconiza a necessidade de adaptação do edifício ao clima local, sendo, para isso, imprescindível a compreensão dos fenômenos climáticos. Desta forma, o princípio que conduziu esta pesquisa foi o comportamento variável do clima, consenso para grande parte dos climatologistas, e suas consequências para as demandas energéticas futuras, particularmente durante o ciclo de vida planejado para cada edifício. Investigar o impacto das mudanças projetadas para o clima ao longo do século XXI no desempenho termoenergético de edificações comerciais artificialmente climatizadas localizadas em diferentes cidades do Brasil foi o principal objetivo deste estudo. Os procedimentos metodológicos foram divididos em quatro etapas, iniciando-se por uma ampla revisão bibliográfica sobre a temática central mudanças climáticas bem como os temas correlacionados, com especial ênfase para a associação entre conforto térmico e a questão energética. Na segunda etapa foram estabelecidos os mecanismos para preparação de arquivos climáticos futuros, incluindo-se a seleção de cidades para representação das diferentes condições geográficas do território brasileiro. Posteriormente foi efetuado o recorte do objeto, com a indicação dos parâmetros de controle e das variáveis em análise, designandose as características do edifício que não serão afetadas por intervenções futuras: percentual de abertura nas fachadas, dispositivos de proteção solar e orientação das maiores fachadas. A etapa final foi dedicada às simulações, realizadas no programa DesignBuilder a partir da configuração dos 192 modelos paramétricos. Os resultados da aplicação da metodologia, analisados quantitativa e qualitativamente, reproduziram, de forma generalizada, um aumento no consumo de 10,7% em 2020, 16,9% em 2050 e 25,6% em 2080, em relação ao consumo atual. Apesar da significância desse aumento, inclusive para o planejamento energético nacional, aumentos mais expressivos foram registrados em estudos internacionais, reforçando a necessidade de consideração dos fenômenos regionais na preparação de dados climáticos futuros neste tipo de pesquisa. Em Recife, a variação de parâmetros construtivos não provocou diferenças tão significativas nas taxas de aumento do consumo quanto nas outras cinco localidades, sendo que Brasília apresentou as maiores taxas de aumento. Considerando-se os edifícios de todas as cidades, a presença de dispositivos de proteção solar foi a variável com maior impacto para diminuição do consumo, e o edifício orientado a Leste e Oeste, com grandes aberturas desprotegidas, apresentou consumo significativamente superior aos outros modelos, atual e futuramente. Por fim, ao contrário da maioria dos resultados mensais observados, em Porto Alegre ocorreu uma diminuição no consumo em alguns meses de 2020 e 2050, ocasionada possivelmente pela diminuição dos períodos de utilização da climatização artificial para aquecimento / At the same time that programs were developed in Brazil with the goal of the national energy system rationalization, mainly motivated by the crisis faced by the country as in the rationing of 2001 studies of the climate s behavior on a global scale showed significant advances, facilitated by technological and computational development. One of the strategies for containment the waste energy produced is the energy consumption by buildings, since the adoption of appropriate constructive systems can reduce the final electricity consumption. This was a principle of bioclimatic architecture, which recommends an adaptation of the building to the local climate conditions, and for that, it is essential to understand the climate system. Therefore, the principle that guided the development of this research was the variable behavior of the climate, which is consensus for most climatologists, and its consequences for the future energy demands of buildings, particularly along the planned life cycle for each building. The main objective of this study was to investigate the impact of projected changes to the climate over the twenty-first century in the thermo energetic performance of commercial buildings artificially acclimatized located in different cities of Brazil. The methodological procedures were divided into four stages, initiating with an extensive literature review on the central theme climate change as well as related topics, with special emphasis on the relationship between thermal comfort and energy issue. In the second step mechanisms for preparing future climate files were established, including the selection of cities for representation of different geo-climatic conditions of the Brazilian territory. After that the definition of the object was performed, indicating the control parameters and variables in the analysis, assigning the characteristics of the building that will not be affected by future interventions window wall ratio, solar shading and orientation of the largest facades. The final step was dedicated to the simulations, performed in the program DesignBuilder from the configuration of the 192 parametric models. The results of applying the methodology, analyzed quantitatively and qualitatively, reproduced in generalized way an increase in energy consumption in buildings by 10.7% in 2020, 16.9% in 2050 and 25.6% in 2080, compared to current consumption. Although the significance of this increase, including the national energy planning, most significant increases were recorded in international studies, reinforcing the need for consideration of regional climate events in the preparation of future climate data in this type of research. In Recife, the variation of constructive parameters did not cause as significant differences in the rates of increase in consumption as the other five locations, and Brasilia had the highest rates of increase. Considering the buildings of all the cities, the presence of solar shading was the variable with the greatest impact on reducing energy consumption, and the building oriented east and west, with large unprotected openings, showed energy consumption significantly superior to other models, in all cities and periods. Finally, unlike most of monthly results observed, in Porto Alegre occurred a decrease in energy consumption in some months of 2020 and 2050, possibly caused by the reduction in time use of artificial air conditioning heating

Submitted by Silvana Teresinha Dornelles Studzinski (sstudzinski) on 2017-02-08T12:58:24Z No. of bitstreams: 1 Ademilson dos Santos Xavier_.pdf: 9916385 bytes, checksum: 8bcbfe8f2b36b5a58781ce2518c1bb83 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-02-08T12:58:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ademilson dos Santos Xavier_.pdf: 9916385 bytes, checksum: 8bcbfe8f2b36b5a58781ce2518c1bb83 (MD5) Previous issue date: 2016-10-13 / Nenhuma / Estudos recentes mostraram que uma grande parte da energia elétrica consumida no Brasil destina-se a edificações do setor Comercial e Público. Observando-se que o sistema de HVAC (Heating, Ventilation, and Air Conditioning) apresenta relevante papel no quadro final do consumo energético em edificações, a determinação de seus requisitos mínimos de eficiência energética torna-se o fator chave para o sucesso de qualquer programa de certificação energética em construções. Esse trabalho tem como objetivo avaliar de que forma as condições climatológicas brasileiras podem influenciar o desempenho de um sistema condicionador de ar com tecnologia VRF (Variable Refrigerant Flow) em Condições de Carga Parcial (Part Load Conditions), para uma edificação comercial. Para isso, foi desenvolvida uma metodologia capaz de identificar as localidades que foram objetos desse estudo. As cidades selecionadas foram: São Paulo (SP), Rio de Janeiro (RJ), Fortaleza (CE) e Brasília (DF). Após esta etapa, a caracterização do edifício modelo de referência (hotel) foi concretizada. Características físicas, valores de carga térmica externa e interna, e o perfil de uso (taxa de ocupação) da edificação, foram tópicos abordados. O software de simulação utilizado foi o EnergyPlus e as suas respectivas curvas e equações de desempenho foram ajustadas com base nos dados de performance dos aparelhos condicionadores de ar que foram selecionados. O fabricante Toshiba foi escolhido. A performance dos equipamentos VRF foi analisada através de resultados como Carga Térmica global, Condição de Carga Plena, Condições de Carga Parcial, PLR (Part Load Ratio), COP (Coefficient of Performance) e ICOP (Coeficiente Integrado de Performance). Os resultados mostraram que apesar da Condição de Carga Plena (Full Load Condition) ser recomendada para dimensionar o sistema de HVAC, quando o objetivo principal for avaliar o desempenho energético desse sistema (HVAC) para um período mais longo de operação essa análise deve ser realizada através das Condições de Carga Parcial (Part Load Conditions). Para as quatro localidades estudadas os valores de desempenho obtidos através das simulações mostram que os equipamentos de ar condicionado VRF utilizados atingiram o seu coeficiente máximo de performance (COPmáx) na condição de 50% de PLR e um ICOP de 6,8, contra um COP de 3,4 na condição nominal e um ICOP de 3,7 de acordo com o Regulamento Técnico da Qualidade do Nível de Eficiência Energética de Edifícios Comerciais, de Serviço e Públicos, RTQ-C. / Currently studies have been shown that a large part of the electricity consumed in Brazil is intended to buildings Commercial and Public Sector. The HVAC system (Heating, Ventilation, and Air Conditioning) shows a significant role in the final frame of the energy consumption in buildings, determining its minimum requirements for energy efficiency becomes the key factor for the success of any program energy certification of buildings. This work aims to analyze how the Brazilian climatic conditions can influence the performance of air conditioner systems with VRF technology (Variable Refrigerant Flow) in the Part-Load Condition for a commercial building. Therefore a methodology was developed to identify the locations that were the subject of this study. The cities selected are: São Paulo (SP), Rio de Janeiro (RJ), Fortaleza (CE) and Brasília (DF). In addition the building characteristics have completed, external and internal thermal load values with their use profile have been analyzed. The software applied was EnergyPlus and their performance curves and equations have been adjusted according with the performance data of air conditioning units selected. The manufacturer Toshiba has been chosen. The VRF equipment performance was analyzed through results as Full-Load Condition, Part-Load Conditions, Part Load Ratio (PLR), COP and COP (Integrated Coefficient of Performance). The main results have showed that despite the Full-Load Condition is recommended to dimension the HVAC system, when the objective is the evaluation of the energy performance for a longer operation period this analysis should be carried out through Part-Load Conditions. For all of the four cities have studied the performance values obtained from the simulations show that the air-conditioning equipment VRF used reached their maximum performance coefficient (COPmáx) at 50% of PLR and ICOP 6.8, against a COP 3.4 in nominal condition and ICOP of 3.72 according to the Quality Technical Regulation of the Energy Efficiency Level Commercial Buildings, and Public Service, RTQ-C.

A presente pesquisa trata da influência da verticalização na sensação térmica urbana, dentro de um contexto de diretrizes de compactação das cidades, aplicada à cidade de Maringá / PR, cujo clima é subtropical úmido. Pretende avaliar se o aumento do gabarito dos edifícios da região apontada, realizado de modo a respeitar o parcelamento e o uso e ocupação do solo, interfere no conforto térmico urbano, mediante a verificação do índice de temperatura fisiológica equivalente (PET). Seu desenvolvimento é realizado com base na análise de resultados obtidos por meio de ferramentas computacionais, especialmente o software ENVI-met, seguindo as seguintes etapas: 1. Histórico Urbanístico, em que se avalia o plano inicial da cidade e o seu perfil atual; 2. Caracterização Climática, na qual se elabora o arquivo climático do município, sua carta de ventos, bem como todos os tratamentos necessários para a aplicação do software; 3. Modelagem e Simulação, em que se define e constrói os cenários, para posterior simulação; 4. Avaliação Ambiental, em que se analisa a sensação térmica dos resultados da simulação. Por fim, mediante a avaliação dos resultados obtidos, demonstra-se que a verticalização, em climas subtropicais úmidos, pode ser utilizada como atenuação da sensação térmica. / This research deals with the influence of verticalization on urban thermal sensation, within a context of city compaction guidelines, applied to the city of Maringá / PR, whose climate is humid subtropical. The objective of this study is to evaluate whether the increase in the model of the buildings in the mentioned region, in order to respect the parceling and the use and occupation of the soil, interferes with the urban thermal comfort by checking the equivalent Physiological Temperature Index (PET). Its development will be carried out based on the analysis of results obtained through computational tools, especially the ENVI-met software, following the following steps: 1. Urban History, in which the initial plan of the city and its current profile will be evaluated; 2. Climatic Characterization, in which the climatic archive of the municipality, its chart of winds, as well as all the necessary treatments for the application of the software will be elaborated; 3. Modeling and Simulation, in which the scenarios will be defined and constructed, for later simulation; 4. Environmental Assessment, in which the thermal sensation of the results of the simulation will be analyzed. Finally, by means of the evaluation of the obtained results, it will be shown that the verticalization, in humid subtropical climates, can be used as attenuation of the thermal sensation.