Tese de mestrado integrado. Engenharia Mecânica. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2008

Tese de mestrado. Engenharia Estrutural. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 1988

Tese de mestrado integrado. Engenharia Civil (Especialização em Construções). Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2010

Tese de mestrado integrado. Engenharia Civil (Ramo Estruturas). Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2009

Tese de mestrado integrado. Engenharia Civil (especialização em Construções Civis). Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2008

Dissertação apresentada para obtenção do grau de Doutor em Engenharia Mecânica, na Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto

Tese de doutoramento. Engenharia Civil. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 1996

O objetivo dessa dissertação foi estudar a relação entre o desenho da abertura e o comportamento térmico de ambientes internos de simulação. Para tanto, o comportamento foi quantificado a partir da energia consumida pelo ar-condicionado para manter o ambiente interno com temperaturas aceitáveis para o conforto térmico. Dessa forma, quanto menor a energia consumida, melhor o comportamento térmico do ambiente. A energia consumida foi obtida através de simulação com o software EnergyPlus 7.0. Os parâmetros investigados foram baseados nas variáveis das equações do RTQ-R (Regulamento Técnico da Qualidade para o Nível de Eficiência Energética das Edificações Residenciais). Para o estudo foram simulados ambientes onde em cada simulação era variada a orientação (norte, nordeste, leste, sudeste, sul, sudoeste, oeste e noroeste) o tamanho (cinco diferentes tamanhos) e a existência ou não de dispositivos de sombreamento das aberturas. Como análise complementar, foi também estudado a influência da intensificação da ventilação durante as noites de verão no comportamento térmico de ambientes. No total, o mesmo ambiente foi simulado 240 vezes. O estudo se concentrou no contexto climático da cidade de Porto Alegre. O foco da pesquisa foi a abertura porque esse elemento de construção, dependendo de seu tamanho em relação à parede, de sua orientação, de sua vedação, ou de outras características, pode permitir uma troca térmica significativa entre o interior e o exterior da edificação, independentemente das características de isolamento das paredes. A relação entre o desenho da abertura e o comportamento térmico de ambientes é discutida tendo como base o RTQ-R, pois esse é o regulamento de classificação do nível de eficiência energética de edificações residenciais vigente no país. Ao final do trabalho, a influência dos parâmetros tamanho, orientação e sombreamento para o comportamento térmico de ambientes é discutida tendo como base os resultados do EnergyPlus 7.0 – ferramenta de quantificação – e do RTQ-R – ferramenta de qualificação. Como resultado das simulações feitas com o EnergyPlus 7.0, obteve-se informação sobre a forma pela qual o tamanho, a orientação e o sombreamento das aberturas influenciam o comportamento térmico de ambientes. As análises feitas com o uso das equações do RTQ-R levaram a resultados de maneira geral compatíveis com as simulações, apesar da menor sensibilidade dessa ferramenta qualitativa. Nas análises com o EnergyPlus 7.0, o tamanho foi a variável que apresentou maior influência. Com o uso do RTQ-R, a variável que se mostrou mais influente foi o sombreamento. Foi observado ainda que as equações do RTQ-R ajudam na definição da orientação, do tamanho e do sombreamento das aberturas, características que são essenciais para aprimorar o comportamento térmico de ambientes. Portanto, o uso das equações como ferramenta de suporte ao desenvolvimento de projetos é recomendável. O EnergyPlus também se mostrou uma ferramenta capaz de auxiliar a escolha das melhores estratégias de projeto. Sendo assim, as duas ferramentas se complementam. / The objective of this dissertation was to demonstrate the relationship between the design of the window and the thermal behavior of simulated internal environments. The thermal behavior was quantified from the energy consumed by the air conditioning system to maintain the internal environment with acceptable temperatures for thermal comfort. Thus, the lower the energy consumed, the better the thermal performance of the internal environment. The amount of energy consumed was obtained by simulation with the software EnergyPlus 7.0. The parameters investigated were based on the variables of the equations of RTQ-R (Quality Technical Regulation for the Level of Energy Efficiency of Residential Buildings). For the study internal environments were simulated, where in each simulation were varied orientation (north, northeast, east, southeast, south, southwest, west and northwest) size (five different sizes) and the presence or absence of shading window devices. As a complement, was also studied the influence of the intensification of ventilation during the summer nights on the thermal behavior of internal environments. In total, the same internal environment was simulated 240 times. The study focused on the climatic context of the city of Porto Alegre. The focus of the research was the window because this construction element, depending on its size relative to the wall, on its orientation, on its thermal isolation, or on other characteristics, can allow a significant heat exchange between the interior and the exterior of the building, independently of the characteristics of the isolation of the walls. The relationship between the design of the window and the thermal behavior of buildings is discussed based on the RTQ-R, because this is the classification regulation of the level of energy efficiency of residential buildings present in the country. At the end of the work, the influence of the parameters size, orientation and shading for thermal behavior of internal environments is discussed based on the results of the EnergyPlus 7.0 - quantification tool - and RTQ-R - qualification tool. As a result of the simulation made with the EnergyPlus 7.0, information was obtained about how the size, the orientation and the shading of the windows influence the thermal behavior of the internal environment. The analysis made with the RTQ-R equations led to results which are in general compatible with the simulations, despite the lower sensibility of this qualitative tool. In the analysis made with the EnergyPlus 7.0, the size was the variable with the greatest influence. Using the RTQ-R, the variable that was the most influential was the shading. It was also observed that the equations of the RTQ-R are useful for the definition of orientation, size and shading of windows, characteristics which are essential to improve the thermal behavior of internal environments. Therefore, the use of the equations as a tool to support the development of projects is recommended. The EnergyPlus was also showed as a tool able to help select the best design strategies. Thus, the two tools are complementary.

O objetivo dessa dissertação foi estudar a relação entre o desenho da abertura e o comportamento térmico de ambientes internos de simulação. Para tanto, o comportamento foi quantificado a partir da energia consumida pelo ar-condicionado para manter o ambiente interno com temperaturas aceitáveis para o conforto térmico. Dessa forma, quanto menor a energia consumida, melhor o comportamento térmico do ambiente. A energia consumida foi obtida através de simulação com o software EnergyPlus 7.0. Os parâmetros investigados foram baseados nas variáveis das equações do RTQ-R (Regulamento Técnico da Qualidade para o Nível de Eficiência Energética das Edificações Residenciais). Para o estudo foram simulados ambientes onde em cada simulação era variada a orientação (norte, nordeste, leste, sudeste, sul, sudoeste, oeste e noroeste) o tamanho (cinco diferentes tamanhos) e a existência ou não de dispositivos de sombreamento das aberturas. Como análise complementar, foi também estudado a influência da intensificação da ventilação durante as noites de verão no comportamento térmico de ambientes. No total, o mesmo ambiente foi simulado 240 vezes. O estudo se concentrou no contexto climático da cidade de Porto Alegre. O foco da pesquisa foi a abertura porque esse elemento de construção, dependendo de seu tamanho em relação à parede, de sua orientação, de sua vedação, ou de outras características, pode permitir uma troca térmica significativa entre o interior e o exterior da edificação, independentemente das características de isolamento das paredes. A relação entre o desenho da abertura e o comportamento térmico de ambientes é discutida tendo como base o RTQ-R, pois esse é o regulamento de classificação do nível de eficiência energética de edificações residenciais vigente no país. Ao final do trabalho, a influência dos parâmetros tamanho, orientação e sombreamento para o comportamento térmico de ambientes é discutida tendo como base os resultados do EnergyPlus 7.0 – ferramenta de quantificação – e do RTQ-R – ferramenta de qualificação. Como resultado das simulações feitas com o EnergyPlus 7.0, obteve-se informação sobre a forma pela qual o tamanho, a orientação e o sombreamento das aberturas influenciam o comportamento térmico de ambientes. As análises feitas com o uso das equações do RTQ-R levaram a resultados de maneira geral compatíveis com as simulações, apesar da menor sensibilidade dessa ferramenta qualitativa. Nas análises com o EnergyPlus 7.0, o tamanho foi a variável que apresentou maior influência. Com o uso do RTQ-R, a variável que se mostrou mais influente foi o sombreamento. Foi observado ainda que as equações do RTQ-R ajudam na definição da orientação, do tamanho e do sombreamento das aberturas, características que são essenciais para aprimorar o comportamento térmico de ambientes. Portanto, o uso das equações como ferramenta de suporte ao desenvolvimento de projetos é recomendável. O EnergyPlus também se mostrou uma ferramenta capaz de auxiliar a escolha das melhores estratégias de projeto. Sendo assim, as duas ferramentas se complementam. / The objective of this dissertation was to demonstrate the relationship between the design of the window and the thermal behavior of simulated internal environments. The thermal behavior was quantified from the energy consumed by the air conditioning system to maintain the internal environment with acceptable temperatures for thermal comfort. Thus, the lower the energy consumed, the better the thermal performance of the internal environment. The amount of energy consumed was obtained by simulation with the software EnergyPlus 7.0. The parameters investigated were based on the variables of the equations of RTQ-R (Quality Technical Regulation for the Level of Energy Efficiency of Residential Buildings). For the study internal environments were simulated, where in each simulation were varied orientation (north, northeast, east, southeast, south, southwest, west and northwest) size (five different sizes) and the presence or absence of shading window devices. As a complement, was also studied the influence of the intensification of ventilation during the summer nights on the thermal behavior of internal environments. In total, the same internal environment was simulated 240 times. The study focused on the climatic context of the city of Porto Alegre. The focus of the research was the window because this construction element, depending on its size relative to the wall, on its orientation, on its thermal isolation, or on other characteristics, can allow a significant heat exchange between the interior and the exterior of the building, independently of the characteristics of the isolation of the walls. The relationship between the design of the window and the thermal behavior of buildings is discussed based on the RTQ-R, because this is the classification regulation of the level of energy efficiency of residential buildings present in the country. At the end of the work, the influence of the parameters size, orientation and shading for thermal behavior of internal environments is discussed based on the results of the EnergyPlus 7.0 - quantification tool - and RTQ-R - qualification tool. As a result of the simulation made with the EnergyPlus 7.0, information was obtained about how the size, the orientation and the shading of the windows influence the thermal behavior of the internal environment. The analysis made with the RTQ-R equations led to results which are in general compatible with the simulations, despite the lower sensibility of this qualitative tool. In the analysis made with the EnergyPlus 7.0, the size was the variable with the greatest influence. Using the RTQ-R, the variable that was the most influential was the shading. It was also observed that the equations of the RTQ-R are useful for the definition of orientation, size and shading of windows, characteristics which are essential to improve the thermal behavior of internal environments. Therefore, the use of the equations as a tool to support the development of projects is recommended. The EnergyPlus was also showed as a tool able to help select the best design strategies. Thus, the two tools are complementary.

Made available in DSpace on 2014-11-10T11:09:59Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-02-14Bitstream added on 2014-11-10T11:57:25Z : No. of bitstreams: 1 000775442_20150214.pdf: 450123 bytes, checksum: b527b7309cc706255fb43dacad1f60fe (MD5) Bitstreams deleted on 2015-02-18T15:02:18Z: 000775442_20150214.pdf,Bitstream added on 2015-02-18T15:02:49Z : No. of bitstreams: 1 000775442.pdf: 5135701 bytes, checksum: 39b0d71b442e071455620dcbf2b46beb (MD5) / Neste projeto, estudaram-se as reações que ocorrem no sistema quaternário Cu-Al-Ag- Mn, na região rica em cobre e no início do intervalo de existência da transformação eutetóide, em ligas de Cu-9%Al com adições de 3, 4 e 5%Ag e 4, 6 e 8%Mn (m/m), utilizando-se metalografia por microscopia óptica (MO) e eletrônica de varredura (MEV), calorimetria exploratória diferencial (DSC), difração de raios X (DRX), análise por dispersão de energias de raios X (EDX), medidas de variação da resistividade elétrica com a temperatura e medidas de variação da microdureza com a temperatura e o tempo. Os resultados obtidos para as transições estáveis mostraram a seguinte sequencia de reações: (α2→α), β1→ β-(T7-Cu2MnAl) e T3-(Cu3Mn2Al) → β-(T7-Cu2MnAl). As adições de Mn ampliam a região de existência da fase β e os resultados ainda indicaram que a precipitação da fase rica em Ag ocorre a partir da matriz rica em cobre e a presença de Mn deve alterar a aderência destes precipitados na matriz. Os resultados obtidos para as transições metaestáveis mostraram as seguintes reações: precipitação da fase α a partir da fase martensítica, transição β’→β1(DO3) e parte da decomposição da fase β1 nas fases α, γ e T3, transição β1(DO3)→β2(B2) e a transição β2(B2)→β(A2). Para as ligas contendo Ag, além das reações já citadas pode-se observar a ocorrência de mais duas reações: precipitação e dissolução de Ag. Os resultados obtidos durante o envelhecimento isotérmico das ligas e para a cinética não isotérmica de formação da fase β mostraram que existe um máximo de solubilidade da Ag no Mn, que deve ficar em torno de 6% Mn. Os resultados obtidos para as ligas envelhecidas no intervalo de tempo e temperatura considerados mostraram que a fase martensítica foi estabilizada e a reação dominante para a liga Cu-9%Al-4%Mn é a reação de consumo da fase α e para as demais ligas a reação... / In this work, the reactions that occur in the quaternary system Cu-Al-Ag-Mn, in the Cu-rich region and at the beginning of the eutectoid transition occurrence was studied in Cu- 9wt.%Al alloys with additions of 3, 4 and 5 wt.%Ag and 4, 6 and 8 wt.%Mn using optical (OM) and scanning electron microscopy (SEM), differential scanning calorimetry (DSC), Xray diffraction (XRD), energy dispersion X-ray analysis (EDX), electrical resistivity changes measurements with temperature and microhardness changes measurements with temperature and time. Results obtained for stable transitions showed that the reactions sequence is (α2→α), β1→ β-(T7-Cu2MnAl) e T3-(Cu3Mn2Al) → β-(T7-Cu2MnAl). Additions of Mn increase the β phase region and Ag additions promote the precipitation of an Ag-rich phase from the Cu-rich matrix. The presence of Mn seems to change the precipitates adherence to the matrix. For metastable transitions the observed reactions was: α phase precipitation from the martensitic phase, β’→β1(DO3) transition and partial decomposition of the β1 phase on the α, γ and T3 phases, β1(DO3)→β2(B2) and β2(B2)→β(A2) transitions. For alloys with Ag additions other two reactions were observed, Ag-rich phase precipitation and dissolution. Results obtained from isothermal ageing of the alloys and β phase formation non-isothermal kinetics showed that there is a solubility maximum for Ag and that it is about 6wt.%Mn. Results obtained for aged alloys in the considered time and temperature range showed the stabilization of the martensitic phase and the consumption of the α phase as the dominant reaction for the Cu- 9%Al-4%Mn alloy. For the rest of studied alloys the dominant reaction is α phase precipitation with growing of bainitic plates due to interface diffusion along grain boundaries between the martensitic and the bainitic phase. In the Cu-9%Al-4%Mn alloy Ag dissolution into the matrix increases the Mn relative fraction and...