Tese de mestrado integrado. Engenhariado Ambiente. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2010

El presente trabajo muestra el enfoque sobre una alternativa a la forma tradicional, de realizar la medición del consumo de energía eléctrica que consume un abonado en base a telemetría SCADA que es el modelo más estándar para este cometido. El proyecto en si esta enmarcado en el desarrollo del (hardware y Software) del RTU (Unidad Terminal Remota) parte integrante de todo sistema SCADA y el desarrollo de una interfase de entorno Visual MTU (unidad Terminal Maestra) parte de1 sistema SCADA, para comunicarse con el RTU diseñada en lenguaje de programación Visual Basic 6.0 (Software) que realiza la lectura y medición del consumo de energía de manera automática del medidor del cliente. En desarrollo del sistema SCADA se tuvo como prerrogativa de trabajar con parámetros de consumo reales y no simplemente de cálculo teórico lo que proporciono al sistema factibilidad de ser implementado en una compañía que realice la medición de consumo de energía y que desee optimizar su servicio de medición

Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. / Made available in DSpace on 2012-10-17T06:40:24Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-09T00:30:25Z : No. of bitstreams: 1 138087.pdf: 18052903 bytes, checksum: c187bda50f291f6a6aa77207c03dcc28 (MD5)

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil / Made available in DSpace on 2012-10-22T22:37:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 236520.pdf: 1942367 bytes, checksum: e1c59121aeccafbac2d4782c07f54807 (MD5)

[pt] O objetivo desta dissertação é modelar o consumo mensal de utensílios elétricos para fins residenciais em Juiz de Fora por um modelo linear generalizado e comparar os resultados obtidos com os de um modelo clássico de regressão. Para estimar os parâmetros em ambos os casos, foi o software GLIM (Generalized Linear Interactive Models), desenvolvido. Para esta finalidade foi usada uma matriz de dados extraída de uma pesquisa realizada junto a 593 domicílios no Município de Juiz de Fora, MG. Destes, alguns foram excluídos por apresentarem valores discrepantes o que poderia distorcer os resultados do modelo, levando a conclusões errôneas. O corpo desta dissertação consta de uma introdução sobre os problemas do aumento pela demanda de energia elétrica no Brasil e no mundo e as soluções propostas para contornar os problemas resultantes deste aumento através do gerenciamento pelo lado da demanda. Existe alguma literatura a respeito destes trabalhos, sendo que no Brasil o mais conhecido é um trabalho desenvolvido por LINS, Marcos Estelita Pereira em 1989, realizado com 10818 domicílios em todo o Brasil. Neste trabalho supôs-se que o consumo residencial mensal que é a variável resposta do modelo tem distribuição normal, utilizando-se o método dos mínimos quadrados ordinários para a estimação dos parâmetros. Nesta dissertação, foi utilizado um modelo linear generalizado que, se considerar a variável resposta normalmente equivale a um processo clássico de regressão linear. Os resultados da função desvio e da estatística de Pearson generalizada indicaram que deve-se utilizar a distribuição gama de probabilidades para o consumo uma vez que os dados exibem uma ligeira assimetria positiva. Devido às condições da matriz de dados que apresenta algumas colunas com muitos valores nulos para alguns utensílios, recomenda- se que o processo seja repetido para uma matriz mais completa. As diferenças encontradas para uma distribuição normal e uma distribuição gama somente foram significativas para os valores da função desvio e da estatística generalizada de Pearson. Os coeficientes de explicação nos dois casos, são praticamente iguais em condições semelhantes, provavelmente porque a assimetria positiva na variável resposta seja muito pequena. A dissertação é concluída recomendo o emprego dos modelos lineares generalizados por serem mais flexíveis que os modelos clássicos e o emprego do software GLIM para implementar o processo de estimação dos parâmetros dos mesmos. / [en] The purpose of this study is to estimate model of residential consumption of electrical energy in Juiz de Fora, MG, using the computer program GLIM and to compare such results with the ones obtained when a classical regression model are employed. A data representanting the findings of 593 dweling in the city of Juiz de Fora was used in this study. Some data weren´t yet survey considered outliers and could conduce false results and consequenly sing as they were bias the conclusions. This dissertation has an introduction about the problems related to the consumption of electrical energy in Brazil and the world an the solutions proposed to solve it through demand side management (DSM). The consumption was assumed to have a gamma distribution. The data set was divided into four ranges of consumption and one model for each range was estimated. A generalized linear model in this task which can be consideraded a classical regresssion model when consumption is supposed to have a normal distribution. The results from the error function and the generalized Pearson´statistic pointed towards the use of a Gamma probability function for consumption due to a slight positive skeweness shown by the data. The data matrix presented some null columns values for a number of appliances; the repetition of the process using more dense matrix is recommended. The differences found for a normal function and a Gamma distributions were significant only for the values of the errors function and the generalized Pearson statistic. The coefficients of explanation in both cases were under similar conditions, perhaps due to the very slight positive skewness of this response variable. The dissertation is conclude by recommending the use of Generalized Linear Models for the greater flexibility when compared with classic models; besides, the GLIM software is recommended for this estimation of the model parameters.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil, Florianópolis, 2011 / Made available in DSpace on 2012-10-26T06:27:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 297672.pdf: 4500859 bytes, checksum: 6a092726731856db4d27c68080b5bcd4 (MD5) / O crescente consumo e a busca pelo uso racional de energia é uma realidade nas principais nações do mundo. No Brasil, o setor residencial é responsável por 24% do consumo de energia elétrica do país, que foi de 426 TWh em 2009. Somado aos setores comercial e público, tem-se que, para 2009, o setor de edificações foi responsável por 47% da eletricidade consumida do país, ultrapassando o setor industrial, cujo consumo foi de 44%. Impulsionado principalmente pela crise ocorrida em 2001, medidas de eficiência energética foram tomadas no país. Dentre estas medidas estão os regulamentos para eficiência energética em edificações, criados no âmbito do Programa Nacional de Eficiência Energética em Edificações - PROCEL Edifica e desenvolvidos em parceria com o Laboratório de Eficiência Energética em Edificações - LabEEE/UFSC. Ambos de caráter voluntário, no ano de 2009 entrou em vigor o regulamento para edificações comerciais, de serviço e públicas e, em 2010, o regulamento para edificações residenciais. Este trabalho tem por objetivo avaliar o impacto da aplicação dos requisitos de eficiência máxima do regulamento residencial no consumo de energia elétrica do setor residencial brasileiro. Para isso foi necessário, além da caracterização do consumo do setor, o desenvolvimento de dois cenários - o cenário tendencial, no qual não há aplicação de medidas de eficiência energética, e o cenário técnico, no qual foram aplicados os requisitos do regulamento. Estes cenários foram construídos para os anos de 2020 e 2030 e para as cinco regiões geográficas nas quais o país é dividido, com base em dados de estudos oficiais de abrangência nacional, sendo esses dados relativos às características demográficas e de domicílios, ao consumo de energia elétrica e à posse e uso final de equipamentos. Para cada região, os domicílios foram divididos em quatro faixas de consumo, para os quais foram avaliados cinco requisitos: envoltória, refrigerador e freezer, condicionamento artificial de ar, iluminação artificial e aquecimento de água. Para a envoltória, devido à dificuldade em se estabelecer uma influência direta entre o seu desempenho e o consumo de eletricidade, foi realizada uma análise simplificada, para ventilação natural e para condicionamento artificial de ar, através das planilhas de avaliação do regulamento disponibilizadas pelo site do LabEEE. Foi avaliado o desempenho da envoltória dos domicílios existentes através do modelo utilizado nas simulações do regulamento, inserindo-se nas planilhas as características construtivas predominantes de acordo com a região geográfica. Em relação aos demais requisitos avaliados, por terem sido observados diferentes valores nos estudos levantados, foram utilizados os valores mínimo, médio e máximo de uso final, a fim de abranger os diferentes valores de consumos possíveis. Portanto, para construção do cenário técnico, o método consistiu em aplicar os requisitos de eficiência máxima do regulamento para quatro faixas de consumo das cinco regiões geográficas e de acordo com três valores de uso final. Através da comparação entre os cenários tendencial e técnico, foi possível avaliar o impacto da aplicação dos requisitos propostos pelo regulamento residencial para os usos finais avaliados. Para a envoltória, observou-se que o padrão construtivo predominante do país não atinge os níveis máximos de eficiência, seja para ventilação natural ou condicionamento artificial de ar, na maioria as regiões geográficas. Nos resultados por região geográfica, o Sudeste, que concentra 44% dos domicílios, apresentou o potencial mais expressivo das regiões, com 62% da economia total calculada para o setor. Nos resultados totais para o país, em relação aos usos finais avaliados, o maior potencial de economia foi observado para a substituição do chuveiro elétrico por sistema de aquecimento solar, atingindo 57% da economia calculada para 2030. Em relação às faixas de consumo, as duas faixas correspondentes aos domicílios com maior média de consumo, e que correspondem a 41,6% dos domicílios, são responsáveis por 71,5% do consumo e por 82,9% do potencial de economia obtidos para o cenário técnico em 2030, revelando um alto valor de economia em relação ao número de domicílios. O potencial total de economia estimado para o setor residencial foi de 22% para 2020 e 26% para 2030. Portanto, o regulamento residencial pode implicar em valores significativos de economia de energia elétrica no setor residencial, sobretudo na região Sudeste e nas faixas dos domicílios com maior média de consumo. Ressalta-se a disparidade de valores para uso final obtidos nos estudos analisados, o que pode ocasionar imprecisões nos resultados. / The consumption increasing and the rational use of energy is a reality in the main nations of the world. In Brazil, the residential sector accounts for 24% of the electricity consumption of the country, which was 426 TWh in 2009. Adding to the commercial and public sectors, for 2009, the building sector accounted for 47% of the electricity consumed in the country, exceeding the industrial sector, which consumption was 44%. Stimulated by the crisis occurred in 2001, energy efficiency measures have been taken in the country. Among these measures are the regulations for energy efficiency in buildings, created within the National Energy Efficiency in Buildings Program - PROCEL Edifica and developed in partnership with Laboratory for Energy Efficiency in Buildings - LabEEE/UFSC. Being both voluntary, in 2009 became into effect the regulation for commercial, public and service buildings , and in 2010 the regulation for residential buildings. This study aimed to evaluate the impact of the application of the maximum energy efficiency requirements of the residential regulation into the electricity consumption of the residential sector of Brazil. This required, further the characterizing of the sector consumption, the development of two scenarios - the trend scenario, in which there is no energy efficiency measures, and the technical scenario, in which the regulation requirements were applied. These scenarios were developed for the years of 2020 and 2030 and for the five geographical regions in which the country is divided, based on official data from national coverage studies, being these data related to demographic and dwellings characteristics, to electricity consumption and to equipments ownership and end-use. For which region, the dwellings were divided into four consumption ranges, for which one were evaluated five different end-uses: envelope, refrigerator and freezer, air conditioning, lighting and water heating. For the envelope, due to the difficulty in establishing a direct influence between its performance and electricity consumption, a simplified analysis was made, to natural ventilation and air conditioning, through the evaluation sheets of the regulation provided by the LabEEE website. The performance of existing dwellings envelope was evaluated through the model used in the regulation simulations, by inserting the prevailing constructive characteristics in the sheets, according to the geographical region. In relation of the other requirements evaluated, due to the fact that different values were found in the studies surveyed, were used the minimum, average and maximum end-use values observed, in order to embrace the different possible consumption values. Thus, for the technical scenario development, the method consisted of applying the maximum efficiency requirements of the regulation for the five end-uses evaluated, for the four consumption ranges of the five geographical regions according to three values of end-use. Through the comparison between the trend and technical scenarios, was possible to assess the impact of the application of the requirements purposed by the residential regulation for the end-uses evaluated. For the envelope, it was observed that the prevailing constructive pattern is not appropriate to the climate, either for natural ventilation or artificial air conditioning, in all geographical regions. In the results by geographical region, the Southeast, that accounts 44% of the dwellings, presented the most expressive potential of the regions, with 62% of the total savings calculated for the sector. In the overall results for the country, related to the end-uses evaluated, the largest savings potential was obtained for the replacement of electrical shower by solar water heating system, reaching 57% of the savings calculated for 2030. In relation to the consumption ranges, the both corresponding to the dwellings with higher average consumption, which corresponds to 41,6% of the dwellings, account for 71,5% of the consumption and for 82,9% of the savings potential obtained for the technical scenario in 2030, revealing a high savings value over the number of dwellings. The total potential savings estimated for 2030 was 22% for 2020 and 26% for 2030. Thus, the residential regulation can imply in significant values of electricity savings in the residential sector, overall in the Southeast region and in the ranges of the dwellings with higher average consumption. It is necessary to highlight the difference in the end-uses values obtained in the studies surveyed, which may cause imprecision in the results.

As indústrias siderúrgicas almejam aliar a máxima produtividade com um menor custo, neste contexto, no processo de produção de aço em uma aciaria elétrica uma série de fatores necessita de um melhor entendimento para alcançar as metas exigidas (máxima produtividade e menor custo). Um destes fatores que tem efeito direto sobre os custos é a escória espumante no refino primário, que além de favorecer o rendimento metálico, melhora a eficiência energética do FEA. O objetivo geral do presente trabalho é estudar as escórias de refino primário visando a redução do consumo energético, avaliando a espumação e os diferentes parâmetros que a afetam, utilizando a termodinâmica computacional (software FactSage 6.4) e dados industriais. A metodologia desenvolvida buscou especificamente: a) avaliar a saturação de MgO para o sistema CaO-SiO2-FeO-Al2O3-MgO através da termodinâmica computacional; e para os dados industriais: b) encontrar relações entre a composição química da escória e o consumo de energia elétrica; c) utilizar os diagramas de saturação isotérmicos (ISD’s) para avaliar o consumo de energia elétrica, avaliando a posição das corridas analisadas; d) encontrar relações entre os harmônicos de tensão e o consumo de energia elétrica; e) encontrar relações entre os harmônicos de tensão e a composição química da escória. Com relação à análise dos dados obtidos, pode-se concluir que: 1) a análise de saturação de MgO realizada no programa FactSage 6.4 apresentou os resultados esperados com relação à variação de composição química, a comparação entre os diagramas ternários e ISD’s; 2) o menor gasto de energia elétrica foi encontrado para as seguintes faixas de composição química: FeO entre 27,5 e 30% em massa, basicidade binária entre 3,0 e 3,2, MgO entre 5,5 e 6,5% em massa; 3) os ISD’s podem ser utilizados para a análise do consumo energético; 4) o teor de FeO de menor desvio padrão dos harmônicos foi de 29%; 5) quanto maior a variação dos THDv’s (distorção harmonica total de tensão), maior o gasto energético. / Steelmaking industries aim to combine maximum productivity with a lower cost, in this context, in the steel production process in an electric steel plant a number of factors needs a better understanding to achieve the required goals (maximum productivity and lower cost). One of these factors that have a direct effect on costs is the foamy slag in the primary refining, which in addition to promoting the metal yield improves the energy efficiency of FEA. The overall objective of this work is to study the primary refining slag aimed at reducing energy consumption, evaluating the foaming and the different parameters affecting it, using computational thermodynamics (FactSage 6.4 software) and industrial data. The methodology consisted of: a) evaluate the MgO saturation for the CaO-SiO2-FeO-Al2O3-MgO system by computational thermodynamics; and with industrial data: b) find relationships between the chemical composition of the slag and the consumption of electricity; c) use the isothermal saturation diagrams (ISD) to assess the energy consumption, evaluating the position of the analyzed heat; d) find relationships between the voltage harmonics and power consumption; e) find relationships between the voltage harmonics and the chemical composition of the slag. Regarding the analysis of the data, it can be concluded that: 1) the MgO saturation analysis in FactSage 6.4 program presented the results expected in relation to the variation in chemical composition, the comparison between the ternary diagrams and ISD's; 2) the lowest power consumption was found for the following chemical composition ranges: FeO between 27.5 and 30%, binary basicity between 3.0 and 3.2, MgO 5,5 e 6,5%; 3) ISD's can be used for the analysis of energy consumption; 4) the FeO content of less harmonic standard deviation was 29%; 5) the greater the variation of THD's largest energy expenditure.

No presente trabalho foi feita a simulação computacional de três salas cirúrgicas e de alguns ambientes contíguos. Este estudo teve como objetivo verificar a influência dos diferentes layouts no conforto térmico dos ocupantes, na qualidade do ar interior, no dimensionamento dos equipamentos de climatização e no gasto energético. Todos os ambientes foram simulados para as condições climáticas de cinco capitais Brasileiras: Belém, Brasília, Porto Alegre, Recife e São Paulo. Estudou-se três tipos de distribuição arquitetônica. No Caso 1, o layout apresentado foi uma sala cirúrgica e um corredor. No Caso 2 foram analisados a sala cirúrgica, um corredor limpo e um corredor “sujo” (corredor de expurgo); enquanto no Caso 3, a sala cirúrgica, antecâmara e corredor. Os ambientes estudados são hipotéticos. As características construtivas e parâmetros ambientais (temperatura, umidade relativa, velocidade do ar, etc.) foram pré-estabelecidos segundo o tipo de cirurgia, baseando-se em normas brasileiras e algumas internacionais. Os tipos de cirurgias estudadas foram a ortopédica e a abdominal, considerando-as, respectivamente, asséptica e séptica. O conforto térmico foi calculado para os seguintes ocupantes: paciente, cirurgiã, anestesista, enfermeira auxiliar, enfermeira instrumentadora, enfermeira circulante, equipe de preparo e equipe de limpeza, pessoas no corredor e pessoas acessando a antecâmara. A escala utilizada para estabelecer as condições de conforto térmico, foi a ISO 7730. O gasto energético foi simulado para o período de um ano de projeto, enquanto os demais parâmetros, para um dia de verão (21 de janeiro) e um dia de inverno (21 de julho). O software utilizado na simulação foi o Energy Plus, versão 1.03. Com o modelamento foi possível observar o comportamento de cada parâmetro requerido, dentro de um espaço de tempo e nas diferentes regiões brasileiras estudadas. Na simulação, verificou-se que as variáveis, temperatura e umidade relativa, mantiveram-se dentro dos parâmetros exigidos. Estas variáveis, estando sob controle, não expuseram o ambiente a condições favoráveis para a amplificação de microorganismos. O controle de contaminantes nos ambientes, fez-se a partir do diferencial de pressão, da política de acesso de pessoas às salas cirúrgicas, bem como as filtragens recomendadas pelas normas. Com o dimensionamento dos equipamentos, foi possível ter as potências de cada fan-coil no dia de verão e de inverno para cada cidade e tipo de cirurgia. A menor potência encontrada para a sala cirúrgica foi no Caso 2. Dentro das análises realizadas, o layout do Caso 2 se mostrou mais eficiente, do ponto de vista energético, e em relação ao conforto térmico. Em todos os casos o anestesista e o paciente encontraram-se em situação de extremo desconforto, porém, no dia de inverno no Caso 2, apresentaram uma pequena melhora na sensação térmica, enquanto as demais pessoas, mantiveram-se em conforto ou pouco desconfortáveis. Analisando a política de acesso às salas cirúrgicas o layout com dois corredores permite um maior controle da sala cirurgica, diminuindo assim o risco de infecção cruzada nestes ambientes. Com o controle do ambiente interior, melhora-se as condições de segurança e saúde do corpo clínico e pacientes. O uso de simulação computacional mostrou-se uma importante ferramenta de suporte, permitindo avaliar o desempenho de diferentes soluções. A simulação computacional permite identificar ainda na fase de projeto, os projetos que são mais adequados ao uso do ambiente e o de maior qualidade, e os mais eficientes do ponto de vista energético. / At the present report, was made a computational simulation of three operating rooms and some adjacent areas. The purpose of this study was to verify the influence of the different layouts in the thermal comfort of the occupants, the indoor air quality, in the HVAC characteristics and in the energy consumption. All the environments were simulated according to the climate conditions of five Brazilian capitals: Belem, Brasilia, Porto Alegre, Recife e Sao Paulo. Three different layouts were studied. In Case 1, the layout consisted of an operating room and a hallway. Case 2 consisted of an operating room, a hallway with ultra-clean air and a second hallway with normal air treatment which is used as exit from the operating room and remove contaminated materials and instruments. Case 3 were considered an operating room, an antechamber and a hallway. The three cases described and studied are hypothetical. The constructive characteristics and the environmental parameters (temperatures, relative humidity, the air velocity, pressure, filters, etc.) were established according to the type of surgery and also based on Brazilian and some International standards. Two types of surgeries were evaluated: the orthopedic and the abdominal, considering them aseptic and septic, respectively. The thermal comfort of the patient, surgical team, support staff and the person, who cleans the operating room, were evaluated. The scale ISO 7730 was used to establish the thermal comfort conditions. The energy consumption was simulated for a one-year project, while the other parameters for one Summer day (21st January) and one Winter day (21st July). The software used in the simulation was the Energy Plus, version 1.03. With the modeling, it was possible to observe the behavior of each required parameters within a time space in the different Brazilian capitals. In the simulation, the environment temperature and the relative humidity were analyzed, and they remained in the demanded parameters. Those variables were under control and, therefore do not exposed the environment to favorable conditions of microorganisms increase. The architectural analysis was made to the politics of people’s access to the operating room. With the equipment dimensioning, it was possible to have the potencies of each fan-coil in the Summer and Winter day for each city and kind of surgery. The lowest power found was the one for the surgery room in Case 2. Based on the results of the simulations, comparing the performance of the three different layouts, Case 2 revealed to be more efficient on the energy consumption and also to the thermal comfort. However, in Case 1, 2 and 3, the anesthesiologist and the patient were in a situation of extreme thermal discomfort, although in winter day Case 2 revealed a small improvement on the feeling of thermal discomfort, while the other people remained in comfort or a little thermal discomfort. Analyzing the politics of people’s access to the operating rooms, Case 2 provides higher control of the indoor environment, since the surgical team and aseptic materials and instruments enter in the operating room for a hallway with clean air and leave the room for another hallway. Case 2 layout works as an architectonic barrier, defining the people behavior in the Operating Unit and, therefore, decreasing the risk of cross-infection. A computational simulation is an important support tool in the performance assessment of architectonic solutions. The use of computational simulation permits to compare and evaluate different design solutions during the design process, and to identify designs that are more efficient, adequate for the use and that provides improved indoor environment quality for the users.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil, Florianópolis, 2015 / Made available in DSpace on 2016-10-19T12:46:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 337477.pdf: 4966587 bytes, checksum: 4f2c4c9dc662d3aa5e450830ce7f5fd7 (MD5) Previous issue date: 2015 / Simulações computacionais são os métodos mais avançados para predição do desempenho energético de edificações. Por outro lado, métodos estatísticos de funções de inferência baseadas em amostras são mais rápidos e simples de serem utilizados. Logo, para combinar as funcionalidades principais de simulações computacionais com o poder das predições estatísticas, existem os modelos híbridos, chamados metamodelos. O objetivo desta tese é desenvolver um metamodelo para estimar a carga integrada anual de energia para refrigeração para avaliação de desempenho energético de edificações condicionadas artificialmente através do desempenho individual de suas zonas térmicas. Foi construída uma base de dados de 1,29 milhões de casos simulados de uma zona térmica, variando parâmetros construtivos e de uso para o clima de Florianópolis. Uma amostra desta base de dados foi utilizada para elaboração de metamodelos com as técnicas de regressão linear múltipla, regressão adaptativa multivariada por splines, processo gaussiano, máquina de vetores de suporte, Randon Forest e redes neurais artificiais. Estes metamodelos foram comparados quanto ao seu desempenho e ao tempo de processamento computacional, e o metamodelo de maior desempenho foi apurado para diferentes tamanhos de amostra e diferentes configurações de sua estrutura. Por fim, um metamodelo de rede neural artificial treinado com aproximadamente 13 mil casos e 72 nós na camada interna reproduziu o resultado de 1,29 milhões de casos com erros menores que 10% para 99,2% dos resultados. Este tipo de metamodelo pode ser aplicados em dimensionamento de sistemas de condicionamento de ar, em tomadas de decisão no desenvolvimento de projetos e na avaliação de desempenho de certificações e regulamentos. <br> / Abstract : Computer simulations are the most advanced methods to predict the energy performance of buildings. Furthermore, statistical methods using inference functions based on samples are faster and simpler to use. Then, to match the main features of computer simulations with the power of statistical predictions, there are developed hybrid models, called metamodels. This thesis aims to develop a metamodel to predict the annual integrated energy cooling load demand for buildings energy performance assessment. A database of 1.29 million thermal zone cases was constructed with a parametric combination of buildings parameters and internal gains. These cases represent thermal zones of commercial buildings to the Florianópolis climate. A sample of this database was used to develop metamodels with different statistical techniques: multiple linear regression; multivariate adaptive regression splines; gaussian process; support vector machine; Randon Forest; and artificial neural networks. The metamodels were compared for their performance and computational resources for their development, then the best metamodel was calculated for different sample sizes and different configurations of its structure. Finally, a metamodel of artificial neural network trained with 13 thousand cases and 72 nodes in the inner layer reproduces the result of 1.29 million cases with errors smaller than 10% to 99.2% of results. This type of metamodel can be applied in sizing air conditioning systems, in project development decision-making and evaluation of performance in certifications and regulations.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:25:20Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2007-03-22Bitstream added on 2014-06-13T20:53:05Z : No. of bitstreams: 1 rocha_ef_me_bauru.pdf: 1065816 bytes, checksum: 3d22d6be5edd90f793a16e97035c2fa0 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Este trabalho pesquisa uma relação entre o consumo de energia elétrica e a forma de implantação dos edifícios, buscando evidenciar diretrizes mais apropriadas para o conforto do usuário. Para isso foi feito um levantamento das características de localização, orientação e forma de cinco edifícios residenciais térreos no bairro Vila Universitária, em Bauru-SP. Através de cruzamentos de dados e análises, foram identificadas algumas tendências de consumo em função das seguintes variáveis: área construída, fator de visão do céu (FVC), tempo de sombreamento, área de exposição das fachadas NE, área de exposição das fachadas NO, área de exposição das fachadas SO e área de exposição das fachadas SE. Aplicando-se técnicas de Redes Neurais Artificiais (RNA) foi possível identificar a relevância de cada uma dessas variáveis para o consumo de energia das edificações estudadas. Os resultados revelam que a área de exposição das fachadas NO é a variável mais importante dentre aquelas estudadas, seguida pelo tempo de sombreamento e o FVC. / This research seeks a relationship between electrical energy consumption and the way buildings are settled, so that appropriated guidelines for the user comfort can be pointed out. For this purpose a data collection was carried out, taking into consideration the location, orientation and form of residential one-story buildings in the neighborhood of Vila Universitaria, in Bauru-SP. By cross-examining data and analysis, some tendencies of energy consumption were identified, considering the following variables: construction area, sky view factor (SVF), shadowing time, NE façade exposition area, NW façade exposition area, SE façade exposition area. By applying Artificial Neural Networks (ANN) technique, we have determined the relevance of each one of these variables on the energy consumption of the studied units. The results showed that the NW façade exposition is the most important variable among the variables studied, followed by the shadowing time and the SVF.