O presente trabalho apresenta os resultados de estudo realizado através da utilização do programa computacional EnergyPlus para verificação do desempenho termoenergético de edificações industriais. O objetivo da dissertação é sistematizar resultados de horas de conforto geradas pelo frio ou pelo calor em um modelo computacional, através da modificação de parâmetros físicos, classificando-os em níveis de desempenho, como forma de melhorar as condições ambientais e de consumo energético de edificações industriais. Para o entendimento do estudo, a revisão bibliográfica apresenta conceitos que definem os seguintes temas: conforto térmico, trocas térmicas e termorregulação humana, balanço energético, variáveis que influenciam no conforto térmico, voto médio previsto, e zona de conforto. A metodologia apresenta o programa computacional utilizado para realizar as simulações, bem como o modelo computacional proposto. Após, são apresentadas pesquisas sobre técnicas de modificação de materiais construtivos, como forma de alterar as condições térmicas do ambiente. Para a análise são comparados os valores obtidos de temperatura de bulbo seco, dentro de faixa de conforto proposta, para obtenção de resultados de horas de desconforto. Os resultados demonstraram que a variação dos materiais construtivos que compõem a envoltória de uma edificação altera de forma considerável as condições térmicas ambientais. Por fim, a partir de uma discussão técnica sobre os resultados numéricos obtidos, é proposta uma planilha de avaliação do desempenho de edificações industriais. / This thesis presents the results of study realized using the software Energyplus, to verify thermal and energy performance of industrial buildings. The aim of this study is systematize discomfort hours results generated by cold or heat in a computer model, by the modification of physical parameters, classifying in performance levels, to improve the environment and energy consumption conditions of industrial buildings. Therefore, the literature review was based on the following fundaments: thermal comfort, thermal changes, energy balance, thermal comfort variables, predicted mean vote, and comfort zone. The methodology presents the software used to realize the simulations, as well the computer model proposed. After, the thesis presents research about constructive materials modification techniques, to alter the thermal environment. The dry temperature results obtained, in a comfort range suggested, are compared to obtain the discomfort hours results. Results showed that the constructive materials variation alter considerably the environment thermal conditions. Conclusively, after a technical discussion about the numerical results obtained, is suggested na assesment method to verify the thermal and energy performance of industrial buildings.

School building design that uses as much as possible the principles of bioclimatic architecture can ensure appropriate thermal comfort of users of these spaces, the satisfactory development of school activities and energy efficiency of the built environment. During a building design process it is important to take into account the local climate, in order to achieve occupants comfort. In the context, of school buildings, frequently those constructions are made in disaccord with climate exposure that, consequently, may generate uncomfortable thermal environments that, if not resolved with, artificial climate control strategies, can generate negative overall performance of students and teachers in the teaching and learning process. On the other hand, when using those active indoor control strategies, , it is important to consider the building energy efficiency, natural climate control mechanisms as much as possible supplemented by artificial ones. Thus, the objective of this research is to discuss constructive guidelines for school projects in the city of Maceió-AL for satisfactory thermal performance purposes and consequently, appropriate thermal comfort to their occupants. As methodological procedures, school units in the city were initially chosen and analyzed, observing the constructive materials, surroundings features, siting and location, solar and wind orientation, plan solution, orientation and distribution of openings, in accord with bioclimatic design strategies for hot and humid climate. From these initial analyses, computational simulations were carried out in a design building model based on fixed design parameters (dimensions of classrooms, colors of facades, ceiling height, openings, number of students, architectural program requirements, and materials of the frames) and variables ones (school buildings plan types and the position of classrooms in relation to corridor, orientation of facades, walls and roofing materials). The results showed design alternatives based on the hot and humid climate of Maceió, which may assist future interventions and the design of new architectural projects, particularly school building design, enabling more thermally comfortable indoor environments. / Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Alagoas / Projetos escolares que resgatam ao máximo possível os princípios da arquitetura bioclimática podem garantir o adequado conforto térmico dos usuários desses espaços, o satisfatório desenvolvimento das atividades escolares e a eficiência energética do ambiente construído. Ao se projetar uma edificação é importante levar em consideração o clima local, a fim de garantir uma qualidade arquitetônica que responda às necessidades de conforto de seus usuários. Neste contexto, no âmbito das edificações escolares, percebe-se que muitas vezes estas são projetadas em desacordo com o clima da região. Consequentemente podem gerar ambientes termicamente desconfortáveis e que, se não solucionados com o uso da climatização artificial, podem prejudicar o desempenho de alunos e professores no processo de ensino e aprendizagem. Por outro lado, ao utilizar climatização artificial, é importante prezar pela eficiência energética, através do uso racional de energia, visando à possibilidade de utilização dos mecanismos naturais o máximo possível, e dos artificiais de forma complementar. Neste contexto, o objetivo dessa pesquisa é estabelecer diretrizes construtivas para projetos de escolas em Maceió-AL com vistas a um melhor desempenho térmico e consequentemente, maior conforto térmico a seus usuários. Como procedimentos metodológicos foram, inicialmente, escolhidas e analisadas unidades escolares na cidade, quanto aos materiais empregados, entorno, implantação no terreno, orientação solar, ventos dominantes, solução em planta, orientação e distribuição das aberturas, com base nas estratégias bioclimáticas recomendadas para o clima quente e úmido, a fim de analisar a influência desses parâmetros nas condições termo higrométricas dessas edificações. A partir dessas análises iniciais, foram realizadas simulações computacionais em um projeto com base em parâmetros fixos (dimensões das salas de aula, cores das fachadas, pé direito, aberturas, número de alunos, programa de necessidades, e materiais das esquadrias) e variáveis (tipologias das edificações escolares quanto ao conjunto de salas de aula em relação ao corredor de circulação, orientação das fachadas, materiais da cobertura e das paredes) estipulados. Os resultados obtidos apontaram alternativas de projetos baseadas no clima quente e úmido de Maceió, que podem auxiliar futuras intervenções e na concepção de novos projetos, em especial instituições escolares, possibilitando ambientes mais confortáveis termicamente.

The thermal performance is an important factor to be studied regarding habitability conditions in the built environment, as it directly affects the individuals life quality. The lowincome population, which can't afford artificial air conditioning systems depends on project adapted to the weather maintenance costs require with efficient thermal conditioning passive strategies. The popular housing units built under the Minha Casa Minha Vida (PMCMV) federal government programme follow a similar constructive and architectural pattern, despite the diversity of sites in which the buildings are located, resulting in unsuitable thermal environments inside buildings. Thus, new models are proposed adapteding the Model Base, PMCMV standard, using passive strategies, such as natural ventilation, thermal mass and evaporative cooling in order to obtain quantitative results of the thermal performance of a housing unity in different climates of the state of Alagoas, considering the cities: Maceio (east), Palmeira dos Índios (western) and Pão de Açúcar (backlands), ranging from warm and humid to hot and dry climate. Through qualitative studies and using computer simulation method with the Energyplus software. 8.1 it assessed the thermal performance of models, design in accordance with the recommended strategies for each region. It assessed as evaluation criterion the number of degree-hours of discomfort based on a pre-set operative comfort temperature inside of the house rooms. A comparative analysis is then carried out, identifying the best models for each city studied from the point of view of thermal performance. Results showed that the adoption of hybrid strategy yielded a better performance. The adapted model 3E, which includes natural ventilation strategy, thermal mass and evaporative cooling achieved the best results, with a reduction of more than 50% of the total degree-hour discomfort regarding the Base Model, MCMV pattern, in the three cities. The adapted model V_MT (ventilation and thermal mass) had the smallest reduction, less than 15%, in Palmeira dos Índios and Pão de Açúcar, where it was simulated. / O desempenho térmico é um importante fator a ser estudado para que condições de habitabilidade sejam alcançadas no ambiente construído, pois interfere diretamente na qualidade de vida dos indivíduos. A população de baixa renda, que não possui condições financeiras para adquirir e usufruir de sistemas artificiais de condicionamento de ar, depende de um projeto adaptado ao clima, com estratégias de condicionamento térmico passivas. As unidades habitacionais populares construídas no âmbito do Programa Minha Casa Minha Vida (PMCMV) do governo federal seguem um padrão construtivo com pouca diferenciação arquitetônica, apesar da diversidade de locais no qual é implantado, resultando em ambientes termicamente inadequados. Deste modo são propostos novos modelos adaptados ao Modelo Base, padrão PMCMV, utilizando estratégias passivas de condicionamento térmico, como ventilação natural, massa térmica e resfriamento evaporativo, a fim de obter resultados quantitativos do comportamento da edificação nas diferentes realidades climáticas do estado de Alagoas, considerando as cidades: Maceió (leste), Palmeira dos Índios (agreste) e Pão de Açúcar (sertão), variando do clima quente e úmido ao semiárido. Através de estudos qualitativos e utilizando o método de simulação computacional, com o emprego do software Energyplus v. 8.1 é avaliado o desempenho térmico dos modelos adaptados, com as estratégias recomendadas para cada região. O critério de avaliação adotado foi o número de graus-horas de desconforto por calor, em função do limite de conforto pré-estabelecido para a temperatura operativa verificada no interior dos ambientes. É realizada então, uma análise comparativa, identificando qual o modelo mais apropriado para cada cidade estudada, sob o ponto de vista do desempenho térmico. Os resultados mostraram que a adoção de estratégias híbridas proporcionou um melhor desempenho para os modelos. O modelo adaptado 3E, o qual inclui a estratégia de ventilação natural, massa térmica e resfriamento evaporativo obteve os melhores resultados, com uma redução em mais de 50% do somatório do graus-hora de desconforto por calor, em relação ao Modelo Base, padrão MCMV, nas três cidades. O modelo adaptado V_MT (ventilação e massa térmica) obteve a menor redução, com menos de 15% no somatório de graus-hora, nas cidades de Palmeira dos Índios e Pão de Açúcar, onde foi simulado.

The approval of law NBR15575 in 2013 represented an important milestone in the search for quality buildings in Brazil. The objective of this dissertation is to evaluate performance ratings of NBR15575/2013 regarding its contributions to meeting the thermal and luminosity requirements for a multifamily residential building in the city of Maceió-AL. Our research was based on the case study of a 12-story building, located in the Jatiúca neighborhood, Maceió. Simulations were done with the programs Troplux 7.0 and EnergyPlus 8.1.0 for the double rooms in housing units (UHs) on the 1st and 12th floors. The north, south, east and west oriented UHs were evaluated for light performance and east and west for thermal performance. The standard floor plan of the building and surroundings were simulated on the water table to analyze natural ventilation flows generated by the most frequent winds in the city. Results were divided into two groups: Group1, criteria and parameters based on NBR15575/2013 and Group2, based on international standards (ASHRAE 55 and BS EN15251) and scientific studies already carried out in the area. Evaluation of the luminosity performance of Group 1, was restricted to 4 moments of the year. It was observed that the standard distances its evaluation of the reality of use of the building. Considering every day of the year, in Group2, it was possible to identify periods in which the user can avoid artificial lighting as a complement. Coherence was observed between the results of the criteria of percentage of environmental area (PA) and percentage of hours of the environment within the range of UDI (PH), it being possible to evaluate the distribution of light in the environment. With the final classification of Group1 (Superior) and Group2 (Intermediate), it was observed that the minimum limit of illuminance given by the standard may not be enough to guarantee the visual comfort of the users, there being a possible excess of light, strong contrasting in the environment and the consequent probability of discomfort, which recommends establishment of maximum limits of illuminance. Regarding thermal performance, the standard was contradictory when it places fulfillment of user requirements as a condition of performance classification, but does not consider the presence of internal thermal loads in the evaluated environment. The final classification of the case without internal thermal loads was Minimal, while addition of the loads resulted in an Insufficient classification. In results obtained in Group2, cases with exclusive use of natural ventilation obtained an Insufficient rating and with air conditioning (AC), classification increased to Minimum (AC 8h/day) and Intermediate (AC 16h/day). Detailed data for the analyses allowed identifying the time in which the environment remained in comfort and the intensity of discomfort in each month, useful information for improvement of the project. Performance classifications adopted by NBR15575 may not adequately express the level of comfort of the building’s users, it being important to undertake new studies relating to adoption of levels of performance classification associated with user comfort, thus contributing to the qualitative improvement of Brazilian buildings. / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A entrada em vigor da NBR15575 em 2013 representou um importante marco na busca por edificações de qualidade no Brasil. Esta dissertação tem como objetivo principal avaliar as classificações de desempenho da NBR15575/2013 em relação às suas contribuições para o atendimento às exigências de conforto térmico e luminoso de uma edificação residencial multifamiliar, na cidade de Maceió-AL. A investigação baseou-se em um estudo de caso de uma edificação de 12 pavimentos, localizada no bairro de Jatiúca, Maceió. Foram feitas simulações com os programas Troplux 7.0 e EnergyPlus 8.1.0 para o quarto de casal em unidades habitacionais (UHs) no 1º e 12º pavimentos. As UHs orientadas a norte, sul, leste e oeste foram avaliadas quanto ao desempenho luminoso e a leste e oeste quanto ao desempenho térmico. Na mesa d’água foi simulado o pavimento tipo e a edificação locada no seu entorno, para análise do fluxo da ventilação natural correspondente aos ventos mais frequentes na cidade. Para a avaliação de desempenho, os resultados foram divididos em dois grupos: Grupo1, critérios e parâmetros baseados na NBR15575/2013 e Grupo2, fundamentado em normas internacionais (ASHRAE 55 e BS EN15251) e em estudos científicos já realizados na área. Para a avaliação do desempenho luminoso do Grupo1, restrita a 4 momentos isolados do ano, observou-se que a norma distancia sua avaliação da realidade de uso da edificação. Considerando todos os dias do ano, no Grupo2, foi possível identificar períodos nos quais o usuário pode evitar a iluminação artificial como complemento. Observou-se coerência entre os resultados dos critérios de porcentagem de área do ambiente (PA) e de porcentagem de horas do ambiente dentro do intervalo de UDI (PH), sendo possível avaliar a distribuição da luz no ambiente, Com a classificação final do Grupo1 (Superior) e do Grupo2 (Intermediária), percebeu-se que o limite mínimo de iluminância dado pela norma pode não ser suficiente para garantir o conforto visual dos usuários, podendo haver excesso de luz, grandes contrastes no ambiente e a consequente probabilidade de desconforto, recomendando-se estabelecer um limite máximo de iluminâncias. Com relação ao desempenho térmico, a norma apresentou contradição quando coloca o atendimento às exigências do usuário como condição de classificação de desempenho, mas desconsidera a presença das cargas térmicas internas no ambiente avaliado. A classificação final do caso sem cargas térmicas internas foi Mínima, enquanto a adição das cargas resultou em classificação insuficiente. Nos resultados obtidos no Grupo2, os casos com uso exclusivo de ventilação natural obtiveram classificação Insuficiente e com uso de ar condicionado (AC) a classificação subiu para Mínima (AC 8h/dia) e Intermediária (AC 16h/dia). Os dados detalhados para as análises possibilitaram identificar o tempo em que o ambiente permaneceu em conforto e a intensidade do desconforto em cada mês, informações úteis para a melhoria do projeto. A classificação de desempenho adotada pela NBR15575 pode não expressar adequadamente o nível de conforto dos usuários da edificação, sendo importantes novos estudos sobre a adoção de níveis de classificação de desempenho associados ao conforto dos usuários contribuindo para a melhoria da qualidade das edificações brasileiras.

A presente dissertação propõe um método de avaliação do desempenho térmico e energético para edifícios residenciais na cidade de Porto Alegre/RS. Através de simulações computacionais são medidos o número de horas com temperatura de conforto e o consumo energético para dois ambientes residenciais, dormitórios e salas. O objetivo da pesquisa é analisar criticamente as condições de conforto dos usuários no ambiente construído e os recursos energéticos alocados para atingir esse conforto. Para tanto, a revisão bibliográfica embasou-se nos fundamentos do clima, do conforto térmico, das estratégias bioclimáticas de projeto, do consumo de energia e da legislação sobre edificações vigente nas décadas de 70, 80 e 90. A metodologia se desenvolveu a partir de análises paramétricas relacionadas à abertura da edificação: tamanho, orientação solar, sombreamento e ventilação. A dissertação propõe uma ficha de avaliação do desempenho térmico e energético dos edifícios residenciais que serve como um guia de classificação do conforto e da energia. Os resultados mostram as discrepâncias e semelhanças entre os parâmetros da variável abertura no desempenho térmico-energético dos compartimentos, e na eficiência energética das diferentes edificações. Apresenta-se, portanto, uma visão preliminar da influência que o desenho do edifício tem sobre o condicionamento térmico e energético da habitação na região climática de Porto Alegre. / The present thesis proposes an assessment method for the thermal and energetic performance of residential buildings in the city of Porto Alegre/RS. The amount of comfort hours and energy consumption in two residential environments, bedrooms and living rooms, are measured through computer simulations. The aim of this research is to critically analyze user comfort conditions in the environment and the energetic resources employed in attaining this level of comfort. Therefore, the literature review was based on the fundaments of climate, thermal comfort, project bioclimatic strategies, energy consumption and building legislation of the 70', 80' and 90'. The methodology was developed based on parametric analyzes related to the opening of the building: size, solar orientation, shadowing and ventilation. The thesis proposes an assessment form for the thermal and energetic performance of residential buildings, which serves as a classificatory guide of comfort and energy. The results demonstrate the discrepancies and similarities between the parameters of the variable opening in the thermo-energetic performance of the compartments and on the energetic efficiency of the different buildings. A preliminary overview, therefore, is presented on the influence of the building design over the thermal and energetic conditioning of the residence in the climatic region of Porto Alegre.

Trocadores de Calor Solo-Ar (TCSA) são dispositivos usados para melhorar o condicionamento térmico de ambientes construídos. Eles funcionam através da ventilação do ar por um ou mais dutos enterrados, utilizando o solo como fonte ou sumidouro de calor. Em virtude da defasagem entre as temperaturas do ar e das camadas superficiais da Terra, é possível resfriar o ar no verão e aquecê-lo no inverno. Seus princípios de operação baseiam-se na mecânica dos fluidos e transferência de calor, áreas onde a teoria Construtal tem sido usada para melhorar o desempenho, ou reduzir imperfeições, de vários sistemas térmicos, após uma estratégica análise de suas geometrias (ou de seu design), também chamada de método Design Construtal que se fundamenta na lei construtal. Dessa lei, projetos em engenharia devem começar, por exemplo, descobrindo as arquiteturas que facilitam o escoamento entre uma fonte pontual e um volume, ou vice-versa. Explorando esses conceitos para TCSA, onde a corrente é o calor que flui entre os dutos e o solo, esta tese objetiva centralmente avaliar o desempenho térmico desses dispositivos em função de possíveis desenhos de suas estruturas. Particularmente, isso foi feito: (1) usando um duto e variando seu diâmetro e vazão de ar; (2) inserindo novos dutos, até um total de cinco, mantendo a vazão de ar constante, e estudando diversas disposições geométricas. Numericamente, foram empregados dois modelos testados e validados a partir de dados experimentais, que foram simulados no código comercial de dinâmica dos fluidos computacional, FLUENT, o qual baseia-se em métodos de volumes finitos. As geometrias e malhas foram geradas no software GAMBIT. Dos resultados numéricos, esta tese também avançou desenvolvendo novos modelos para o conceito de potencial térmico instantâneo, que é uma medida das diferenças de temperatura entre a saída e a entrada dos dutos de TCSA. Descobriu-se que estes modelos podiam ser simplificados em termos de funções senoidais, facilitando análises e definições analíticas subsequentes, criando um quadro resumo para grandes volumes de dados simulados. Das avaliações dos resultados nos estudos com um duto, foram encontradas faixas para a obtenção de rendimentos térmicos anuais estimados em pelo menos 80%, com mudanças no diâmetro e/ou vazão do ar. Analisando múltiplos dutos, foram reveladas melhorias significativas de rendimento com: (1) o aumento no número de dutos; (2) a redução, até certos limites, da razão entre os espaçamentos verticais e horizontais entre eles; (3) a ampliação da razão entre o volume da instalação e o volume do domínio computacional. Destaca-se, ainda, que em todos os casos foram calculados balanços energéticos, com a estimativa das taxas (e quantidade) de calor trocado, bem como da energia elétrica consumida pelos ventiladores, mostrando sua viabilidade no condicionamento de ar com redução do consumo de energia elétrica. / The Earth-Air Heat Exchangers (EAHE) are devices used to improve the thermal conditions of built environments. They work by blowing the air inside buried ducts to use the soil as heat source or sink. Due to a phase difference between the air and ground temperatures, it is possible to cool the air in the summer and heat it in the winter. These operating principles are based on the areas of fluid mechanics and heat transfer, where the Constructal theory has been used to improve the performance, or reduce imperfections, of several thermal systems, after a strategic evaluation of their geometries (or their design), also called Constructal Design method, which is anchored by the constructal law. From this law, engineering projects should begin, for example, finding the architectures which ease the flow between a source point and a volume, or vice versa. Bringing these concepts to EAHE, where the current is the heat which flows between the ducts and the soil, this thesis mainly aims to assess the thermal performance of EAHE due to possible designs of their layouts. Particularly, this was done by: (1) adopting one duct and varying its diameter and/or the air flow; (2) using up to five ducts, keeping the air flow constant, and studying various geometric shapes. Numerically, two models were used, which have been tested and validated from experimental data, and the simulations were done in the CFD software FLUENT, which is based in the finite volume methods. The geometries and meshes were generated by the software GAMBIT. From the numerical results, this thesis also pursued developing new models for the concept of the instantaneous thermal potential, which is a measure of the temperatures differences between the ducts outlet and inlet. It was found that these models can be simplified in terms of sinusoidal functions, helping analysis, definitions, and creating a framework to summarize large volumes of simulated data. From the evaluation of the data in the studies with one duct, ranges for changes in their diameter and/or air flow were found to obtain at least 80% of estimated annual efficiency. Analyzing multiple ducts, significant improvements in efficiency were also obtained by: (1) increasing the number of ducts; (2) reducing, to some extent, the ratio between their vertical and horizontal spacings; (3) increasing the ratio between the installation volume and the computational domain. It should also be highlighted that in all cases the energy balances were computed, to find the rates (and amounts) of exchanged heat, as well as the electric energy consumed by the fans, showing the economic viability of using EAHE as devices for air conditioning.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / In Brazil the insufficient investments in public politics on low income housing (LIH) and the urgency in solve the great housing deficit contribute to the low building quality of the housing, which historically presents problems regarding thermal comfort and energy efficiency. The occupants are the most affected with this practice, since, in order to improve their thermal comfort, they must use artificial conditioning, which is incompatible with their incomes. This research aims to evaluate the hygrothermal performance of single-family one-floor low income housing typologies in use located in Santa Maria, southern Brazil and the thermal comfort of occupants. For this study, houses under several solar orientations were selected in three different locations of the city. The method used for the evaluation of the performance is based in requirements and criteria obtained from the mathematic calculation of thermal parameters which consider the building performance in a global basis, such as the global heat flow coefficients, the radiant asymmetry, among others. Based on the results obtained, the houses can be classified according to the achieved performance. Furthermore, the perceived thermal sensation was evaluated through the application of a questionnaire during the winter and summer periods of 2012. The satisfaction degree was assessed according the Predicted Mean Vote (PMV) proposed by Fanger and standardized by the International Organization for Standardization 7730 (ISO, 1994) and the American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers (ASHRAE, 2004). While questionnaires were applied, indoor and outdoor air temperatures and relative humidity were measured to compare against the opinion of the interviewees. Results show that the evaluated houses present a very unsatisfying hygrothermal performance as they do not show building envelopes compatibles with the local climate. Among all the evaluated houses, those from the Residencial Zilda Arns presented best performance due to the higher thermal resistance of the roof and the possibility of ventilation. Regarding the results of the survey, the calculated hygrothermal performance reflects the opinion of the interviewees, who consider their houses thermally uncomfortable for both winter and summer. The rooms pointed as the most uncomfortable have unfavourable solar orientation a either during the summer or during the winter. Interviewees pointed the cover as the main responsible for the thermal exchanges. Besides, the low constructive quality of the housings is noted through the high and low temperatures measured during the summer and the winter. / No Brasil, os escassos investimentos em políticas públicas de habitação de interesse social (HIS) e a urgência em sanar o grande déficit habitacional presente no país atualmente, contribui com a baixa qualidade construtiva das habitações que, historicamente, apresentam problemas de conforto térmico e eficiência energética. Os moradores são os mais afetados com esta prática, visto que, para melhorarem a sensação de conforto em suas habitações, necessitam utilizar a climatização artificial, muitas vezes incompatível com a sua faixa de renda. O trabalho proposto consiste na avaliação do desempenho higrotérmico de habitações térreas unifamiliares de interesse social da cidade de Santa Maria/RS. Tem como objetivo avaliar o desempenho higrotérmico de HIS térreas unifamiliares construídas e em uso na cidade de Santa Maria, RS e o conforto térmico de seus usuários. Para o estudo, foram selecionadas habitações com diferentes orientações solares em três conjuntos habitacionais da cidade. O método utilizado para a avaliação de desempenho baseia-se em requisitos e critérios, que são obtidos a partir do cálculo matemático de parâmetros térmicos que consideram o desempenho da edificação de maneira global, tais como o coeficiente volumétrico global de perdas e ganhos de calor, a assimetria da radiação térmica, entre outros. A partir dos resultados desta avaliação, as habitações podem ser classificadas de acordo com o desempenho alcançado. Além disso, a opinião dos usuários foi avaliada através de questionários que foram aplicados no período de verão e inverno de 2012. Levantou-se o grau de satisfação segundo o Voto Médio Estimado (PMV Predicted Mean Vote) proposto por Fanger e normalizado pela International Organization for Standardization 7730 (ISO, 1994) e American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers (ASHRAE, 2004). Juntamente com a aplicação dos questionários, foram medidas as temperaturas internas e externas e as umidades relativas para comparar com a opinião dos entrevistados. Os resultados apontam que as habitações avaliadas apresentam desempenho higrotérmico insatisfatório, pois não apresentam fechamentos compatíveis com o clima local. Entre todas as edificações avaliadas, as habitações do Residencial Zilda Arns apresentam desempenho superior devido a maior resistência térmica da cobertura e a possibilidade de ventilação deste fechamento. Em relação aos resultados das entrevistas, pode-se perceber que o desempenho higrotérmico calculado reflete a opinião dos entrevistados que consideram suas habitações termicamente desconfortáveis para os dois períodos climáticos. Os cômodos apontados como os mais desconfortáveis são aqueles que possuem orientação solar mais desfavorável para verão e inverno. A cobertura foi apontada pelos moradores como o principal elemento responsável pelas trocas térmicas pela edificação. Além disso, percebe-se o mau desempenho térmico das habitações através das altas temperaturas mensuradas no interior das habitações durante o verão e as baixas temperaturas verificadas no inverno.

A presente dissertação propõe um método de avaliação do desempenho térmico e energético para edifícios residenciais na cidade de Porto Alegre/RS. Através de simulações computacionais são medidos o número de horas com temperatura de conforto e o consumo energético para dois ambientes residenciais, dormitórios e salas. O objetivo da pesquisa é analisar criticamente as condições de conforto dos usuários no ambiente construído e os recursos energéticos alocados para atingir esse conforto. Para tanto, a revisão bibliográfica embasou-se nos fundamentos do clima, do conforto térmico, das estratégias bioclimáticas de projeto, do consumo de energia e da legislação sobre edificações vigente nas décadas de 70, 80 e 90. A metodologia se desenvolveu a partir de análises paramétricas relacionadas à abertura da edificação: tamanho, orientação solar, sombreamento e ventilação. A dissertação propõe uma ficha de avaliação do desempenho térmico e energético dos edifícios residenciais que serve como um guia de classificação do conforto e da energia. Os resultados mostram as discrepâncias e semelhanças entre os parâmetros da variável abertura no desempenho térmico-energético dos compartimentos, e na eficiência energética das diferentes edificações. Apresenta-se, portanto, uma visão preliminar da influência que o desenho do edifício tem sobre o condicionamento térmico e energético da habitação na região climática de Porto Alegre. / The present thesis proposes an assessment method for the thermal and energetic performance of residential buildings in the city of Porto Alegre/RS. The amount of comfort hours and energy consumption in two residential environments, bedrooms and living rooms, are measured through computer simulations. The aim of this research is to critically analyze user comfort conditions in the environment and the energetic resources employed in attaining this level of comfort. Therefore, the literature review was based on the fundaments of climate, thermal comfort, project bioclimatic strategies, energy consumption and building legislation of the 70', 80' and 90'. The methodology was developed based on parametric analyzes related to the opening of the building: size, solar orientation, shadowing and ventilation. The thesis proposes an assessment form for the thermal and energetic performance of residential buildings, which serves as a classificatory guide of comfort and energy. The results demonstrate the discrepancies and similarities between the parameters of the variable opening in the thermo-energetic performance of the compartments and on the energetic efficiency of the different buildings. A preliminary overview, therefore, is presented on the influence of the building design over the thermal and energetic conditioning of the residence in the climatic region of Porto Alegre.

O presente trabalho apresenta os resultados de estudo realizado através da utilização do programa computacional EnergyPlus para verificação do desempenho termoenergético de edificações industriais. O objetivo da dissertação é sistematizar resultados de horas de conforto geradas pelo frio ou pelo calor em um modelo computacional, através da modificação de parâmetros físicos, classificando-os em níveis de desempenho, como forma de melhorar as condições ambientais e de consumo energético de edificações industriais. Para o entendimento do estudo, a revisão bibliográfica apresenta conceitos que definem os seguintes temas: conforto térmico, trocas térmicas e termorregulação humana, balanço energético, variáveis que influenciam no conforto térmico, voto médio previsto, e zona de conforto. A metodologia apresenta o programa computacional utilizado para realizar as simulações, bem como o modelo computacional proposto. Após, são apresentadas pesquisas sobre técnicas de modificação de materiais construtivos, como forma de alterar as condições térmicas do ambiente. Para a análise são comparados os valores obtidos de temperatura de bulbo seco, dentro de faixa de conforto proposta, para obtenção de resultados de horas de desconforto. Os resultados demonstraram que a variação dos materiais construtivos que compõem a envoltória de uma edificação altera de forma considerável as condições térmicas ambientais. Por fim, a partir de uma discussão técnica sobre os resultados numéricos obtidos, é proposta uma planilha de avaliação do desempenho de edificações industriais. / This thesis presents the results of study realized using the software Energyplus, to verify thermal and energy performance of industrial buildings. The aim of this study is systematize discomfort hours results generated by cold or heat in a computer model, by the modification of physical parameters, classifying in performance levels, to improve the environment and energy consumption conditions of industrial buildings. Therefore, the literature review was based on the following fundaments: thermal comfort, thermal changes, energy balance, thermal comfort variables, predicted mean vote, and comfort zone. The methodology presents the software used to realize the simulations, as well the computer model proposed. After, the thesis presents research about constructive materials modification techniques, to alter the thermal environment. The dry temperature results obtained, in a comfort range suggested, are compared to obtain the discomfort hours results. Results showed that the constructive materials variation alter considerably the environment thermal conditions. Conclusively, after a technical discussion about the numerical results obtained, is suggested na assesment method to verify the thermal and energy performance of industrial buildings.

This study seeks to detect the thermal performance in Office buildings as they add to a significant quantity of energy consumption in this country. Researches have revealed that 40 % of the final electricity consumption in office buildings is linked to the climate conditioning systems. Within this context there is no existence of projecting rules which establish minimum standards of thermal-electric performance in comparison to regional climatic conditions, considering the thermal variation experienced throughout the year. Thus, the present study aims to diagnose and compare the current condition of thermal performance in different types of office buildings located in six towns belonging to the central region of Rio Grande do Sul, which are included in bioclimatic zone two of Brasil. For such analysis a list of existing office buildings with at least five floors was made, in the towns of Cruz Alta, Ijuí, Lajeado, Santa Cruz do Sul, Santa Maria and Venâncio Aires. A sample of 36 buildings was selected. Following, the architecture designs and the construction information were analyzed, the buildings were sorted in five categories, according to criteria of floors number, width/depth relation of building and opaque/transparent closing area relation. For each category a representative building was selected, to which a better detail process of the construction system was made as well as internal and external temperature data for a period of thirteen days in summer and winter were recorded. The thermal performance of the buildings was assessed according to their capacity of absorption of the external thermal wave, related to its thermal inertia, opening areas and use standards of internal rooms. There was a great influence of solar radiation on the results, increased mainly by the influence on the thermal behavior of the orientation buildings of the monitored rooms, the opening area, the kind of glass and the color of opaque closings. It was noticed the necessity, for the climate of the studied region, of solar radiation control systems, so that the project decisions for the benefit of thermal conditions in summer do not cause loss in wintertime or vice-versa. / Este trabalho visa ao diagnóstico do desempenho térmico de edifícios de escritório, pois estes contribuem com uma parcela significativa do consumo de energia do país. Pesquisas revelam que 40 % do consumo final de energia elétrica em edifícios de escritórios estão ligados aos sistemas de condicionamento climático. Dentro deste contexto observa-se ainda a inexistência de diretrizes projetivas que estabeleçam padrões mínimos de desempenho termo-energéticas frente às condições climáticas regionais, sobretudo pela amplitude térmica verificada ao longo do ano. Assim, o presente trabalho objetiva diagnosticar e comparar a situação atual de desempenho térmico de diferentes tipologias de edifícios de escritório localizados em seis cidades pertencentes à região central do Rio Grande do Sul, estando às mesmas inseridas na zona bioclimática dois do Brasil. Para tal análise foi realizado um levantamento dos edifícios de escritório existentes, com no mínimo cinco pavimentos, nas cidades de Cruz Alta, Ijuí, Lajeado, Santa Cruz do Sul, Santa Maria e Venâncio Aires. Foram selecionados uma amostra de 36 edifícios. Em seguida foram analisados os projetos arquitetônicos e os dados construtivos, sendo os prédios agrupados em cinco tipologias, de acordo com os critérios de número de pavimentos, relação largura/profundidade do prédio e relação área dos fechamentos transparentes/opacos. Para cada tipologia foi selecionado um prédio representativo, para o qual foi feito um maior detalhamento do sistema construtivo e registrados dados de temperatura interna e externa durante um período de treze dias no inverno e verão. Foi avaliado o desempenho térmico dos edifícios de acordo com a sua capacidade de amortecimento da onda térmica externa, associada à sua inércia térmica, área de aberturas e padrão de uso dos espaços internos. Observou-se a grande influência da radiação solar nos resultados obtidos, evidenciada principalmente pela influência no comportamento térmico dos edifícios da orientação das salas monitoradas, da área de aberturas, do tipo de vidro e da cor dos fechamentos opacos. Foi observada a necessidade, para o clima da região estudada, da existência de dispositivos de controle da radiação solar, para que decisões de projeto que beneficiem as condições térmicas no período de verão não resultem em prejuízo no período de inverno, ou vice-versa.