O conceito de desempenho de edificações vem sendo discutido pelo mundo, principalmente, após o período pós-guerra na Europa. No Brasil, as primeiras discussões se iniciaram na década de 1980, quando novas tecnologias construtivas foram introduzidas aos edifícios habitacionais. Na época, os profissionais da área perceberam que se tornava imprescindível avaliar o comportamento esperado dessas edificações durante sua vida útil. Assim, um grupo de estudo liderado pela ABNT se formou para elaborar uma série de normas técnicas relacionadas ao conceito de desempenho de edificações. Após décadas de discussões, publicou-se a norma ABNT NBR 15575/2013 - Edificações habitacionais - Desempenho, em vigor desde julho de 2013. A publicação da norma de desempenho significou um grande marco para o setor da construção civil, pois, nela são contextualizados conceitos de vida útil, prazo de garantia, manutenibilidade, incumbência de cada agente envolvido, durabilidade e estabelecidos níveis de desempenho: mínimo (M), intermediário (I) e superior (S). Para avaliar o desempenho térmico, a norma propõe dois procedimentos: simplificado e medição in-loco. O procedimento simplificado tem aspecto normativo de análise, onde é verificado o atendimento aos requisitos e critérios das propriedades térmicas dos sistemas de vedação e cobertura. No caso de resultados insatisfatórios, a análise segue pelo método da simulação computacional. No entanto, alguns estudos já apontaram discrepâncias e incertezas nos resultados de desempenho térmico relacionados ao método de simulação computacional proposto pela norma, principalmente na configuração do dia típico de projeto. A falta de definições de alguns parâmetros importantes na norma de desempenho, por exemplo, o parâmetro \"Dia Típico de Projeto\" (Design Day), tem causado questionamentos sobre a melhor forma de se aplicar a simulação computacional para determinação do nível de desempenho térmico dos edifícios. Tendo em vista esses questionamentos e a incerteza dos resultados devido à desconsideração de algumas variáveis, o presente trabalho objetiva avaliar a influência das variáveis desconsideradas pela norma de desempenho na configuração do parâmetro Design Day, do software EnergyPlus, nos resultados de desempenho térmico final da edificação. Para isso utilizou-se como modelo uma edificação multifamiliar de HIS, localizada na Cidade de Sumaré no Estado de São Paulo. Para o estudo, inicialmente, as variáveis do parâmetro Design Day (do EnergyPlus) e as equivalentes, constantes da norma de desempenho foram interpretadas. Identificaram-se seis variáveis sem definição clara e sem valores atribuídos pela norma de desempenho que foram consideradas na simulação para verificar a influência das mesmas no resultado do desempenho térmico de edificações. Concluiu-se que as variáveis de Solar Model Indicator e Sky Clearness foram as variáveis que influenciaram nos resultados de nível de desempenho térmico. Desse modo, a pesquisa verificou que os valores atribuídos a essas variáveis possibilitam que os resultados sejam favoráveis ou não. / The concept of building performance has been discussed by the whole world, especially after the postwar period in Europe. In Brazil, the first discussions have begun in the 1980s when new constructive technologies were introduced to residential buildings. At the time, the professionals of this area realized that it became essential to evaluate the expected behavior of these buildings during their useful life. Thus, a study group led by ABNT was formed to elaborate a series of technical norms related to the concept of buildings performance. After decades of discussions, the ABNT NBR 15575:2013 Standard - Residential Buildings - Performance, which was published in July 2013. The publication of the building performance standard meant a great landmark for the civil construction sector, since it includes concepts of useful life, warranty period, maintenance, responsibility of each agent involved, durability and established performance levels: Minimum (M), Intermediate (I) and Superior (S). To evaluate the building thermal performance, the Standard proposes two procedures: simplified and in loco measurement. The simplified procedure is a normative analysis aspect where the requirements fulfillment and the thermal properties criteria of the sealing walls and roofing systems are verified. In the case of unsatisfactory results, the analysis follows by the computational simulation method. However, some studies have already pointed out discrepancies and uncertainties in the thermal performance results related to the computational simulation method proposed by the referred Standard, especially in the typical design day configuration. The lack of some important parameters definitions in the Performance Standard, for example, the \"Design Day\" parameter has caused questions about the best way to apply the computer simulation to determine the level of buildings thermal performance. Considering these questions and the uncertainty on results due the lack of consideration of some variables, the present work proposes evaluate the influence of variables disregarded by the Performance Standard in the Design Day parameter configuration on the EnergyPlus software in the final results of the building thermal performance. A multi-family housing building, located in Sumare City, State of Sao Paulo, was used as a model. For the study, first, the Design Day parameter variables (of the EnergyPlus) and the equivalents variables included in the Performance Standard were interpreted. It was identified six variables with no clear definition and no values attributed by the Standard that were considered in the simulation to verify their influence on the buildings thermal performance. It was concluded that Solar Model Indicator and Sky Clearness were the variables that influenced the results of thermal performance level. In this way, the research verified that the assigned values to these variables allow being favorable results or not.

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.

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2018-07-16T12:52:16Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2137981 bytes, checksum: 0a2f6f4f558b39126ab843816316bb70 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-07-16T12:52:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2137981 bytes, checksum: 0a2f6f4f558b39126ab843816316bb70 (MD5) Previous issue date: 2018-03-21 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Os sistemas fotovoltaicos integrados a construção (BIPV, do inglês Building Integrated Photovoltaic) podem formar parte da fachada ou da cobertura de uma edificação, assim, o calor acumulado na parte posterior dos painéis pode ser dissipado para o espaço interno da zona. Esta troca de calor pode contribuir para o aquecimento do ambiente interno, ou ainda, provocar o aumento da temperatura de funcionamento da célula fotovoltaica, que afeta negativamente a eficiência de conversão/geração de energia do próprio sistema fotovoltaico (FV). Neste sentido, este trabalho teve como objetivo investigar a influência de sistemas BIPV integrados a fachadas no desempenho energético de edificações comerciais para o clima brasileiro, ao avaliar a influência do calor gerado pelo material FV na temperatura interna do ambiente simulado e na eficiência do próprio sistema FV. O método utilizado é baseado em simulações computacionais por meio do software EnergyPlus. Porém, outros estudos já demonstraram que os modelos de painéis FV disponíveis no software não podem simular com precisão as interações térmicas entre os sistemas BIPV e o ambiente simulado. Assim, este trabalho propôs um método para a simulação de sistemas BIPV por meio do EnergyPlus, levando em consideração as propriedades térmicas dos materiais FV. Foram desenvolvidos dois métodos de simulação para sistemas BIPV, um para sistemas opacos e outro para sistemas fotovoltaico semi-transparentes (STPV, do inglês Semi-Transparent Photovoltaic). As simulações comprovaram que os sistemas BIPV influenciam as condições de conforto térmico do ambiente, tanto pelo acréscimo na temperatura média do ar interno, quanto pelo aumento da própria temperatura superficial interna dos ambientes, que neste chegou a superar o Caso Base em até 17,4°C. A eficiência do sistema apresentou perdas de até 7% devido ao acréscimo de temperatura da célula FV, porém, acredita-se que esta redução será sentida apenas em sistemas de geração em larga escala. Ao avaliar as diferenças entre o consumo de um edifício condicionado artificialmente com e sem material fotovoltaico, houve variação de acordo com a Zona Bioclimática (ZB) devido aos materiais construtivos adicionais adotados na tipologia STPV, em especial o modelo de janelas com vidro duplo. Na ZB3, Florianópolis e Belo Horizonte, o uso de sistemas STPV aumentou o consumo de energia com Aquecimento, Ventilação e Ar Condicionado (AVAC) em cerca de 8% e 3%, respectivamente, enquanto na ZB8, Vitória e Fortaleza, o sistema STPV reduziu este consumo em cerca de 1%. No entanto, o saldo entre o aumento do consumo por ar condicionado e a geração de energia foi positivo em todas as cidades, representando 7% do consumo anual da torre de escritórios no pior caso (Florianópolis) e 10% no melhor (Belo Horizonte). / Building Integrated Photovoltaic systems (BIPV) may be part of facade or building roof, so, the accumulated heat at the back of the panels can be dissipated to the internal space of the zone. This heat exchange may contribute to increase the temperature of interior rooms or, even more, to increase the operating temperature of the photovoltaic cell, which affects negatively the conversion/ power generation efficiency of the photovoltaic (PV) system itself. Then, this work aimed investigate the BIPV systems’ influence integrated to facades in the energy performance of commercial buildings under Brazilian climates, by evaluating the influence of the heat generated by the PV material on the interior temperature of the simulated area and on the efficiency of the system PV itself. The applied method is based on computational simulations using the EnergyPlus software. However, as already pointed in other studies, PV panel models available in the software can not accurately simulate the thermal interactions between the BIPV systems and the simulated environment. Thus, this work proposes a method for the simulation of BIPV systems through EnergyPlus according to PV materials thermal properties. Two simulation methods were developed for BIPV systems, one for opaque system and other for Semi-Transparent Photovoltaic systems (STPV). After the simulations, it has been proven that BIPV systems influence the interior rooms thermal comfort conditions, through the mean air temperature or the surface temperature increase, which was up to 17.4°C higher than the Base Case. The system efficiency had losses up to 7% due to the PV cells temperature increase, however, it is believed that this reduction will only be effective in large- scale generation systems. When evaluating the differences between the consumption of an artificially conditioned building with and without photovoltaic material, there was a variation according to the bioclimatic zone (ZB) due to the other building materials adopted in STPV typology, especially because of double glazed windows. In ZB3, Florianópolis and Belo Horizonte, the use of STPV systems enhanced in 8% and 3%, respectively, the energy consumption with Heating, Ventilation and Air Conditioning (HVAC), while in ZB8, Vitória and Fortaleza, the STPV system reduced this consumption in about 1%. Nevertheless, the balance between increased air conditioning consumption and power generation was positive in all cities, representing 7% of the annual consumption of the offices tower in the worst case (Florianópolis) and 10% in the best (Belo Horizonte).

<p>Predmet istraživanja načelno se odnosi na razmatranje koncepta dvostrukih ventilisanih fasada (DVF) i njihov uticaj na energetsku efikasnost objekta. Ovaj koncept predstavlja jedan od primera adaptivnih fasada. Plan istraživanja zasnovan je na eksperimentalnom radu (na realnom objektu) i na numeričkim simulacijama modela objekta. Rezultati eksperimentalnog dela istraživanja pokazuju na koji način zavise termičke osobine objekta sa DVF od trenutnih meteorolo&scaron;kih uslova. Takođe, ovi rezultati poslužili su za fino pode&scaron;avanje modela i za postizanje &scaron;to vernije slike realnog objekta. Kriterijum prihvatljivosti, kada je model potvrđen, definisani su sa preporučenim statističkim indikatorima. Na taj način, formiran model u daljoj analizi je kori&scaron;ćen za definisanje sezonskih operativnih strategija. Rezultati simulacija za sve predložene operativne strategije, ocenjuju kakav je njihov uticaj na potro&scaron;nju energije za grejanje i klimatizaciju posmatranog objekta. Poređenjem sa modelima objekta sa tradicionalnom fasadom, pokazana je opravdanost primene koncepta DVF u klimatskim uslovima Beograda.</p> / <p>Research generally refers to the consideration of the concept of a double skin facades (DSF) and their impact on energy efficiency of the building. This concept is an example of adaptive facades. The research plan is based on experimental work and on the numerical model simulation. The results of experimental research works show how energy characteristics of the object with the DSF depend of current meteorological conditions. Also, these results were used to fine-tune the model to achieve as closely as possible the real presentation of the real building. The criterion of eligibility, when the model is verified, are defined with the recommended statistical indicators. Validated model in further analysis is used to define seasonal operational strategies. The simulation results for all proposed operational strategies, assess what is their impact on the building energy consumption for heating and air-conditioning. Compared to the models with a traditional facade, analysis show justification for the application of the concept of DSF in the climatic conditions of Belgrade.</p>

As evoluções tecnológicas juntamente com o surgimento de novas necessidades dos usuários resultaram em diversos novos tipos de métodos construtivos. O conceito de industrialização das edificações vem evoluindo com velocidade, e estes novos sistemas construtivos surgiram como alternativa aos sistemas tradicionais buscando entre outros, melhor desempenho térmico, energético, lumínico, acústico e de sustentabilidade. Diante desta crescente demanda por inovação, a ABNT (Associação Brasileira de Normas Técnicas) passou a estudar um conjunto de normas para estabelecer critérios de desempenho ao validar os novos sistemas construtivos de edificações habitacionais. Isto se concretizou com a publicação da Norma de Desempenho (ABNT NBR 15575/2013), que estipula parâmetros para desempenho dessas construções e métodos detalhados de acordo com o desempenho desejado. Simultaneamente, as simulações computacionais evoluíram, permitindo menor custo de experimentação, são capazes de antecipar resultados antes somente possíveis após testes físicos com protótipos e também a encontrar alternativas de soluções também quanto à eficiência energética e ao conforto dos usuários. Entre alguns programas existentes para simulação de desempenho térmico, está o EnergyPlus, o qual foi utilizado para este estudo, tendo como principal objetivo avaliar o desempenho térmico de painéis de light steel frame pré-fabricados utilizados na fachada e nas vedações internas de um sistema construtivo modular composto por estrutura metálica, e piso e a laje de concreto. Para o desenvolvimento do estudo, foi utilizado como modelo base uma residência térrea, configurada por ambientes independentes, que virão a compor uma residência inteira onde serão inseridos os painéis de light steel frame pré-fabricados. As 16 tipologias de painéis foram estudadas em três diferentes cidades do Brasil, sendo elas situadas nas regiões Nordeste, Sudeste e Sul e em dias típicos de verão e inverno, utilizando os recursos de simulação computacional (EnergyPlus) possibilitando a análise comparativa de desempenho térmico de cada tipologia ao serem submetidos a diferentes temperaturas e regime de insolação. A maioria das tipologias de painéis apresentam resultados favoráveis apenas para a cidade de Fortaleza, e desfavoráveis para as cidades de São Paulo e Curitiba, onde somente a última tipologia de painel atendeu os requisitos mínimos de desempenho para todas as cidades. Este estudo não contempla dados experimentais ou ensaios físicos. / Technological developments coupled with the emergence of new user needs resulted in several types of new construction methods. The concept of building industrialization has been evolving with speed, and these new construction systems have emerged as an alternative to traditional systems. These alternative systems seek better thermal performance, energy efficiency, light performance, acoustic and sustainability, among other things. Faced with this growing demand for innovation, ABNT (Brazilian Technical Standards Association) went on to study a set of rules to establish performance criteria to validate the new construction systems of residential buildings. These criteria were established with the publication of Performance Standard (NBR 15575/2013), which provides detailed parameters for performance of these buildings and provides methods according to the desired performance. At the same time, computer simulations have evolved, allowing lower cost of experimentation. These simulations are able to anticipate results which were previously only possible after physical tests of prototypes and also are able to find alternative solutions for energy efficiency and comfort of users. Among some existing programs for simulating thermal performance is the EnergyPlus, which was used for this study, with the primary objective of evaluating the thermal performance of prefabricated light steel frame panels. These panels were used in the facade and the internal seals of a building system composed of modular steel structure and floor and the concrete slab. To develop the study, a one-story residence was used as a base model, set by independent environments, composed entirely of the prefabricated light steel frame panels. The 16 panel types were studied in three different cities in Brazil, located in the Northeast, Southeast and South, and on a typical day of summer and winter. Using the computer simulation resources (EnergyPlus) enabled comparative analysis of thermal performance of each type when subjected to different temperatures and insolation regime. Most panel types have favorable results only in the city of Fortaleza, and unfavorable in the cities of São Paulo and Curitiba, whereas only the last panel type met the minimum performance requirements for all cities. This study does not include experimental data or physical tests.

Este trabalho visa desenvolver uma metodologia, através de ferramentas computacionais de simulação, de avaliação de mapas solares para a análise de sombreamentos e da radiação solar incidente sobre as coberturas e telhados das edificações dentro do ambiente urbano e aplicá-la para a cidade de Porto Alegre. Desta forma é possível identificar os melhores espaços para alocar futuras instalações fotovoltaicas e evitar possíveis perdas por sombreamento ao longo do ano. Para tanto, foram selecionadas quatro regiões de estudo, cada uma representando uma tipologia de bairro e edificações. Os bairros Centro Histórico, São Geraldo, São Sebastião e Santana foram selecionados por representarem: edificações comerciais de escritórios, galpões comerciais (depósitos e oficinas), residencial de baixa altura e prédios residenciais, respectivamente. Após o desenvolvimento dos mapas solares, são realizadas estimativas para capacidade de instalação e produção de energia elétrica por sistemas fotovoltaicos em cada edificação. O software EnergyPlus produziu modelos termoenergéticos para quatro edificações típicas representando cada uma das regiões de estudo e, assim, proceder um balanço de energia em escala anual para o consumo energético e a produção de energia. Considerando as hipóteses de simulação e premissas de cálculo utilizadas, verifica-se que existe potencial para a geração distribuída de energia em escala urbana para as regiões de estudo. Um resultado significativo ocorreu para a região do bairro São Geraldo, onde as dez maiores áreas de telhado equivalem a 53% do potencial total de instalação fotovoltaica aplicada a edificações da região de estudo. Ainda, realizado o balanço de energia, foram analisados os cenários de investimento para cada tipologia de edificação típica, resultando em um retorno sobre o investimento entre 9 e 13 anos, dependendo do tipo de edificação. / This work aims to develop a methodology, through computer simulation tools, for evaluating solar maps for shading analysis and incident solar radiation on the building roofs within the urban environment. This methodology is applied in the city of Porto Alegre. Thus, it is possible to identify the best areas to allocate future photovoltaic systems and avoid possible shading losses throughout the year. Therefore were selected four study areas, each one representing one type of neighborhood and respective buildings. The neighborhoods Centro Histórico, São Geraldo, São Sebastião and Santana were selected because they represent: commercial/office buildings, warehouses/workshops, low-rise residential and residential buildings, respectively. After the development of solar maps, estimates were made for the capacity of installation and the electric energy produced by photovoltaic systems in each building roof. The EnergyPlus software produced an energy model for a typical building of each study area (neighborhood) and make an energy balance in annual scale for the energy consumption and energy production. Considering the simulation hypothesis and assumptions, it appears that there is potential for the distributed generation in urban scale for the four study areas. A significant result was found for the São Geraldo region, where only the top ten building roof areas equals to 53% of the total potential of building applied photovoltaic in the respective neighborhood region. Also, performing the energy balance, investment scenarios were analyzed for each typical building, resulting in a return on investment between 9 and 13 years, depending on the building type.

Submitted by Cássio da Cruz Nogueira (cassionogueirakk@gmail.com) on 2017-05-26T16:02:18Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_EstudoTipologiasHabitacionais.pdf: 6433957 bytes, checksum: 0a05dfebd5c2cc49e9fbde9b0b0221dd (MD5) / Approved for entry into archive by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2017-06-05T16:46:20Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_EstudoTipologiasHabitacionais.pdf: 6433957 bytes, checksum: 0a05dfebd5c2cc49e9fbde9b0b0221dd (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-05T16:46:20Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_EstudoTipologiasHabitacionais.pdf: 6433957 bytes, checksum: 0a05dfebd5c2cc49e9fbde9b0b0221dd (MD5) Previous issue date: 2013-04-01 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Investigam-se tipologias habitacionais amazônicas por meio de uma visão integrada entre as condições físico-ambientais e a sensação térmica dos usuários. As tipologias habitacionais selecionadas referem-se a espaços espontaneamente produzido em áreas, continental e insular do município de Belém (PA), e também a espaços formalmente produzidos em área de reassentamento urbano, na chamada Vila da Barca. A avaliação ambiental proposta, oportuniza a investigação sobre solução e vivência espacial em tipologias culturalmente construídas para subsidiar propostas de habitação social em ambiente amazônico em que pese a valorização dos efeitos humanos e ambientais da intervenção habitacional. A estratégia metodológica adotada abrange métodos qualitativos e quantitativos. Utiliza instrumentos de consulta aplicados aos moradores das habitações estudadas e também o uso de ferramenta computacional, o EnergyPlus. Os resultados encontrados apontam que as condições ambientais e de bem-estar percebidas pelos moradores, são contraditórias frente as condições ambientais atmosféricas locais, pois apesar dos dados apontarem temperaturas elevadas, com mais de 60% das horas anuais fora das condições de conforto, as respostas dos questionários obtidas com os moradores foram positivas em relação a sua satisfação quanto as condições de moradia, principalmente, os moradores das tipologias habitacionais localizadas na área insular do município de Belém. / The objective is to study the housing typologies Amazon through an integrated view between the physical and environmental conditions and thermal sensation of users. The housing typologies selected refer to spaces spontaneously produced in areas, continental and insular, in Belém (PA), and also the spaces formally produced in urban resettlement area, a Vila da Barca. The environmental assessment favors the proposed solution and research experience in spatial typologies culturally constructed to support proposals for social housing in the Amazon environment, despite the appreciation of human and environmental effects of housing assistance. The strategy adopted includes qualitative and quantitative methods. Uses consultation tools applied to residents of the dwelling and also studied the use of computational tools, the EnergyPlus. The results indicate environmental conditions and well-being perceived by residents in the face of conflicting local weather conditions, because despite the high temperatures present data with over 60% of annual hours outside the comfort conditions, the questionnaire responses were obtained with the locals positive in relation to the same as satisfaction with living conditions, especially the residents of housing typologies located in the island municipality of Bethlehem.

Submitted by Maicon Juliano Schmidt (maicons) on 2015-05-05T14:17:01Z No. of bitstreams: 1 Leila Maria Tamanini Roman.pdf: 1478472 bytes, checksum: 52db0d09c275b5afd54c35d29758e75d (MD5) / Made available in DSpace on 2015-05-05T14:17:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Leila Maria Tamanini Roman.pdf: 1478472 bytes, checksum: 52db0d09c275b5afd54c35d29758e75d (MD5) Previous issue date: 2013-01-01 / Nenhuma / Este trabalho apresenta uma avaliação energética, através do software EnergyPlus, de uma sala externa com climatização e um prédio de sete andares com ventilação natural. Para tanto, monitoram-se o consumo de energia mensal, os dados climáticos, características arquitetônicas, número de funcionários, localização e demais características que possam interferir direta ou indiretamente no consumo de energia do ambiente de estudo. Os dados obtidos através de levantamento in loco, memoriais da área de infraestrutura e recursos humanos, juntamente com a análise das faturas de energia elétrica mensais, servem de parâmetro para a simulação, bem como validam os resultados, permitindo a busca de novas alternativas que visem eficiência e redução no consumo. As avaliações são realizadas tendo como base duas edificações pertencentes ao Centro Administrativo de Lojas Colombo, localizadas em Farroupilha, Rio Grande do Sul. A análise visa minimizar o consumo de energia elétrica buscando garantir o máximo de horas em conforto. Para tanto avalia os índices de conforto térmico, as temperaturas internas, os ganhos internos de calor, as condições de operação do ar condicionado na sala externa e a potência necessária de ar condicionado para instalação nas quinze zonas térmicas pertencentes ao prédio, verificando o consumo energético das alternativas utilizadas e a relação custo-benefício. Através das simulações na sala externa constatou-se que, com a utilização de materiais eficientes termicamente, as trocas térmicas do interior com o exterior são minimizadas, o mesmo ocorrendo com a substituição de equipamentos antigos, a exemplo de monitores de tubo. Nas quinze zonas térmicas do prédio, a instalação de um sistema de ar condicionado se apresenta como alternativa para melhorar os índices de conforto térmico em dias com temperaturas mais elevadas ou mais baixas, situações estas em que a ventilação natural não é suficiente para garantir um ambiente confortável. Esta adequação de climatização dos ambientes elevou o consumo com energia elétrica total do prédio em 17%, contudo ocorreu melhora significativa nos índices de conforto térmico. Na sala externa foi obtida uma redução no consumo de energia elétrica de 14% sobre o consumo total e a garantia de 86% de horas ocupadas em conforto. / This study presents the energetic evaluation, through the software EnergyPlus, of an external room with acclimatization and of a seven-story building with natural ventilation. For this, the monthly energy consumed, the climatic data, the architectonic characteristics, the number of people, the location and other characteristics which can interfere directly or indirectly the room’s energy consumption were monitored. The data obtained through in loco survey, memorials of the infrastructure area and human resources, as well as the analysis of the monthly electrical energy bills, are considered as parameters for the simulation and they validate the results, allowing the search for new alternatives that aim at consumption efficiency and reduction. The evaluations are performed based on two buildings which are part of Centro Administrativo de Lojas Colombo, located in Farroupilha, Rio Grande do Sul, Brazil. The analysis aims at minimizing the electric energy consumption with the purpose of ensuring the maximum of comfort hours, so it evaluates the indexes of thermal comfort, the inside temperatures, the inside heat gains, the operation conditions of the air-conditioning in the outside room, and the necessary air-conditioning power for the installation in the fifteen thermal zones which belong to the building, verifying the energetic consumption of the used alternatives and the cost-benefit ratio. Through the simulations in the outside room, it was detected that with the use of thermally efficient material, the thermal exchanges between inside and outside are minimized, the same occurs with the substitution of old equipment, such as tube monitors. In the fifteen thermal zones of the building, the installation of an air-conditioning system is an alternative to improve the thermal comfort indexes in days with higher or lower temperatures. These are situations in which the natural ventilation is not enough to ensure that the environment is comfortable. The air conditioning simulated increased the building energy consumption in 17%, although a significative increase in thermal comfort was achieved. At the external room a 14% reduction in electricity consumption, over the total consumption, and the guarantee of 86% of occupied hours in comfort was obtained.

Este trabalho é um estudo da aplicação de um sistema que utiliza a cogeração para hotéis localizados na cidade de Porto Alegre, RS, Brasil. Foi analisada a implantação desse tipo de sistema, também chamado de CHP (Combined Heat and Power), de um ponto de vista econômico e energético. A questão econômica foi determinada pela viabilidade através de métodos de análise quantitativa, neste caso, dando enfoque ao tempo de retorno do investimento. Para a análise energética foi realizado o estudo dos consumos e demandas anuais da operação do prédio através da ferramenta de simulação térmo-energética de edificações. O software escolhido foi o EnergyPlus. Essas análises, energéticas e econômicas, foram realizadas através de uma comparação entre o hotel sem o sistema de CHP e o hotel com o sistema de CHP. O hotel hipotético simulado foi definido através de um levantamento de informações a respeito do desempenho energético de hotéis que funcionam em Porto Alegre. Além dos estudos energéticos e econômicos, foram realizadas variações em parâmetros do hotel para tentar abranger uma série de possíveis cenários e verificar suas viabilidades econômicas. Foi visto que a cogeração pode trazer redução de custo operacional mesmo não tendo um menor consumo energético anual. Em alguns cenários o tempo de retorno do investimento apresentou valor abaixo dos seis anos, sendo considerado como uma boa opção de investimento. / This work is a study of the application of a CHP (Combined Heat and Power) system in hotels built in the city of Porto Alegre, RS, Brazil. This system was analyzed from an economic and energetic point of view. The economic matter on its viability perspective was determined through quantitative methods, in this case, with the focus on the time frame for the investment's return. For the energetic analysis, a annual energy consumption and demand study was performed utilizing a whole-building energy model with computer simulation. The chosen software was EnergyPlus. The analyses, energetic and economic, were performed through a comparison between the hotel without the CHP system and with the CHP system. The hypothetic simulated hotel was determined by a data survey on the energetic performance of hotels build in Porto Alegre. In addition to the energetic and economic studies, some parametric variations to the hotel were made to include a series of possible scenarios and check their economic viability. It was observed that the CHP can provide some operational cost reductions even without presenting a lower annual energetic consumption. In some scenarios, the time to return the investment showed figures lower than six years, being considered a good investment option.

Este trabalho visa desenvolver uma metodologia, através de ferramentas computacionais de simulação, de avaliação de mapas solares para a análise de sombreamentos e da radiação solar incidente sobre as coberturas e telhados das edificações dentro do ambiente urbano e aplicá-la para a cidade de Porto Alegre. Desta forma é possível identificar os melhores espaços para alocar futuras instalações fotovoltaicas e evitar possíveis perdas por sombreamento ao longo do ano. Para tanto, foram selecionadas quatro regiões de estudo, cada uma representando uma tipologia de bairro e edificações. Os bairros Centro Histórico, São Geraldo, São Sebastião e Santana foram selecionados por representarem: edificações comerciais de escritórios, galpões comerciais (depósitos e oficinas), residencial de baixa altura e prédios residenciais, respectivamente. Após o desenvolvimento dos mapas solares, são realizadas estimativas para capacidade de instalação e produção de energia elétrica por sistemas fotovoltaicos em cada edificação. O software EnergyPlus produziu modelos termoenergéticos para quatro edificações típicas representando cada uma das regiões de estudo e, assim, proceder um balanço de energia em escala anual para o consumo energético e a produção de energia. Considerando as hipóteses de simulação e premissas de cálculo utilizadas, verifica-se que existe potencial para a geração distribuída de energia em escala urbana para as regiões de estudo. Um resultado significativo ocorreu para a região do bairro São Geraldo, onde as dez maiores áreas de telhado equivalem a 53% do potencial total de instalação fotovoltaica aplicada a edificações da região de estudo. Ainda, realizado o balanço de energia, foram analisados os cenários de investimento para cada tipologia de edificação típica, resultando em um retorno sobre o investimento entre 9 e 13 anos, dependendo do tipo de edificação. / This work aims to develop a methodology, through computer simulation tools, for evaluating solar maps for shading analysis and incident solar radiation on the building roofs within the urban environment. This methodology is applied in the city of Porto Alegre. Thus, it is possible to identify the best areas to allocate future photovoltaic systems and avoid possible shading losses throughout the year. Therefore were selected four study areas, each one representing one type of neighborhood and respective buildings. The neighborhoods Centro Histórico, São Geraldo, São Sebastião and Santana were selected because they represent: commercial/office buildings, warehouses/workshops, low-rise residential and residential buildings, respectively. After the development of solar maps, estimates were made for the capacity of installation and the electric energy produced by photovoltaic systems in each building roof. The EnergyPlus software produced an energy model for a typical building of each study area (neighborhood) and make an energy balance in annual scale for the energy consumption and energy production. Considering the simulation hypothesis and assumptions, it appears that there is potential for the distributed generation in urban scale for the four study areas. A significant result was found for the São Geraldo region, where only the top ten building roof areas equals to 53% of the total potential of building applied photovoltaic in the respective neighborhood region. Also, performing the energy balance, investment scenarios were analyzed for each typical building, resulting in a return on investment between 9 and 13 years, depending on the building type.