O objeto desta pesquisa são os efeitos da vegetação nas condições microclimáticas urbanas, partindo-se da premissa que a presença da vegetação influencia o microclima do seu entorno imediato. A partir de diferentes formas de distribuição das áreas verdes na cidade e com o uso de espécies locais, o objetivo é quantificar a intensidade e a distribuição espacial dos efeitos microclimáticos da vegetação, principalmente as alterações de temperatura do ar e superficial no nível do pedestre, utilizando-se modelos de balanço de energia e ferramentas computacionais. Foram feitas simulações paramétricas no ENVI-met a fim de investigar o efeito da distribuição de áreas verdes (linear, grandes massas verdes concentradas ou pequenos agrupamentos distribuídos em diferentes distâncias) e por meio das medições de campo pode-se quantificar a importância da vegetação (gramíneas, arbustos e arbóreas) nos aspectos climáticos. Os resultados mostram que o efeito da vegetação é local e não ocorre uma influência significativa muito além dos limites das áreas verdes. Em relação à intensidade do efeito da vegetação, a diferença média entre as temperaturas do ar nas áreas verdes arborizadas e as ruas adjacentes é de 1.5ºC. Já o sombreamento pelas árvores de copa densa (LAI=10), mostrou diferenças médias de 23ºC, nas temperaturas superficiais do solo, embaixo da copa. Esse resultado indica que o uso das árvores é uma estratégia para amenizar o efeito de ilha de calor nas metrópoles, pois evita o aquecimento de materiais como asfalto e concreto e a liberação da radiação de onda longa acumulada durante a noite. / The main purpose of this research is the effects of vegetation in urban microclimate conditions, under the premise that the presence of vegetation influences the microclimate and its surroundings. Considering different forms of green space distribution and using native species, it could quantify the intensity and spatial distribution for the microclimate effects by a vegetated area. The modifications of air temperature and the surface temperature at the level of the pedestrians were analyzed based on energy balance and computer models. Parametric simulations on ENVI-met were done to investigate the effect of green areas distribution (linear forms, large mass of vegetation and small groups of trees) and were compared with on-site measurement data. The simulation results showed the impact of urban vegetation for climatic aspects. The outputs indicated that the vegetation effect is local and do not have a significant influence beyond the limits of the green area. Regarding to the intensity of vegetation effect, the average difference between air temperature under the trees and above the streets is 1.5ºC. While the shadowing of a dense tree (LAI=10) showed an average difference of 23ºC for superficial temperatures between green spaces and the street. This result pointed out that green area is an important strategy to mitigate the heat island effect in city centers, as it can prevent asphalt and concrete from heating and releasing long wave radiation during night time.

O objeto desta pesquisa são os efeitos da vegetação nas condições microclimáticas urbanas, partindo-se da premissa que a presença da vegetação influencia o microclima do seu entorno imediato. A partir de diferentes formas de distribuição das áreas verdes na cidade e com o uso de espécies locais, o objetivo é quantificar a intensidade e a distribuição espacial dos efeitos microclimáticos da vegetação, principalmente as alterações de temperatura do ar e superficial no nível do pedestre, utilizando-se modelos de balanço de energia e ferramentas computacionais. Foram feitas simulações paramétricas no ENVI-met a fim de investigar o efeito da distribuição de áreas verdes (linear, grandes massas verdes concentradas ou pequenos agrupamentos distribuídos em diferentes distâncias) e por meio das medições de campo pode-se quantificar a importância da vegetação (gramíneas, arbustos e arbóreas) nos aspectos climáticos. Os resultados mostram que o efeito da vegetação é local e não ocorre uma influência significativa muito além dos limites das áreas verdes. Em relação à intensidade do efeito da vegetação, a diferença média entre as temperaturas do ar nas áreas verdes arborizadas e as ruas adjacentes é de 1.5ºC. Já o sombreamento pelas árvores de copa densa (LAI=10), mostrou diferenças médias de 23ºC, nas temperaturas superficiais do solo, embaixo da copa. Esse resultado indica que o uso das árvores é uma estratégia para amenizar o efeito de ilha de calor nas metrópoles, pois evita o aquecimento de materiais como asfalto e concreto e a liberação da radiação de onda longa acumulada durante a noite. / The main purpose of this research is the effects of vegetation in urban microclimate conditions, under the premise that the presence of vegetation influences the microclimate and its surroundings. Considering different forms of green space distribution and using native species, it could quantify the intensity and spatial distribution for the microclimate effects by a vegetated area. The modifications of air temperature and the surface temperature at the level of the pedestrians were analyzed based on energy balance and computer models. Parametric simulations on ENVI-met were done to investigate the effect of green areas distribution (linear forms, large mass of vegetation and small groups of trees) and were compared with on-site measurement data. The simulation results showed the impact of urban vegetation for climatic aspects. The outputs indicated that the vegetation effect is local and do not have a significant influence beyond the limits of the green area. Regarding to the intensity of vegetation effect, the average difference between air temperature under the trees and above the streets is 1.5ºC. While the shadowing of a dense tree (LAI=10) showed an average difference of 23ºC for superficial temperatures between green spaces and the street. This result pointed out that green area is an important strategy to mitigate the heat island effect in city centers, as it can prevent asphalt and concrete from heating and releasing long wave radiation during night time.

O uso de vegetação nas superfícies urbanas tem despertado a atenção de pesquisadores, empreendedores e da população em geral, pelos benefícios que pode proporcionar às construções, geralmente como coberturas e fachadas verdes. Comparadas às coberturas, as fachadas verdes podem representar maiores superfícies em edifícios altos de áreas densamente ocupadas, incrementando massa foliar e trocas térmicas úmidas no entorno imediato, contribuindo para o balanço de energia nas áreas urbanas. Neste trabalho realizaram-se levantamentos da inclusão das paredes verdes nas políticas públicas, das diferentes tecnologias de paredes verdes, além de estudos de desempenho microclimático de paredes verdes. Há uma série de trabalhos quantificando o efeito das superfícies verdes no desempenho térmico dos edifícios, sabendo-se pouco sobre seus efeitos microclimáticos urbanos. Nesse contexto, o objetivo deste trabalho é quantificar o impacto das fachadas verdes no microclima urbano no nível do pedestre, considerando as variáveis temperatura e umidade do ar, temperatura de superfície e temperatura média radiante. Em função das restrições e recursos do modelo ENVI-met, adotado neste estudo, a pesquisa incluiu, inicialmente, um método dedutivo, exploratório, através de medições de densidade foliar da vegetação do tipo escaladora e monitoramento de alguns dados microclimáticos em uma fachada verde. Na etapa seguinte o método é indutivo, realizando-se testes de sensibilidade do modelo em cenário hipotético, variando-se índice de área foliar (IAF 0,5m²/m², 1m²/m² e 2m²/m²) e umidade do solo (50% e 60%). As conclusões confirmam o efeito microclimático bastante localizado da parede verde do tipo escaladora e um comportamento distinto nos períodos diurno e noturno, como acontece em outras formas de inserção do verde em áreas urbanas. À noite, na ausência da evapotranspiração, o resfriamento é mais influenciado pela troca convectiva. Durante o dia percebe-se o efeito da evapotranspiração no ligeiro aumento da umidade do ar em 1,0g/kg, à temperatura do ar de 26°C, e na diminuição da temperatura do ar, em ambos os casos quando comparadas ao cenário sem vegetação, em 0,17°C, 0,36°C e 0,68°C com os incrementos sucessivos do IAF, para umidade do solo 50%, às 14h, principalmente a sotavento. Os efeitos da vegetação na temperatura radiante média são bastante localizados, tornando sua influência praticamente imperceptível no microclima exterior sob o efeito da radiação solar, apesar dos incrementos do IAF. O incremento na umidade do solo, de 50% para 60%, resulta em aumento da evapotranspiração provocando redução máxima de cerca de 0,36°C na temperatura do ar a 1,5m do solo, para o mesmo IAF. O sombreamento provocado pela vegetação resulta em variação insignificante na TRM mesmo com o aumento na umidade relativa do solo, para o mesmo IAF. Os testes de sensibilidade mostram que o modelo é adequado para realização de estudos mais aprofundados, justificando o investimento em pesquisas futuras visando à calibração entre dados microclimáticos medidos e simulados para paredes verdes em clima tropical e subtropical e à simulação microclimática de áreas urbanas com o uso dessa tecnologia. / The use of greenery on urban surfaces, normally green roofs or green facades has attracted the attention of researchers, entrepreneurs and the population in general for its benefits to buildings. Compared to green roofs, green facades may represent higher surfaces in tall buildings of densely occupied areas, increasing foliage mass and latent heat exchanges for the immediate environment, contributing to energy balance in urban areas. With a focus on green walls, this work carried out investigations about their inclusion in public policies, green walls\' technologies and microclimate performance studies. Despite the existence of numerous papers quantifying the effect of green surfaces on the thermal performance of buildings, there is limited available knowledge regarding their effects on urban microclimate. In this context, the aim of this work is to quantify the impact of green façades on urban microclimate at pedestrian level, considering the variables air temperature, air humidity, surface temperature, and mean radiant temperature. Based on the restrictions and resources of the ENVI-met model, which was adopted in this study, the research initially included a deductive exploratory method through measurements of leaf area density of climbing plants and monitoring of some microclimatic data at a green façade. In the next stage, the method was inductive, with sensitivity tests of the model in a hypothetical scenario, varying the leaf area index (LAI 0.5m²/m², 1m²/m² and 2m²/m²) and soil humidity (50% and 60%). The results confirm the localized microclimatic effects of the climbing green wall and a distinct behaviour between daytime and night time, equivalent to those caused by other forms of greenery in urban areas. At night, with the lack of evapotranspiration, cooling is more influenced by convective exchange. The effect of evapotranspiration is clearly perceived during the day due to a) the slight increase in air humidity by 1.0 g/kg at a temperature of 26°C, and b) the decrease of air temperature, when compared to the scenario without vegetation, of 0.17 °C, 0.36 °C and 0.68 °C (for LAI=0,5m²/m², 1,00m²/m² and 2,0m²/m²), for a 50% soil humidity, mainly in the leeward direction. The effects of greenery on mean radiant temperature, despite the LAI increase, are quite localized, making its influence practically imperceptible on the outdoor microclimate under the effect of solar radiation. The increase of soil humidity from 50% to 60% results in increased evapotranspiration leading to a maximum reduction around 0.36 °C on air temperature, at 1.5 m from ground level, for the same LAI. Vegetation shading results in insignificant variation in mean radiant temperature. Sensitivity tests show that the model is suitable for further studies, justifying an investment in future research aiming at calibration between measured and simulated microclimate data for green walls in tropical and subtropical climates and the microclimatic simulation of urban areas with green walls\' technology.

O uso de vegetação nas superfícies urbanas tem despertado a atenção de pesquisadores, empreendedores e da população em geral, pelos benefícios que pode proporcionar às construções, geralmente como coberturas e fachadas verdes. Comparadas às coberturas, as fachadas verdes podem representar maiores superfícies em edifícios altos de áreas densamente ocupadas, incrementando massa foliar e trocas térmicas úmidas no entorno imediato, contribuindo para o balanço de energia nas áreas urbanas. Neste trabalho realizaram-se levantamentos da inclusão das paredes verdes nas políticas públicas, das diferentes tecnologias de paredes verdes, além de estudos de desempenho microclimático de paredes verdes. Há uma série de trabalhos quantificando o efeito das superfícies verdes no desempenho térmico dos edifícios, sabendo-se pouco sobre seus efeitos microclimáticos urbanos. Nesse contexto, o objetivo deste trabalho é quantificar o impacto das fachadas verdes no microclima urbano no nível do pedestre, considerando as variáveis temperatura e umidade do ar, temperatura de superfície e temperatura média radiante. Em função das restrições e recursos do modelo ENVI-met, adotado neste estudo, a pesquisa incluiu, inicialmente, um método dedutivo, exploratório, através de medições de densidade foliar da vegetação do tipo escaladora e monitoramento de alguns dados microclimáticos em uma fachada verde. Na etapa seguinte o método é indutivo, realizando-se testes de sensibilidade do modelo em cenário hipotético, variando-se índice de área foliar (IAF 0,5m²/m², 1m²/m² e 2m²/m²) e umidade do solo (50% e 60%). As conclusões confirmam o efeito microclimático bastante localizado da parede verde do tipo escaladora e um comportamento distinto nos períodos diurno e noturno, como acontece em outras formas de inserção do verde em áreas urbanas. À noite, na ausência da evapotranspiração, o resfriamento é mais influenciado pela troca convectiva. Durante o dia percebe-se o efeito da evapotranspiração no ligeiro aumento da umidade do ar em 1,0g/kg, à temperatura do ar de 26°C, e na diminuição da temperatura do ar, em ambos os casos quando comparadas ao cenário sem vegetação, em 0,17°C, 0,36°C e 0,68°C com os incrementos sucessivos do IAF, para umidade do solo 50%, às 14h, principalmente a sotavento. Os efeitos da vegetação na temperatura radiante média são bastante localizados, tornando sua influência praticamente imperceptível no microclima exterior sob o efeito da radiação solar, apesar dos incrementos do IAF. O incremento na umidade do solo, de 50% para 60%, resulta em aumento da evapotranspiração provocando redução máxima de cerca de 0,36°C na temperatura do ar a 1,5m do solo, para o mesmo IAF. O sombreamento provocado pela vegetação resulta em variação insignificante na TRM mesmo com o aumento na umidade relativa do solo, para o mesmo IAF. Os testes de sensibilidade mostram que o modelo é adequado para realização de estudos mais aprofundados, justificando o investimento em pesquisas futuras visando à calibração entre dados microclimáticos medidos e simulados para paredes verdes em clima tropical e subtropical e à simulação microclimática de áreas urbanas com o uso dessa tecnologia. / The use of greenery on urban surfaces, normally green roofs or green facades has attracted the attention of researchers, entrepreneurs and the population in general for its benefits to buildings. Compared to green roofs, green facades may represent higher surfaces in tall buildings of densely occupied areas, increasing foliage mass and latent heat exchanges for the immediate environment, contributing to energy balance in urban areas. With a focus on green walls, this work carried out investigations about their inclusion in public policies, green walls\' technologies and microclimate performance studies. Despite the existence of numerous papers quantifying the effect of green surfaces on the thermal performance of buildings, there is limited available knowledge regarding their effects on urban microclimate. In this context, the aim of this work is to quantify the impact of green façades on urban microclimate at pedestrian level, considering the variables air temperature, air humidity, surface temperature, and mean radiant temperature. Based on the restrictions and resources of the ENVI-met model, which was adopted in this study, the research initially included a deductive exploratory method through measurements of leaf area density of climbing plants and monitoring of some microclimatic data at a green façade. In the next stage, the method was inductive, with sensitivity tests of the model in a hypothetical scenario, varying the leaf area index (LAI 0.5m²/m², 1m²/m² and 2m²/m²) and soil humidity (50% and 60%). The results confirm the localized microclimatic effects of the climbing green wall and a distinct behaviour between daytime and night time, equivalent to those caused by other forms of greenery in urban areas. At night, with the lack of evapotranspiration, cooling is more influenced by convective exchange. The effect of evapotranspiration is clearly perceived during the day due to a) the slight increase in air humidity by 1.0 g/kg at a temperature of 26°C, and b) the decrease of air temperature, when compared to the scenario without vegetation, of 0.17 °C, 0.36 °C and 0.68 °C (for LAI=0,5m²/m², 1,00m²/m² and 2,0m²/m²), for a 50% soil humidity, mainly in the leeward direction. The effects of greenery on mean radiant temperature, despite the LAI increase, are quite localized, making its influence practically imperceptible on the outdoor microclimate under the effect of solar radiation. The increase of soil humidity from 50% to 60% results in increased evapotranspiration leading to a maximum reduction around 0.36 °C on air temperature, at 1.5 m from ground level, for the same LAI. Vegetation shading results in insignificant variation in mean radiant temperature. Sensitivity tests show that the model is suitable for further studies, justifying an investment in future research aiming at calibration between measured and simulated microclimate data for green walls in tropical and subtropical climates and the microclimatic simulation of urban areas with green walls\' technology.

O objeto deste trabalho são os microclimas urbanos nas cidades brasileiras na região de Clima Tropical Continental. Partindo do princípio que há uma correlação entre microclimas urbanos e ocupação do solo, o objetivo é medir numericamente a correlação entre a temperatura do ar e algumas variáveis familiares ao planejamento, e que podem ser regulamentadas pela legislação municipal, a fim de orientar as medidas necessárias para amenizar o rigor climático nas cidades da região. Faz-se uma descrição qualitativa e quantitativa das variáveis urbanísticas envolvidas, bem como medições de temperatura e umidade do ar em diferentes estações e horários. Os resultados mostram que as variáveis taxa de ocupação e coeficiente de aproveitamento mantém correlação positiva com a temperatura do ar, e refletem uma maior influência da densidade construída sobre o período noturno, o que concorda com a teoria existente. Já com as variáveis arborização e água a correlação foi negativa em relação à temperatura do ar, em todos os horários. Ao final propõe-se um índice em função das variáveis urbanísticas utilizadas, visando subsidiar futuros trabalhos na determinação da proporção ideal entre densidade construída, arborização e água. / The subject of this thesis is the urban microclimate in cities of the Brazilian Continental Tropical Region. According to the principle that there is a correlation between urban microclimates and urban occupation, the objective is to numerically measure the correlation between air temperature and variables which are familiar to urban planning strategies. These variables can be controlled by municipal regulations, aiming to guide the procedures to ameliorate the urban harsh climate in that region. Qualitative and quantitative descriptions of the urban variables are made, as air temperature and humidity measurements registered along the day for the two main seasons. The results show that with variables related to building density, the correlation was positive when referred to air temperature, and reflected the greater influence of building density at night, what is in accord with the existing theory. On the other hand, using trees and water, the correlation was negative, when related to air temperature, in all periods. At the end, this work suggests an index using urban variables, aiming to support future studies in determining the ideal proportion among building density, trees and water in urban environments.

O objeto deste trabalho são os microclimas urbanos nas cidades brasileiras na região de Clima Tropical Continental. Partindo do princípio que há uma correlação entre microclimas urbanos e ocupação do solo, o objetivo é medir numericamente a correlação entre a temperatura do ar e algumas variáveis familiares ao planejamento, e que podem ser regulamentadas pela legislação municipal, a fim de orientar as medidas necessárias para amenizar o rigor climático nas cidades da região. Faz-se uma descrição qualitativa e quantitativa das variáveis urbanísticas envolvidas, bem como medições de temperatura e umidade do ar em diferentes estações e horários. Os resultados mostram que as variáveis taxa de ocupação e coeficiente de aproveitamento mantém correlação positiva com a temperatura do ar, e refletem uma maior influência da densidade construída sobre o período noturno, o que concorda com a teoria existente. Já com as variáveis arborização e água a correlação foi negativa em relação à temperatura do ar, em todos os horários. Ao final propõe-se um índice em função das variáveis urbanísticas utilizadas, visando subsidiar futuros trabalhos na determinação da proporção ideal entre densidade construída, arborização e água. / The subject of this thesis is the urban microclimate in cities of the Brazilian Continental Tropical Region. According to the principle that there is a correlation between urban microclimates and urban occupation, the objective is to numerically measure the correlation between air temperature and variables which are familiar to urban planning strategies. These variables can be controlled by municipal regulations, aiming to guide the procedures to ameliorate the urban harsh climate in that region. Qualitative and quantitative descriptions of the urban variables are made, as air temperature and humidity measurements registered along the day for the two main seasons. The results show that with variables related to building density, the correlation was positive when referred to air temperature, and reflected the greater influence of building density at night, what is in accord with the existing theory. On the other hand, using trees and water, the correlation was negative, when related to air temperature, in all periods. At the end, this work suggests an index using urban variables, aiming to support future studies in determining the ideal proportion among building density, trees and water in urban environments.