O objetivo desta dissertação é propor diretrizes de projeto para integração do sistema de aquecimento solar (SAS) em edificações residenciais com base na abordagem do desempenho. O trabalho restringe-se ao sistema de água para abastecimento doméstico, composto por coletores planos fechados sem concentração. A investigação teórica é fundamentada na bibliografia sobre o SAS no contexto brasileiro e internacional, sendo descritas as características gerais do sistema e seus componentes. Entrevistas realizadas com profissionais atuantes na área e participações em treinamentos técnicos permitiram a coleta de dados sobre projeto, dimensionamento e instalação, além da identificação das causas do baixo rendimento e das falhas recorrentes durante o uso, operação e manutenção do SAS. São apresentados os requisitos e critérios de desempenho para o projeto do SAS com base na articulação dos conteúdos de documentos técnicos, normas, recomendações de fabricantes, profissionais projetistas e centros de pesquisa sobre o tema. Esses dados foram organizados tendo como referência de escopo da norma NBR 15.575/10, destacando os requisitos relacionados: (a) à segurança estrutural, (b) à segurança contra incêndio, (c) à segurança no uso e operação, (d) à estanqueidade, (e) ao desempenho acústico, (f) à saúde, higiene e qualidade da água, (g) à funcionalidade e acessibilidade, (h) ao conforto tátil e antropodinâmico, (i) à durabilidade e (j) à manutenibilidade. A interpretação dos requisitos e critérios de desempenho, segundo a lógica do programa de necessidades, permitiu a hierarquização das necessidades dos usuários, priorizando os atributos de projeto que contribuem para o maior rendimento do sistema e para a segurança no uso, operação e manutenção do SAS. As principais diretrizes de projeto consideram os requisitos de desempenho relacionados (a) às condicionantes locais quanto à orientação solar, latitude e sombreamento (b) ao posicionamento dos elementos e componentes construtivos; (c) ao dimensionamento e arranjos espaciais da edificação. Esta pesquisa buscou fornecer elementos técnicos para o planejamento do SAS desde as fases iniciais do projeto de modo contribuir para o melhor desempenho geral do sistema. / The objective is to propose design guidelines for integrating solar heating system (SHS) in residential buildings based on the performance approach. The work is restricted to the water system for domestic supply, composed of flat plate collectors closed without concentration. The research is based on the theoretical literature on the SHS in the Brazilian and international contexts, and describes the general characteristics of the system and presents an overview of incentive programs and quality control of SHS in Brazil. Interviews with professionals of the area and participation in technical training allowed the collection of data on design, sizing and installation, in addition to identifying the causes of low performance and recurring failures during use, operation and maintenance of SHS. The requirements and performance criteria for the design of SHS are presented, based on the articulation of the contents of technical documents, standards, recommendations of manufacturers, professional designers and research on the subject. These data were organized with reference to the scope of the NBR 15.575/10, highlighting the related requirements: (a) the structural safety, (b) fire safety, (c) the safe use and operation, (d) tightness, (e) the acoustic performance, (f) health, hygiene and water quality, (g) functionality and accessibility, (h) comfort and tactile anthropometric, (i) durability and (j) maintainability. The interpretation of the requirements and performance criteria, according to the logic of the program, allowed the hierarchy of users\' needs, prioritizing the design attributes that contribute to greater system performance and safety in the usage, operation and maintenance of SAS. The main design guidelines consider the performance requirements relating to (a) the constraints on the local solar radiation, temperature and shading, (b) the positioning of elements and building components, (c) the design and spatial arrangement of the building. This study aimed to provide technical information for planning the SHS from the early stages of the project in order to contribute to better overall system performance.

O objetivo desta dissertação é propor diretrizes de projeto para integração do sistema de aquecimento solar (SAS) em edificações residenciais com base na abordagem do desempenho. O trabalho restringe-se ao sistema de água para abastecimento doméstico, composto por coletores planos fechados sem concentração. A investigação teórica é fundamentada na bibliografia sobre o SAS no contexto brasileiro e internacional, sendo descritas as características gerais do sistema e seus componentes. Entrevistas realizadas com profissionais atuantes na área e participações em treinamentos técnicos permitiram a coleta de dados sobre projeto, dimensionamento e instalação, além da identificação das causas do baixo rendimento e das falhas recorrentes durante o uso, operação e manutenção do SAS. São apresentados os requisitos e critérios de desempenho para o projeto do SAS com base na articulação dos conteúdos de documentos técnicos, normas, recomendações de fabricantes, profissionais projetistas e centros de pesquisa sobre o tema. Esses dados foram organizados tendo como referência de escopo da norma NBR 15.575/10, destacando os requisitos relacionados: (a) à segurança estrutural, (b) à segurança contra incêndio, (c) à segurança no uso e operação, (d) à estanqueidade, (e) ao desempenho acústico, (f) à saúde, higiene e qualidade da água, (g) à funcionalidade e acessibilidade, (h) ao conforto tátil e antropodinâmico, (i) à durabilidade e (j) à manutenibilidade. A interpretação dos requisitos e critérios de desempenho, segundo a lógica do programa de necessidades, permitiu a hierarquização das necessidades dos usuários, priorizando os atributos de projeto que contribuem para o maior rendimento do sistema e para a segurança no uso, operação e manutenção do SAS. As principais diretrizes de projeto consideram os requisitos de desempenho relacionados (a) às condicionantes locais quanto à orientação solar, latitude e sombreamento (b) ao posicionamento dos elementos e componentes construtivos; (c) ao dimensionamento e arranjos espaciais da edificação. Esta pesquisa buscou fornecer elementos técnicos para o planejamento do SAS desde as fases iniciais do projeto de modo contribuir para o melhor desempenho geral do sistema. / The objective is to propose design guidelines for integrating solar heating system (SHS) in residential buildings based on the performance approach. The work is restricted to the water system for domestic supply, composed of flat plate collectors closed without concentration. The research is based on the theoretical literature on the SHS in the Brazilian and international contexts, and describes the general characteristics of the system and presents an overview of incentive programs and quality control of SHS in Brazil. Interviews with professionals of the area and participation in technical training allowed the collection of data on design, sizing and installation, in addition to identifying the causes of low performance and recurring failures during use, operation and maintenance of SHS. The requirements and performance criteria for the design of SHS are presented, based on the articulation of the contents of technical documents, standards, recommendations of manufacturers, professional designers and research on the subject. These data were organized with reference to the scope of the NBR 15.575/10, highlighting the related requirements: (a) the structural safety, (b) fire safety, (c) the safe use and operation, (d) tightness, (e) the acoustic performance, (f) health, hygiene and water quality, (g) functionality and accessibility, (h) comfort and tactile anthropometric, (i) durability and (j) maintainability. The interpretation of the requirements and performance criteria, according to the logic of the program, allowed the hierarchy of users\' needs, prioritizing the design attributes that contribute to greater system performance and safety in the usage, operation and maintenance of SAS. The main design guidelines consider the performance requirements relating to (a) the constraints on the local solar radiation, temperature and shading, (b) the positioning of elements and building components, (c) the design and spatial arrangement of the building. This study aimed to provide technical information for planning the SHS from the early stages of the project in order to contribute to better overall system performance.

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:28:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 5717096 bytes, checksum: fac70b2c7ad0d5d10768b79aa66a218f (MD5) Previous issue date: 2011-02-25 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / In this paper we propose a research about the implementation of the system of solar water heating systems in social housing, from the point of view of sustainability of technology adopted. Sustainability is understood in a broad sense, involving among others, the economic, social, environmental and cultural as well as the habits and customs rooted in the resident population. Just a few examples of practical application and little literature on the deployment of technologies for energy savings in social housing, especially from the standpoint of sustainability and adaptation of the population to new technologies. To this end, we seek to identify the impacts generated by the insertion of solar collectors in social housing, produced by MG-COHAB (Housing Company of Minas Gerais) Homes Program - Housing in small towns in Minas demographic General, assessing the appropriateness of incorporating solar collectors to the habits and customs of the population and possible changes in behavior resulting from the presence of this new technology into living space. We conducted three case studies, the Homes of Mercy of Caratinga, Itatiaiuçu and Dores de Campos. It was conducted in each housing a Post-Occupancy Evaluation Behavior gauge user satisfaction with respect to the installation of solar water heaters in homes. As main results we have: user satisfaction with the financial savings generated by the solar heater and the comfort afforded by the increase of the length of the shower, due to carelessness in terms of energy consumption, lack of regular maintenance of the system solar heating by the residents, the discrepancy between the use of solar heating and reduced environmental impacts. We conclude that despite the positive impacts related to economic and cultural sustainability, residents do not relate to use of solar technology with sustainability and therefore the incorporation of solar collectors is not sufficient to create an environmental awareness. These results show that the act of incorporation of the solar heater in social housing by COHAB-MG represents important social gains, but must be accompanied by an awareness campaign in order to extend the benefits to the population, characterized as an important step towards a balanced social housing, for sustainability. / Neste trabalho propõe-se uma investigação acerca da implantação do sistema de aquecimento solar de água na habitação de interesse social, sob o ponto de vista da sustentabilidade da tecnologia adotada. Entende-se a sustentabilidade num sentido amplo, que envolve entre outros, os aspectos econômicos, sociais, ambientais e culturais bem como os hábitos e costumes arraigados na população residente. Ainda há poucos exemplos de aplicação prática e pouca literatura sobre a implantação de tecnologias visando à economia de energia na habitação de interesse social, sobretudo sob o ponto de vista da sustentabilidade e da adaptação da população às novas tecnologias utilizadas. Para tanto, busca-se identificar os impactos gerados com a inserção de coletores solares na habitação de interesse social, produzida pela COHAB-MG (Companhia de Habitação de Minas Gerais) no Programa Lares - Habitação Popular, em cidades de pequeno porte demográfico em Minas Gerais, avaliando a adequação da incorporação dos coletores solares aos hábitos e costumes da população e possíveis mudanças de comportamento decorrentes da presença dessa nova tecnologia no espaço habitacional. Foram realizados três estudos de caso, nos conjuntos habitacionais de Piedade de Caratinga, Itatiaiuçu e Dores de Campos. Efetuou-se em cada conjunto habitacional uma Avaliação Pós- Ocupação Comportamental para aferir a satisfação dos usuários com relação à instalação do aquecedor solar nas habitações. Como principais resultados encontrados têm-se: a satisfação dos usuários com a economia financeira gerada pelo aquecedor solar e com o conforto propiciado pelo aumento do tempo de uso do chuveiro, decorrente da despreocupação em relação ao consumo energético; a falta de manutenção periódica do sistema de aquecimento solar pelos moradores; a desvinculação entre o uso do aquecimento solar e a redução dos impactos ambientais. Conclui-se que, apesar dos impactos positivos relacionados com a sustentabilidade econômica e cultural, os moradores não relacionam a utilização da tecnologia solar com a sustentabilidade e, portanto, a incorporação dos coletores solares não é suficiente para criar uma consciência ambiental. Esses resultados mostram que a ação de incorporação do aquecedor solar na habitação de interesse social pela COHAB-MG representa importantes ganhos sociais, mas deve ser acompanhada de um trabalho de conscientização com a finalidade de ampliar os benefícios concedidos à população, caracterizando-se assim como um importante passo na busca de uma habitação social equilibrada, em prol da sustentabilidade.

The theoretical part deals with three “ventilation systems” (VS). The first VS uses a ground/well temperature potential as a energy source for preheating or cooling fresh ventilation air. It was found out that energy savings can be achieved. In the winter, when the air flow volume was considered 150 m3/hr and ground temperature 4 and 8 ° C, the energy savings are in the range of 227-359 kWh. The electricity increase is 6 kWh of energy. In the summer, the energy savings are 17 to 38 kWh, with the electricity increase 8 kWh of energy. The second VS, i.e. system combining ventilation a solar systems, the calculation was carried out in TRNSYS computer program for two objects - a “low-energy house” (LEH) and “two-floor house” (TFH) - and 6 different solar systems modifications. The energy gains at the LEH for the 3 solar modif. are 49, 59 and 46 kWh per year (yearly consumption for heating is 2622 kWh). The energy gains at the TFH for the 3 solar modif. are 86, 134 and 129 kWh (yearly consumption for the heating is 8988 kWh). The third VS is a residential VS with liquid circuit with two compact “heat exchangers” (HE) at the inlet and outlet air. The results shows (compared to VS without heat recovery) that with the air flow volume 150 m3/h the energy savings in the winter are 1761-3148 kWh (16-hour and 24-hour operation mode). The electr. increase is 173 to 262 kWh of energy. In the exp. research the measuring section for the HE measuring was built. Then the conventional materials HE was measured. Is was found out that the selected HE is suitable for installation of the theoretically proposed systems. Its efficiency is in the range 58 - 82 % (with the air flow volume 570-55 m3/h). Measuring section was optimized and measured various hollow fibre HEs. Their efficiency are in the range 38-63 % (with the air flow volume 300-900 m3/h). Results of CO2 measurements shows that CO2 concentration is close to the value of 5000 ppm. It is much higher than max. allowed value 1200