Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2017. / Submitted by Raquel Almeida (raquel.df13@gmail.com) on 2017-05-25T20:45:04Z No. of bitstreams: 1 2017_JúliaSantiagodeMatosMonteiroLira.pdf: 2367848 bytes, checksum: db196be48adcb284cadb831e53959c4b (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2017-06-12T15:23:18Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_JúliaSantiagodeMatosMonteiroLira.pdf: 2367848 bytes, checksum: db196be48adcb284cadb831e53959c4b (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-12T15:23:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_JúliaSantiagodeMatosMonteiroLira.pdf: 2367848 bytes, checksum: db196be48adcb284cadb831e53959c4b (MD5) Previous issue date: 2017-06-12 / A indústria da construção civil consome recursos naturais (renováveis ou não) e contribui para o aumento das emissões de GEE. As estratégias para a produção de habitações mais ambientalmente sustentáveis têm sido alternativas cada vez mais aplicadas ao mercado da construção, concomitantemente com a preocupação mundial em conservação do meio ambiente. Considerando o tamanho do território nacional (5% da superfície terrestre), a contribuição do Brasil nas emissões globais de GEE é relativamente pequena, mas ainda assim é a sétima maior emissão do planeta. Diante do exposto, a responsabilidade do país em reduzir os impactos ambientais é crescente. Dessa forma, muitos materiais, componentes e sistemas foram desenvolvidos buscando tecnologias mais energeticamente eficientes e ainda menores impactos ambientais. O telhado verde é uma alternativa para reduzir os efeitos das ilhas de calor e do aquecimento global, proporcionando, especialmente, benefícios de conforto térmico, já que isso está bem embasado na literatura científica. No entanto, aspectos relacionados ao seu desempenho ambiental ainda são pouco estudados. Nesse contexto, o objetivo deste estudo foi analisar as categorias de impacto referentes a depleção abiótica (uso de recursos minerais e fósseis) e ao potencial de aquecimento global (emissões de CO2-eq) de um telhado verde, incluindo todas as fases do seu ciclo de vida, utilizando a ACV em comparação com um telhado convencional constituído por laje de concreto armado e telhas cerâmicas para uma habitação em Brasília. A metodologia utilizada contou com o cálculo do software GaBi 6, de toda a ACV de berço ao túmulo. Na fase de uso, o consumo energético para utilização de condicionamento artificial foi quantificado pelo software Design Builder, e o valor resultante foi inserido no GaBi para transformação do consumo energético nas categorias de impacto escolhidas. O consumo energético na etapa operacional para condicionamento ambiental da edificação com telhado verde (TV) foi metade do que a mesma edificação com telhado convencional (TC). Com isso, observou-se a estreita relação da transmitância térmica com o consumo para condicionamento artificial. A fase de uso foi a que apresentou maior valor de depleção abiótica (combustíveis fósseis) e potencial de aquecimento global. A única exceção foi a depleção abiótica (uso de recursos naturais) do TV, em que a fase de pré-uso superou a fase de uso. O uso de telhas cerâmicas foi o maior responsável pelo elevado valor das categorias de impacto do TC. Em toda a ACV de berço ao túmulo, a substituição de uma cobertura convencional por uma cobertura em telhado verde se mostrou favorável, contribuindo para menores impactos ambientais. / The construction industry consumes natural resources (renewable or not) and contributes to the increase of GHG emissions. The strategies for the production of more sustainable dwelling have been alternatives increasingly applied to the construction market, simultaneously with the worldwide concern in conservation of the environment. Considering the size of the national territory (5% of the earth's surface), Brazil's contribution to global GHG emissions is relatively small, but it is still the seventh largest emission of the planet. Based on the above, the country's responsibility to reduce environmental impacts is increasing. In this way, many materials, components and systems were developed seeking more energy efficient technologies and even lower environmental impacts. The green roof is an alternative to reduce the effects of islands of heat and global warming, providing especially benefits of thermal comfort, as this is well grounded in the scientific literature. However, aspects related to its environmental performance are still poorly studied. In this context, the objective of this study was to analyze the impact categories related to abiotic depletion (mineral and fossil resource use) and to the global warming potential (CO2-eq emissions) of a green roof, including all phases of its life cycle (LCA), compared to a conventional roof made of reinforced concrete slab and ceramic tiles for a dwelling in Brasilia. In the methodology it was used the software GaBi 6 for the calculation of the whole LCA from cradle to grave. In the use phase, the energy consumption for the use of artificial conditioning was quantified by the software Design Builder, and the resulting value was added in the GaBi to transform the energy consumption in the impact categories chosen. The energy consumption in the operational stage for environmental conditioning of the building with green roof (TV) was half that of the same building with conventional roof (TC). In which the close relation of the thermal transmittance with the consumption for artificial conditioning was observed. The use phase was the one with the highest value of abiotic depletion (fossil fuels) and global warming potential. The only exception was the abiotic depletion (use of natural resources) of the TV, in which the pre-use phase exceeded the phase of use. The use of ceramic tiles was mainly responsible for the high value of TC impact categories. Throughout the LCA from the cradle to the grave, the replacement of conventional coverage by green roof coverage proved to be favorable, contributing to lower environmental impacts.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Green roofs (GRs) have as one of its principal advantages the stormwater retention. To evaluate this quality at different spatial scales, and face to not observed events, hydrological modelling is required. In Brazil, studies related to the hydrological modelling of GRs are incipient. Thus, this research had as main objective the analysis of the efficiency of GRs in the stormwater runoff control at different spatial scales, simulating an urban watershed, where conventional roofs were replaced by GRs. To reach this objective were accomplished the following processes: monitoring of rainfall-runoff events of an experimental GR; calibration of the GR effective rainfall volume by the modified SCS-CN method; development of a rainfall-runoff hydrological model for the GR; design of a micro drainage networks system simulating the watershed without GRs and using design storms; simulation of the watershed with the implementation of GRs to evaluate the impact on the reduction of peak flows and volumes propagated into the drainage networks face to observed rainfalls. Calibrated average CN resulted in 83, staying within the expectations when compared to values found by other authors for GR with similar characteristics. In this calibration was also possible to notice the GR retained in average 45% of each rainfall event volume. In the development of the GR model, initially was calibrated the runoff propagation using models known in the hydrological field: kinematic wave (KW) and the synthetic unit hydrograph of the SCS (SCS-UH). None of these models produced satisfactory results, then was developed a propagation model based in the SCS-UH method, which was called synthetic unit hydrograph of modular GR (MGR-SUH), proposing changes in some of its parameters. MGR-SUH produced satisfactory results, with the Nash-Sutcliffe coefficient resulting in 0,86, which was substantially bigger than the values obtained using the KW and SCS-UH models (0,67). Related to the reduction of peak flow in the micro drainage networks, the implementation of GR in the plots allowed to reduce one commercial diameter in 33 and 52% of the drainage networks stretches, for systems designed to 5 and 10-year return period design rainfall, respectively. Reductions were possible at different scales, both in stretches located at beginning of network, with few blocks contributing, and stretches located at end of network, with several blocks contributing. Besides, it was evaluated the GR effect at the different analyzed scales, with bigger efficiency at small scale (in average, the volume and peak flow reductions at the plot scale were 48 and 57%, respectively), than at block(s) scale, where these reductions were 32 and 38%. Also was found that the biggest reductions happened in events of smallest rainfall volume. Thus, this research allowed to conclude that the effectiveness of the GR in the stormwater runoff control decreases as the scale used increases, and also as increases the volume and intensity of the rainfall. / Os telhados verdes (TVs) têm como uma das suas principais vantagens a retenção de águas pluviais. Para avaliar essa característica em diferentes escalas espaciais, e frente a eventos ainda não monitorados, é imprescindível o uso de modelagem hidrológica. No Brasil, os estudos relacionados à modelagem hidrológica de TVs são incipientes. Portanto, esta pesquisa teve como principal objetivo analisar a eficiência de TVs no controle do escoamento pluvial em diferentes escalas espaciais, a partir de simulações de uma bacia hidrográfica urbana, onde telhados convencionais foram substituídos por TVs. Para isso, foram realizados os seguintes procedimentos: monitoramento de eventos de chuva-vazão de um TV experimental; calibração do volume de chuva efetiva do TV pelo método do CN-SCS modificado; desenvolvimento de um modelo hidrológico do tipo chuva-vazão para o TV; dimensionamento de um sistema de redes de microdrenagem para a bacia simulada sem os TVs utilizando chuvas de projeto; simulação da bacia com uso de TVs para verificar o impacto na redução das vazões de pico e volumes propagados nas redes de drenagem frente a chuvas observadas. O CN médio calibrado para o TV resultou em 83, ficando dentro das expectativas quando comparado com valores encontrados por outros autores para TV com características semelhantes. Nessa calibração também foi possível observar que, em média, o TV reteve 45% do volume de cada evento de chuva. No desenvolvimento do modelo de TV, inicialmente foi calibrada a propagação do escoamento superficial com o uso de modelos conhecidos no meio hidrológico: de onda cinemática (OC) e o hidrograma unitário sintético do SCS (HU-SCS). Como nenhum desses modelos produziu resultados satisfatórios, foi desenvolvido um modelo de propagação baseado na metodologia do HU-SCS, chamado de hidrograma unitário sintético de TV modular (HUS-TVM), sugerindo-se alterações em alguns dos seus parâmetros. O HUS-TVM produziu resultados satisfatórios, com o coeficiente Nash-Sutcliffe resultando em 0,86, substancialmente maior que o obtido com os modelos de OC e HU-SCS (0,67). Com relação à redução das vazões de pico nas redes de microdrenagem, a introdução de TVs nos lotes possibilitou reduzir um diâmetro comercial em 33 e 52% dos trechos das redes de drenagem, para sistemas dimensionados para chuvas de projeto com 5 e 10 anos de período de recorrência, respectivamente. As reduções foram possíveis em diferentes escalas, tanto em trechos de início de rede, com poucos quarteirões contribuintes, como os de final de rede, com vários quarteirões contribuintes. Ainda, verificou-se o efeito do TV nas diferentes escalas analisadas, sendo que sua eficiência foi mais pronunciada em menor escala (em média, as reduções de volume e vazão de pico no lote foram de 48 e 57%, respectivamente), do que em escala de quarteirão(ões), onde essas reduções foram de 32 e 38%. Constatou-se, também, que as maiores reduções ocorreram nos eventos de menor volume de chuva. Portanto, o trabalho permitiu concluir que a efetividade do TV na redução do escoamento pluvial diminui à medida que se aumenta a escala utilizada, e quanto maior é o volume e intensidade da chuva.

A utilização de coberturas verdes nas edificações traz vantagens como a regulação das temperaturas no ambiente construído, a melhora na eficiência energética, a retenção das águas pluviais, a atenuação dos efeitos das ilhas de calor e o aumento da biodiversidade no ambiente urbano. O objetivo desta pesquisa é analisar experimentalmente o comportamento térmico de um sistema extensivo de cobertura verde em comparação com uma cobertura controle sem vegetação no período de transição entre as estações primavera-verão. O experimento foi composto por duas plataformas de teste construídas de forma a reproduzir um sistema de cobertura verde extensivo, sendo que uma plataforma recebeu o plantio de grama-amendoim e a outra foi mantida sem cobertura vegetal. Foram monitoradas as temperaturas dos níveis superior e inferior do substrato e também as temperaturas externas, abaixo da base das plataformas, por meio de termopares instalados em locais pré-determinados conectados a um sistema de aquisição de dados. Os dados de radiação solar global e das principais variáveis climáticas foram registrados pela estação meteorológica automática do Centro de Recursos Hídricos e Estudos Ambientais (CRHEA) da Universidade de São Paulo (USP) em Itirapina- SP, local onde foi conduzido o estudo. As análises do comportamento térmico foram realizadas a partir das abordagens espacial e temporal da Climatologia Dinâmica como forma de conhecer a influência das flutuações do tempo meteorológico possibilitando a identificação de episódios climáticos e suas repercussões sobre os valores das temperaturas obtidas das plataformas de teste através da elaboração e análise de gráficos, com o auxílio das cartas sinóticas e imagens de satélite, para identificação do episódio representativo e escolha dos dias típicos experimentais. Os resultados indicaram que a cobertura verde apresentou melhor desempenho térmico em relação à cobertura controle por ter apresentado maior atraso térmico entre as superfícies superior e inferior, menor amplitude térmica nas superfícies e temperaturas máximas menores do que a temperatura máxima do ar. Concluiu-se que, para um dia quente e seco, a cobertura do substrato com uma camada densa de vegetação influencia os processos de troca de calor no perfil do substrato pelo bloqueio de parte da radiação solar incidente, fator principal que determina esses processos, permitindo que a superfície superior não atinja temperaturas acima da temperatura máxima do ar diária e também que esta temperatura se manifeste com maior atraso na superfície inferior. / The use of green roofs in buildings brings advantages such as the regulation of temperatures in the built environment, the improvement in energy efficiency, storm water retention, mitigating the heat islands effect and increasing biodiversity in the urban environment. The aim of this study is to analyze experimentally the thermal behavior of an extensive green roof system compared to a control roof with just soil layer in spring-summer transition period. The experiment consisted of two test platforms built to reproduce an extensive green roof system, one of wich was planted with perennial peanut and the other one was kept without vegetation. The temperatures of the upper and lower levels of the substrate and also external temperatures below the base of the platforms were monitored by means of thermocouples installed in predetermined locations connected to a data acquisition system. Global solar radiation data and the main climatic variables were recorded by the automatic weather station at the Centre for Water Resources and Environmental Studies (CRHEA), University of São Paulo (USP) in Itirapina-SP, where the study was conducted. The analysis of the thermal behavior was based on the spatial and temporal approaches of dynamic climatology to know the influence of weather fluctuations enabling the identification of climatic episodes and their impact on the temperature values obtained from the test platforms by means of charts and verified by synoptic maps and satellite imagery for the identification of the representative episode and choice of the typical experimental days. The results indicated that green roof showed better thermal performance compared to control coverage by having larger thermal lag between the upper and lower surfaces, the lower temperature range on surfaces and lower maximum temperatures than the maximum air temperature. It was concluded that for a hot, dry day, a layer of a dense vegetation cover influences the heat exchange process in the substrate layer by blocking a part of the solar radiation, the main factor that determines these processes, allowing the upper surface does not reach temperatures above the maximum daily air temperature and also that this temperature be registred with higher delay at the bottom surface.

Em virtude da urbanização descontrolada e a falta de um planejamento técnico adequado, bem como, da alta densidade urbana, ocorreu uma ocupação em áreas naturais de extrema importância para a cidade de São Paulo. As construções e a pavimentação reduziram as áreas verdes, o que alterou a temperatura e a circulação dos ventos, provocando a formação da chamada ilha de calor. Esta pesquisa teve como objetivo principal o estudo do impacto no microclima dos telhados verdes ou green roofs - que são coberturas vegetadas, que podem ser extensivas (plantas de porte baixo ou rasteiras) ou intensivas (plantas de porte médio e arbóreo). A metodologia utilizada foi a analítico-comparativa, relacionando a temperatura e umidade relativa do ar, comparando dois tipos de cobertura, uma de telhado verde intensivo (estrutura jardim) localizada no Edifício Conde Matarazzo e, outra de um telhado de concreto localizado no Edifício Mercantil/Finasa, ambos na borda direita do Vale do Anhangabaú, no centro de São Paulo, e ainda com os dados do INMET (Instituto Nacional de Meteorologia), coletado em Santana. Os dados foram organizados em gráficos que retrataram um ano e onze dias de coleta, no período de 20 de março de 2012 a 31 de março de 2013. Ao comparar os dados coletados no telhado verde e de concreto com os dados do INMET, observou-se que durante os horários de maior radiação solar as temperaturas do telhado de concreto e do INMET apresentaram valores similares e elevados, enquanto o telhado verde teve temperatura menos elevada e maior umidade do ar, inclusive aquecendo posteriormente ao telhado de concreto e ao local onde são coletados os dados do INMET. As maiores amplitudes térmicas entre os telhados ocorreram no verão de 2012 e outono de 2013, registrando respectivamente, 6,7º C e 6,6º C e, as maiores amplitudes higrométricas ocorreram no outono e primavera, sendo de 7,1% e 5,2%. A maior variação da temperatura do ar entre os dois telhados foi de 5,3º C e, da umidade foi de 15,7%. Portanto, a pesquisa demonstrou que a utilização deste tipo de cobertura vegetal sobre os telhados, reduz as temperaturas e elevam a umidade do ar no microclima, enquanto que o telhado de concreto eleva a temperatura e reduz a umidade do ar significativamente. Esta cobertura emite calor para atmosfera, principalmente em áreas urbanas altamente adensadas, potencializando a ilha de calor. Assim, conclui-se que o telhado verde ocasiona impactos ambientais positivos no microclima, o que também pode melhorar a qualidade de vida no meio urbano. Mas ainda há um longo caminho a ser percorrido para a implantação deste tipo de cobertura, demandando principalmente do poder público, a promoção de incentivos ao uso deste tipo de telhado. / Due to uncontrolled urbanization and lack of adequate technical planning, as well as the high urban density, people occupied natural areas of vital importance to São Paulo. Buildings construction and road paving diminished green areas, altering wind circulations, creating the so called heat islands. This research had as central aim the study of microclimate impact of the green roofs vegetated coverage that can be extensive (with creeping or low stature plants) or intensive (high stature plants or trees). It was used the comparative-analytical method to compare the temperature and humidity of two different kind of coverage, one is an intensive green roof (garden structure) in the Conde Matarazzos building, and the other a concrete roof at Mercantil/Finasas building, both located at the right side of Anhangabaús valley, in São Paulos centre, and also comparing the INMET (National Meteorological Institute) data, which are collected in Santana. The data were organized in graphics that demonstrates a year and eleven days of data, within march 20th 2012 and march 31th 2013. Comparing the green roof, concrete roof and INMETs one, it was possible to observe that during times of high solar radiation, the concrete roofs and INMETs presented similar and high temperature values, meanwhile the green roofs ones were lower and had higher humidity. It also warms latter in regard to the concrete roof and the place where INMET data are collected. The bigger temperatures range among the roofs happened in the 2012 summer and 2013 fall, marking respectively, 6,7º C and 6,6º C. The bigger humidity ranges happened in the fall and spring: 7,1% and 5,2%. Comparing both the concrete and green roof, the biggest temperature difference was of 5,3 oC, and in humidity was of 15,7%. Therefore, the research proved that the use of this kind of plant coverage over the roofs reduces the temperatures and enhances humidity in the microclimate, while the concrete roof significantly increases the temperatures and decreases humidity, because this kind coverage transmits heat into the atmosphere, especially in high density urban areas, potentiating the heat island. In other words, the green roof causes positive environmental impacts in the microclimate, and can also enhance life quality in urban areas. But there still is a long path until to impart this kind of coverage, with actions to be taken by the government to promote, by incentives, the usage of this type of roof.

Submitted by Daniella Sodre (daniella.sodre@ufpe.br) on 2015-03-04T16:43:37Z No. of bitstreams: 2 Dissertação_Mariah_Farias.pdf: 4143017 bytes, checksum: 85924ca0659c8886212fcc4f39828156 (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-04T16:43:37Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação_Mariah_Farias.pdf: 4143017 bytes, checksum: 85924ca0659c8886212fcc4f39828156 (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Previous issue date: 2012-04-27 / FACEPE / Nos últimos anos tem-se observado, em várias localidades, um crescimento populacional acelerado. A maior parte da população vive em áreas urbanas e enfrenta diversos problemas relacionados ao abastecimento precário de água e à ocorrência de eventos extremos, tais como estiagem prolongada e enchentes. Nesse contexto, se insere o aproveitamento de águas de chuva, que deverão ser captadas e acumuladas em reservatórios, de modo que a mesma possa ser consumida, de imediato ou após algum tempo, em determinados usos. A captação, o armazenamento e a utilização de água de chuva em áreas urbanas podem impactar positivamente no sistema de drenagem urbana, reduzindo o volume de água afluente ao sistema e também no sistema público de abastecimento, podendo diminuir a demanda e o consumo de água potável. Neste contexto, com base nos dados pluviométricos da região, e outras informações levantadas, realizou-se uma investigação sobre o potencial de captação de água de chuva. Por outro lado, considerando os benefícios, amplamente divulgados na literatura científica, do emprego dos telhados verdes, foram investigados os desempenhos destes com relação a um telhado convencional com as mesmas características. Dentre os benefícios identificados, a estrutura do telhado verde, que consiste no uso de vegetação plantada sobre coberturas com impermeabilização e com drenagem adequadas, destaca-se o ganho de conforto ambiental, a melhoria da qualidade do ar e a minimização do impacto pluvial, retendo parte da precipitação e retardando o início do escoamento superficial. Tais estruturas contribuem, portanto, para redução de problemas ambientais, especialmente os ligados à poluição e às enchentes e inundações. Neste trabalho, foi realizada a comparação em aspectos qualitativos e quantitativos de três superfícies de captação: um telhado convencional com telhas cerâmicas e dois telhados verdes, sendo um com vegetação grama-de-burro e outro com vegetação nativa, o cacto coroa-de-frade. No que se refere aos aspectos qualitativos foi analisada a qualidade da água escoada das três superfícies para investigação da influência dos telhados verdes (vegetação e substrato) sobre a mesma, para isso foram realizadas coletas quinzenais de amostras de água e análise dos seguintes parâmetros: cor, turbidez, temperatura, pH, alcalinidade, dureza, cloretos, ferro, nitrogênio, fósforo e oxigênio dissolvido. Com relação aos aspectos quantitativos, a investigação se baseou na comparação entre os volumes precipitados e os escoados por cada uma das estruturas para os respectivos tonéis de armazenamento, visando identificar assim o potencial de redução do volume de água que seria destinado ao sistema de drenagem urbana sem o uso do telhado verde. Além disso, foi realizado estudo sobre o potencial de captação de água de chuva e os resultados indicam que a captação de água de chuva por telhados com telhas cerâmicas pode constituir uma alternativa importante para suprir o déficit de abastecimento de água na região. Da análise dos aspectos qualitativos, observou-se que apesar das alterações apresentadas, devido principalmente à passagem pelo substrato, a água escoada dos telhados verdes pode ser empregada em usos menos nobres, como lavagem de pisos e irrigação de jardins. Da comparação dos volumes escoados pelas superfícies consideradas, verificou-se que os telhados verdes podem contribuir para a redução do escoamento superficial da água de chuva, sendo que os melhores resultados, neste aspecto, foram obtidos com o emprego da vegetação coroa-de-frade.

Submitted by Nadir Basilio (nadirsb@uninove.br) on 2018-08-09T18:51:03Z No. of bitstreams: 1 Angelica Felicidade Guiao Marcato Costa.pdf: 6983771 bytes, checksum: e089e3b3d7f78909e4f38042918f6ae1 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-08-09T18:51:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Angelica Felicidade Guiao Marcato Costa.pdf: 6983771 bytes, checksum: e089e3b3d7f78909e4f38042918f6ae1 (MD5) Previous issue date: 2017-06-28 / This research aimed to compare the thermal performance provided in experimental modules, one of these was performed with conventional cover, made of asbestos cement tiles, and another with green cover. As an experimental research proposal of methodology, we sought alternatives of a sustainable nature to elaborate the studied modules, opting for the use of dry construction in Light Steel Frame. From the construction of the modules, in a wide place and without the interference of shading, measuring instruments were installed in the inner part of themselves, where the of air temperature and relative humidity were collected. From the data, representative episodes were determined for the studies, which were evaluated for the degree of thermal comfort provided to the modules by the cover systems under study. As a result, it was observed that the module with green roof had better performance than the module with conventional cover, in all the selected episodes, maintaining with lower internal temperature fluctuation throughout the days, indicating that the green roof has characteristic Thermal insulation, reducing the heat flow from the roof. / Esta pesquisa visou comparar o desempenho térmico proporcionado em módulos experimentais, sendo um executado com cobertura convencional, constituída por telhas de fibrocimento, e outro dotado de cobertura verde. Como pesquisa experimental, buscou-se alternativas de cunho sustentável para elaboração dos módulos estudados, optando-se pelo uso de construção seca, em Light Steel Frame. A partir da construção dos módulos, em local amplo e sem a interferência de sombreamento, foram instalados instrumentos de medição na parte interna destes, onde foram coletados dados de temperatura do ar e umidade relativa do ar. A partir dos dados, foram determinados episódios representativos para os estudos, que foram avaliados quanto ao grau de conforto térmico proporcionado aos módulos pelos sistemas de cobertura em estudo. Como resultado, constatou-se que o módulo com telhado verde, teve melhor desempenho que o módulo com cobertura convencional, em todos os episódios selecionados, mantendo-se com menor flutuação de temperatura interna ao longo dos dias, indicando que o telhado verde possui característica de isolante térmico, reduzindo o fluxo de calor proveniente da cobertura.

Orientador: Rosane Aparecida Gomes Battistelle / Resumo: O cenário mundial apresentado na atualidade constata que a população migra cada vez mais para áreas urbanas, com estimativa de que, em 2050, 66% da população mundial deverá estar na zona urbana. As consequências negativas ambientais ficam cada vez mais evidentes, mas por outro lado tem surgido alternativas com maior responsabilidade ambiental, como forma de evitar maiores desastres e danos ao meio ambiente e contribuindo para a sustentabilidade do planeta. Uma dessas alternativas são os telhados que são responsáveis por 40% a 50% da área de superfície urbana impermeável, e que podem contribuir com os benefícios ambientais, econômicos e sociais. Nesse sentido, o presente trabalho teve o objetivo de identificar vantagens e desvantagens dos telhados verdes. Para cumprir com esse objetivo, o trabalho efetuou dois estudos de caso em telhados verdes de países distintos, comparando-os sob o viés da sustentabilidade, compilou todas as vantagens e as desvantagens encontradas na literatura e identificou alternativas de materiais mais sustentáveis na composição das camadas de uma cobertura verde. Como vantagens gerais, foram encontradas a mitigação das ilhas de calor urbana, gerenciamento de águas pluviais, eficiência energética, minimização de gases de efeito estufa, maximização da biodiversidade, durabilidade do telhado, mitigação da poluição do ar e da poluição sonora, agricultura urbana, conforto térmico, desenvolvimento social e estética. Como desvantagens gerais, os custos, falta ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Our current world scenario shows that population increasingly migrates to urban areas, with the estimate that, by 2050, 66% of the world population should be in the urban area. The negative environmental consequences are becoming more frequently evident and so we see more alternatives that show greater environmental responsibility as a way to prevent greater disasters and damage to the environment and contributing to the sustainability of the planet. As roofs are responsible for 40% to 50% of the impermeable urban surface area, they provide the option of planting vegetation and they are a way to obtain environmental, economic and social benefits. With this in mind, the present work aimed to identify advantages and disadvantages of green roofs. To fulfill this objective, the work carried out two case studies on green roofs from different countries, comparing them with a sustainability mindset, compiled all the advantages and disadvantages found in the literature and identified more sustainable material alternatives for the composition of the layers in a green roof. As general advantages, we have spotted the mitigation of urban heat islands, rainwater management, energy efficiency, minimization of greenhouse gases, maximization of biodiversity, roof durability, mitigation of air and noise pollution, urban agriculture, thermal comfort, social and aesthetic development. The general disadvantages are the costs, lack of government incentives, technical difficulties in the design pr... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / As inundações são fenômenos naturais que ocorrem devido às chuvas de grande magnitude, agravadas nas áreas urbanas pela impermeabilização do solo e ineficiência dos sistemas de drenagem. Os telhados verdes surgem como uma medida compensatória estrutural que pode reter parte da água precipitada, adiando o pico de escoamento. O objetivo deste trabalho foi de desenvolver uma combinação de solo e condicionadores para telhado verde, promovam um aumento relevante na capacidade de retenção hídrica e um maior adiamento do pico de escoamento das águas pluviais. Este estudo foi dividido em duas etapas. Na Etapa 1, foram analisadas, em colunas de percolação, três condicionadores nas seguintes concentrações: Gel retentor Stockosorb (2; 4; 6 g/dm3), Fertilizante de liberação lenta Osmocote (4,7; 7,1; 9,0 g/dm3) e Zeólita (30; 50; 70 g/dm3), em três eventos (regas) consecutivos de chuva simulada na intensidade de 57 mm/h. A avaliação das concentrações mais adequadas dentre as testadas para cada condicionante foi baseada nas análises referentes à retenção hídrica (altura do meio após a rega; tempo de adiamento do escoamento; mm retidos; intensidade da água percolada em mm/min) e à qualidade da água percolada (pH, oxigênio dissolvido, turbidez e sólidos). Na Etapa 2, foi avaliada, em vasos, a influência da presença de três espécies de plantas (Arachis pintoi; Raphanus sativus; Lavandula angustifolia) em dois tipos de meio: solo sem condicionadores; solo com condicionadores nas melhores concentrações indicadas na Etapa 1, sendo simulada apenas um evento de chuva de 57 mm/h. Foram analisados parâmetros biológicos (germinação; plantas sobreviventes; comprimento do caule e da raiz; pesos da biomassa do caule e da raiz); retenção hídrica (altura do meio após a rega; tempo de adiamento do escoamento; mm retidos; intensidade da água percolada em mm/min); qualidade da água percolada (pH; oxigênio dissolvido; turbidez; sólidos; nitrato; amônia; fósforo total). Os resultados da Etapa 1 indicaram que o gel promoveu de forma significativa um aumento na retenção hídrica, e adiou o início da percolação de água, além de promover ligeira elevação do pH na água percolada. A adição de zeólita resultou em um aumento significativo da retenção hídrica, porém tal aumento não é vantajoso visto que este representa um custo adicional que poderia ser reduzido com o aumento da proporção do gel na coluna. A adição de fertilizantes não promoveu mudanças na qualidade da água percolada. Na Etapa 2, somente o efeito da presença de A. pintoi (maior produção de biomassa de raiz e caule) e R. sativus foram avaliadas. A presença dos condicionantes no solo proporcionou um desempenho significativamente superior em relação a retenção hídrica (altura do substrato e adiamento do pico de chuva) e qualidade da água percolada (pH e turbidez) quando comparados aos testes realizados na presença somente de solo. O fertilizante influenciou nas altas concentrações dos nutrientes (nitrogênio e fósforo) na água percolado nos resultados. A presença do gel no substrato, resultou numa capacidade superior de retenção de hídrica, e consequentemente no adiamento do pico de intensidade de chuva. Sendo assim, recomenda-se a aplicação do gel em telhados verdes para futuros estudos em ambientes externos. / Floods are natural phenomena that occur due to the large magnitude of rains, aggravated in urban areas by soil sealing and inefficient drainage systems. Green roofs emerge as a structural compensatory measure may retain part of the precipitated water, delaying the peak flow. The objective of this study was to develop a combination of soil and conditioners for green roof, promote a significant increase in water retention capacity and greater postponement of the peak stormwater runoff. This study was divided into two stages. In Step 1, were analyzed by percolation columns three conditioners in the following concentrations: Gel STOCKOSORB retainer (2; 4; 6 g / dm3) Osmocote slow-release fertilizer (4,7; 7,1; 9, 0 g / dm3) and zeolite (30; 50; 70 g / dm3), three events (watering) consecutive simulated rainfall intensity of 57 mm / hr. Evaluation of the most suitable among the concentrations tested for each condition was based on the analyzes for water retention (when the medium after watering, the flow delay time; mm retained; intensity of percolated water in mm / min) and the quality of percolated water (pH, dissolved oxygen, turbidity and solids). In Step 2, was evaluated in pots, the effect of the presence of three species of plants (Arachis pintoi, Raphanus sativus, Lavandula angustifolia) in two types of medium: no soil conditioners; best soil conditioners in concentrations indicated in Step 1, only one being simulated rainfall event of 57 mm / hr. Biological parameters were analyzed (germination, surviving plants, stem and root length, stem biomass and root weight); Water retention (after half the time of irrigation, the flow delay time; mm retained; intensity of percolated water in mm / min); quality of soil solution (pH, dissolved oxygen, turbidity, solids, nitrate, ammonia, total phosphorus). The Step 1 results indicated that the gel significantly promoted an increase in water retention, and delayed the start of the percolation of water, and promote slight increase of pH in soil solution. The addition of zeolite resulted in significant improvement of water retention, not as much as the retaining gel. The addition of fertilizers did not cause changes in the quality of the soil solution. In Step 2, only the effect of the presence of A. pintoi (higher biomass of root and stem) and R. sativus were evaluated. The presence of conditions on the ground provided a significantly better performance in relation to water retention (substrate height and postponement of peak rainfall) and quality of the soil solution (pH and turbidity) when compared to tests carried out in the presence only of soil. However, the influence on the high fertilizer concentrations of nutrients (nitrogen and phosphorus) in water leachate in the results, it is concluded that the presence of the gel on the substrate, resulting in a higher water retention ability, and therefore in delaying the peak intensity rain. Thus, the application of the gel is recommended for further studies to green roofs outdoors.

A perda de vegetação natural e o aumento das superfícies impermeáveis decorrentes da expansão urbana têm mostrado que os tradicionais sistemas de drenagem urbana são insuficientes e pouco adaptáveis às alterações de uso do solo. Uma das consequências disso é o aumento da velocidade do escoamento superficial (runoff) que favorece as inundações, com enormes prejuízos materiais e ambientais. As inundações ocorrem geralmente quando ha ocorrência de chuvas de alta intensidade. O objetivo deste trabalho foi estudar a contribuição dos telhados verdes modulares submetidos a chuvas de alta intensidade, 155mm/h com duração de 7,0 minutos para retenção e retardo do escoamento superficial. Além disso, foram determinados valores para parâmetros de modelos clássicos chuva-vazão: Método Racional (C) e CN (SCS), que poderá, futuramente, servir de modelagem hidrológica dos impactos da adoção de telhados verdes no controle das enchentes urbanas. A metodologia adotada foi de natureza experimental e envolveu a construção de bancadas com inclinação regulável para suporte dos módulos experimentais e um sistema para indução de chuvas com intensidade controlada. Foram estudados três modelos de sistema modular para telhado verde que permitem o armazenamento de água no fundo da bandeja que compõe os módulos, sendo 2 de 17,0 L (M-17 e F-17) e 1 de 4,0 L (M-4), nas condições de solo seco e solo úmido. Em cada módulo vegetado foram utilizadas 3 espécies de vegetação: Portulaca oleracea (Onze horas), Callisia repens (Dinheiro em penca) e Apnia cordfolia (Rosinha do sol). Os resultados demonstraram que os volumes retidos, calculados a partir da observação do runoff, nas diferentes situações, foram coerentes entre si e com dados relatados na literatura. Os módulos vegetados produziram os melhores resultados com solo seco e os piores resultados com solo úmido. O percentual médio de retenção, considerando todos os tipos de módulos, foi de 58% do volume total de água induzida, com retardo médio de 12 minutos no runoff. Os valores médios de C (Método Racional) foram 0,4, 0,48, 0,36, para os módulos M-17, M-4 e F-17, respectivamente e os de CN (SCS) foram 93, 95, 93, para os mesmos módulos. Conforme esperado, os maiores valores de CN foram para solos úmidos, mantendo a relação que quanto menor o volume retido, maior o runoff e o CN. O módulo F-17 foi o que apresentou melhor desempenho em todos os aspectos (redução do escoamento, retenção hídrica e retardo do runoff). Este estudo demonstra a boa contribuição que esse tipo de sistema pode proporcionar na retenção e retardo do escoamento superficial, mesmo para chuvas intensas de curta duração, principalmente após período de curta estiagem, situação comum em locais de clima tropical. Futuros estudos deverão avaliar o desempenho dos sistemas modulares de telhados verdes com outras características e intensidades de chuvas. A adoção de telhados verdes deve ser cautelosa, sobretudo pela carga extra que esse tipo de sistema representa. / The loss of natural vegetation and the increase of impermeable surfaces due to the urban expansion have shown that the traditional urban drain systems are ineffective and not much adaptable to the changes of ground use. One of the consequences is the increase of the speed of runoff, which furthers flood, with great material and environmental damage. The flood usually occurs because of stormwaters. The aim of this essay was to study the modular green roofs contribution, submitted to storms, 155mm/h lasting 7,0 minutes, in retention and delay of runoff. Besides, values were determined for these rain-flow classic model parameters: Rational method (C) and CN (SCS), which will be used for hydrological modeling of the effects of using green roofs to control urban flood. The methodology used is experimental and involved building worktops with adjustable inclination to support the experimental modules and a system for controlled induction of rain intensity. Three modular system models were studied for green roof which allow the storage of water at the bottom of the tray that the modules are made up, two are 17,0 L (M-17 and F-17) and one is 4,0 L(M-4), in dry soil and moist conditions. In each vegetated module three species of vegetation were used: Portulaca oleracea, Callisia repens e Apnia Cordfolia. The results show that the retained volume, calculated through observing the runoff, in different situations, are coherent with each other and have data reported in literature. The vegetated modules produced the best results with dry soil and the worst results with moist soil. The average percentage of retention, considering all the types of modules, was 58% of the total volume of induced water, with a 12 minute average delay on runoff. The average values of C (Rational method) were 0,4; 0,48; 0,36, to modules M-17, M-4 and F-17, respectively and the ones for CN (SCS) were 93, 95, 93, to the same modules. As expected, the greatest CN values were the ones for moist ground, keeping the relation of lesser retained volume and more runoff and CN. The module F-17 presented better performance in all aspects (flow reduction, hydric retention, runoff delay). This study shows the good contribution this kind of system may provide for retention and delay runoff, even for short duration heavy rains, mainly after dry season, common situation in places with tropical weather. Future studies should assess the green roofs performance of modular systems accounting other characteristics and types of rains intensity. Adopting green roofs must be cautious, especially the extra burden that such a system is.

Submitted by Maike Costa (maiksebas@gmail.com) on 2016-01-05T13:09:41Z No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 9544233 bytes, checksum: 67a4854cf3a43adf8a531c196cbfb7d2 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-01-05T13:09:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 9544233 bytes, checksum: 67a4854cf3a43adf8a531c196cbfb7d2 (MD5) Previous issue date: 2015-03-31 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Green areas of the city are occupied increasingly by buildings and waterproofing floors, and this implies lower quality in urban environments, since the effect of vegetation in these areas goes far beyond the landscape, it is responsible for purification air, moisture maintenance, thermal equilibrium, among other benefits. Given the lack of green space, and knowing that the roofs are in a significant percentage of impermeable areas, it is defended here the use of vegetated roofs, in order to increase the green of the cities and enjoy its benefits. An extensive green roof modular technology developed on a pre-molded cement, which uses the residue of footwear (EVA) was investigated here, from its conception to its evaluation. In the methodological procedures the following milestones have been met: module design (called block TEVA) and from mold to manufacture, experimental moldings with definition of proportions among the cementitious composite materials, green roof systems simulations, the modular system installation in real scale for plant development monitoring, and prototype scale to evaluate the thermal behavior and in four other types of coverage (exposed slab, ceramic roof, fiber cement roof, green roof with concrete blocks). Comparing the same prototypes, was also made an assessment of rainwater drained by different types of roof coverings. Based on the results it can be concluded that the module designed to be sometimes vegetated, sometimes be used as floor, has geometry, mechanical strength, lightness and water permeability suitable for the type of green roof proposed. The modules also allowed a good development of vegetation. A thermal evaluation confirmed that the green roof with TEVA modular blocks provided a better thermal balance and reduced indoor air temperature when compared with other types of coverage. The analysis of rainwater drained by different systems, modular green roof with TEVA block was also the one with the best performance, significantly reducing the volume of runoff. / As áreas verdes da cidade estão sendo ocupadas cada vez mais pelas edificações e impermeabilizações de pavimentos e isto implica em menor qualidade nos ambientes urbanos, uma vez que o efeito da vegetação nesses espaços vai muito além do paisagístico, sendo responsável pela purificação do ar, manutenção da umidade, equilíbrio térmico, entre outros benefícios. Diante da falta do espaço para o verde, e sabendo que os telhados constituem-se em uma porcentagem significativa das áreas impermeabilizadas, defende-se aqui a utilização dos telhados vegetados a fim de se aumentar o verde das cidades e aproveitar os seus benefícios. Uma tecnologia modular de telhado verde extensivo desenvolvida à base de um pré-moldado cimentício, que utiliza resíduo da indústria de calçado (EVA), foi investigada aqui desde sua concepção até a sua avaliação. Nos procedimentos metodológicos foram cumpridas as seguintes etapas: concepção do módulo (denominado bloco TEVA) e do molde para sua fabricação, moldagens experimentais com definição das proporções entre os materiais do compósito cimentício, simulações de sistemas de telhados verdes, instalação do sistema modular em escala real para acompanhamento do desenvolvimento vegetal, e em escala de protótipo para avaliação do comportamento térmico, comparado com quatro outros tipos de coberturas (laje exposta, telhado cerâmico, telhado de fibrocimento, telhado verde com blocos de concreto). Comparando os mesmos protótipos, também foi feita uma avaliação da água pluvial drenada pelos diferentes tipos de coberturas. Com base nos resultados pode-se concluir que o módulo idealizado para ora ser vegetado, ora ser utilizado como piso, tem geometria, resistência mecânica, leveza e permeabilidade à água satisfatórios para o tipo de telhado verde proposto. Os módulos também permitiram um bom desenvolvimento da vegetação. A avaliação térmica confirmou que o telhado verde modular com blocos TEVA promoveu um maior equilíbrio térmico e reduziu a temperatura do ar interno, quando comparado com os outros tipos de coberturas. Quanto à análise da água pluvial drenada por diferentes sistemas, o telhado verde modular com bloco TEVA também foi o que apresentou o melhor desempenho, diminuindo significativamente o volume da água escoada.