Vacuum glazing is a vital development in the move to more energy efficient buildings. In vacuum glazing, an evacuated cavity supresses gaseous conduction and convection to provide high thermal resistance. A high vacuum pressure (less than 0.1 Pa) is required and must be maintained by a hermetic seal around the periphery, currently formed with either indium (i.e. low temperature sealing method) or solder glass (i.e. high temperature sealing method). This thesis reports the results of an experimental and theoretical investigation into the development of new low temperature (less than 200°C) and novel high temperature (up to 450°C) glass edge seals. A new low temperature composite edge seal was developed in which double and triple vacuum glazings each of dimensions 300x300mm were fabricated with measured vacuum pressures of 4.6x10-2Pa and 4.8x10-2Pa achieved respectively. A three dimensional finite element model of the fabricated design of composite edge sealed triple vacuum glazing was developed.

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

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

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

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

A good building is one that has good thermal performance and energy efficiency, which is linked to the conditions of the local climate and projective strategies. This work is based on the analysis of thermal performance and energy efficiency of a multifamiliar building in structural masonry with concrete blocks and an average standard in the bioclimatic area 2. The multifamiliar building to be studied was defined by a survey of buildings in structural masonry concrete blocks, of average standard, located in the city of Santa Maria and with four apartments per floor. The evaluation of the thermal performance of the building was carried out by simplified method and simulation of NBR 15575: 2013, and energy efficiency was evaluated by the prescriptive method and simulation of the RTQ-R. The simulations were performed with the DesignBuilder program. The influence of the variables of thermal properties of opaque vertical locks in thermal performance was also analyzed. The multifamiliar building did not reach the criteria for simplified thermal performance of the standard, but ranked by simulation method with superior performance in winter and minimum in summer. Energy efficiency is obtained by the prescriptive method Level B and Level A by the simulation method. In the analysis of the influence of thermal variable properties, it was observed that the thermal performance in winter period reaches the NBR 15.575:2013 criteria, with a large variation of the minimum internal temperature and external temperature. During the summer the building also reaches the criteria for thermal performance, but with a slight variation of maximum temperature and the external temperature, emphasizing the necessity of preparing projects with careful accordance with the bioclimatic strategies. / Uma boa edificação é aquela que tem um bom desempenho térmico e uma boa eficiência energética, que esteja vinculado às condições do clima local e das estratégias projetuais. Este trabalho tem como fundamento a análise do desempenho térmico e da eficiência energética de uma edificação multifamilar em alvenaria estrutural com bloco de concreto de padrão médio na Zona Bioclimática 2. A edificação multifamiliar estudada foi definida através de um levantamento em edificações em alvenaria estrutural com bloco de concreto, de padrão médio, localizadas na cidade de Santa Maria e com quatro apartamentos por pavimento. A avaliação do desempenho térmico da edificação foi realizada pelo método simplificado e de simulação da NBR 15.575:2013 e a eficiência energética foi avaliada pelo método prescritivo e de simulação do RTQ-R. As simulações foram realizadas com o programa DesignBuilder. Também foi analisada a influência das variáveis das propriedades térmicas de fechamentos opacos verticais no desempenho térmico. A edificação multifamiliar não atingiu ao critério de desempenho térmico simplificado da norma, porém classificou-se pelo método de simulação com desempenho superior no inverno e mínimo no verão, e na eficiência energética obteve Nível B pelo método prescritivo e Nível A pelo método de simulação. Na análise da influência das variáveis térmicas, observou-se que o desempenho térmico, no período de inverno, atinge os critérios da NBR 15.575:2013, com uma grande variação da temperatura interna mínima em relação à temperatura externa máxima e, no período de verão, a edificação também atinge o critério de desempenho térmico, porém com uma variação pequena de temperatura máxima em relação à temperatura externa, enfatizando a necessidade de se ter cuidado na elaboração de projetos, de acordo com as estratégias bioclimáticas.

Submitted by Viviane Lima da Cunha (viviane@biblioteca.ufpb.br) on 2017-07-18T13:27:53Z No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 2894407 bytes, checksum: 993603497277207e108988a17bd6d3b2 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-07-18T13:27:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 2894407 bytes, checksum: 993603497277207e108988a17bd6d3b2 (MD5) Previous issue date: 2007-03-05 / This research investigated and analysed the characteristics and peculiarities of wind flowing that take place in the state of Paraiba in order to verify the local values for the air coefficients of external convection (hc’s), based in non-dimensional numbers like Prandlt, Reynolds and Nusselt, and empirical correlations as suggested by Hilpert. These correlations are widely used and the results demonstrate that the verified values significantly differ from the ones currently recommended by the Brazilian norms concerning the thermal performance of buildings and the basic parameters of projects for central air-conditioners. The results highlighted the need to review these coefficients and take into consideration the interrelationship between the standards of local ventilation and construction regulations when calculating the thermal conditioning of buildings in order to minimize environmental impact and improve energy performance of buildings, which will reduce costs. / Este trabalho investigou e analisou as características e as condições de escoamento dos ventos que ocorrem no estado da Paraíba, a fim de determinar valores locais para os coeficientes de convecção do ar externo (hc’s), com base nos números adimensionais de Prandlt, Reynolds e Nusselt, e correlações empíricas com as sugeridas por Hilpert, que são largamente utilizadas, cujos resultados demonstraram que os valores verificados diferem significativamente dos valores atualmente recomendados palas Normas Brasileiras referentes ao desempenho térmico de edificações, e aos parâmetros básicos de projeto de centrais de ar-condicionado, conduzindo à necessidade de se reverem tais coeficientes e considerarem as inter-relações entre o padrão de ventilação local e o de ocupação do solo, quando do cálculo de acondicionamento térmico de edifícios, para se minimizar os impactos ambientais, otimizar o desempenho energético de edificações, aumentando a economia de energia reduzindo custos.

Made available in DSpace on 2014-12-17T13:56:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 AlexandreGO.pdf: 6124426 bytes, checksum: 389b880174773cea0368c6ef235f37ee (MD5) Previous issue date: 2006-12-08 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior / Nowadays, evaluation methods to measure thermal performance of buildings have been developed in order to improve thermal comfort in buildings and reduce the use of energy with active cooling and heating systems. However, in developed countries, the criteria used in rating systems to asses the thermal and energy performance of buildings have demonstrated some limitations when applied to naturally ventilated building in tropical climates. The present research has as its main objective to propose a method to evaluate the thermal performance of low-rise residential buildings in warm humid climates, through computational simulation. The method was developed in order to conceive a suitable rating system for the athermal performance assessment of such buildings using as criteria the indoor air temperature and a thermal comfort adaptive model. The research made use of the software VisualDOE 4.1 in two simulations runs of a base case modeled for two basic types of occupancies: living room and bedroom. In the first simulation run, sensitive analyses were made to identify the variables with the higher impact over the cases? thermal performance. Besides that, the results also allowed the formulation of design recommendations to warm humid climates toward an improvement on the thermal performance of residential building in similar situations. The results of the second simulation run was used to identify the named Thermal Performance Spectrum (TPS) of both occupancies types, which reflect the variations on the thermal performance considering the local climate, building typology, chosen construction material and studied occupancies. This analysis generates an index named IDTR Thermal Performance Resultant Index, which was configured as a thermal performance rating system. It correlates the thermal performance with the number of hours that the indoor air temperature was on each of the six thermal comfort bands pre-defined that received weights to measure the discomfort intensity. The use of this rating system showed to be appropriated when used in one of the simulated cases, presenting advantages in relation to other evaluation methods and becoming a tool for the understanding of building thermal behavior / Atualmente, m?todos de avalia??o do desempenho t?rmico e energ?tico de edifica??es t?m sido desenvolvidos com o intuito de otimizar o conforto t?rmico em edifica??es e reduzir o consumo de energia com sistemas de condicionamento ativo. Entretanto, em pa?ses desenvolvidos, os crit?rios utilizados para avaliar o desempenho t?rmico e energ?tico de edifica??es t?m demonstrado limita??es quando aplicados em edifica??es naturalmente ventiladas em climas tropicais. A presente pesquisa teve como principal objetivo propor um m?todo para avalia??o do desempenho t?rmico de edifica??es residenciais unifamiliares no clima quente e ?mido, atrav?s da simula??o computacional. O m?todo foi desenvolvido a fim de gerar um sistema de classifica??o adequado na avalia??o destas edifica??es, usando como crit?rios de an?lise a temperatura interna do ar e um modelo adaptativo de conforto t?rmico. A pesquisa utilizou o aplicativo VisualDOE 4.1 em duas s?ries de simula??es de um caso base, caracterizado por duas ocupa??es t?picas: quarto e sala. Na primeira s?rie foram realizadas an?lises de sensibilidade para identificar as vari?veis de maior impacto sobre o desempenho t?rmico dos casos. Al?m disso, os resultados tamb?m permitiram a elabora??o de recomenda??es de projeto para o clima tropical visando melhorias no desempenho t?rmico de edifica??es residenciais em situa??es semelhantes. Os resultados da segunda s?rie de simula??es foram utilizados para identificar o chamado Espectro de Desempenho T?rmico (EDT) para os dois tipos de ocupa??o, no qual reflete a varia??o de desempenho t?rmico considerando o clima local, tipologia da edifica??o, materiais construtivos escolhidos e ocupa??es analisadas. Essa an?lise serviu de base para o desenvolvimento de um ?ndice nomeado de IDTR - ?ndice de Desempenho T?rmico Resultante, que foi configurado como um sistema de classifica??o de desempenho t?rmico. Esse associa o desempenho t?rmico com o n?mero de horas em que a temperatura interna do ar encontra-se em cada uma das seis faixas de conforto t?rmico pr?-definidas que receberam pesos a fim de ponderar a intensidade de desconforto t?rmico. A aplica??o desse sistema mostrou-se apropriado quando aplicado a um dos casos simulados, apresentando vantagens em rela??o a outros m?todos de avalia??o existentes e se tornou uma ferramenta para o entendimento do comportamento t?rmico de edifica??es

Made available in DSpace on 2014-12-17T13:56:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 RaoniVSL_TESE_CAPA_A_CAP 4.pdf: 3294621 bytes, checksum: 8a959519efff80a0112daae4f73d724f (MD5) Previous issue date: 2012-06-08 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior / This thesis aims to describe and demonstrate the developed concept to facilitate the use of thermal simulation tools during the building design process. Despite the impact of architectural elements on the performance of buildings, some influential decisions are frequently based solely on qualitative information. Even though such design support is adequate for most decisions, the designer will eventually have doubts concerning the performance of some design decisions. These situations will require some kind of additional knowledge to be properly approached. The concept of designerly ways of simulating focuses on the formulation and solution of design dilemmas, which are doubts about the design that cannot be fully understood nor solved without using quantitative information. The concept intends to combine the power of analysis from computer simulation tools with the capacity of synthesis from architects. Three types of simulation tools are considered: solar analysis, thermal/energy simulation and CFD. Design dilemmas are formulated and framed according to the architect s reflection process about performance aspects. Throughout the thesis, the problem is investigated in three fields: professional, technical and theoretical fields. This approach on distinct parts of the problem aimed to i) characterize different professional categories with regards to their design practice and use of tools, ii) investigate preceding researchers on the use of simulation tools and iii) draw analogies between the proposed concept, and some concepts developed or described in previous works about design theory. The proposed concept was tested in eight design dilemmas extracted from three case studies in the Netherlands. The three investigated processes are houses designed by Dutch architectural firms. Relevant information and criteria from each case study were obtained through interviews and conversations with the involved architects. The practical application, despite its success in the research context, allowed the identification of some applicability limitations of the concept, concerning the architects need to have technical knowledge and the actual evolution stage of simulation tools / Esta tese tem o objetivo de descrever e demonstrar o conceito desenvolvido para facilitar o uso de ferramentas de simula??o t?rmica durante o processo de projeto arquitet?nico. A despeito do impacto de elementos arquitet?nicos no desempenho de edifica??es, decis?es influentes s?o freq?entemente baseadas apenas em informa??es qualitativas. Apesar desse tipo de suporte ser adequado para boa parte das decis?es, o projetista ir?, eventualmente, ter d?vidas sobre algumas decis?es durante o projeto. Essas situa??es ir?o necessitar de informa??es adicionais para serem adequadamente abordadas. O conceito de modos projetuais de simula??o ? centrado na formula??o e resolu??o de dilemas de projeto, que s?o d?vidas de projeto que n?o podem ser satisfatoriamente compreendidas ou resolvidas sem o uso de informa??es quantitativas. O conceito busca combinar o poder de an?lise de ferramentas computacionais com a capacidade de s?ntese do projetista. Tr?s tipos de ferramentas s?o considerados: an?lise solar, t?rmica/energ?tica e CFD. Dilemas de projeto s?o formulados e enquadrados de acordo com o processo de reflex?o do arquiteto sobre aspectos de desempenho. Ao longo da tese, o problema ? investigado em tr?s diferentes esferas: profissional, t?cnica e te?rica. Essa abordagem de diferentes partes do problema buscou i) caracterizar diferentes categorias profissionais no que se refere ? pr?tica projetual e ao uso de ferramentas, ii) investigar trabalhos sobre o uso de ferramentas e iii) tra?ar analogias entre o conceito proposto e alguns conceitos e defini??es desenvolvidos em pesquisas sobre teoria de projeto. O conceito proposto foi aplicado em oito dilemas de projeto extra?dos de tr?s estudos de caso na Holanda. Os tr?s projetos investigados s?o resid?ncias, projetadas por escrit?rios de arquitetura holandeses. As informa??es e crit?rios mais relevantes de cada projeto foram obtidos atrav?s de entrevistas e conversas com os arquitetos envolvidos. A aplica??o pr?tica, embora bem sucedida no contexto da pesquisa, permitiu a identifica??o de limita??es de aplicabilidade do conceito, tanto no que diz respeito ? necessidade dos arquitetos de ter certo n?vel de dom?nio t?cnico quanto ao atual est?gio de evolu??o das ferramentas

Made available in DSpace on 2014-12-17T13:56:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 RaoniVSL.pdf: 3304637 bytes, checksum: 5cbecbde5e18a5c3bd105589c87e61c0 (MD5) Previous issue date: 2007-11-09 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior / Building design is an effective way to achieve HVAC energy consumption reduction. However, this potentiality is often neglected by architects due to the lack of references to support design decisions. This works intends to propose architectural design guidelines for energy efficiency and thermal performance of Campus/UFRN buildings. These guidelines are based on computer simulations results using the software DesignBuilder. The definition of simulation models has begun with envelope variables, partially done after a field study of thirteen buildings at UFRN/Campus. This field study indicated some basic envelope patterns that were applied in simulation models. Occupation variables were identified with temperature and energy consumption monitoring procedures and a verification of illumination and equipment power, both developed at the Campus/UFRN administration building. Three simulation models were proposed according to different design phases and decisions. The first model represents early design decisions, simulating the combination of different types of geometry with three levels of envelope thermal performance. The second model, still as a part of early design phase, analyses thermal changes between circulation halls lateral and central and office rooms, as well as the heat fluxes and monthly temperatures in each circulation hall. The third model analyses the influence of middle-design and detail design decisions on energy consumption and thermal performance. In this model, different solutions of roofs, shading devices, walls and external colors were simulated. The results of all simulation models suggest a high influence of thermal loads due to the incidence of solar radiation on windows and surfaces, which highlights the importance of window shading devices, office room orientation and absorptance of roof and walls surfaces / O projeto de arquitetura consiste numa eficaz estrat?gia para a redu??o de consumo de ar condicionado. Contudo, muitas vezes essa potencialidade ? negligenciada devido ? falta de refer?ncias que sirvam de suporte para as decis?es projetuais. No intuito de aproximar a abordagem acad?mica da pr?tica projetual, este trabalho visa propor recomenda??es projetuais arquitet?nicas para a efici?ncia energ?tica e desempenho t?rmico de edifica??es do Campus/UFRN a partir de resultados de simula??es computacionais utilizando o programa DesignBuilder. A defini??o dos modelos iniciou-se pelas vari?veis de envolt?ria, realizada parcialmente a partir de um estudo de campo realizado em treze edifica??es que comp?em o universo da pesquisa. Esse estudo de campo indicou padr?es de envolt?ria b?sicos que foram implementados nos modelos. As vari?veis de ocupa??o foram obtidas a partir do monitoramento de temperaturas internas e consumo energ?tico e de um levantamento de pot?ncias nominais de ilumina??o e equipamentos, ambos realizados no pr?dio da Reitoria do Campus/UFRN. Foram propostos tr?s modelos de simula??o conforme as diferentes etapas e decis?es projetuais. O primeiro modelo aborda as primeiras decis?es projetuais, simulando a combina??o de tr?s geometrias t?picas com tr?s n?veis de desempenho de envolt?ria. O segundo modelo, ainda referente ?s primeiras decis?es, analisa as trocas t?rmicas entre as circula??es laterais e centrais e os agrupamentos de salas, bem como os fluxos de calor e temperaturas m?dias mensais das circula??es de cada circula??o. O terceiro modelo analisa a influ?ncia de decis?es de projeto e de detalhamento no consumo energ?tico e desempenho t?rmico. Nesse modelo, s?o simuladas diferentes solu??es de coberta, prote??es solares, sistemas construtivos de paredes e cores externas. Os resultados das simula??es dos tr?s modelos indicam forte influ?ncia dos fluxos t?rmicos causados pela incid?ncia de radia??o solar nas aberturas e superf?cies, o que ressalta a import?ncia do sombreamento das aberturas, orienta??o das salas e da absort?ncia das superf?cies de coberta e paredes