As pesquisas sobre comportamento animal possuem como objetivo identificar e quantificar sinais de sofrimento a fim de eliminar os problemas obedecendo às normas de bem-estar. As alterações destes comportamentos mostram as necessidades ambientais para sua sobrevivência. Em certos casos, apenas as mudanças comportamentais podem evidenciar uma situação de estresse. Quando há mudanças na temperatura do ambiente, os animais apresentam várias respostas para manter a temperatura do corpo, começando com a conservação máxima de energia como a inatividade. Duas das mais efetivas características do comportamento termorregulatório incluem seleção de ambiente e ajuste de postura. Técnicas de processamento e análise de imagens podem vir a colaborar com a busca de informações contidas em imagens de animais confinados. Métodos invasivos de quantificação de comportamento mostram que há interferência do experimentador nas reações dos animais, comprometendo os resultados da pesquisa. Este trabalho visou obter, através da Visão Computacional, informações quanto à distribuição espacial de aves poedeiras frente a situações de conforto e estresse térmicos. Foram analisadas seqüências de imagens em ambiente MATLAB 7.0 ® de dois grupos de 5 aves (Hy-line W36) com 21 semanas de idade em condições de conforto térmico (T= 26°C ± 2°C e UR= 60% ± 2%) e 5 aves em condições de estresse térmico (T= 35°C ± 2°C e UR= 70% ± 2%) controladas em câmara climática. As aves foram demarcadas com tintas não tóxicas na região dorsal. Através de técnicas de clusterização de cores e localização do centro geométrico das aves, foi possível analisar a freqüência destas nas regiões de ninho, comedouro, bebedouro, área livre e \"bebedouro + comedouro\", e através do uso de redes Neurais Artificiais, foi possível obter padrões de formas do corpo das aves e relacioná-los a alguns comportamentos. A distribuição espacial é um forte indício das necessidades do animal em diferentes condições evidenciando que a freqüência em algumas regiões pode ser um indicativo de desconforto. A técnica de processamento e análise de imagens mostra-se como um método confiável e livre de subjetividade ou influência da fadiga humana no auxilio da classificação da dinâmica dos animais confinados. Trata-se de uma forma eficiente de analisar imagens de forma rápida para se ter conhecimento da dinâmica dos animais confinados ao longo do tempo. A necessidade do animal é demonstrada através de freqüências em determinadas regiões de interesse para seu bem-estar. / The animal behavior researches have as objective identify and quantify suffering signals in order to eliminate the problems obeying the welfare norms. The alterations of these behaviors show the ambient necessities for the animals\' survivals. In certain cases, only the abnormal behaviors can evidence a situation of stress. When the environment temperature changes, the animals present some answers to keep the body\'s temperature constant, starting with the maximum conservation of energy as the inactivity. Two of the most effective characteristics of the thermoregulatory behavior includes environment selection and position adjustment. Image processing and analysis techniques can collaborate with the research of information contained in images of confined animals. Invasive methods of quantification of the behavior show that there is interference of the experimenter on the animal reactions compromising the research results. This work aimed to know, through the Computer Vision, information about the laying hens\' spatial distribution at the thermal comfort and stress situations. Image sequences of two groups of 5 birds (hy-line W36) aging 21 weeks in conditions of thermal comfort (T= 26°C ± 2°C and UR= 60% ± 2%) and 5 birds in conditions had been analyzed of stress thermal (T= 35°C ± 2°C and UR= 70% ± 2%) and controlled in climatic chamber. The birds had been demarcated with not toxic inks in the dorsal region. Through colors clusters techniques in MATLAB 7.0 ® and the localization of the geometric center of the birds, it was possible to analyze the frequency of these birds in the nest regions, feed through, water through, free area and \"water through + feed through\", and through of Artificial Neural Network was possible to have standards shapes of bodies birds and to refers to some behaviors. The spatial distribution is an important indicative fort of the animal necessities in different conditions evidencing that the frequency in some regions can be a discomfort indicative. The processing technique and analysis of the images reveals as a trustworthy method and free of subjectivity or of the fatigue human`s influence in support of the dynamics classification of the confined animals. It is about one of the efficient form to analyze the images to have a better understanding of the dynamics of the confined animals` dynamics throughout time. The necessity of the animal is demonstrated through frequencies in determined regions of interest for its welfare condition.

Diversos delineamentos experimentais que são aplicados correntemente tomam como base experimentos agronômicos. Esses dados experimentais são, geralmente, analisados usando-se modelos que consideram uma variância residual constante (ou homogênea), como pressuposto inicial. Entretanto, esta pressuposição mostra-se relativamente forte quando se está diante de situações para as quais fatores ambientais ou externos exercem considerável influência nas medidas experimentais. Neste trabalho, são estudados modelos para a média e a variância, simultaneamente, com a variância estruturada de duas formas: (i) por meio de um preditor linear, que permite incorporar variáveis externas e fatores de ruído e (ii) por meio de efeitos aleatórios, que permitem acomodar tanto o efeito longitudinal quanto o efeito de superdispersão, no caso de medidas binárias repetidas no tempo. A classe de modelos lineares generalizados duplos (MLGD) foi aplicada a um estudo observacional que consistiu em medir a mortalidade de frangos de corte no fim da condição de espera pré-abate. Nesse problema, é forte a evidência de que alguns fatores influenciam a variabilidade, e consequentemente, diminuem a precisão das análises inferenciais. Outro problema agronômico relevante, associado à horticultura, são os experimentos de cultura de tecidos vegetais, em que o número de explantes que regeneram são contados. Como esse tipo de experimento apresenta um grande número de parâmetros a serem estimados, comparado ao tamanho da amostra, os modelos existente podem gerar estimativas questionáveis ou até levar a conclusões erroneas, uma vez esse que são baseados em grandes amostras para se fazer inferência estatística. Foi proposto um modelo linear generalizados duplo, para os dados de proporções, de uma perspectiva Bayesiana, visando a análise estatística sob pequenas amostras e a incorporação do conhecimento especialista no processo de estimação dos parâmetros. Um problema clínico, que envolve dados binários medidos repetidamente no tempo é apresentado e são propostos dois modelos que acomodam o efeito da superdispersão e a dependência longitudinal das medidas, utilizandos-se efeitos aleatórios. Foram obtidos resultados satisfatórios nos três problemas estudados. Os MLGD permitiram identificar os fatores associados à mortalidade das aves de corte, o que permitirá minimizar perdas e habilitar os processos de manejo, transporte e abate aos critérios de bem-estar animal e exigências da comunidade européia. O MLGD Bayesiano permitiu identificar o genótipo associado ao efeito de superdispersão, aumentando a precisão da inferência de seleção de variedades. Dois modelos combinados foram propostos logit-normal-Bernoulli-beta e o probit-normal-Bernoulli-beta, que acomodaram satisfatoriamente a superdispersão e a dependência longitudinal das medidas binárias. Esses resultados reforçam a importância de se modelar a média e a variância conjuntamente, o que aumenta a precisão na pesquisa agronômica, tanto em estudos experimentais quanto em estudos observacionais. / Several experimental designs that are currently applied are based on agricultural experiments. These experimental data are, usually, analised with statistical models that assume constant residual variance (or homogeneous), as basic assumption. However, this assumption shows hard to stand for, when environmental or external factors exert strong influence over the measurements. In this work, we study the joint modelling for the mean and the variance, the latter being structured on two ways: (i) through a linear predictor, which allows the incorporation of external variables and/or noise factors and (ii) by the use of random effects, that accommodate jointly the possible overdispersion effect and the dependence of longitudinal data in the case of binary measusurements taken over time. The class of double generalized linear models (DGLM) was applied to an observational study where the poultry mortality was measured in the preslaughter operations. With this situation, it can be observed that there is a strong influence from some environmental factors over the variability observed, and consequently, this reduces the precision of the inferential analysis. Another relevant agricultural problem, related to horticulture, is the tissue culture experiments, where the number of regenerated explants is counted. Usually, this kind of experiment use a large number of parameters to be estimated, when compared with the sample size. The current frequentist models are based on large samples for statistical inference and, under this experimental condition, can generate unreliable estimates or even lead to erroneous conclusions. A double generalized linear model was proposed to analyse proportion data, under the Bayesian perspective, which can be applied to small samples and can incorporate expert knowledge into the parameter estimation process. One clinical research, that measured binary data repeatedly through the time is presented and two models are proposed to fit the overdispersion effect and the dependence of longitudinal measurements, using random effects. It was obtained satisfactory results under these three problems studied. the DGLM allowed to identify factors associated with the poultry mortality, that will allow to minimize loss and improve the process, since the catching until lairage on slaughterhouse, agreeing with animal welfare criteria and the European community rules. The Bayesian DGLM allowed to identify the genotype associated with the overdispersion effect, increasing the precision on the inference about varieties selection. Two combined models were proposed, a logit-normal- Bernoulli-beta and a probit-normal-Bernoulli-beta, which have both addressed the overdispersion effect and the longitudinal dependence of the binary measurements. These results reinforce the importance to modelling mean and dispersion jointly, as a way to increase the precision of agricultural experimentation, be it on experimental studies or observational studies.

Estudos anteriores utilizando matriz cimentícia reforçada exclusivamente com fibras vegetais propiciaram a produção de telhas com desempenho aceitável nas idades iniciais. Porém, com o envelhecimento natural, as telhas apresentaram significativa redução do desempenho mecânico, fato este atribuído principalmente ao ataque alcalino da matriz cimentícia. A presente pesquisa teve como objetivo o aprimoramento de telhas onduladas de fibrocimento sem amianto, a partir de processo automatizado. A primeira etapa do trabalho consistiu na avaliação do efeito da intensidade de refino da polpa Kraft de sisal (Agave sisalana) nas propriedades mecânicas e físicas de placas planas baseadas em matriz de cimento Portland, e o uso conjunto com fibras de poliproprileno (PP). Esta etapa envolveu também a caracterização dos principais atributos das polpas celulósicas refinadas, bem como a caracterização microestrutural (microscopia eletrônica de varredura e porosimetria por intrusão de mercúrio) do material resultante após envelhecimento acelerado e em ambiente natural. Na segunda etapa, séries de telhas onduladas de fibrocimento foram produzidas por técnica de sucção do excesso de água e prensagem, utilizando os melhores parâmetros definidos na etapa anterior. Os efeitos da cura acelerada em autoclave e dos envelhecimentos acelerados (carbonatação acelerada, imersão-secagem e calor-chuva) nas propriedades mecânicas e físicas das telhas foram avaliados. Os resultados obtidos mostraram a grande contribuição do refino da polpa celulósica na melhoria da resistência dos compósitos. Altas intensidades de refino apresentaram os melhores resultados para compósitos reforçados somente com polpa celulósica, mesmo após os envelhecimentos, porém intensidades intermediárias em compósitos híbridos mostraram-se suficientes. A adição das fibras de polipropileno como reforço híbrido teve como ponto forte a manutenção da resistência ao impacto, propriedade esta fortemente afetada pelo envelhecimento acelerado nos compósitos reforçados somente com polpa de sisal. As telhas produzidas mostraram-se mais eficientes no amortecimento térmico do que telhas comerciais de fibrocimento amianto. Melhorias no processo de produção das telhas mostraram efetiva contribuição no desempenho mecânico em relação aos trabalhos anteriores, tanto no curto como no longo prazo. Os resultados também indicaram a utilização da carbonatação acelerada como um procedimento eficiente na mitigação da degradação sofrida pelas fibras celulósicas em meios menos agressivos, no caminho para tornar viáveis os materiais reforçados com fibras vegetais. / Previous studies using exclusively vegetal fibres as the sole reinforcement of cement matrix have propitiated the production of roofing tiles with acceptable performance at the first ages. However, with the natural ageing, the roofing tiles have presented significant reduction in the mechanical performance, attributed to the alkaline attack of the cimentitious matrix mainly. The present research had as objective the improvement of undulate fibrecement roofing tiles without asbestos with automated equipment for production. The study also evaluated the physical, mechanical and microstructural behaviour of the obtained composites. The first stage consisted of evaluating the refinement effect of sisal Kraft pulp on mechanical and physical properties of flat pads based on Ordinay Portland cement and the jointly use of polypropylene fibres (PP). This stage also involved the characterization of the main attributes of refined cellulosic pulps, as well as the microstructural characterization (scanning electron microscopy and mercury intrusion porosimetry) of the resultant material after the accelerated and natural ageing. In the second stage, series of fibrecement roofing tiles were produced by slurry dewatering technique and pressing, using the best parameters of the first stage. Efects of autoclaved curing and accelerated ageing (accelerated carbonation, soak-dry and heat-rain) on mechanical and physical properties of tiles were evaluated. Results showed the great contribution of pulp refinement on mechanical strengh improvement. Higher intensities of refinement provided the best results for composites only reinforced with sisal pulp, despite ageing mechanism. Intermediate refinement revealed to be enough for hybrid composites. Adition of polypropylene fibres as hybrid reinforcement provided toughness maintenance after ageing, which was strongly affected only in sisal reinforced composites. Asbestos free tiles showed to be more efficient on thermal insulating properties than commercial asbestos cement. Improvements on tiles production process showed effective contribution on mechanical performance in relation to the previous works, both at initial ages and after ageing. The results have also indicated the utilization of accelerated carbonation as an effective procedure to mitigate the degradation suffered by the cellulosic fibres in the less aggressive medium, in way of the viability of the cement based materials reinforced by vegetal fibres.

O objetivo geral desta pesquisa consiste na avaliação de diferentes sistemas de alojamento para matrizes gestantes, visando caracterizar aspectos quantitativos e qualitativos do ambiente e as variáveis que influenciam o sistema de produção, determinando as condições favoráveis ao melhor desempenho animal, baseada nas respostas ao ambiente de criação. O experimento foi realizado no período compreendido entre 04/01 e 11/03/2005, em uma propriedade de produção industrial de suínos, localizada no município de Elias Fausto, estado de São Paulo. A pesquisa foi desenvolvida no setor de gestação, com 24 matrizes primíparas, 12 fêmeas alojadas em baias individuais (T1) e 12 animais em baias coletivas (T2) e posteriormente na maternidade, onde foram quantificados os índices de produção dos leitões provenientes do estudo. O trabalho foi dividido basicamente em três etapas, em função da forma de avaliação dos dados: análise bioclimática; análise dos sistemas de produção; avaliação de sistemas inteligentes disponíveis, lógica fuzzy e redes neurais artificiais (RNAs) para o estudo de padrões de conforto térmico ambiental e predição dos índices zootécnicos, peso no nascimento e número de leitões mumificados, com base nos dados de temperatura ambiente e taxa respiratória das matrizes. A avaliação bioclimática foi realizada por meio do registro das variáveis meteorológicas (temperatura ambiente, umidade do ar, temperatura de globo negro e velocidade do vento) e ambientais (concentração de gases), na sala de gestação e no ambiente externo, possibilitando a caracterização da eficiência térmica, pelos índices de temperatura de globo e umidade (ITGU) e entalpia específica (h) e da condição de salubridade da instalação. A análise do sistema de produção teve, como variáveis respostas aos tratamentos avaliados, as relações comportamentais, os parâmetros fisiológicos e os índices zootécnicos. O delineamento experimental foi em blocos casualizados, com dois tratamentos e 67 blocos, e as médias, comparadas pelo teste de Tukey. As variáveis meteorológicas e ambientais apontam o sistema de confinamento em baias coletivas como aquele que permitu melhor condicionamento térmico natural às matrizes em gestação. Com relação à concentração de gases, os teores médios não superaram as concentrações consideradas críticas para as matrizes. Os parâmetros fisiológicos e os índices zootécnicos apresentaram valores mais adequados para o T2, assim como seu reflexo no desempenho da parição dos leitões. A avaliação comportamental, realizada pelo monitoramento por meio do registro de imagens de vídeo, apontou menor incidência de comportamentos resultantes do estresse ambiental, estereotipias e interações agressivas referentes ao estabelecimento de uma organização social no T2 comparativamente ao T1. O uso da teoria dos conjuntos fuzzy permitiu que se fizesse uma alusão entre os dados resultantes do trabalho experimental com os estabelecidos pela literatura, por intermédio de uma base de regras estabelecidas, para a determinação do conforto ambiental aplicado a matrizes na fase de gestação. O sucesso das redes neurais esteve diretamente relacionado com a sua alta versatilidade, permitindo as aproximações propostas neste trabalho para a predição dos índices zootécnicos. / This study evaluated different housing systems for pregnant sows aiming to describe quantitative and qualitative aspects of environment, as well as variables that have effect on production system. The optimal conditions for animal performance improvement have been determined analyzing behavioral data took in breeding environment. Trial was carried out from january 4th to march 11th 2005 in a farm specialized in industrial production of pork, located in Elias Fausto City, São Paulo State. In gestation facility 24 gilts were allocated:12 in individual stalls (T1) and 12 in group housing (T2). Further, in farrowing housing, piglets were evaluated in relation to their production variables. Basicaly, this study was divided in three steps in function of the way chose for data analysis: bioclimatic analysis; analysis of the production systems; evaluation of the available intelligent systems: fuzzy logic and artificial neural nets (ANNs) for studing environmental thermal confort patterns and prediction of produtive indexes, birth weights and number of mummifed piglets, based on data of environmental temperature and sow respiratory rates. Bioclimatic evaluation was realized by registering metheorological variables (environmental temperature, air humidity, dark globe temperature and wind velocity) and environmental variables (concentration of gases) inside of parturition room and in external environment, which permitted to characterize thermal efficiency by indexes of globe temperature and humidity (IGTH) and specific enthalpy (h) and salubrious condition of facility. The analysis of production system had as variables the answers to treatments, the behavioral relationships, physiological parameters and productive indexes. Experimental design was randomized blocks with two treatments and 67 blocks. Means were compared by Tukey test. Metheorological and environmental variables indicated the confinement system in group-houses as that permitted the better natural thermal monitoring for pregnant gilts. In relation to concentration of gases, mean levels did not exceed the concentrations considered limitating for sows. Physiological parameters and productive indexes were more adequate in T2, which reflected in performance during parturition. Behavior evaluation, realized by image monitoring using video cameras, showed lower incidence of behaviors related to environmental stress, stereotypies and agressive interactions caused by social organization establishment within group-housing system. The fuzzy set theory permitted to compare experimental data with those reported in cientific papers through rules created for proportionating well-fare of sows during gestation period. The success of neural nets was directly related to it high versatility, wich allowed aproximating productive indexes for predictions proposed in this work.

A conjugação das variáveis luz e vento e sua consideração desde a concepção do edifício são fundamentais para garantir uma eficiente ventilação e iluminação natural. A orientação e a forma do edifício também são importantes. No entanto, a ventilação natural depende da integração dos seus princípios básicos; por diferença de pressão e pelo efeito chaminé. Os fundamentos da ventilação e da iluminação naturais em climas quentes são ilustrados através da obra do arquiteto João Filgueiras Lima, Lelé. Economia de energia, boas condições visuais, psicológicas, higiênicas e uma agradável sensibilidade espacial, entre outros aspectos, subjetivos e relativos ao conforto ambiental, caracterizam à eficaz incorporação da luz e da ventilação natural nas suas obras. Analisam-se os hospitais da rede Sarah Kubitschek, Fortaleza e Rio de Janeiro, duas das obras que melhor ilustram as soluções técnicas e arquitetônicas, propostas pelo arquiteto, que favorecem a entrada do vento e da luz natural. Evidencia-se o aprimoramento dos sheds e demais sistemas de ventilação como as galerias e o piso técnico assim como os sistemas flexíveis de fechamento; o forro de painéis de policarbonato basculantes e os arcos retráteis, os quais, dependendo do tipo de ventilação em funcionamento (natural, mecânica ou artificial), permitem o controle da saída do ar e da iluminação natural de maneira independente. A incorporação de jardins internos e dispositivos de climatização passivos, como espelhos d´água e nebulizadores, são também ilustrados. No hospital Sarah Fortaleza destaca-se a organização dos ambientes especiais e os ambientes flexíveis. Nos ambientes especiais (salas de radiologia, farmácias e centros cirúrgicos), o ar condicionado é fundamental, pois exigem níveis rigorosos e controlados de temperatura, umidade relativa e gradiente de pressão de ar. Já nos ambientes flexíveis (salas de fisioterapia, ambulatórios, enfermarias e áreas de espera), onde o controle é menos rigoroso, a ventilação natural garante o conforto térmico. Cabe salientar que os ambientes flexíveis estão dispostos de maneira a captar os ventos dominantes. Conclui-se que os dispositivos de fechamento (janelas, sheds, muros e aberturas) devem permitir o controle independente da iluminação e da ventilação natural. / The combination of the variables light and wind, and its consideration since the conception of the building is fundamental to guarantee an efficient natural ventilation and lighting. The orientation and shape of the building are also important. However, natural ventilation depends on the integration of its basic principles; through pressure difference and through chimney effect. Natural lighting and ventilation principles in warm climates are illustrated through the work of the architect João Filgueiras Lima, Lelé. Low energy, good visual conditions, also psychological and hygiene conditions, and a pleasant spatial sensibility, among other aspects, subjective and relative to environmental comfort, characterize the efficient incorporation of natural light and ventilation in the architect’s work. Hospitals from the Rede Sarah Kubitschek, from Fortaleza and Rio de Janeiro, were analyzed, two of the buildings that best illustrate the technical and architectonic solutions proposed by the architect, which enhance the entrance of wind and natural light. The refinement of sheds and other ventilation systems such as galleries and technical floors, as well as the flexible systems for closing, stands out in his architecture; the tilting polycarbonate panels that form the false roof, and the retractable arcs, which, depending on the type of applied ventilation (natural, mechanic, or artificial), allow a control of air exit and natural lighting independently. The incorporation of internal gardens and passive acclimatizing devices, such as water pools and nebulizers, are also illustrated. At the Sarah hospital in Fortaleza, an organization of special and flexible environments stands out. In the special environments (radiology rooms, pharmacy, and surgery centers), air conditioning is fundamental, because they demand rigorous and controlled levels of temperature, relative humidity, and gradient air pressure. On the other hand, in the flexible environments (physiotherapy rooms, clinic, nursery and waiting areas), where environmental control is less rigorous, natural ventilation guarantees the thermal comfort. It is important to emphasize that the flexible environments are disposed in such a way to capture the dominant winds. Therefore, it is concluded that the closing devices (windows, sheds, walls, and openings) shall allow an independent control of natural ventilation and natural lighting.

Ce travail propose un modèle thermique dynamique des appareils électriques dans les bâtiments basse consommation. L'objectif de ce travail est d'étudier l'influence des gains thermiques de ces appareils sur le bâtiment. Cette étude insiste sur la nécessité d'établir un modèle thermique dynamique des appareils électriques pour une meilleure gestion de l'énergie du bâtiment et le confort thermique de ses habitants.Comme il existe des interactions thermiques entre le bâtiment et les appareils électriques, sources de chaleur internes au bâtiment, il est nécessaire de modéliser le bâtiment. Le bâtiment basse consommation est modélisé dans un premier temps par un modèle simple reposantl'étude d'une pièce quasi-adiabatique. Ensuite, dans le but d'établir le modèle des appareils électriques, ceux-ci sont classés en quatre catégories selon leurs propriétés thermiques et électriques. A partir de cette classification et du premier principe de la thermodynamique, un modèle physique générique est établi. Le protocole expérimental et la procédure d'identification des paramètres thermiques des appareils sont ensuite présentés. Afin d'analyser la pertinence du modèle générique appliqué à des cas pratiques, plusieurs appareils électriques utilisés fréquemment dans les résidences – un écran, un ordinateur, un réfrigérateur, un radiateur électrique à convection et un micro-onde – sont choisis pour étudier et valider ce modèle ainsi que les protocoles d'expérimentation et d'identification. Enfin, le modèle proposé est intégré dans le modèle d'un bâtiment résidentiel développé et validé par le CSTB. Ce modèle couplé des appareils et du bâtiment est implémenté dans SIMBAD, un outil de simulation du bâtiment. A travers cette simulation, le comportement thermique du bâtiment et la quantité d'énergie nécessaire à son chauffage sur une période hivernale, ainsi que l'inconfort thermique dû aux appareils électriques durant l'été, sont observés.Ce travail fournit des résultats quantitatifs de l'effet thermique de différents appareils électriques caractérisés dans un bâtiment basse consommation et permet d'observer leur dynamique thermique et leurs interactions. Finalement, cette étude apporte une contribution aux études de gestion de l'énergie des bâtiments à basse consommation énergétique et du confort thermique des habitants. / This work proposes a dynamic thermal model of electrical appliances within low energy buildings. It aims to evaluate the influence of thermal gains of these appliances on the buildings and persuades the necessity of dynamic thermal modeling of electrical appliances for the energy management of low energy buildings and the thermal comfort of inhabitants.Since electrical appliances are one of the free internal heat sources of a building, the building which thermally interact with the appliances has to be modeled. Accordingly, a test room which represents a small scale laboratory set-up of a low energy building is first modeled based on the first thermodynamics principle and the thermal-electrical analogy. Then, in order to establish the thermal modeling of electrical appliances, the appliances are classified into four categories from thermal and electrical points of view. After that, a generic physically driven thermal model of the appliances is derived. It is established based also on the first thermodynamics principle. Along with this modeling, the used experimental protocol and the used identification procedure are presented to estimate the thermal parameters of the appliances. In order to analyze the relevance of the proposed generic model applied to practical cases, several electrical appliances which are widely used in residential buildings, namely a monitor, a computer, a refrigerator, a portable electric convection heater, and microwave are chosen to study and validate the proposed generic model and the measurement and identification protocols. Finally, the proposed dynamic thermal model of electrical appliances is integrated into a residential building model which was developed and validated by the French Technical Research Center for Building (CSTB) on a real building. This coupled model of the appliances and the building is implemented in a building energy simulation tool SIMBAD, which is a specific toolbox of Matlab/Simulink®. Through the simulation, thermal behavior and heating energy use of the building are observed during a winter period. In addition, thermal discomfort owing to usages of electrical appliances during a summer period is also studied and quantified.This work therefore provides the quantitative results of thermal effect of differently characterized electrical appliances within a low energy building and leads to observe their thermal dynamics and interactions. Consequently, it permits the energy management of low energy buildings and the thermal comfort of inhabitants in accordance with the usages of electrical appliances.

Att tillhandahålla termisk komfort är ett av de främsta kraven som ställs på byggnader i dagens samhälle. Stora delar av energianvändningen går därför åt till att styra inomhusklimatet för att upprätthålla en behaglig nivå. Det påstås att omkring 40 % av denna energi tillkommer på grund av energiförluster via öppningar och läckage genom byggnaders klimatskal. Med tanke på världens och Sveriges alltmer striktare energikrav där man bland annat vill bygga nära-nollenergibyggnader är detta någonting som bör förbättras. Det är därför viktigt att förstå hur men även varför denna luftinfiltration uppstår och vilka faktorer som har en påverkande effekt. Detta arbete innefattas av tre olika simuleringsstudier av en hög byggnad där inomhusluftens rörelsemönster samt yttre vindförhållanden har legat i fokus. En studie utfördes med hjälp av simuleringsverktyget IDA ICE där luftens infiltration undersöktes. De andra två utfördes med hjälp av CFD-programmet COMSOL Multiphysics v5.4. Den ena CFD-studien studerade termiska stigkrafter inuti byggnaden och den andra studerade vindens flödesmönster utanför byggnaden och varför infiltrationen beter sig som den gör. Resultatet av simuleringarna i IDA ICE visar att det är möjligt att minska infiltrationsmängden luft in i byggnaden från 1384 l/s till 804 l/s genom att ta hänsyn till ytterdörrens placering relativt den inkommande vinden riktning. De visar även att infiltrationens inflöde är som högst på bottenvåningen för att sedan minska och därefter övergå till ett utflöde på de högre våningsplanen.Resultatet från den första CFD-studien beskriver hur den varmare inomhusluftens rörelsemönster förändras då kallare luft tar sig in på byggnadens bottenvåning. Detta förändrade rörelsemönster resulterar i att den varmare luften stiger och därmed letar sig ut genom byggnadens högre våningsplan. Den andra CFD-studiens resultat beskriver hur den yttre vindens flödesmönster förändras då dess infallsvinkel mot byggnaden varierar. Flödesmönstrets förändring ger i sin tur upphov till en varierande tryckskillnader på utsidan samt inuti byggnaden. Detta är därför en av förklaringarna till varför infiltrationen är som högst då vinden blåser rakt mot byggnadens öppna dörr jämfört med när den kommer med en annan infallsvinkel. Slutsatsen är att ytterdörrens placering relativt den yttre vinden rörelsemönster bör tas i beaktning vid nybyggnation av höga byggnader eller renovering av redan befintliga byggnader. Detta för att minimera infiltrationen och därmed reducera den problematik som infiltrationen kan medföra. / One of the main requirements a building have is to provide thermal comfort inside it. Therefore, large parts of the energy consumptions is used to control the indoor climate in order to maintain a comfortable level in the building. It’s alleged that around 40 % of this energy is added due to energy losses through opening and leakages in the buildings enclosure. Considering the world’s increasing energy requirements, where among other things one future requirement is to build nearly-zero energy buildings, is this something that needs to be improved. It’s therefore important to understand how, and also why this air infiltration occurs and what’s affecting it. This master thesis contains of three different types of simulation studies where the air inside a high-rise building, and also the wind flow around it was analyzed. One of these three studies was performed with the simulation program IDA ICE, where the air infiltration was examined. The other two studies were performed with the CFD-software, COMSOL Multiphysics v5.4. One of these CFD-studies examined the thermal flow that occurs inside the building. The other one examined the wind’s flow pattern outside the building and why the air infiltration behavior is like it is. The results from the IDA ICE simulations shows that it’s possible to decrease the infiltration rate of air into the building from 1384 l/s to 804 l/s by taking the exterior door’s position relative the incoming wind’s direction into account. They also show that the infiltration inflow is highest on the ground floor before it starts to decrease and then change and becomes an outflow on the the higher floors. The results from the first CFD-study describes how the movements of the warmer air inside the building changes when colder air flows in on the ground floor. This changed air movement pattern makes the warmer air rise, and thus flow out through the enclosure on the higher parts of the building. The other CFD-study describes how the flow pattern of the outside wind changes around the building when the winds angle of incidence varies. The changed flow pattern causes varying pressure differences, both on the outside and the inside of the building. This is therefore the explanation to why the infiltration rate is greatest when the wind blows straight towards the opened door on the building instead of with other angles of incidence. The conclusion is that the placement of exterior doors on high-rise buildings relative to the outside wind should be taken into account when new buildings are built or when a renovation of an existing building should be made. This to minimize air infiltration through buildings and thereby reduce problems infiltration can cause.

Submitted by Johnny Rodrigues (johnnyrodrigues@ufcg.edu.br) on 2018-05-28T17:26:24Z No. of bitstreams: 1 CIZIA FABIANA MOUTA ALMEIRA DE QUEIROGA - DISSERTAÇÃO PPGSA PROFISSIONAL 2016..pdf: 4131212 bytes, checksum: f5131ffaf682ed00eb5cb38170cd7de2 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-05-28T17:26:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 CIZIA FABIANA MOUTA ALMEIRA DE QUEIROGA - DISSERTAÇÃO PPGSA PROFISSIONAL 2016..pdf: 4131212 bytes, checksum: f5131ffaf682ed00eb5cb38170cd7de2 (MD5) Previous issue date: 2016-12-08 / Tendo em vista as precárias condições de infraestrutura, dos criadores de suínos, observadas na pocilga existente na cidade de Pombal, no sertão paraibano, idealizou-se a realização de um projeto arquitetônico de uma suinocultura coletiva, com as diretrizes adequadas para a criação. O projeto surgiu com o intuito de suprir as necessidades dos criadores e dos animais, que eram: as condições de conforto térmico, por se tratar de uma região muito quente e ter sua importância para esse tipo de criação; o direcionamento dos desejos, que é a grande preocupação dos criadores, pois o suíno é um grande poluidor do meio ambiente e o dimensionamento do espaço adequado para os animais, devido a necessidade de espaço diferentes para cada idade. A idealização estipulou a quantidade de criadores, dez (10) por módulo, como também a quantidade de animais, vinte e seis (26) por cada criador, para que as condições citadas anteriormente não extrapolassem. Dessa forma criou-se o projeto arquitetônico de uma suinocultura coletiva, em nível de anteprojeto. E com o projeto concluido obteve-se a especificação dos matérias, como também suas quantidades e consequentemente o orçamento dos custos e mão de obra desse projeto, de forma a ajudar os criadores a ter uma melhor infraestrutura para sua criação e consequentemente uma melhor qualidade de vida e maior valor de mercado. / In view of the precarious infrastructure conditions of the pig creators observed in the pigsty in the town of Pombal in the Hinterland of Paraiba, it was idealized the achievement of an architectural project of a collective swine breeding with the appropriate guidelines for the creation. The project began to meet the needs of the creators and the animals, which were: the conditions of thermal comfort, because it is a very hot region and have its importance for this type of creation; The directing of the desires, which is the great concern of the farmers, since the pig is a great polluter of the environment and the adequate space design for the animals, due to the need of different space for each age. Idealization stipulated the number of creators, ten (10) per module, as well as the number of animals, thirty-six (36) per creator, so that the above-mentioned conditions did not exceed. In this way the architectural project of a collective swine breeding was created, at the level of preliminary design. And with the project ready got the specification of the materials, as well as their quantities and consequently the budget of the costs and manpower of this project, in order to help the creators to have a better infrastructure for their creation and consequently a better quality of life and greater market value.

O objetivo geral desta pesquisa consiste na avaliação de diferentes sistemas de alojamento para matrizes gestantes, visando caracterizar aspectos quantitativos e qualitativos do ambiente e as variáveis que influenciam o sistema de produção, determinando as condições favoráveis ao melhor desempenho animal, baseada nas respostas ao ambiente de criação. O experimento foi realizado no período compreendido entre 04/01 e 11/03/2005, em uma propriedade de produção industrial de suínos, localizada no município de Elias Fausto, estado de São Paulo. A pesquisa foi desenvolvida no setor de gestação, com 24 matrizes primíparas, 12 fêmeas alojadas em baias individuais (T1) e 12 animais em baias coletivas (T2) e posteriormente na maternidade, onde foram quantificados os índices de produção dos leitões provenientes do estudo. O trabalho foi dividido basicamente em três etapas, em função da forma de avaliação dos dados: análise bioclimática; análise dos sistemas de produção; avaliação de sistemas inteligentes disponíveis, lógica fuzzy e redes neurais artificiais (RNAs) para o estudo de padrões de conforto térmico ambiental e predição dos índices zootécnicos, peso no nascimento e número de leitões mumificados, com base nos dados de temperatura ambiente e taxa respiratória das matrizes. A avaliação bioclimática foi realizada por meio do registro das variáveis meteorológicas (temperatura ambiente, umidade do ar, temperatura de globo negro e velocidade do vento) e ambientais (concentração de gases), na sala de gestação e no ambiente externo, possibilitando a caracterização da eficiência térmica, pelos índices de temperatura de globo e umidade (ITGU) e entalpia específica (h) e da condição de salubridade da instalação. A análise do sistema de produção teve, como variáveis respostas aos tratamentos avaliados, as relações comportamentais, os parâmetros fisiológicos e os índices zootécnicos. O delineamento experimental foi em blocos casualizados, com dois tratamentos e 67 blocos, e as médias, comparadas pelo teste de Tukey. As variáveis meteorológicas e ambientais apontam o sistema de confinamento em baias coletivas como aquele que permitu melhor condicionamento térmico natural às matrizes em gestação. Com relação à concentração de gases, os teores médios não superaram as concentrações consideradas críticas para as matrizes. Os parâmetros fisiológicos e os índices zootécnicos apresentaram valores mais adequados para o T2, assim como seu reflexo no desempenho da parição dos leitões. A avaliação comportamental, realizada pelo monitoramento por meio do registro de imagens de vídeo, apontou menor incidência de comportamentos resultantes do estresse ambiental, estereotipias e interações agressivas referentes ao estabelecimento de uma organização social no T2 comparativamente ao T1. O uso da teoria dos conjuntos fuzzy permitiu que se fizesse uma alusão entre os dados resultantes do trabalho experimental com os estabelecidos pela literatura, por intermédio de uma base de regras estabelecidas, para a determinação do conforto ambiental aplicado a matrizes na fase de gestação. O sucesso das redes neurais esteve diretamente relacionado com a sua alta versatilidade, permitindo as aproximações propostas neste trabalho para a predição dos índices zootécnicos. / This study evaluated different housing systems for pregnant sows aiming to describe quantitative and qualitative aspects of environment, as well as variables that have effect on production system. The optimal conditions for animal performance improvement have been determined analyzing behavioral data took in breeding environment. Trial was carried out from january 4th to march 11th 2005 in a farm specialized in industrial production of pork, located in Elias Fausto City, São Paulo State. In gestation facility 24 gilts were allocated:12 in individual stalls (T1) and 12 in group housing (T2). Further, in farrowing housing, piglets were evaluated in relation to their production variables. Basicaly, this study was divided in three steps in function of the way chose for data analysis: bioclimatic analysis; analysis of the production systems; evaluation of the available intelligent systems: fuzzy logic and artificial neural nets (ANNs) for studing environmental thermal confort patterns and prediction of produtive indexes, birth weights and number of mummifed piglets, based on data of environmental temperature and sow respiratory rates. Bioclimatic evaluation was realized by registering metheorological variables (environmental temperature, air humidity, dark globe temperature and wind velocity) and environmental variables (concentration of gases) inside of parturition room and in external environment, which permitted to characterize thermal efficiency by indexes of globe temperature and humidity (IGTH) and specific enthalpy (h) and salubrious condition of facility. The analysis of production system had as variables the answers to treatments, the behavioral relationships, physiological parameters and productive indexes. Experimental design was randomized blocks with two treatments and 67 blocks. Means were compared by Tukey test. Metheorological and environmental variables indicated the confinement system in group-houses as that permitted the better natural thermal monitoring for pregnant gilts. In relation to concentration of gases, mean levels did not exceed the concentrations considered limitating for sows. Physiological parameters and productive indexes were more adequate in T2, which reflected in performance during parturition. Behavior evaluation, realized by image monitoring using video cameras, showed lower incidence of behaviors related to environmental stress, stereotypies and agressive interactions caused by social organization establishment within group-housing system. The fuzzy set theory permitted to compare experimental data with those reported in cientific papers through rules created for proportionating well-fare of sows during gestation period. The success of neural nets was directly related to it high versatility, wich allowed aproximating productive indexes for predictions proposed in this work.

As pesquisas sobre comportamento animal possuem como objetivo identificar e quantificar sinais de sofrimento a fim de eliminar os problemas obedecendo às normas de bem-estar. As alterações destes comportamentos mostram as necessidades ambientais para sua sobrevivência. Em certos casos, apenas as mudanças comportamentais podem evidenciar uma situação de estresse. Quando há mudanças na temperatura do ambiente, os animais apresentam várias respostas para manter a temperatura do corpo, começando com a conservação máxima de energia como a inatividade. Duas das mais efetivas características do comportamento termorregulatório incluem seleção de ambiente e ajuste de postura. Técnicas de processamento e análise de imagens podem vir a colaborar com a busca de informações contidas em imagens de animais confinados. Métodos invasivos de quantificação de comportamento mostram que há interferência do experimentador nas reações dos animais, comprometendo os resultados da pesquisa. Este trabalho visou obter, através da Visão Computacional, informações quanto à distribuição espacial de aves poedeiras frente a situações de conforto e estresse térmicos. Foram analisadas seqüências de imagens em ambiente MATLAB 7.0 ® de dois grupos de 5 aves (Hy-line W36) com 21 semanas de idade em condições de conforto térmico (T= 26°C ± 2°C e UR= 60% ± 2%) e 5 aves em condições de estresse térmico (T= 35°C ± 2°C e UR= 70% ± 2%) controladas em câmara climática. As aves foram demarcadas com tintas não tóxicas na região dorsal. Através de técnicas de clusterização de cores e localização do centro geométrico das aves, foi possível analisar a freqüência destas nas regiões de ninho, comedouro, bebedouro, área livre e \"bebedouro + comedouro\", e através do uso de redes Neurais Artificiais, foi possível obter padrões de formas do corpo das aves e relacioná-los a alguns comportamentos. A distribuição espacial é um forte indício das necessidades do animal em diferentes condições evidenciando que a freqüência em algumas regiões pode ser um indicativo de desconforto. A técnica de processamento e análise de imagens mostra-se como um método confiável e livre de subjetividade ou influência da fadiga humana no auxilio da classificação da dinâmica dos animais confinados. Trata-se de uma forma eficiente de analisar imagens de forma rápida para se ter conhecimento da dinâmica dos animais confinados ao longo do tempo. A necessidade do animal é demonstrada através de freqüências em determinadas regiões de interesse para seu bem-estar. / The animal behavior researches have as objective identify and quantify suffering signals in order to eliminate the problems obeying the welfare norms. The alterations of these behaviors show the ambient necessities for the animals\' survivals. In certain cases, only the abnormal behaviors can evidence a situation of stress. When the environment temperature changes, the animals present some answers to keep the body\'s temperature constant, starting with the maximum conservation of energy as the inactivity. Two of the most effective characteristics of the thermoregulatory behavior includes environment selection and position adjustment. Image processing and analysis techniques can collaborate with the research of information contained in images of confined animals. Invasive methods of quantification of the behavior show that there is interference of the experimenter on the animal reactions compromising the research results. This work aimed to know, through the Computer Vision, information about the laying hens\' spatial distribution at the thermal comfort and stress situations. Image sequences of two groups of 5 birds (hy-line W36) aging 21 weeks in conditions of thermal comfort (T= 26°C ± 2°C and UR= 60% ± 2%) and 5 birds in conditions had been analyzed of stress thermal (T= 35°C ± 2°C and UR= 70% ± 2%) and controlled in climatic chamber. The birds had been demarcated with not toxic inks in the dorsal region. Through colors clusters techniques in MATLAB 7.0 ® and the localization of the geometric center of the birds, it was possible to analyze the frequency of these birds in the nest regions, feed through, water through, free area and \"water through + feed through\", and through of Artificial Neural Network was possible to have standards shapes of bodies birds and to refers to some behaviors. The spatial distribution is an important indicative fort of the animal necessities in different conditions evidencing that the frequency in some regions can be a discomfort indicative. The processing technique and analysis of the images reveals as a trustworthy method and free of subjectivity or of the fatigue human`s influence in support of the dynamics classification of the confined animals. It is about one of the efficient form to analyze the images to have a better understanding of the dynamics of the confined animals` dynamics throughout time. The necessity of the animal is demonstrated through frequencies in determined regions of interest for its welfare condition.