En la presente tesis se han introducido y estudiado nuevas nociones de función co-radiante de valor real extendido y de valor conjunto, definidas en un cono de un espacio euclídeo. El estudio exhaustivo que se hace de ellas ha permitido hacer contribuciones en el análisis multivaluado no convexo, así como disponer de herramientas matemáticas adecuadas para analizar con un nivel de generalidad superior, las tradicionales funciones de producción que en la teoría económica se las denomina funciones de rendimientos decrecientes a escala. Se proponen las funciones alfa-co-radiantes que incluyen funciones como las de Cobb-Douglas de grado alfa y las de elasticidad de sustitución constante. Asimismo, se presentan representaciones convexas de las funciones alfa co-radiantes y se hacen algunos aportes para las funciones cóncavas y homogéneas de grado alfa. Los resultados de mayor relevancia en esta tesis se basan en las nociones originales de aplicación multivaluada coradiante, así como en la de aplicación multivaluada inversa co-radiante. Las aplicaciones multivaluadas co-radiantes de valor no convexo son importantes para el moderno tratamiento matemático de las tecnolog´ıas de producción. Se presenta un análisis minucioso de estas aplicaciones desde el punto de vista de la convexidad abstracta. Esto ´ultimo posee un conjunto de técnicas para problemas no convexos, usando ideas provenientes del análisis convexo. Los principales resultados son las representaciones externas para aplicaciones multivaluadas co-radiantes y para aplicaciones multivaluadas inversas co-radiantes, valiéndonos de aplicaciones multivaluadas denominadas elementales o generadoras. Asimismo, se define la función coste asociada a una aplicación multivaluada de producción y se hace un análisis de esta función en el esquema de la convexidad abstracta. Finalmente, se establecen condiciones que permiten recuperar una aplicación multivaluada primitiva a partir de la función coste. Cabe mencionar, que la convexidad abstracta tiene importantes aportes en áreas como la Optimización Global y la Teoríıa del Transporte ´ Optimo; por consiguiente la tesis se enmarca en un área de investigación de gran interés en la actualidad, que va más allá del esquema económico que motivó la presente investigación. / In this thesis have been introduced and studied new notions of co-radiant function of extended real and set value, defined in a cone of a Euclidean space. The comprehensive study that is made of them has allowed contributions in non-convex multivalued analysis, as well as the availability of proper mathematical tools to analyze with a level of greater generality, the traditional functions of production which in theory economic are known as diminishing returns to scale functions. Alpha-co-radiant functions that include alpha grade Cobb-Douglas and constant elasticity of substitution functions are presented. Also, convex representations of alpha co-radiant functions are presented and some contributions to the concave and homogeneous functions of alpha grade are made. The results of greater relevance in this thesis are based on the original notions of co-radiant multivalued map, as well as on inverse co-radiant multivalued map. The co-radiant multivalued maps of non convex value are important to the modern mathematical treatment of the production technologies. A thorough analysis of these maps is presented from the point of view of abstract convexity. This last has a set of techniques for not convex problems, using ideas from the convex analysis. The main results are the external representations for co-radiant multivalued maps and inverse co-radiant multivalued maps through multivalued maps called elemental or generating maps. Also, the cost function associated with a multivalued map of production is defined and an analysis of this function in the scheme of abstract convexity is made. Finally, conditions are established in order to recover a primitive multivalued map from the cost function. It is worth mentioning, that the abstract convexity has significant contributions in areas such as Global Optimization and the Theory of the Optimal Transportation; therefore the thesis is part of an area of research of great interest today, which goes far beyond the economic scheme that gave rise to the present investigation. / Tesis

Submitted by Leonardo Cavalcante (leo.ocavalcante@gmail.com) on 2018-06-08T09:59:33Z No. of bitstreams: 1 Arquivototal.pdf: 3643438 bytes, checksum: 6fd84d23d2fc6cbabb0990fff76832f1 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-06-08T09:59:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Arquivototal.pdf: 3643438 bytes, checksum: 6fd84d23d2fc6cbabb0990fff76832f1 (MD5) Previous issue date: 2017-02-16 / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / Introduction: The planet's climate change may raise the average temperature in all regions of Brazil. As there has been an increase in the insertion of technological innovations of communication and information (news ICT) in educational institutions, which can contribute to the increase in thermal radiation, it is therefore important to investigate how this increase in these environments may interfere with the comfort and performance of students. In the equation formulated by Fanger (1970), the thermal radiation factor is represented by the mean radiant temperature (Trm), but its impact on thermal comfort is often ignored. The globe temperature (Tg) is one of the variables of the equations for the calculation of the mean radiant temperature. It corresponds to the temperature that allows evaluating the level of thermal radiation of the existing surfaces in an environment where a significant difference between the globe temperature and the temperature of the air can demonstrate some increase of thermal radiation in the work environment. Objective: To investigate if the behavior of the globe temperature in relation to the air temperature (Tg-Ta), observing the variation of the mean radiant temperature, could have repercussion in the performance of students in intelligent teaching environments in areas of the Brazil's regions. Methods: The methodological procedures adopted in this work consisted of the following steps: analysis of thermal variables: Trm and (Tg-Ta); analysis of students' performance, analysis of architectural elements and construction of the mathematical model. The study was carried out in computerized laboratories with News ICT in the following institutions: UFPI, Teresina-Piauí (A); UFSC, Florianópolis-Santa Catarina (B); UnB, Brasília-Federal District (C); UNIVASF, Petrolina-Pernambuco (D); ICMC, São Carlos-SP (E); UFAM, Manaus-Amazonas (F); CE of the PM, João Pessoa, Paraíba (G). The students answered a questionnaire adapted from the Bateria de Provas de Raciocínio (BPR-5) on three consecutive days at different temperatures, while the thermal conditions were measured and the design and architectural elements were analyzed. Results: It was verified that in the three consecutive days, there was no heat exchange by radiation between the student and his environment in the laboratories of institutions C and F, demonstrating that in the other laboratories of institutions A, B, E and G there was heat exchange by radiation. It is noteworthy that in the laboratory of institution G this heat exchange was more pronounced, such that the mean radiant temperature at any given time exceeded the globe temperature at 2.25°Chcg/ 𝜀𝑔𝜎. However, their architectural analysis signaled that the design was adequate. So probably, the heat sources inside the laboratory should have provided increased thermal radiation, given that the number of students and laptops were representative. Thus, in the sense of confirming these findings, it was verified through the mathematical modeling that with each increase of one degree in the difference between the globe temperature and the air temperature (Tg-Ta), the students' performance in the computer laboratory of the Institution G decreased by around 29%. Therefore, the higher the mean radiant temperature, the higher the thermal radiation in this laboratory, and this increase may compromise student performance. Conclusion: Productivity may change due to changes in air temperature in air-conditioned teaching environments, as has already been demonstrated by international publications. In this specific case, if Tg >> Ta, the thermal radiation may possibly interfere with the performance of people present in environments equipped with technological innovations in communication and information (News ICT). / Introdução: As alterações climáticas do planeta poderão elevar ainda mais a temperatura média em todas as regiões do Brasil, e como tem havido um crescimento da inserção de inovações tecnológicas de comunicação e informação (news ICT) em ambientes de ensino, o que pode colaborar para o aumento da radiação térmica, torna-se assim importante investigar como esse aumento nesses ambientes poderá interferir no conforto e desempenho de estudantes. Na equação formulada por Fanger (1970), o fator de radiação térmica é representado pela temperatura radiante média (Trm), mas seu impacto sobre o conforto térmico é muitas vezes ignorado. A temperatura de globo (Tg) é uma das variáveis das equações para o cálculo da temperatura radiante média e a mesma corresponde a temperatura que permite avaliar o nível de radiação térmica das superfícies existentes em um ambiente donde uma diferença significativa entre a temperatura de globo e a temperatura do ar pode demonstrar certo aumento da radiação térmica no ambiente de trabalho. Objetivo: Investigar se a relação entre a temperatura de globo e a temperatura do ar (Tg-Ta), observando a variação da temperatura radiante média, poderá ter repercussão no desempenho de estudantes em ambientes inteligentes de ensino (News ICT) em áreas das regiões brasileiras. Métodos: Os procedimentos metodológicos adotados neste trabalho consistiram nas etapas: análise das variáveis térmicas: trm e (tg-ta); análise do desempenho dos estudantes, análise dos elementos arquitetônicos e construção do modelo matemático. O estudo foi realizado em laboratórios de informática climatizados com News ICT nas seguintes instituições: UFPI, Teresina-Piauí (A); UFSC, Florianópolis-Santa Catarina (B); UnB, Brasília-Distrito Federal (C); UNIVASF, Petrolina-Pernambuco (D); ICMC, São Carlos-SP (E); UFAM, Manaus-Amazonas (F); CE da PM, João Pessoa, Paraíba (G). Os estudantes responderam a um questionário adaptado da Bateria de Provas de Raciocínio (BPR-5) em três dias consecutivos a diferentes temperaturas, enquanto as condições térmicas eram medidas e o projeto e elementos arquitetônicos eram analisados. Resultados: Constatou-se que nos três dias consecutivos só não houve troca de calor por radiação entre o estudante e seu ambiente nos laboratórios das instituições C e F, demonstrando que nos outros laboratórios das instituições A, B, D, E e G houve troca de calor por radiação. Ressalta-se que no laboratório da instituição G essa troca de calor foi mais acentuada, tal que a temperatura radiante média em dado instante superou a temperatura de globo em 2,25 °C hcg/ 𝜀𝑔𝜎. Entretanto, sua análise arquitetônica sinalizou que o projeto tinha mais aspectos positivos.Logo, provavelmente as fontes de calor no interior do laboratório devem ter proporcionado aumento da radiação térmica, haja vista que o número de estudantes e laptops eram representativos. Assim, no sentido de confirmar esses achados, constatou-se através da modelagem matemática que a cada aumento de um grau na diferença entre a temperatura de globo e a temperatura do ar (Tg-Ta), o desempenho dos estudantes no laboratório de informática da instituição G diminuía em torno de 29%, constatando que, quanto maior a temperatura radiante média, maior será a radiação térmica nesse laboratório, e esse aumento poderá comprometer o desempenho dos estudantes. Conclusão: Como a produtividade pode sofrer alterações devido às mudanças de temperatura do ar em ambientes de ensino climatizados, conforme já comprovado por publicações internacionais, neste caso específico, se Tg>>Ta, possivelmente a radiação térmica poderá interferir no desempenho das pessoas presentes em ambiente providos de inovações tecnológicas de comunicação e informação (News ICT).

Foi projetado, construído e instalado um sistema bolométrico para a análise das descargas de plasma do TCABR. Este sistema possibilita a observação da coluna de plasma através de cordas caracterizadas por diferentes direções e ângulos. Os bolômetros utilizados são fotodiodos especiais, acondicionados em câmeras dotadas de colimadores para observação do plasma. A faixa espectral da sensibilidade dos fotodiôdos abrange desde o visível até a região de raios-X moles, energia de fótons desde 7 eV até 6.000 eV. Para este diagnóstico, foi construída uma eletrônica específica para amplificação dos sinais bolométricos. A resolução temporal do diagnóstico é de 3 ms devido a interferência gerada pelo tokamak. Com este sistema, foi obtido pela primeira vez no TCABR, o perfil da potência emitida pela coluna de plasma, sendo este o principal resultado deste trabalho. Para isto, foi desenvolvido um programa destinado a inverter os dados bolométricos utilizando como princípio o método de Abel. Uma série de descargas ôhmicas ( 0,9 X \"10 POT.19\" < ne < 2,0 X 10 POT.19\" \"m POT.3\" e 67 < \"I IND.p\" < 100 kA) foram estudadas com o diagnóstico. Obteve-se para o volume da coluna uma fração Prad/Poh não maior que 30%, valor semelhante ao obtido para o tokamak TCA. Observou-se também diferenças acentuadas para o perfil de potência emitido por descargas com baixos e altos valores da corrente de plasma. Estas diferenças são atribuídas principalmente ao aumento da temperatura eletrônica. A concentração de impurezas metálicas foi calculada no eixo da coluna, obtendo-se valores entre 0,9-1,2 X \"10 POT.17\" \"m POT.-3\" / In this work, a bolometric diagnostic system was projected, built and installed in the TCABR tokamak, in order to measure the total power radiation loss from the plasma. The system allows plasma observation through 27 lines of sight with different directions and angles. The detector used was a silicon p-n junction photodiode array, for applications in the vacuum ultraviolet and the soft x-ray (XUV, energy range 7 eV to 6 keV) spectral region. An electronic system for amplification of the bolometer signal was also projected and built. This system was projected taking into account the strong electromagnetic noise due to the tokamak operation. Using this bolometric system, the shape of the emitted power was obtained for the first time in the TCABR, and this is the main result of this work. To deal with the bolometric data, we developed a program based on the Abel inversion. A serie of ohmic discharges were studied with this diagnostic. The value of the Prad/Poh obtained for this serie was below 30%, in agreement with the old TCA data. The shape for discharges with high and low plasma current were also analyzed. We find a big difference in the two cases, showing the effect of electron temperature change. The metallic impurity density on axis were calculated using the value of Prad(0) experimentally obtained. For the serie of discharges analyzed, this value remained between 0,9-1,2 X \"10 POT.17\" \"m POT.-3\"

Estágio realizado na Fluidinova-Engenharia de Fluidos e orientado pelo Eng.ª Joana Isabel Cardoso / Tese de mestrado integrado. Engenharia Química. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2009

En este trabajo se ha desarrollado un estudio del comportamiento térmico del suelo radiante por cable eléctrico en su aplicación a los edificios industriales.Se ha analizado la influencia de las variables:- Dosificación de hormigón de la losa radiante- Profundidad de embebido del elemento calefactor se ha modelizado el suelo radiante mediante una formulación basada en el método de los elementos finitos.Se han realizado ensayos experimentales para la validación experimental del modelo. De todo lo anterior, se han extraído conclusiones referentes al comportamiento térmico del suelo radiante, así como consideraciones respecto a las dosificaciones y profundidades de embebido optimas para un correcto funcionamiento de este tipo de sistemas de calefacción.

Foi projetado, construído e instalado um sistema bolométrico para a análise das descargas de plasma do TCABR. Este sistema possibilita a observação da coluna de plasma através de cordas caracterizadas por diferentes direções e ângulos. Os bolômetros utilizados são fotodiodos especiais, acondicionados em câmeras dotadas de colimadores para observação do plasma. A faixa espectral da sensibilidade dos fotodiôdos abrange desde o visível até a região de raios-X moles, energia de fótons desde 7 eV até 6.000 eV. Para este diagnóstico, foi construída uma eletrônica específica para amplificação dos sinais bolométricos. A resolução temporal do diagnóstico é de 3 ms devido a interferência gerada pelo tokamak. Com este sistema, foi obtido pela primeira vez no TCABR, o perfil da potência emitida pela coluna de plasma, sendo este o principal resultado deste trabalho. Para isto, foi desenvolvido um programa destinado a inverter os dados bolométricos utilizando como princípio o método de Abel. Uma série de descargas ôhmicas ( 0,9 X \"10 POT.19\" < ne < 2,0 X 10 POT.19\" \"m POT.3\" e 67 < \"I IND.p\" < 100 kA) foram estudadas com o diagnóstico. Obteve-se para o volume da coluna uma fração Prad/Poh não maior que 30%, valor semelhante ao obtido para o tokamak TCA. Observou-se também diferenças acentuadas para o perfil de potência emitido por descargas com baixos e altos valores da corrente de plasma. Estas diferenças são atribuídas principalmente ao aumento da temperatura eletrônica. A concentração de impurezas metálicas foi calculada no eixo da coluna, obtendo-se valores entre 0,9-1,2 X \"10 POT.17\" \"m POT.-3\" / In this work, a bolometric diagnostic system was projected, built and installed in the TCABR tokamak, in order to measure the total power radiation loss from the plasma. The system allows plasma observation through 27 lines of sight with different directions and angles. The detector used was a silicon p-n junction photodiode array, for applications in the vacuum ultraviolet and the soft x-ray (XUV, energy range 7 eV to 6 keV) spectral region. An electronic system for amplification of the bolometer signal was also projected and built. This system was projected taking into account the strong electromagnetic noise due to the tokamak operation. Using this bolometric system, the shape of the emitted power was obtained for the first time in the TCABR, and this is the main result of this work. To deal with the bolometric data, we developed a program based on the Abel inversion. A serie of ohmic discharges were studied with this diagnostic. The value of the Prad/Poh obtained for this serie was below 30%, in agreement with the old TCA data. The shape for discharges with high and low plasma current were also analyzed. We find a big difference in the two cases, showing the effect of electron temperature change. The metallic impurity density on axis were calculated using the value of Prad(0) experimentally obtained. For the serie of discharges analyzed, this value remained between 0,9-1,2 X \"10 POT.17\" \"m POT.-3\"

En la presente tesis se han introducido y estudiado nuevas nociones de función co-radiante de valor real extendido y de valor conjunto, definidas en un cono de un espacio euclídeo. El estudio exhaustivo que se hace de ellas ha permitido hacer contribuciones en el análisis multivaluado no convexo, así como disponer de herramientas matemáticas adecuadas para analizar con un nivel de generalidad superior, las tradicionales funciones de producción que en la teoría económica se las denomina funciones de rendimientos decrecientes a escala. Se proponen las funciones alfa-co-radiantes que incluyen funciones como las de Cobb-Douglas de grado alfa y las de elasticidad de sustitución constante. Asimismo, se presentan representaciones convexas de las funciones alfa co-radiantes y se hacen algunos aportes para las funciones cóncavas y homogéneas de grado alfa. Los resultados de mayor relevancia en esta tesis se basan en las nociones originales de aplicación multivaluada coradiante, así como en la de aplicación multivaluada inversa co-radiante. Las aplicaciones multivaluadas co-radiantes de valor no convexo son importantes para el moderno tratamiento matemático de las tecnolog´ıas de producción. Se presenta un análisis minucioso de estas aplicaciones desde el punto de vista de la convexidad abstracta. Esto ´ultimo posee un conjunto de técnicas para problemas no convexos, usando ideas provenientes del análisis convexo. Los principales resultados son las representaciones externas para aplicaciones multivaluadas co-radiantes y para aplicaciones multivaluadas inversas co-radiantes, valiéndonos de aplicaciones multivaluadas denominadas elementales o generadoras. Asimismo, se define la función coste asociada a una aplicación multivaluada de producción y se hace un análisis de esta función en el esquema de la convexidad abstracta. Finalmente, se establecen condiciones que permiten recuperar una aplicación multivaluada primitiva a partir de la función coste. Cabe mencionar, que la convexidad abstracta tiene importantes aportes en áreas como la Optimización Global y la Teoríıa del Transporte ´ Optimo; por consiguiente la tesis se enmarca en un área de investigación de gran interés en la actualidad, que va más allá del esquema económico que motivó la presente investigación. / In this thesis have been introduced and studied new notions of co-radiant function of extended real and set value, defined in a cone of a Euclidean space. The comprehensive study that is made of them has allowed contributions in non-convex multivalued analysis, as well as the availability of proper mathematical tools to analyze with a level of greater generality, the traditional functions of production which in theory economic are known as diminishing returns to scale functions. Alpha-co-radiant functions that include alpha grade Cobb-Douglas and constant elasticity of substitution functions are presented. Also, convex representations of alpha co-radiant functions are presented and some contributions to the concave and homogeneous functions of alpha grade are made. The results of greater relevance in this thesis are based on the original notions of co-radiant multivalued map, as well as on inverse co-radiant multivalued map. The co-radiant multivalued maps of non convex value are important to the modern mathematical treatment of the production technologies. A thorough analysis of these maps is presented from the point of view of abstract convexity. This last has a set of techniques for not convex problems, using ideas from the convex analysis. The main results are the external representations for co-radiant multivalued maps and inverse co-radiant multivalued maps through multivalued maps called elemental or generating maps. Also, the cost function associated with a multivalued map of production is defined and an analysis of this function in the scheme of abstract convexity is made. Finally, conditions are established in order to recover a primitive multivalued map from the cost function. It is worth mentioning, that the abstract convexity has significant contributions in areas such as Global Optimization and the Theory of the Optimal Transportation; therefore the thesis is part of an area of research of great interest today, which goes far beyond the economic scheme that gave rise to the present investigation.

A busca por condições climáticas que minimizem efeitos negativos de extremos de temperatura e irradiância, a arborização pode viabilizar a cafeicultura brasileira, em particular, com o advento das mudanças climáticas. A pesquisa avaliou a dinâmica do crescimento e da maturação do fruto e a produtividade do café sob diferentes níveis de luminosidade. O experimento foi composto por seringueiras e cafeeiros, plantados dentro e na interface do seringal, e em monocultivo. O gradiente de radiação disponível aos cafeeiros nas diferentes distâncias das seringueiras foi de 40, 45, 80 e 100 % e caracterizou os tratamentos. Avaliou-se o acúmulo de matéria seca de frutos nas fases da frutificação e a produtividade. Nas fases chumbinho, expansão e granação, o incremento varia com a quantidade de frutos na planta. A expansão depende da irradiância e a granação, do tempo de deposição de reservas. A matéria seca de frutos verde, verde-cana e cereja é superior nas plantas protegidas da face soalheira, favorecida pela exposição até 80 % de luminosidade. A produtividade aumenta, proporcionalmente, com a disponibilidade de luz, enquanto a expansão, o processo e a uniformidade da maturação são, também, beneficiados à exposição até 80 % da radiação solar. / In the searching for climatic conditions to minimize negative effects of high temperature and radiation excess, the shading system can make possible the Brazilian coffee crop. This research aimed to evaluate the growth and maturation of coffee fruits and its productivity under different levels of natural irradiance. Coffee plants were planted inside and aside of a rubber trees plantation and in monocrop. The irradiance gradient level available to coffee plants at different distances from rubber trees were of 40, 45, 80 and 100% and characterized the treatments. The accumulation of the fruits dry matter was evaluated in the phases of the fruiting / fructification and the productivity. In the fruit set (pellet-like berries), expansion and seed-filling stage phases, that increment varies according to the fruits amount in the plant. The expansion depends on the radiation and the seed-filling stage depends on the reserve deposition time. The dry matter increment of &#34;green fruits&#34;, &#34;green-cane&#34; and &#34;cherry&#34; coffee fruits is superior in the shaded plants up to 80% of brightness with shade at afternoon. The productivity (grains.planta-1) increases proportionally to the available irradiância, while the expansion, the maturation and its uniformity are also benefited up to 80% available irradiance.

Devido à climatização dos ambientes internos condicionar o bem estar e o conforto térmico das pessoas é que se fazem necessárias novas pesquisas que procurem potencializar as tecnologias existentes e reduzir tanto os custos de instalação quanto o consumo de energia. É sabido que os sistemas convencionais de calefação proporcionam um alto consumo de energia e uma emissão de níveis de ruído muitas vezes inaceitáveis, entretanto os sistemas radiantes ganham, a cada dia, uma maior abrangência como alternativa de climatização devido às suas vantagens comparativas com relação aos sistemas convencionais. O emprego de sistemas de calefação por piso radiante em muitos países é limitada pelo preço da instalação como consequência do elevado custo dos materiais como é o caso da fabricação das tubulações. Estas geralmente são fabricadas de polietileno ou de cobre, sendo este ultimo o que entrega um maior desempenho térmico e, por conseguinte um melhor fornecimento de energia, mas o elevado custo deste material restringe o seu uso principalmente ao setor residencial, podendo atingir um mercado maior que compreenda edifícios públicos, de escritório, escolas, hospitais, etc. Com isso, este trabalho procura reduzir a quantidade de materiais de tubulação necessários para garantir o desempenho do sistema e o conforto térmico de uma habitação aquecida com um sistema radiante. Para isto, foi desenvolvida a resolução numérica do modelo matemático da transferência de calor no interior do piso pelo método dos volumes finitos na formulação implícita e implementada em código computacional na linguagem Matlab. Para isto, foram considerados dois parâmetros fundamentais para garantir o conforto térmico da habitação que correspondem à temperatura da água e a distancia entre os tubos que compõem o sistema. A análise corresponde ao cálculo da temperatura superficial do piso para distintas temperaturas da água e distintas distâncias, obtendo resultados interessantes que permitem reduzir o custo da instalação em até um 40%. / Due to temperature control of interiors conditioning the well-being and the thermal comfort of people, it is necessary to make new researches aiming to improve the existing technologies and to reduce both installation costs and energy consumption. It is known that the use of traditional heating systems involves high energy consumption and, in some cases, unacceptable noise levels; while radiant systems are gaining a wider scope as a heating alternative due to its advantages compared to conventional systems. The use of radiant floor heating systems in Brazil is limited by installation cost due to the high price of required materials. This fact restricts the use of these systems primarily to the residential sector. However, it may be possible for this technology to reach a larger market, including public buildings, offices, schools and hospitals. Therefore, to optimize the most relevant design parameters relating to the thermal performance of the system and reduce both the amount of required materials and the system operating time, this paper elaborates on a method consisting of a high-resolution numerical mathematical model of the heat transfer within a floor using a finite control volume method with an implicit solution scheme. In this work, we consider how the properties of the materials, environmental thermal comfort factors and the performance of the system work together with the theoretical underpinnings of the heat transfer phenomenon to define the design parameters to optimize the materials and provide greater control over the energy consumption. This optimization is achieved without changing any environmental thermal comfort conditions or the well-being of the occupants. Finally, a numerical solution for the heat transfer within the floor is implemented using the computer code Matlab.

Devido à climatização dos ambientes internos condicionar o bem estar e o conforto térmico das pessoas é que se fazem necessárias novas pesquisas que procurem potencializar as tecnologias existentes e reduzir tanto os custos de instalação quanto o consumo de energia. É sabido que os sistemas convencionais de calefação proporcionam um alto consumo de energia e uma emissão de níveis de ruído muitas vezes inaceitáveis, entretanto os sistemas radiantes ganham, a cada dia, uma maior abrangência como alternativa de climatização devido às suas vantagens comparativas com relação aos sistemas convencionais. O emprego de sistemas de calefação por piso radiante em muitos países é limitada pelo preço da instalação como consequência do elevado custo dos materiais como é o caso da fabricação das tubulações. Estas geralmente são fabricadas de polietileno ou de cobre, sendo este ultimo o que entrega um maior desempenho térmico e, por conseguinte um melhor fornecimento de energia, mas o elevado custo deste material restringe o seu uso principalmente ao setor residencial, podendo atingir um mercado maior que compreenda edifícios públicos, de escritório, escolas, hospitais, etc. Com isso, este trabalho procura reduzir a quantidade de materiais de tubulação necessários para garantir o desempenho do sistema e o conforto térmico de uma habitação aquecida com um sistema radiante. Para isto, foi desenvolvida a resolução numérica do modelo matemático da transferência de calor no interior do piso pelo método dos volumes finitos na formulação implícita e implementada em código computacional na linguagem Matlab. Para isto, foram considerados dois parâmetros fundamentais para garantir o conforto térmico da habitação que correspondem à temperatura da água e a distancia entre os tubos que compõem o sistema. A análise corresponde ao cálculo da temperatura superficial do piso para distintas temperaturas da água e distintas distâncias, obtendo resultados interessantes que permitem reduzir o custo da instalação em até um 40%. / Due to temperature control of interiors conditioning the well-being and the thermal comfort of people, it is necessary to make new researches aiming to improve the existing technologies and to reduce both installation costs and energy consumption. It is known that the use of traditional heating systems involves high energy consumption and, in some cases, unacceptable noise levels; while radiant systems are gaining a wider scope as a heating alternative due to its advantages compared to conventional systems. The use of radiant floor heating systems in Brazil is limited by installation cost due to the high price of required materials. This fact restricts the use of these systems primarily to the residential sector. However, it may be possible for this technology to reach a larger market, including public buildings, offices, schools and hospitals. Therefore, to optimize the most relevant design parameters relating to the thermal performance of the system and reduce both the amount of required materials and the system operating time, this paper elaborates on a method consisting of a high-resolution numerical mathematical model of the heat transfer within a floor using a finite control volume method with an implicit solution scheme. In this work, we consider how the properties of the materials, environmental thermal comfort factors and the performance of the system work together with the theoretical underpinnings of the heat transfer phenomenon to define the design parameters to optimize the materials and provide greater control over the energy consumption. This optimization is achieved without changing any environmental thermal comfort conditions or the well-being of the occupants. Finally, a numerical solution for the heat transfer within the floor is implemented using the computer code Matlab.