Estudos no campo de conforto personalizado demonstram a necessidade de se desenvolver um sistema de distribuição de ar que permita ao usuário controlar, individualmente, as condições térmicas no seu posto de trabalho. Neste contexto, um equipamento dessa natureza foi idealizado pela orientadora deste trabalho e nesse processo foi identificada a necessidade de se elaborar um método de desenvolvimento de produto com características acadêmicas para ser usado na concepção e construção do dispositivo em questão. Para atender a essa necessidade, um método de projeto foi proposto neste trabalho para ser aplicado na área de desenvolvimento tecnológico de produto e/ou novos produtos, tendo como estudo de caso o dispositivo de conforto personalizado que foi desenvolvido paralelamente por um escritório de design. O método proposto se baseou em outros métodos de projeto já consagrados e foi adequado para o que se propõe considerando seus aspectos positivos. O método proposto neste trabalho é aberto e adota três processos criativos, baseado em pesquisas nas áreas de estética, materiais, ergonomia e comportamento humano e na pesquisa científica. O método permite a inter-relação de design, tecnologia de material e engenharia para satisfazer aos pré-requisitos técnicos quanto à funcionalidade, forma, estética e custo. O método é um modelo totalmente desenvolvido no âmbito acadêmico e foi validado pelo estudo de caso, quando se procedeu à comparação do método proposto com o utilizado pelo escritório de design que desenvolveu o dispositivo propriamente dito. Pela análise comparativa dos dois métodos foi possível concluir que o método proposto é adequado para se desenvolver um produto tanto no meio acadêmico quanto na indústria. Além disso, ele apresenta um diferencial com relação aos métodos considerados: sua estrutura aberta circular e radial estimula as interferências no decorrer do projeto, fazendo com que etapas sejam acrescentadas, retiradas e/ou desdobradas de acordo com os objetivos específicos do produto em questão. / Studies in the field of personalized thermal comfort demonstrate the necessity of developing an air distribution system that allows the user to control individually the thermal conditions in their work station. In this context, such an equipment is designed for guiding this study and this process has identified the need of devising a method of product development with academic characteristics to be used in the design and construction of the device in question. To attend this need, a design method was proposed in this work to be applied in the area of technological development of products and / or new products, taking as a case study of the personal comfort device which was developed in parallel by a design office. The proposed method was based on other design methods already established and was adequate to what is proposed considering its positive aspects. The method proposed in this work is open and takes three creative processes, based on research in the areas of aesthetics, materials, ergonomics and human behavior and in scientific research. The method allows the interrelation of design, material technology and engineering to meet the technical prerequisites for functionality, shape, aesthetics, and cost. The method is a model totally developed in the academic area and was validated by case study, when compared to the proposed method used by the office design that developed the device itself. After comparative analysis of both methods it was possible to conclude that the proposed method is suitable to develop a product both in the university, and in the industry. Furthermore, it has a differential with regard to the methods considered: open structure - circular and radial that stimulates interference during the project, making steps are added, removed and / or deployed according to the specific goals of the product in question.

Building performance simulation (BPS) tools are significant and helpful during all design stages, especially during the early ones. However, there are obstacles to the full implementation and use of such tools, causing them not to become an effective part of the design process. In order to overcome this barrier, this research is presented, with the creation of regression models (meta-models) that allow to predict the discomfort by heat and/or by cold in a Brazilian low-cost house (LCH) in three distinct bioclimatic zones in Brazil, represented by the cities of Curitiba/PR, São Paulo/SP and Manaus/AM. The focus of this work was to analyze the impact of solar incidence and shading devices on thermal comfort by applying the meta-models. The method consisted in a) collecting data from projects referring to the type of building aforementioned to aid in the creation of the base model; b) definition of the key parameters and their ranges to be varied; c) simulations run on EnergyPlus using the Monte Carlo method to randomly create parameters combinations within their defined ranges; d) regression analysis and metamodels elaboration, followed by their validation with reliability tests; and lastly, e) a case study, consisting in applying the meta-models to a standard LCH to verify the impact of shading devices in a unit in regards to thermal comfort and the their potential as support tool in the design process. In general, all R2 values for the meta-models were above 0.95, except for the ones for São Paulo and Curitiba for discomfort by heat, 0.74 and 0.61, respectively. In regards to the case study, the meta-models predicted a decrease of approximately 50% in discomfort by heat for Manaus when a given combination of orientation, quantity and size of the devices was used. For the remaining locations, the meta-models predicting discomfort by heat and by cold require further investigation to properly assess some unexpected predictions and the meta-models sensitivity to the parameters related to shading devices. / Ferramentas de simulação computacional são importantes e uteis durante todas as etapas de projeto, especialmente durante as iniciais. No entanto. Há obstáculos para a completa implementação e uso de tais ferramentas, fazendo com que não sejam uma parte efetiva do processo de projeto. Para superar esta barreira, esta pesquisa é apresentada, com a criação de modelos de regressão (meta-modelos) que permitem a predição do desconforto por frio e/ou por calor em uma habitação de interesse social (HIS) no Brasil em três zonas bioclimáticas, representadas pelas cidades de Curitiba/PR, São Paulo/SP e Manaus/AM. O foco deste trabalho foi analisar o impacto da incidência solar e das proteções solares no conforto térmico utilizando os meta-modelos. O método consistiu em a) coletar dados referentes ao tipo de edifício mencionado para auxiliar na criação do modelo de base; b) a definição dos parâmetros chave e suas faixas de variação; c) simulações no EnergyPlus usando o método de Monte Carlo para aleatoriamente combinar valores de parâmetros dentro de suas faixas; d) análise de regressão e elaboração dos meta-modelos, seguida da validação dos mesmos por testes de confiabilidade; e por fim, e) um estudo de caso, consistindo na aplicação dos meta-modelos a uma HIS padrão para verificar o impacto das proteções solares em uma unidade em relação ao conforto térmico da mesma, assim como o potencial dos meta-modelos em serem utilizados como uma ferramenta de auxílio nas fases iniciais de projeto. No geral, todos os valores de R2 foram acima de 0.95, exceto para os meta-modelos de São Paulo e Curitiba para desconforto por calor, com 0.74 e 0.61, respectivamente. Em relação ao estudo de caso, os meta-modelos previram uma queda de aproximadamente 50% no desconforto por calor para Manaus, dada uma combinação entre orientação, quantidade e dimensão das proteções. Para as demais localidades, os meta-modelos prevendo desconforto por frio e por calor requerem maiores estudos para avaliar predições inesperadas e a sensibilidade dos meta-modelos em relação aos parâmetros de proteções solares.

Os contêineres metálicos foram desenvolvidos para a utilização no setor de logística e transporte, mas por sua escala adaptável à das edificações e pela mobilidade e praticidade de instalação, tiveram sua utilização apropriada também pelo setor da construção civil. Essas instalações possuem diversas qualidades ambientalmente amigáveis, mas seu aspecto térmico é extremamente insuficiente: sem isolamento térmico, demandam alta carga térmica de refrigeração e aquecimento, no verão e inverno, respectivamente e, consequentemente, um alto consumo energético. Tal característica foi crucial para que se determinassem como objetivos da presente pesquisa investigar o comportamento térmico dessas construções metálicas, avaliar seus parâmetros de desempenho, conforto e estresse térmicos, por meio de uma ampla coleta de dados experimentais. O experimento com duração de um ano - contou com três tipologias de contêiner em escala real, sendo o primeiro em aço Tipo X sem isolamento térmico, o segundo com um isolamento térmico para o fenômeno da condução e o terceiro com isolamento térmico para o fenômeno da radiação. Os diferentes tipos de tratamentos térmicos proporcionaram melhorias à envoltória dos contêineres, chegando a uma diferença nas temperaturas internas de até 9 °C. Constatou-se a extrema necessidade de adequação do tipo de isolamento térmico dos contêineres ao uso a que tais instalações se destinam escritório ou alojamento, no caso dos canteiros de obras para que as características da envoltória minimizem de fato a demanda ou mesmo atinjam a eliminação da necessidade de condicionamento artificial. / Metal containers were developed to logistics and transportation sector, but as a result of their suitable scale to human occupation, and their mobility and installation convenience, their use was adopted by the construction sector. These installations have many environmentally friendly characteristics, but their thermal performance is extremely unsuitable for habitation: without thermal insulation, the containers have high cooling and heating thermal load, in summer and winter, respectively, and consequently, to achieve thermal comfort, a substantial amount of energy is consumed. This feature was important to determine that the researchs objectives were to investigate metallic constructions thermal performance, calculate their thermal performance parameters, thermal comfort and thermal stress through a wide collection of experimental data. The experiment with duration of one year was conducted in three real scale containers: all of them made of steel (called steel Type X): the first one had no thermal insulation, the second one had insulation for thermal conduction, and the third had a thermal barrier for radiation. This different types of thermal treatment provided improvement to the containers envelopes, achieving a difference in internal temperatures about 9 °C. The findings reveal that thermal insulation needs to correctly respond to the containers intended use office or accommodation, in the case of construction sites so that the envelopes characteristics can have an impact on minimizing energy demand or even eliminate the containers need for artificial heating and cooling.

Os programas computacionais de simulação do desempenho termoenergético de edificações têm adquirindo cada vez mais importância devido às possibilidades que apresentam para a avaliação dos projetos. No entanto, há dificuldades para o seu uso nas fases iniciais de projeto, por demandarem tempo, técnicos especializados, orçamentos elevados e um projeto detalhado. Atualmente, existem ferramentas computacionais simplificadas, mas que apresentam limitações quanto às possibilidades de uso, não oferecendo resultados precisos como os dos métodos mais complexos. Portanto, este trabalho propõe avaliar as possibilidades de simplificação das zonas térmicas no programa de simulação EnergyPlus, sem comprometer os resultados das simulações. Esta simplificação auxiliaria o uso dessas ferramentas computacionais nas fases iniciais do projeto. O edifício estudado é uma habitação de interesse social (HIS) naturalmente ventilada, térrea e isolada, simulada para três cidades do Brasil (Curitiba, Manaus e São Paulo). Esta HIS é modelada no EnergyPlus de duas formas: como um modelo multizona (MuZ) e como um modelo monozona (MoZ), em que toda a habitação é considerada apenas como uma única zona térmica. O impacto da simplificação das zonas térmicas é avaliado em dois estudos que consideram: 1) vários horários para abertura e fechamento de portas internas, e 2) diferentes geometrias e distribuições internas para os ambientes. Em ambos os estudos, os resultados mostram que a diferença absoluta horária da temperatura entre os modelos MoZs e MuZs é significativamente baixa para todos os casos considerados, estando abaixo de 0,4ºC mais de 50% do tempo. As maiores diferenças encontradas entre os MoZs e MuZs são obtidas nos modelos simulados nos climas mais frios, nos modelos nos quais as portas internas são consideradas fechadas e nos ambientes menores com uma exposição à radiação solar mais reduzida. As diferenças anuais mínimas e máximas da temperatura interna do ar entre os MoZ e MuZ são notadamente elevadas. No entanto, estes valores são observados num dia e uma hora específica, sendo a média anual significativamente baixa para todos os casos. / Building thermal and energy performance simulation programs are gaining more and more importance due to the possibilities they present for a project evaluation. However, there are difficulties for its use in the early stages of the project, because they demand time, specialized technicians, high budgets and a detailed project. Currently, there are simplified computer tools, but they present limits to the possibilities of its use, since they do not offer accurate results as more complex methods. Therefore, this work proposes to evaluate the possibilities of simplification of the thermal zones in EnergyPlus simulation program without compromising the results of the simulations. This simplification would help the computational tools use in the early design of the project. The studied building is a naturally ventilated single-story isolated social house, simulated for three cities of Brazil (Curitiba, Manaus and São Paulo). This building is modeled in two ways: as a multizone model (MuZ) and as a monozone model (MoZ), where the entire floorplan is considered as one thermal zone. The impact of the thermal zones simplification is evaluated in two studies considering: 1) several schedules for internal doors opening and closing, and 2) different building geometries and floorplans. In both studies, the results show that the absolute difference of temperature between the MoZs and MuZs models is significantly low for all of the cases, being below 0.4ºC more than 50% of the time. The maximum differences found between MoZs and MuZs are obtained in models simulated in colder climates, in models where internal doors are considered closed and in smaller rooms with reduced exposure to solar radiation. The minimum and maximum annual differences of the air temperature between the MoZ and MuZ are considerably high. However, these values are observed in a specific day and hour, with the annual average being significantly low for all cases.

"Numerous higher education (HE) institutions in the United States (US) have created sustainability agendas, including construction of sustainable buildings. More than 200 US HE institutions, have at least one Leadership in Energy and Environmental Design (LEED) certified building on their campus (Princeton Review 2012). With the growing student population and need to house them, residence hall construction is rising nationwide. A profile of newly constructed building types shows residence halls hold the largest median area (Princeton Review 2012). In an effort to assess if sustainable residence halls are performing sustainably, a series of post occupancy evaluation (POE) indicators were selected. POE indicators were chosen through a review of widely adopted sustainability rating systems, scientific literature and student occupant feedback. The selected indicators address a range of parameters including: water and energy consumption, occupant thermal comfort, occupant consumption behavior and education, noise insulation (indoor and outdoor), and Facilities Management (FM) operational feedback. Furthermore, specific indicators such as building energy management systems (BEMS), building automation control systems (BACS) and artificial intelligence (AI) agents were examined. The proposed POE indicator framework data was collected from various key stakeholders including: designers, HE FM departments, residential life personnel, and student occupants. The dataset includes: actual temperature (T) and relative humidity (RH) measurements of a LEED-Gold residence hall, actual water (9 residence halls) and energy consumption (4 residence halls) data, and feedback from designers, HE FM departments and 593 student occupants (LEED and non-LEED residence halls). The proposed POE indicator framework triangulates quantitative and qualitative data, via investigative and diagnostic techniques; creating a comprehensive building performance picture, vis-à-vis technical and non-technical parameters."

O objetivo deste estudo foi desenvolver um sistema especialista para controlar o acionamento do sistema de climatização em instalações para bovinos leiteiros. A modelagem foi desenvolvida a partir de dados fisiológicos dos animais (temperatura retal e freqüência respiratória) em função dos dados climáticos do interior das instalações (temperatura e umidade relativa do ar, e índice de temperatura e umidade). O banco de dados foi formado em dois ambientes distintos: clima subtropical (município de São Pedro, SP) e clima mediterrâneo (cidade de Évora, Portugal). Para a formação do banco de dados fisiológicos foram utilizadas vacas Holandesas multíparas, em lactação, selecionadas de acordo com o peso e a produção de leite. As vacas permaneceram durante todo o dia com livre acesso às baias e demais áreas do abrigo, mas sem acesso à pastagem. A temperatura retal foi obtida por um termômetro clínico digital, inserido no reto, e a freqüência respiratória pela contagem dos movimentos da região do flanco, durante 15 s. Para a análise física do ambiente no interior e exterior das instalações utilizou-se de estações meteorológicas, com leituras de temperatura e umidade relativa do ar realizadas a cada 30 min ao longo das 24 horas. No processo inicial de análise dos dados foi utilizada a técnica de Mineração de Dados com o objetivo de formar uma árvore de decisão para a indução de regras. Para isso foi utilizado o programa computacional Waikato Environment for Knowledge Analysis (WEKA®), versão 3-4, que executou tarefa de classificação, utilizando o algoritmo J48 em validação cruzada (cross validation) para a construção da árvore de decisão. Os resultados obtidos foram posteriormente utilizados na aplicação da lógica fuzzy, onde foi utilizado o software Fuzzy Logic Toolbox do MATLAB® 6.1. A análise do banco de dados indicou uma alta capacidade do modelo em representar as classes de conforto para o conjunto de dados analisado. Segundo os resultados é possível adaptar o ITU por intermédio da Mineração de Dados meteorológicos e fisiológicos. A utilização da Mineração de Dados e da lógica fuzzy permitiu estabelecer alguns parâmetros ideais de conforto aos bovinos leiteiros da raça Holandesa em lactação manejados em condição de confinamento total. Observou-se que o limite superior da zona de termoneutralidade (ZTN) se situa próximo dos 26ºC de temperatura de bulbo seco. Observou-se também que valores do ITU por volta de 77 proporcionam condição normal de conforto para os animais confinados, e quando o ITU atinge valores acima de 80 é indicado estresse térmico alto. / The objective of this study was to develop a specialist system for controlling the acclimatization system in free-stall dairy housing. The modeling procedure used animal physiological data (rectal temperature and respiratory track) as function of environmental data inside housing (air temperature and relative humidity, and temperature and humidity index). Data base was constructed using two distinct environment as: subtropical climate (São Pedro, SP country) and Mediterranean climate (city of Évora, Portugal). Holstein multipart cows in lactation selected according to their weight and milk yield were used for building the data base with the physiological data. The cows were maintained during all day with free access to the beds and the other áreas in the housing, however without access to pasture. Body core temperature was measured with a clinical thermometer inserted un the rectum, and the respiratory frequency was measured by counting the flank movements for 15s. Meteorological stations were used for registering air temperature and relative humidity every 30 min along 24 hours, for the analysis of the physical environment both inside and outside the housing. In the initial process of analysis of the data base Dataming technique was used with the objective to form a decision tree in order to induce the base of rules. In this stage the software Waikato Environment for Knowledge Analysis (WEKA®), version 3-4, was used, and executed the task of classifying using the algorithm J48 applying cross validation technique for building up the decision tree. Results obtained were used afterwards applying fuzzy logic using the software Fuzzy Logic Toolbox do MATLAB® 6.1. The data base analysis indicated a good capability of the model to represent the classes of thermal comfort for the analyzed data. According to the found results it is possible to adapt the temperature and humidity index (THI) using Datamining of meteorological and physiological data. The use of the association of Datamining and fuzzy logic allowed establishing some ideal thermal comfort parameters for Holstein dairy cattle during lactation housed in total confinement. It was observed that the superior limit for the thermoneutral zone (ZTN) is located near dry bulb temperature of 26ºC. It was also found that values of THI around 77 may result in normal comfort conditions for the confined animals, and when the THI reaches values above 80 it indicates high heat stress.

O desconforto térmico nas salas de aula e nos estúdios do prédio principal da Faculdade de Arquitetura e Urbanismo da Universidade de São Paulo (FAU-USP) sempre foi um dos principais motivos de reclamação por parte dos usuários. Tal desconforto acontece tanto devido ao frio quanto devido ao calor, mas as altas temperaturas nos ambientes de aprendizado têm o impacto de desconcentrar os alunos em suas atividades. Problemas quanto aos altos níveis de iluminação natural e a falta de flexibilidade quanto ao ajuste dos níveis de iluminância - principalmente nas salas de aula, em que há necessidade de escurecimento do ambiente para apresentações com a utilização de retroprojetor - também contribuem para a insatisfação dos usuários. A definição do potencial da ventilação natural como estratégia fundamental de projeto, associada ao sombreamento e à massa térmica, é o objetivo desta pesquisa. A redução das temperaturas operativas em cenário climático atual e em cenário de mudança climática, decorrente da redução da carga térmica no edifício, constitui a principal referência de análise de desempenho. Análises adicionais relacionadas à iluminação natural também foram conduzidas, como forma de olhar para o desempenho da edificação de maneira integrada. Por meio de simulações computacionais e do levantamento de campo, foram elaboradas recomendações de projeto para a edificação, contemplando o emprego das estratégias supracitadas. Entretanto, devido a limitações quanto à intervenção no prédio colocadas pelo Conselho de Defesa do Patrimônio Histórico, Arqueológico, Artístico e Turístico do Estado de São Paulo (CONDEPHAAT), a premissa fundamental deveria ser a solução dos problemas de conforto de modo que não interferissem visualmente na arquitetura. A substituição do conjunto de domos da cobertura, dentro do contexto da reforma pela qual passava o prédio desde 2010 e intensificada no final de 2013, exigiria análises de desempenho térmico e visual fundamentais para o sucesso do programa da reforma. O custo total das intervenções, associado à situação de dificuldade financeira da Universidade de São Paulo, não permitiriam que soluções fossem testadas in locu sem as corretas avaliações iniciais, sob o risco de os problemas de conforto serem perpetuados por mais algumas décadas. O convite do então diretor da FAU-USP, o Prof. Dr. Marcelo de Andrade Roméro, para participar dos trabalhos de análise veio no final de 2013 e constituiu a base da atual dissertação. A finalização da pesquisa é a proposição de recomendações de desempenho térmico e visual para o prédio - parcialmente incorporadas na reforma recentemente concluída -, como a alteração do material dos domos e o aumento da ventilação permanente através da cobertura. Outras recomendações não incorporadas incluem sombreamento externo da cobertura e alteração do mobiliário dos estúdios, a fim de proporcionar flexibilidade no controle dos níveis de iluminação natural nesses ambientes. As recomendações não incorporadas, contudo, podem servir de consulta para novas eventuais intervenções no edifício. / The thermal discomfort in classrooms and studios in the main building of the University of São Paulo Faculty of Architecture and Urbanism (FAU-USP) has always been one of the main areas of complaint from users. Such discomfort happens both because of the cold and the heat, but the high temperatures in the learning environments have the impact of distracting students in their activities. Problems concerning the high levels of daylighting and the lack of flexibility in the adjustment of illuminance levels - especially in classrooms, where blackout is needed in the room due to projection presentations - also contribute to the dissatisfaction of users. The definition of the potential of natural ventilation as a key design strategy, combined with shading and thermal mass, is the objective of this research. Reducing operating temperatures in both current climate and climate change scenarios due to reduced thermal load in the building is the main reference for performance analysis. Further analysis related to daylighting were also carried out as a way to look at the building performance in an integrated manner. Thorough computer simulations and field survey design recommendations have been prepared for the building, adressing the use of strategies cited above. However, due to limitations on the level of intervention in the building imposed by the Conselho de Defesa do Patrimônio Histórico, Arqueológico, Artístico e Turístico do Estado de São Paulo (CONDEPHAAT) - Heritage Council in the State of São Paulo -, the fundamental premise should be a solution for the comfort issues that did not interfere visually in the architecture. A replacement of the set of skylights, within the context of the renovation through which the building was undergoing since 2010 and intensified in late 2013, would require thermal and visual performance analysis, essential to the success of the renovation program. The total cost of interventions, associated with the dificult financial situation of the University of São Paulo, would not allow solutions to be tested on site without correct initial assessments, under the risk of environmental comfort issues being pushed forward into a few more decades. The invitation from FAU-USP director at the time, Professor Dr. Marcelo de Andrade Roméro, to participate in the analytical work came at the end of 2013 and set the basis of this dissertation. The completion of the research is the proposition of both thermal and visual performance recommendations for the building - partially incorporated into the recently completed renovation -, such as changing the material of skylights and increased permanent ventilation through the roof. Other recommendations not incorporated in the actual renovation include external shading for the roof and upgrading of furniture for the studios - the last one intending to provide flexible control of daylighting levels in these rooms. The unincorporated recommendations, however, may serve as a guide for any new intervention in the building.

As relações entre os fatores climáticos e as respostas fisiológicas de vacas lactantes são bastante conhecidas, porém sob condições de ambiente controlado. Este estudo teve como objetivo monitorar as respostas dos animais em instalações típicas para vacas leiteiras, para identificar o real impacto do ambiente climático sobre o animal. Foi proposto um método para avaliar o nível de estresse de vacas, que poderá servir como uma ferramenta simples, que traduza as sensações de conforto térmico dos animais. O experimento foi realizado em três fases, a saber: primavera (28 dias), verão (31 dias) e inverno (31 dias). Foram utilizados animais da raça Holandesa com produção média entre 20 a 25 kg leite/dia. Os animais foram alojados em instalação tipo free-stall com acesso livre a um piquete adjacente. Foram avaliadas a freqüência respiratória (FR), a temperatura retal (TR), a temperatura do pelame (TPE), a temperatura auricular (TAU), a temperatura da base da cauda (TCAU), a temperatura da vulva (TVU) e a produção de leite (PL). O ambiente foi monitorado 24 horas por dia, todos os dias, com registros da temperatura de bulbo seco (TBS), da umidade relativa (UR), da temperatura de ponto de orvalho e da temperatura de globo negro (TG). Posteriormente foram calculados os índices de temperatura e umidade (ITU) e o de temperatura de globo e umidade (ITGU). Todas as variáveis fisiológicas apresentaram padrão sazonal bem claro, com maiores valores durante as estações mais quentes (primavera e verão) e menores valores no inverno. A TAU, a TVU e a TCAU apresentaram correlações positivas com a TR, a FR e a TPE, o que indica uma associação entre estas variáveis. Porém estudos adicionais devem ser conduzidos para validar a aplicabilidade destas variáveis (TAU, TVU e TCAU) na caracterização do estresse térmico dos animais. A TPE e a FR foram as variáveis mais influenciadas pelo ambiente climático em todas as estações do ano. O ambiente noturno foi associado às variações da TR, da FR e da TPE, enquanto o ambiente do dia anterior não explicou a variação das respostas fisiológicas. Não houve evidência de efeitos de uma variável ambiental isolada sobre as variáveis fisiológicas, o que indicou a complexidade das relações entre o animal e o ambiente climático. Mesmo com ITU acima de 79, considerado estressante pela literatura estrangeira para vacas lactantes, não foram evidenciados valores estressantes para TR e FR e reduções na produção de leite. O modelo proposto neste trabalho para estimar presença ou ausência de estresse em vacas alojadas em free-stall, apresentou boa aderência ao conjunto de dados, com R² de 0,43. Dessa forma, disponibiliza uma ferramenta simples e rápida para produtores e técnicos, pela associação de duas medidas fisiológicas (FR e TPE) de fácil mensuração, ou então pela associação de duas variáveis ambientais (TBS e UR). Tal ferramenta diz respeito a uma amostra da população de vacas Holandesas alojadas em determinada instalação e região, o que condiciona o modelo proposto a outros estudos para sua validação em outros rebanhos e regiões. / It has been well known the relation between the environment and physiological answers of lactating dairy cows under controlled environmental conditions. The present study aimed to monitor the animal answers allocated at typical housing system to identify the real environmental impact over it. A method was proposed to evaluate the stress level of the animal, to be used as a tool to identify the sensations of thermal comfort. The experiment was conducted in three phases, in spring (28 days), summer (31 days) and winter (31 days) periods. Holstein dairy cows were used averaging milk yield around 20 to 25 kg/day. The animals were housed in a free stall shed with an open area. Respiratory rate (FR), rectal temperature (TR), surface skin temperature (TPE), internal ear temperature (TAU), tail temperature (TCAU), vulva temperature (TVU) and milk yield (PL) were evaluated. The environmental conditions were monitored during 24 hours every day, by recording the dry bulb temperature (TBS), relative humidity (UR), dew point temperature (Tpo) and black globe temperature (Tg). The calculation of temperature humidity index (ITU) and the black globe humidity index (ITGU) was based on these environmental variables. The physiological variables had a seasonal standard with higher values during hot periods (spring and summer) and lower values during the winter. The IET, VT and TT demonstrated positive correlations with RT, RR and SKT showing association between them. More studies are necessary to validate the applicability of these variables (IET, VT and TT) and to characterize heat stress in dairy cows. SKT and RR were the most influenced by the environment in all seasons. The night environment was associated to the RT, RR and SKT, while the day before environment did not explained the physiological variations. There was no evidence of isolated environmental variables over the physiological ones, showing the complexity between the animal and the environment. Even with the THI values above 79, what is considered stressful to dairy cows, there was no evidence of stressful values for RT and RR and of MY losses. The model proposed in this study to estimate presence or absence of heat stress in dairy cows avails a simple and fast tool to milk producers and technicians, where it could be associated two physiological variables (RR and SKT) of easy measurement or other two environment variables (DBT and RH). However, this result is related to the studied population at a specific housing system and situated at a specific region. Addiitonal studies must be conducted to validate the proposed model to others dairy herds and locations.

As trocas de calor entre o piso e o solo de edificações térreas é um dos aspectos mais influentes em seu desempenho térmico e energético. No entanto, devido à complexidade dos métodos de cálculo e à escassez de estudos nessa área, há ainda um grande número de incertezas quanto à sua modelagem em programas de simulação computacional. O objetivo principal desta pesquisa é identificar a forma mais correta para a modelagem das trocas de calor entre o piso e o solo de edificações térreas no programa de simulação de desempenho EnergyPlus, com o uso do pré-processador Slab. A metodologia consiste na verificação do impacto de distintas alternativas de modelagem e na comparação entre as temperaturas da interface piso e solo medidas em célula-teste e simuladas com o Slab. Com a verificação do impacto das alternativas de modelagem foi possível identificar a forma mais correta de modelagem do Slab e os parâmetros de entrada com maior impacto no desempenho térmico de uma habitação de interesse social. Já a medição em célula-teste permitiu analisar a relação entre a evolução das temperaturas da célula-teste e do solo. Verificou-se que a temperatura externa do ar (média mensal) apresenta valores bastante próximos à temperatura do solo, sugerindo que utilizar a temperatura externa pode ser uma alternativa quando não há dados do solo. Com esses dados, foi possível desenvolver simulações paramétricas com diferentes combinações de parâmetros de entrada e comparar a temperatura da interface piso e solo simulada pelo Slab com a medida. Os resultados indicaram que o Slab funciona corretamente e que gera valores de temperatura da interface piso e solo muito próximos da realidade quando este utiliza parâmetros de entrada adequados. Foi verificado também o alto potencial de impacto dos parâmetros de entrada: evapotranspiração, albedo e as propriedades do solo nos resultados do Slab. Além disso verificou-se que, o uso de outras alternativas de modelagem, no lugar do Slab, gera uma diferença muito significativa, com variação de -26,2 a -55,2% nos graus-hora de desconforto totais de uma edificação. Por fim, como síntese dessa pesquisa, foi elaborado um Manual do Slab com o objetivo de auxiliar e incentivar o uso do pré-processador / The heat exchanges between the floor and the ground of a single-story slab-on-grade building is one of the most influential aspects in its thermal and energy performance. However, due to the calculation methods complexity and the scarcity of studies in this area, there are still a great number of uncertainties regarding its modeling in computer simulation programs. The main objective of this research is to identify the most correct way to model heat exchanges between the floor and the ground of a single-story slab-on-grade building in the EnergyPlus performance simulation program using the Slab preprocessor. The methodology consists of verifying the impact of different modeling alternatives and comparing the temperature of the ground and floor interface measured in test cells and simulated with Slab. With the impact verification of the modeling alternatives, it was possible to identify the most correct way of Slab modeling and the input parameters with the greatest impact on the thermal performance of a social housing. The test-cell measurement has allowed analyzing the relationship between the evolution of test-cell and soil temperatures. It was verified that the external air temperature (monthly average) presents very close values to the soil temperature, suggesting that using the external temperature can be an alternative when there is no soil data. With these data, it was possible to develop parametric simulations with different input parameters combinations and to compare the temperature of the ground and floor interface simulated by Slab with the measurement. The results indicated that Slab works correctly and generates values of temperature of the ground and floor interface very close to reality when it uses appropriate input parameters. It was also verified the high impact potential of the input parameters: evapotranspiration, albedo and soil properties in the Slab results. In addition, it was verified that the use of other modeling alternatives, in place of Slab, generates a very significant difference, varying from -26.2 to -55.2% in the total discomfort degrees of a building. Finally, as a synthesis of this research, a Slab Manual was developed with the purpose to assist and encourage the preprocessor use

O objetivo deste estudo foi desenvolver um sistema especialista para controlar o acionamento do sistema de climatização em instalações para bovinos leiteiros. A modelagem foi desenvolvida a partir de dados fisiológicos dos animais (temperatura retal e freqüência respiratória) em função dos dados climáticos do interior das instalações (temperatura e umidade relativa do ar, e índice de temperatura e umidade). O banco de dados foi formado em dois ambientes distintos: clima subtropical (município de São Pedro, SP) e clima mediterrâneo (cidade de Évora, Portugal). Para a formação do banco de dados fisiológicos foram utilizadas vacas Holandesas multíparas, em lactação, selecionadas de acordo com o peso e a produção de leite. As vacas permaneceram durante todo o dia com livre acesso às baias e demais áreas do abrigo, mas sem acesso à pastagem. A temperatura retal foi obtida por um termômetro clínico digital, inserido no reto, e a freqüência respiratória pela contagem dos movimentos da região do flanco, durante 15 s. Para a análise física do ambiente no interior e exterior das instalações utilizou-se de estações meteorológicas, com leituras de temperatura e umidade relativa do ar realizadas a cada 30 min ao longo das 24 horas. No processo inicial de análise dos dados foi utilizada a técnica de Mineração de Dados com o objetivo de formar uma árvore de decisão para a indução de regras. Para isso foi utilizado o programa computacional Waikato Environment for Knowledge Analysis (WEKA®), versão 3-4, que executou tarefa de classificação, utilizando o algoritmo J48 em validação cruzada (cross validation) para a construção da árvore de decisão. Os resultados obtidos foram posteriormente utilizados na aplicação da lógica fuzzy, onde foi utilizado o software Fuzzy Logic Toolbox do MATLAB® 6.1. A análise do banco de dados indicou uma alta capacidade do modelo em representar as classes de conforto para o conjunto de dados analisado. Segundo os resultados é possível adaptar o ITU por intermédio da Mineração de Dados meteorológicos e fisiológicos. A utilização da Mineração de Dados e da lógica fuzzy permitiu estabelecer alguns parâmetros ideais de conforto aos bovinos leiteiros da raça Holandesa em lactação manejados em condição de confinamento total. Observou-se que o limite superior da zona de termoneutralidade (ZTN) se situa próximo dos 26ºC de temperatura de bulbo seco. Observou-se também que valores do ITU por volta de 77 proporcionam condição normal de conforto para os animais confinados, e quando o ITU atinge valores acima de 80 é indicado estresse térmico alto. / The objective of this study was to develop a specialist system for controlling the acclimatization system in free-stall dairy housing. The modeling procedure used animal physiological data (rectal temperature and respiratory track) as function of environmental data inside housing (air temperature and relative humidity, and temperature and humidity index). Data base was constructed using two distinct environment as: subtropical climate (São Pedro, SP country) and Mediterranean climate (city of Évora, Portugal). Holstein multipart cows in lactation selected according to their weight and milk yield were used for building the data base with the physiological data. The cows were maintained during all day with free access to the beds and the other áreas in the housing, however without access to pasture. Body core temperature was measured with a clinical thermometer inserted un the rectum, and the respiratory frequency was measured by counting the flank movements for 15s. Meteorological stations were used for registering air temperature and relative humidity every 30 min along 24 hours, for the analysis of the physical environment both inside and outside the housing. In the initial process of analysis of the data base Dataming technique was used with the objective to form a decision tree in order to induce the base of rules. In this stage the software Waikato Environment for Knowledge Analysis (WEKA®), version 3-4, was used, and executed the task of classifying using the algorithm J48 applying cross validation technique for building up the decision tree. Results obtained were used afterwards applying fuzzy logic using the software Fuzzy Logic Toolbox do MATLAB® 6.1. The data base analysis indicated a good capability of the model to represent the classes of thermal comfort for the analyzed data. According to the found results it is possible to adapt the temperature and humidity index (THI) using Datamining of meteorological and physiological data. The use of the association of Datamining and fuzzy logic allowed establishing some ideal thermal comfort parameters for Holstein dairy cattle during lactation housed in total confinement. It was observed that the superior limit for the thermoneutral zone (ZTN) is located near dry bulb temperature of 26ºC. It was also found that values of THI around 77 may result in normal comfort conditions for the confined animals, and when the THI reaches values above 80 it indicates high heat stress.