This degree project cover renovation of sanitary rooms with focus on an exchange from a radiator system to an underfloor heating system out of the three aspects energy, moisture and thermal comfort. The used method is literature study, interview, case study and calculations. When a radiator system is replaced with an underfloor heating system the energy demand will decrease due to a possible temperature reduction. The power requirement for the bathrooms will be reduced if the finish material have a higher density and the volume of the room is small. The moisture aspect can in some cases deteriorate with the replacement of systems. It is possible to achieve the same thermal comfort with any system, but it is easier to adjust with an underfloor heating system. An exchange from a radiator system to an underfloor heating system is possible. The energy and thermal comfort aspects improves, but the moisture aspect will potentially degrade.

A aplicação de sistemas de climatização com distribuição de ar pelo piso tem aumentado em países desenvolvidos, o que também tem ocorrido no Brasil. Em paralelo, tem crescido o interesse pela qualidade do ar interior e os seus efeitos no bem estar, saúde e produtividade dos ocupantes de uma edificação. Diversos estudos têm apontado para as vantagens deste sistema em relação à remoção de contaminantes do ambiente interior. Este sistema tem figurado nos programas de certificação ambiental de edificações como uma alternativa vantajosa para a melhoria da qualidade do ar interior e o conforto térmico com preservação da eficiência energética, recebendo pontuação adicional. Com o crescente interesse por este tipo de sistema, estudos que aprimorem o seu projeto visando à melhor eficiência global mostram-se essenciais. Este estudo tem como principal objetivo verificar experimentalmente a contribuição de um sistema de climatização com distribuição de ar pelo piso para a qualidade do ar interior de um ambiente, sendo este uma sala de aula para 48 alunos situada no Departamento de Engenharia de Construção Civil da Escola Politécnica da Universidade de São Paulo, em condições reais de uso. Para isso, foram medidas as concentrações de partículas em suspensão na zona de respiração para pessoas sentadas (a 1,10 m do piso), e no retorno do ar (a 2,60 m do piso) simultaneamente, sob seis diferentes valores de temperatura do ar na zona ocupada (a 0,60 m do piso), previamente escolhidos. Estas concentrações permitiram o cálculo e a análise do índice de efetividade na remoção de contaminantes IERC no ambiente, para partículas e CO2 (segunda etapa das medições). Simultaneamente, foram realizadas medições de variáveis de conforto térmico no ambiente, temperatura do ar e velocidade do ar, em seis diferentes alturas e quatorze pontos do ambiente. As baixas concentrações de partículas em suspensão (inferiores a 0,035 mg/m³) mostraram que este sistema não dispersa contaminantes no ar interior. Os IERC próximos ou superiores à unidade em todas as condições de operação do sistema, tanto para partículas em suspensão como para CO2, comprovaram a sua eficiência na remoção de contaminantes do ambiente interior. / The use of underfloor air distribution (UFAD) systems is growing in developed countries, and this is also observed in Brazil. Besides, the interest in indoor air quality and its effects on the well being, health and productivity of the occupants in a building is an important issue nowadays. Many studies have related the advantages of UFAD systems in removing indoor air contaminants from the ambient as compared to overhead systems. In the building certification systems, they figure as good alternatives to promote better indoor air quality and thermal comfort, preserving energy efficiency, which corresponds to additional points. With the expanding interest in this technology, studies that enhance its project, keeping as a goal its global efficiency, are very welcome. The aim is to experimentally verify the contribution of an UFAD system to the indoor air quality of a classroom used by 48 students at the Civil Construction Department of the Engineering School of the University of São Paulo Brazil. The study has been conducted in a non-steady state condition. In order to perform this evaluation, the levels of indoor air-borne particles were measured at the breathing zone for seated people (1.10m from the ground), and at the exhaust (2.60m from the ground) simultaneously, under six different pre-defined values of air temperature at the occupied zone (0.60m from the ground). These concentration levels have allowed calculating the contaminant removal effectiveness index, CRE, in many points of the ambient. A similar analysis was developed for the concentrations of CO2 in the second part of the experiment. At the same time, the air temperature and air velocity were measured in six different levels and at fourteen points of the ambient. The low concentration levels of total suspension particle (under 0.035 mg/m³) have shown that this system doesn\'t disperse air contaminants indoors. The CRE indexes near or above 1.0, for both total suspension particle and CO2, have confirmed the ventilation effectiveness of this underfloor air distribution system under all the operational conditions.

Desde a introdução do conceito de escritório aberto, o tipo de ocupação e a distribuição das cargas internas têm sofrido grandes mudanças, requerendo maior flexibilidade nos edifícios. Além disto, avaliações de desempenho de edifícios de escritórios da atualidade têm apresentado resultados que são fortes indicadores da necessidade de mudanças de conceitos de projeto, operação e uso de sistemas de condicionamento de ar, devido ao elevado nível de insatisfação dos usuários quanto ao conforto e à qualidade do ar. Para tentar solucionar estes problemas, outro conceito em distribuição de ar, já em uso nos países desenvolvidos, está começando a ser adotado também no Brasil; trata-se de insuflamento pelo piso, com difusores instalados em placas de piso elevado e nas estações de trabalho, que permitem flexibilidade e controle individual de vazão de ar. Neste trabalho foi feita a avaliação de sistema de condicionamento de ar com insuflamento pelo piso em um laboratório com condições controladas. O laboratório em que foram realizados os ensaios foi projetado e instalado com características similares àquelas de ambientes reais de edifícios de escritórios. Este fato, aliado à participação de usuários no processo de avaliação das condições de conforto térmico, tornaram possível a definição de parâmetros para a elaboração de projetos bem como para o estabelecimento de um modo eficaz de operação do sistema. O processo de avaliação das condições de conforto térmico no ambiente envolveu três etapas. Inicialmente, foram feitas medições das variáveis de conforto térmico no ambiente e de variáveis do sistema utilizando simuladores. Posteriormente, foi realizada a avaliação subjetiva do conforto térmico, com a substituição dos simuladores por pessoas no ambiente (usuários), nas mesmas condições da etapa anterior. Finalmente, foram feitas as medições das variáveis de conforto nas zonas de ocupação – micro climas – na condição de condicionamento individualizado, promovido por ajustes de vazão de ar e direcionamento do fluxo pelos usuários. Os resultados da avaliação permitem concluir que o sistema de condicionamento de ar com insuflamento pelo piso atende às expectativas para promover conforto térmico aos usuários de edifícios de escritórios com potencial de conservação de energia. / Since the introduction of the landscape office concept, the layout type and the internal loads distribution have changed significantly, requesting larger flexibility in the buildings. Besides, building performance evaluation applied to contemporary office buildings has shown that for most such buildings thermal comfort and air quality users level satisfaction is low. These facts are indicating that project concepts, operation and use of air conditioning systems need to be changed. In order to solve these problems, underfloor air supply is becoming a common practice also in Brazil. This system with floor and workstation diffusers allows flexibility and an individualized airflow control. In this work the evaluation of the underfloor air conditioning system was carried out in a laboratory facility with controlled conditions. The laboratory was designed and built up with similar characteristics to those of actual office buildings environments. This fact and the participation of users in the process of thermal comfort evaluation, made possible the definition of design parameters as well as the establishment of the system operation conditions in an effective way. The evaluation of the environment thermal comfort conditions was accomplished in three stages. Initially, measurements of thermal comfort and system variables were made using simulators. Later, in the same conditions of the previous stage, users (a sample of people) have evaluated, in a subjective way, the environment thermal comfort. Finally, measurements of the comfort variables were accomplished in the occupation areas - microclimates - in the condition of individualized conditioning, promoted by air flow adjustments and flow direction by the users. The results of the evaluation allow to conclude that the underfloor air conditioning system satisfies to the expectations to promote thermal comfort to the office building users with potential of energy conservation.

Este trabalho tem por finalidade avaliar o desempenho energético do sistema de condicionamento de ar com distribuição pelo piso (Underfloor Air Distribution System UFAD) em ambientes de escritório, considerando diferentes possibilidades de arquitetura do sistema e seus modos de operação com ciclos economizadores. Por meio de simulação computacional, as avaliações foram realizadas para o clima da cidade de São Paulo ao longo de um ano metereológico típico, mantendo as condições de conforto térmico no ambiente. O programa de simulação selecionado como ferramenta foi o EnergyPlus 2.1.0.023, visto que modelos numéricos nele implementados representam adequadamente o sistema UFAD e os ciclos economizadores. Como referência para o desenvolvimento dos modelos de simulação foi utilizada uma câmara de testes representativa de um ambiente de escritórios. Esta câmara foi desenvolvida por Leite (2003) para avaliação do conforto térmico propiciado pelo sistema UFAD. As curvas de distribuição de temperatura resultantes das simulações foram similares às curvas resultantes das medições executadas por esta autora. As simulações foram realizadas para duas arquiteturas diferentes do circuito de ar (com e sem desvio do ar de retorno) combinados com três diferentes modos de operação relacionados à vazão do ar exterior. A análise dos dados climáticos da cidade de São Paulo demonstra que a tomada de ar exterior pode ser majorada com a utilização de ciclos economizadores, reduzindo o consumo de energia do sistema. Os resultados desta pesquisa indicam uma estreita relação entre arquitetura do sistema, controle dos ciclos economizadores, e dados climáticos, revelando que a combinação entre esses parâmetros pode reduzir em 34,5% o consumo de energia elétrica do sistema UFAD na cidade de São Paulo. / The purpose of this research is to evaluate the energy performance of the Underfloor Air Distribution (UFAD) system at office buildings, considering different air loops design and economizer cycles while keeping thermal comfort for the weather data of São Paulo city, Brazil. Simulations were held using the EnergyPlus software version 2.1.0.023, since its numerical models can well represent UFAD systems and economizer cycles. One chamber representing an office room was used as reference for the simulation models. This chamber was developed by Leite (2003) to evaluate the thermal comfort conditions provided by the UFAD system. The curves of temperature distribution obtained from simulation were similar to those experimentally obtained by Leite (2003). Simulations were performed for two different air loops (with and without return air bypass) combined with three different outside air controls. The São Paulo weather data analysis demonstrates that the outside air flow can be increased with the use of economizer cycles, reducing electric energy consumption of the UFAD system. The results of this research indicate that there is a tight relationship between the system air loop design, economizer cycle control and weather data, which reveals that the combination between these parameters can reduce about 34,5% the electric energy consumption of UFAD system at São Paulo city.

Desde a introdução do conceito de escritório aberto, o tipo de ocupação e a distribuição das cargas internas têm sofrido grandes mudanças, requerendo maior flexibilidade nos edifícios. Além disto, avaliações de desempenho de edifícios de escritórios da atualidade têm apresentado resultados que são fortes indicadores da necessidade de mudanças de conceitos de projeto, operação e uso de sistemas de condicionamento de ar, devido ao elevado nível de insatisfação dos usuários quanto ao conforto e à qualidade do ar. Para tentar solucionar estes problemas, outro conceito em distribuição de ar, já em uso nos países desenvolvidos, está começando a ser adotado também no Brasil; trata-se de insuflamento pelo piso, com difusores instalados em placas de piso elevado e nas estações de trabalho, que permitem flexibilidade e controle individual de vazão de ar. Neste trabalho foi feita a avaliação de sistema de condicionamento de ar com insuflamento pelo piso em um laboratório com condições controladas. O laboratório em que foram realizados os ensaios foi projetado e instalado com características similares àquelas de ambientes reais de edifícios de escritórios. Este fato, aliado à participação de usuários no processo de avaliação das condições de conforto térmico, tornaram possível a definição de parâmetros para a elaboração de projetos bem como para o estabelecimento de um modo eficaz de operação do sistema. O processo de avaliação das condições de conforto térmico no ambiente envolveu três etapas. Inicialmente, foram feitas medições das variáveis de conforto térmico no ambiente e de variáveis do sistema utilizando simuladores. Posteriormente, foi realizada a avaliação subjetiva do conforto térmico, com a substituição dos simuladores por pessoas no ambiente (usuários), nas mesmas condições da etapa anterior. Finalmente, foram feitas as medições das variáveis de conforto nas zonas de ocupação – micro climas – na condição de condicionamento individualizado, promovido por ajustes de vazão de ar e direcionamento do fluxo pelos usuários. Os resultados da avaliação permitem concluir que o sistema de condicionamento de ar com insuflamento pelo piso atende às expectativas para promover conforto térmico aos usuários de edifícios de escritórios com potencial de conservação de energia. / Since the introduction of the landscape office concept, the layout type and the internal loads distribution have changed significantly, requesting larger flexibility in the buildings. Besides, building performance evaluation applied to contemporary office buildings has shown that for most such buildings thermal comfort and air quality users level satisfaction is low. These facts are indicating that project concepts, operation and use of air conditioning systems need to be changed. In order to solve these problems, underfloor air supply is becoming a common practice also in Brazil. This system with floor and workstation diffusers allows flexibility and an individualized airflow control. In this work the evaluation of the underfloor air conditioning system was carried out in a laboratory facility with controlled conditions. The laboratory was designed and built up with similar characteristics to those of actual office buildings environments. This fact and the participation of users in the process of thermal comfort evaluation, made possible the definition of design parameters as well as the establishment of the system operation conditions in an effective way. The evaluation of the environment thermal comfort conditions was accomplished in three stages. Initially, measurements of thermal comfort and system variables were made using simulators. Later, in the same conditions of the previous stage, users (a sample of people) have evaluated, in a subjective way, the environment thermal comfort. Finally, measurements of the comfort variables were accomplished in the occupation areas - microclimates - in the condition of individualized conditioning, promoted by air flow adjustments and flow direction by the users. The results of the evaluation allow to conclude that the underfloor air conditioning system satisfies to the expectations to promote thermal comfort to the office building users with potential of energy conservation.

Este trabalho tem por finalidade avaliar o desempenho energético do sistema de condicionamento de ar com distribuição pelo piso (Underfloor Air Distribution System UFAD) em ambientes de escritório, considerando diferentes possibilidades de arquitetura do sistema e seus modos de operação com ciclos economizadores. Por meio de simulação computacional, as avaliações foram realizadas para o clima da cidade de São Paulo ao longo de um ano metereológico típico, mantendo as condições de conforto térmico no ambiente. O programa de simulação selecionado como ferramenta foi o EnergyPlus 2.1.0.023, visto que modelos numéricos nele implementados representam adequadamente o sistema UFAD e os ciclos economizadores. Como referência para o desenvolvimento dos modelos de simulação foi utilizada uma câmara de testes representativa de um ambiente de escritórios. Esta câmara foi desenvolvida por Leite (2003) para avaliação do conforto térmico propiciado pelo sistema UFAD. As curvas de distribuição de temperatura resultantes das simulações foram similares às curvas resultantes das medições executadas por esta autora. As simulações foram realizadas para duas arquiteturas diferentes do circuito de ar (com e sem desvio do ar de retorno) combinados com três diferentes modos de operação relacionados à vazão do ar exterior. A análise dos dados climáticos da cidade de São Paulo demonstra que a tomada de ar exterior pode ser majorada com a utilização de ciclos economizadores, reduzindo o consumo de energia do sistema. Os resultados desta pesquisa indicam uma estreita relação entre arquitetura do sistema, controle dos ciclos economizadores, e dados climáticos, revelando que a combinação entre esses parâmetros pode reduzir em 34,5% o consumo de energia elétrica do sistema UFAD na cidade de São Paulo. / The purpose of this research is to evaluate the energy performance of the Underfloor Air Distribution (UFAD) system at office buildings, considering different air loops design and economizer cycles while keeping thermal comfort for the weather data of São Paulo city, Brazil. Simulations were held using the EnergyPlus software version 2.1.0.023, since its numerical models can well represent UFAD systems and economizer cycles. One chamber representing an office room was used as reference for the simulation models. This chamber was developed by Leite (2003) to evaluate the thermal comfort conditions provided by the UFAD system. The curves of temperature distribution obtained from simulation were similar to those experimentally obtained by Leite (2003). Simulations were performed for two different air loops (with and without return air bypass) combined with three different outside air controls. The São Paulo weather data analysis demonstrates that the outside air flow can be increased with the use of economizer cycles, reducing electric energy consumption of the UFAD system. The results of this research indicate that there is a tight relationship between the system air loop design, economizer cycle control and weather data, which reveals that the combination between these parameters can reduce about 34,5% the electric energy consumption of UFAD system at São Paulo city.

A aplicação de sistemas de climatização com distribuição de ar pelo piso tem aumentado em países desenvolvidos, o que também tem ocorrido no Brasil. Em paralelo, tem crescido o interesse pela qualidade do ar interior e os seus efeitos no bem estar, saúde e produtividade dos ocupantes de uma edificação. Diversos estudos têm apontado para as vantagens deste sistema em relação à remoção de contaminantes do ambiente interior. Este sistema tem figurado nos programas de certificação ambiental de edificações como uma alternativa vantajosa para a melhoria da qualidade do ar interior e o conforto térmico com preservação da eficiência energética, recebendo pontuação adicional. Com o crescente interesse por este tipo de sistema, estudos que aprimorem o seu projeto visando à melhor eficiência global mostram-se essenciais. Este estudo tem como principal objetivo verificar experimentalmente a contribuição de um sistema de climatização com distribuição de ar pelo piso para a qualidade do ar interior de um ambiente, sendo este uma sala de aula para 48 alunos situada no Departamento de Engenharia de Construção Civil da Escola Politécnica da Universidade de São Paulo, em condições reais de uso. Para isso, foram medidas as concentrações de partículas em suspensão na zona de respiração para pessoas sentadas (a 1,10 m do piso), e no retorno do ar (a 2,60 m do piso) simultaneamente, sob seis diferentes valores de temperatura do ar na zona ocupada (a 0,60 m do piso), previamente escolhidos. Estas concentrações permitiram o cálculo e a análise do índice de efetividade na remoção de contaminantes IERC no ambiente, para partículas e CO2 (segunda etapa das medições). Simultaneamente, foram realizadas medições de variáveis de conforto térmico no ambiente, temperatura do ar e velocidade do ar, em seis diferentes alturas e quatorze pontos do ambiente. As baixas concentrações de partículas em suspensão (inferiores a 0,035 mg/m³) mostraram que este sistema não dispersa contaminantes no ar interior. Os IERC próximos ou superiores à unidade em todas as condições de operação do sistema, tanto para partículas em suspensão como para CO2, comprovaram a sua eficiência na remoção de contaminantes do ambiente interior. / The use of underfloor air distribution (UFAD) systems is growing in developed countries, and this is also observed in Brazil. Besides, the interest in indoor air quality and its effects on the well being, health and productivity of the occupants in a building is an important issue nowadays. Many studies have related the advantages of UFAD systems in removing indoor air contaminants from the ambient as compared to overhead systems. In the building certification systems, they figure as good alternatives to promote better indoor air quality and thermal comfort, preserving energy efficiency, which corresponds to additional points. With the expanding interest in this technology, studies that enhance its project, keeping as a goal its global efficiency, are very welcome. The aim is to experimentally verify the contribution of an UFAD system to the indoor air quality of a classroom used by 48 students at the Civil Construction Department of the Engineering School of the University of São Paulo Brazil. The study has been conducted in a non-steady state condition. In order to perform this evaluation, the levels of indoor air-borne particles were measured at the breathing zone for seated people (1.10m from the ground), and at the exhaust (2.60m from the ground) simultaneously, under six different pre-defined values of air temperature at the occupied zone (0.60m from the ground). These concentration levels have allowed calculating the contaminant removal effectiveness index, CRE, in many points of the ambient. A similar analysis was developed for the concentrations of CO2 in the second part of the experiment. At the same time, the air temperature and air velocity were measured in six different levels and at fourteen points of the ambient. The low concentration levels of total suspension particle (under 0.035 mg/m³) have shown that this system doesn\'t disperse air contaminants indoors. The CRE indexes near or above 1.0, for both total suspension particle and CO2, have confirmed the ventilation effectiveness of this underfloor air distribution system under all the operational conditions.

This work deals with the topic – Heating with the use of large radiating structures. Theoretical part contains distribution underfloor heating, wall heating and ceiling heating. This topic is applied to the specified building. The project deals with preparing of domestic water, wall heating and underfloor heating. Experimental part deals with the measurement of ceiling heating.

The diploma thesis is focused on the research of dynamics of selected heating surfaces behavior. The aim of the thesis is to determine the dynamics of heating and cooling and to determine the effect of these characteristics on energy consumption of the building. The project part deals with the design of a heating solution for a residential building in three variants. An Energetic simulation is made for the designed variants, that compares the consumption of thermal energy during one year. The next simulation research the dynamics of selected large-scale heating surfaces. For each construction, nonstationary models of heating up and cooling were made, which are compared in terms of the thermal inertia.

The aim of the diploma thesis was to design a tourist chalet in Beskydy mountain. The building is solved as a masonry building. Tourist chalet has gabled roof with dormer on south and north side. When designing the object the accent of its funcionality was emhasized and the proposition of the energetically economic object. I designed by heat pump, the boiler and storage on pellets,