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.

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.

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.

Ocupantes de ambientes internos climatizados artificialmente estão expostos contínua e prolongadamente a condições ambientais muitas vezes desfavoráveis à execução de suas atividades e à manutenção da saúde. O objetivo desta pesquisa foi avaliar alguns parâmetros de qualidade do ar interior e de conforto térmico de um edifício climatizado artificialmente e relacioná-los à utilização de sistema de condicionamento de ar com distribuição pelo piso em ambientes que não são caracterizados como escritórios abertos. Considerando que o edifício estudado apresenta usos distintos de seus pavimentos, optou-se pela avaliação de dois deles, um pavimento cujo layout é de salas de aula e outro de escritório semi-aberto. Os parâmetros foram analisados em três momentos distintos. O primeiro se caracteriza por três ciclos semestrais de medições de temperatura, umidade relativa e velocidade do ar, concentração de aerossóis, dióxido de carbono e fungos. A segunda etapa consiste em uma campanha única de medições, com duração de quatro dias, permitindo a realização de perfis de temperatura e umidade relativa, avaliação das velocidades do ar em pontos de desconforto e cálculo dos índices de conforto térmico PMV (Predicted Mean Vote) e PPD (Predicted Percentage of Dissatisfied). Em um terceiro e último momento, aplicou-se o questionário de qualidade ambiental interior aos ocupantes de ambos os pavimentos. Resultados obtidos nos ciclos permitiram identificar concentrações de fungos e dióxido de carbono acima dos limites indicados. Os perfis de temperatura revelaram a predominância das mesmas abaixo do recomendado. O cálculo dos índices PMV e PPD apontaram para um cenário de maior conforto térmico nos ambientes estudados com temperatura operativa igual a 24 graus Celsius. Os resultados dos questionários corroboraram as medições de temperatura, indicando a prevalência das sensações térmicas relacionadas ao frio entre os ocupantes do edifício, em especial aqueles do sexo feminino. Ficou evidenciado que o conforto térmico nos ambientes pesquisados é um fator perturbador das atividades exercidas em ambos os pavimentos. Houve um grande número de relatos de ocupantes com sintomas típicos da Síndrome dos Edifícios Doentes (SED), sugerindo que medidas relativas à qualidade ambiental devem ser tomadas em prol da saúde, bem estar e produtividade dos ocupantes do edifício. Concluiu-se que a operação e manutenção do sistema de condicionamento de ar com insuflamento pelo piso em ambientes distintos de escritórios abertos são mais complexas e, por isso, dificultam o alcance de uma qualidade ambiental interior satisfatória. / Occupants of artificially conditioned indoor spaces are continuously and lengthily exposed to environmental conditions mostly adverse to their activities performance and health maintenance. The purpose of this research was to evaluate some indoor air quality and thermal comfort parameters of an artificially conditioned building, and relate them to the employment of underfloor air conditioning system in spaces that differ from open-plan office spaces. Considering the studied building presents different activities on each of its floors it was necessary to choose two of them, one characterized by classrooms layout and the other by a semi open-plan office layout. The on-site data collection took place in three different steps. Step one was distinguished by three six-month cycles of air temperature, relative humidity and air velocity measurements, and fungi, particulate matter and carbon dioxide concentrations. The second step consisted of a four-day single campaign of measurements, when air temperature and relative humidity profiles were carried out, air velocity was quantified in complaining areas, and the Predicted Mean Vote (PMV) and Predicted Percentage of Dissatisfied (PPD) thermal comfort indexes were determined. During the third and last step, indoor environmental quality questionnaire surveys were distributed to the occupants of both studied floors. Data analysis and assessment originated from the cycles identified exceeding fungi and carbon dioxide concentrations. Temperature profiles indicated their prevalence below the recommended range. PMV and PPD indexes determination pointed to a scenery of best thermal environmental conditions for the researched spaces, with an operative temperature of 24 Celsius degrees. The results of the questionnaire surveys supported the air temperature measurements, showing supremacy of cold related thermal sensations among the occupants, especially those of female gender. It was evident that the thermal comfort of the studied environments is a disturbing factor for the activities practiced on both floors. There was a great number of occupants reporting Sick Building Syndrome (SBS) typical symptoms, what suggested actions related to indoor environmental quality should be taken in order to provide the desired health, welfare and productivity for the building occupants. It was conclusive that the operation and maintenance of underfloor air conditioned systems in indoor environments unlike open-plan offices are more complex and therefore make it harder to reach an acceptable indoor environmental quality.

Ocupantes de ambientes internos climatizados artificialmente estão expostos contínua e prolongadamente a condições ambientais muitas vezes desfavoráveis à execução de suas atividades e à manutenção da saúde. O objetivo desta pesquisa foi avaliar alguns parâmetros de qualidade do ar interior e de conforto térmico de um edifício climatizado artificialmente e relacioná-los à utilização de sistema de condicionamento de ar com distribuição pelo piso em ambientes que não são caracterizados como escritórios abertos. Considerando que o edifício estudado apresenta usos distintos de seus pavimentos, optou-se pela avaliação de dois deles, um pavimento cujo layout é de salas de aula e outro de escritório semi-aberto. Os parâmetros foram analisados em três momentos distintos. O primeiro se caracteriza por três ciclos semestrais de medições de temperatura, umidade relativa e velocidade do ar, concentração de aerossóis, dióxido de carbono e fungos. A segunda etapa consiste em uma campanha única de medições, com duração de quatro dias, permitindo a realização de perfis de temperatura e umidade relativa, avaliação das velocidades do ar em pontos de desconforto e cálculo dos índices de conforto térmico PMV (Predicted Mean Vote) e PPD (Predicted Percentage of Dissatisfied). Em um terceiro e último momento, aplicou-se o questionário de qualidade ambiental interior aos ocupantes de ambos os pavimentos. Resultados obtidos nos ciclos permitiram identificar concentrações de fungos e dióxido de carbono acima dos limites indicados. Os perfis de temperatura revelaram a predominância das mesmas abaixo do recomendado. O cálculo dos índices PMV e PPD apontaram para um cenário de maior conforto térmico nos ambientes estudados com temperatura operativa igual a 24 graus Celsius. Os resultados dos questionários corroboraram as medições de temperatura, indicando a prevalência das sensações térmicas relacionadas ao frio entre os ocupantes do edifício, em especial aqueles do sexo feminino. Ficou evidenciado que o conforto térmico nos ambientes pesquisados é um fator perturbador das atividades exercidas em ambos os pavimentos. Houve um grande número de relatos de ocupantes com sintomas típicos da Síndrome dos Edifícios Doentes (SED), sugerindo que medidas relativas à qualidade ambiental devem ser tomadas em prol da saúde, bem estar e produtividade dos ocupantes do edifício. Concluiu-se que a operação e manutenção do sistema de condicionamento de ar com insuflamento pelo piso em ambientes distintos de escritórios abertos são mais complexas e, por isso, dificultam o alcance de uma qualidade ambiental interior satisfatória. / Occupants of artificially conditioned indoor spaces are continuously and lengthily exposed to environmental conditions mostly adverse to their activities performance and health maintenance. The purpose of this research was to evaluate some indoor air quality and thermal comfort parameters of an artificially conditioned building, and relate them to the employment of underfloor air conditioning system in spaces that differ from open-plan office spaces. Considering the studied building presents different activities on each of its floors it was necessary to choose two of them, one characterized by classrooms layout and the other by a semi open-plan office layout. The on-site data collection took place in three different steps. Step one was distinguished by three six-month cycles of air temperature, relative humidity and air velocity measurements, and fungi, particulate matter and carbon dioxide concentrations. The second step consisted of a four-day single campaign of measurements, when air temperature and relative humidity profiles were carried out, air velocity was quantified in complaining areas, and the Predicted Mean Vote (PMV) and Predicted Percentage of Dissatisfied (PPD) thermal comfort indexes were determined. During the third and last step, indoor environmental quality questionnaire surveys were distributed to the occupants of both studied floors. Data analysis and assessment originated from the cycles identified exceeding fungi and carbon dioxide concentrations. Temperature profiles indicated their prevalence below the recommended range. PMV and PPD indexes determination pointed to a scenery of best thermal environmental conditions for the researched spaces, with an operative temperature of 24 Celsius degrees. The results of the questionnaire surveys supported the air temperature measurements, showing supremacy of cold related thermal sensations among the occupants, especially those of female gender. It was evident that the thermal comfort of the studied environments is a disturbing factor for the activities practiced on both floors. There was a great number of occupants reporting Sick Building Syndrome (SBS) typical symptoms, what suggested actions related to indoor environmental quality should be taken in order to provide the desired health, welfare and productivity for the building occupants. It was conclusive that the operation and maintenance of underfloor air conditioned systems in indoor environments unlike open-plan offices are more complex and therefore make it harder to reach an acceptable indoor environmental quality.