Integração da simulação termoenergética com o processo de projeto: a análise de 6 casos

This work consists of the integrated design process analyses with thermal energetic simulation during the early design stages, based on six practical cases. It aims to schematize the integration process, identifying the thermal energetic analyses contributions at each design phase and identifying the highest impact parameters on building performance. The simulations were run in the DesignBuilder energy tool, which has the same EnergyPlus engine, validated. This tool was chosen due to the flexible and user friendly graphic interface for modeling and output assessment, including the parametric simulation to compare design alternatives. The six case studies energy tools are three architectural and three retrofit projects, and the author the simulations as a consultant or as a designer. The case studies were selected based on the commitment of the designers in order to achieve performance goals, and their availability to share the process since the early pre-design analyses, allowing schematizing the whole process, and supporting the design decisions with quantifications, including energy targets. The thermoenergetic performance analyses integration is feasible since the early stages, except when only a short time is available to run the simulations. The simulation contributions are more important during the sketch and detail phases. The predesign phase can be assisted by means of reliable bioclimatic guidelines. It was verified that every case study had two dominant design variables on the general performance. These variables differ according the building characteristics and always coincide with the local bioclimatic strategies. The adaptation of alternatives to the design increases as earlier it occurs. The use of simulation is very useful: to prove and convince the architects; to quantify the cost benefits and payback period to the retrofit designer; and to the simulator confirm the desirable result and report the performance to the client

Esse estudo consiste da avaliação da integração da simulação termoenergética nas primeiras fases do processo projetual a partir do estudo de seis casos práticos, com o intuito de sistematizar o processo de integração, identificar as contribuições das análises termoenergéticas em cada fase do processo projetual e identificar os parâmetros que possuem maior impacto no desempenho do edifício. A simulação energética foi realizada por meio do programa DesignBuilder, o mesmo algoritmo validado do EnergyPlus de predição do comportamento termoenergético. Essa ferramenta se destaca pela capacidade de modelagem da interface gráfica, pela saída gráfica de resultados, e pela facilidade de simular o impacto de alternativas no comportamento da edificação, por meio de parametrização de variáveis. Os seis estudos de caso selecionados consistem de quatro projetos arquitetônicos em fase de desenvolvimento e de dois projetos de retrofit, nos quais a autora realiza todas simulações termoenergéticas, seja como projetista ou como consultora. Os casos foram escolhidos devido ao comprometimento dos projetistas em atingir edifícios eficientes, à disponibilidade dos projetistas em relação às consultas, e à possibilidade de acompanhar os projetos desde a fase de programação arquitetônica. Essas características possibilitaram sistematizar as análises desde as fases preliminares, auxiliar as escolhas projetuais desde o início do projeto, subsidiando-as com análises quantitativas, como metas de desempenho. A análise do desempenho termoenergético da edificação desde as primeiras etapas de projeto mostrou-se viável, exceto quando o tempo de projetação é exíguo. Verificou-se que a simulação contribuiu, principalmente, nas fases de estudo preliminar e detalhamento do projeto; enquanto a fase de pré-projeto pode ser atendida com o uso das estratégias bioclimáticas quando confiáveis. Foi constatado que cada caso analisado apresentou duas variáveis que se destacaram em relação às demais devido à dominância sobre o desempenho da edificação. Essas variáveis mudam de acordo com o projeto, e coincidem com as estratégias bioclimáticas locais. A adaptação das alternativas de melhoria ao projeto se torna mais acessível quanto mais inicial a fase projetual. Além disso, quando se trabalha com o arquiteto, a simulação pode ser utilizada no sentido de provar e convencer; com o projetista de retrofit, no sentido de quantificar o custo/benefício e o retorno do investimento; e para o arquiteto simulador, para confirmar o resultado desejado e compor relatório de desempenho ao cliente.