Utilização de um aplicativo de simulação computacional na avaliação de desempenho térmico de protótipo de habitação de interesse social (his)

This Masters Degree dissertation seeks to make a comparative study of internal air temperature data, simulated through the thermal computer application DesignBuilder 1.2, and data registered in loco through HOBO® Temp Data Logger, in a Social Housing Prototype (HIS), located at the Central Campus of the Federal University of Rio Grande do Norte UFRN. The prototype was designed and built seeking strategies of thermal comfort recommended for the local climate where the study was carried out, and built with panels of cellular concrete by Construtora DoisA, a collaborator of research project REPESC Rede de Pesquisa em Eficiência Energética de Sistemas Construtivos (Research Network on Energy Efficiency of Construction Systems), an integral part of Habitare program. The methodology employed carefully examined the problem, reviewed the bibliography, analyzing the major aspects related to computer simulations for thermal performance of buildings, such as climate characterization of the region under study and users thermal comfort demands. The DesignBuilder 1.2 computer application was used as a simulation tool, and theoretical alterations were carried out in the prototype, then they were compared with the parameters of thermal comfort adopted, based on the area s current technical literature. Analyses of the comparative studies were performed through graphical outputs for a better understanding of air temperature amplitudes and thermal comfort conditions. The data used for the characterization of external air temperature were obtained from the Test Reference Year (TRY), defined for the study area (Natal-RN). Thus the author also performed comparative studies for TRY data registered in the years 2006, 2007 and 2008, at weather station Davis Precision Station, located at the Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais INPE-CRN (National Institute of Space Research), in a neighboring area of UFRN s Central Campus. The conclusions observed from the comparative studies performed among computer simulations, and the local records obtained from the studied prototype, point out that the simulations performed in naturally ventilated buildings is quite a complex task, due to the applications limitations, mainly owed to the complexity of air flow phenomena, the influence of comfort conditions in the surrounding areas and climate records. Lastly, regarding the use of the application DesignBuilder 1.2 in the present study, one may conclude that it is a good tool for computer simulations. However, it needs some adjustments to improve reliability in its use. There is a need for continued research, considering the dedication of users to the prototype, as well as the thermal charges of the equipment, in order to check sensitivity

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico

A presente dissertação de mestrado teve como objetivo estudar comparativamente os dados das temperaturas do ar internas simuladas através de um aplicativo computacional de simulação térmica, o DesignBuilder 1.2, e os dados registrados in loco através do HOBO® Temp Data Logger, em protótipo de Habitação de Interesse Social (HIS), localizado no Campus Central da Universidade Federal do Rio Grande do Norte UFRN. O referido protótipo foi projetado e construído buscando estratégias de conforto térmico recomendadas para o clima do local de estudo, e construído com painéis de concreto celular pela Construtora DoisA, interventora do projeto de pesquisa REPESC Rede de Pesquisa em Eficiência Energética de Sistemas Construtivos, integrante do programa Habitare. A metodologia utilizada partiu da problemática, realizando uma revisão bibliográfica, que levantou os principais aspectos relacionados às simulações computacionais de desempenho térmico de edificações, como a caracterização climática da região objeto de estudo e às exigências de conforto térmico de usuários. O aplicativo computacional DesignBuilder 1.2 foi o utilizado como ferramenta de simulação, realizando alterações teóricas no protótipo e comparando-os com os parâmetros de conforto térmico adotados, com base na literatura técnica atual da área. As análises dos resultados dos estudos comparativos foram realizadas através de saídas gráficas para a compreensão das amplitudes de temperatura do ar e situações de conforto térmico. Os dados utilizados para a caracterização da temperatura do ar externa foi o Test Reference Year (TRY), definidos para a região de estudo (Natal-RN). Neste sentido, também foram realizados estudos comparativos do TRY com os dados registrados nos anos 2006, 2007 e 2008, na estação climática Davis Precision Station, localizada no Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais INPE-CRN, em terreno contíguo ao Campus Central da UFRN. Dos estudos comparativos entre as simulações computacionais e os registros in loco realizados no protótipo objeto de estudo, conclui-se que simulações em edificações naturalmente ventiladas é uma tarefa complexa devido às limitações dos aplicativos, principalmente devido à complexidade do fenômeno de escoamento do ar, da influência das condições de contorno da área e dos registros climáticos. Por fim, quanto à utilização do aplicativo DesignBuilder 1.2 no presente estudo, pode-se definir como uma boa ferramenta de simulação computacional. Todavia, há necessidade de alguns ajustes para maior confiabilidade na sua utilização, tendo a necessidade de continuação da pesquisa considerando a ocupação de usuários no protótipo, bem como as cargas térmicas de equipamentos, no sentido de aferição de sua sensibilidade