Avaliação de condicionadores em solo para uso em telhados verdes com vistas à retenção hídrica.

As inundações são fenômenos naturais que ocorrem devido às chuvas de grande magnitude, agravadas nas áreas urbanas pela impermeabilização do solo e ineficiência dos sistemas de drenagem. Os telhados verdes surgem como uma medida compensatória estrutural que pode reter parte da água precipitada, adiando o pico de escoamento. O objetivo deste trabalho foi de desenvolver uma combinação de solo e condicionadores para telhado verde, promovam um aumento relevante na capacidade de retenção hídrica e um maior adiamento do pico de escoamento das águas pluviais. Este estudo foi dividido em duas etapas. Na Etapa 1, foram analisadas, em colunas de percolação, três condicionadores nas seguintes concentrações: Gel retentor Stockosorb (2; 4; 6 g/dm3), Fertilizante de liberação lenta Osmocote (4,7; 7,1; 9,0 g/dm3) e Zeólita (30; 50; 70 g/dm3), em três eventos (regas) consecutivos de chuva simulada na intensidade de 57 mm/h. A avaliação das concentrações mais adequadas dentre as testadas para cada condicionante foi baseada nas análises referentes à retenção hídrica (altura do meio após a rega; tempo de adiamento do escoamento; mm retidos; intensidade da água percolada em mm/min) e à qualidade da água percolada (pH, oxigênio dissolvido, turbidez e sólidos). Na Etapa 2, foi avaliada, em vasos, a influência da presença de três espécies de plantas (Arachis pintoi; Raphanus sativus; Lavandula angustifolia) em dois tipos de meio: solo sem condicionadores; solo com condicionadores nas melhores concentrações indicadas na Etapa 1, sendo simulada apenas um evento de chuva de 57 mm/h. Foram analisados parâmetros biológicos (germinação; plantas sobreviventes; comprimento do caule e da raiz; pesos da biomassa do caule e da raiz); retenção hídrica (altura do meio após a rega; tempo de adiamento do escoamento; mm retidos; intensidade da água percolada em mm/min); qualidade da água percolada (pH; oxigênio dissolvido; turbidez; sólidos; nitrato; amônia; fósforo total). Os resultados da Etapa 1 indicaram que o gel promoveu de forma significativa um aumento na retenção hídrica, e adiou o início da percolação de água, além de promover ligeira elevação do pH na água percolada. A adição de zeólita resultou em um aumento significativo da retenção hídrica, porém tal aumento não é vantajoso visto que este representa um custo adicional que poderia ser reduzido com o aumento da proporção do gel na coluna. A adição de fertilizantes não promoveu mudanças na qualidade da água percolada. Na Etapa 2, somente o efeito da presença de A. pintoi (maior produção de biomassa de raiz e caule) e R. sativus foram avaliadas. A presença dos condicionantes no solo proporcionou um desempenho significativamente superior em relação a retenção hídrica (altura do substrato e adiamento do pico de chuva) e qualidade da água percolada (pH e turbidez) quando comparados aos testes realizados na presença somente de solo. O fertilizante influenciou nas altas concentrações dos nutrientes (nitrogênio e fósforo) na água percolado nos resultados. A presença do gel no substrato, resultou numa capacidade superior de retenção de hídrica, e consequentemente no adiamento do pico de intensidade de chuva. Sendo assim, recomenda-se a aplicação do gel em telhados verdes para futuros estudos em ambientes externos.

Relação chuva-vazão nos telhados verdes modulares sob chuva simulada induzida.

A perda de vegetação natural e o aumento das superfícies impermeáveis decorrentes da expansão urbana têm mostrado que os tradicionais sistemas de drenagem urbana são insuficientes e pouco adaptáveis às alterações de uso do solo. Uma das consequências disso é o aumento da velocidade do escoamento superficial (runoff) que favorece as inundações, com enormes prejuízos materiais e ambientais. As inundações ocorrem geralmente quando ha ocorrência de chuvas de alta intensidade. O objetivo deste trabalho foi estudar a contribuição dos telhados verdes modulares submetidos a chuvas de alta intensidade, 155mm/h com duração de 7,0 minutos para retenção e retardo do escoamento superficial. Além disso, foram determinados valores para parâmetros de modelos clássicos chuva-vazão: Método Racional (C) e CN (SCS), que poderá, futuramente, servir de modelagem hidrológica dos impactos da adoção de telhados verdes no controle das enchentes urbanas. A metodologia adotada foi de natureza experimental e envolveu a construção de bancadas com inclinação regulável para suporte dos módulos experimentais e um sistema para indução de chuvas com intensidade controlada. Foram estudados três modelos de sistema modular para telhado verde que permitem o armazenamento de água no fundo da bandeja que compõe os módulos, sendo 2 de 17,0 L (M-17 e F-17) e 1 de 4,0 L (M-4), nas condições de solo seco e solo úmido. Em cada módulo vegetado foram utilizadas 3 espécies de vegetação: Portulaca oleracea (Onze horas), Callisia repens (Dinheiro em penca) e Apnia cordfolia (Rosinha do sol). Os resultados demonstraram que os volumes retidos, calculados a partir da observação do runoff, nas diferentes situações, foram coerentes entre si e com dados relatados na literatura. Os módulos vegetados produziram os melhores resultados com solo seco e os piores resultados com solo úmido. O percentual médio de retenção, considerando todos os tipos de módulos, foi de 58% do volume total de água induzida, com retardo médio de 12 minutos no runoff. Os valores médios de C (Método Racional) foram 0,4, 0,48, 0,36, para os módulos M-17, M-4 e F-17, respectivamente e os de CN (SCS) foram 93, 95, 93, para os mesmos módulos. Conforme esperado, os maiores valores de CN foram para solos úmidos, mantendo a relação que quanto menor o volume retido, maior o runoff e o CN. O módulo F-17 foi o que apresentou melhor desempenho em todos os aspectos (redução do escoamento, retenção hídrica e retardo do runoff). Este estudo demonstra a boa contribuição que esse tipo de sistema pode proporcionar na retenção e retardo do escoamento superficial, mesmo para chuvas intensas de curta duração, principalmente após período de curta estiagem, situação comum em locais de clima tropical. Futuros estudos deverão avaliar o desempenho dos sistemas modulares de telhados verdes com outras características e intensidades de chuvas. A adoção de telhados verdes deve ser cautelosa, sobretudo pela carga extra que esse tipo de sistema representa.

Influence of a building's integrated-photovoltaics on heating and cooling loads

Building integrated photovoltaics (BIPV) has the potential to become a major source of renewable energy in the urban environment. BIPV has significant influence on the heat transfer through the building envelope because of the change of the thermal resistance by adding or replacing the building elements. Four different roofs are used to assess the impacts of BIPV on the building's heating-and-cooling loads; namely ventilated air-gap BIPV, non-ventilated (closed) air-gap BIPV, closeroof mounted BIPV, and the conventional roof with no PV and no air gap. One-dimensional transient models of four cases are derived to evaluate the PV performances and building cooling-and-heating loads across the different roofs in order to select the appropriate PV building integration method in Tianjin, China. The simulation results show that the PV roof with ventilated air-gap is suitable for the application in summer because this integration leads to the low cooling load and high PV conversion efficiency. The PV roof with ventilation air-gap has a high time lag and small decrement factor in comparison with other three roofs and has the same heat gain as the cool roof of absorptance 0.4. In winter, BIPV of non-ventilated air gap is more appropriate due to the combination of the low heating-load through the PV roof and high PV electrical output. © 2005 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Recovering 3D Structure of Poorly Textured Infrastructure Scenes Using Point and Line Features

Most of the existing automated machine vision-based techniques for as-built documentation of civil infrastructure utilize only point features to recover the 3D structure of a scene. However it is often the case in man-made structures that not enough point features can be reliably detected (e.g. buildings and roofs); this can potentially lead to the failure of these techniques. To address the problem, this paper utilizes the prominence of straight lines in infrastructure scenes. It presents a hybrid approach that benefits from both point and line features. A calibrated stereo set of video cameras is used to collect data. Point and line features are then detected and matched across video frames. Finally, the 3D structure of the scene is recovered by finding 3D coordinates of the matched features. The proposed approach has been tested on realistic outdoor environments and preliminary results indicate its capability to deal with a variety of scenes.

龙游石窟洞室群稳定性分析及最佳旅游路线选择

The large ancient underground rock caverns in Longyou is an important component of grotto cultural. Current task facing the long-term preservation of these unmovable cultural relics is arduous and challenging. The deformation failure of the caverns' surrounding rock is deteriorating. The weathering velocity of these caverns is accelerating. With the strength of caverns' surrounding rock worsening, critical rocks were generated in local regions of the caverns' vault and posing a threat to the security of people passing by. Selection of a maximum-security route and construction a aisle in the caverns might be an efficient way to ensure the security of tourists and reach the target of long-term preservation. The deformation and destruction of the ancient underground caverns is primarily dominated by geological conditions and the special structure of caverns. Based on field investigation, several fundamental conditions for deformation and failure are recognized, and nine deformation and fracture patterns of the Longyou grotto are proposed. In order to judge the stability of caverns’ surrounding rock, the element safety coefficient method is presented. An explicit explanation for the meaning of the method is deduced using Mohr-Coulomb strength criterion. Numerical analyses are carried out in the dissertation through FLAC3D code. Through numerical analysis, the stress distribution regularities of the caverns’ roofs, piles and public side wall are analysed, and the stability properties of caverns’ surrounding rock are also assessed. At the same time, the element safety coefficient method is introduced to contrast the stability degree of different regions in caverns. The above analyses are bases for choosing the optimal tourism routes in the caverns of Longyou grotto. The impact of surface load on the stability of shallow buried cavities in Longyou grotto is evaluated, the results show that building load has significant influence on the stability of the No.1 cavern’s roof, pile and public side wall between the No.1 cavern and the No.2 cavern, pedestrian load has less impact on the stability of surrounding rock than building load. The principles for choosing the optimal tourism routes in the caverns are discussed. With these principles, the dissertation makes a systematic research on the geological analytic method, numerical analytic method and meeting tourism requirements method, which are used in selecting the optimal tourism routes in the caverns. In order to achieve the best effect in the process of tourism routes selection, the above three method are integrated through Theory of Engineering Geomechanics Meta-system(EGMS). According to field investigations, numerical analyses, tourism requirements and expert experiences, the optimal tourism routes through No.1 to No.5 cavern are determined preliminarily. The obtained results from the research work are useful for the security aisle's construction, they also have reference value to other projects in practice.

Structural carpentry in medieval Ireland: continuity and change

The study of medieval carpentry is probably one of the most neglected aspects of archaeological research in Ireland. The principal difficulty is the nature of the evidence, in that timber, unless the conditions are right, rarely leaves a trace above ground. The problem is further exacerbated by the fact that not a single medieval timber-framed building has survived in Ireland. Nevertheless, in recent years, in addition to the medieval roof of Dunsoghley, which up to quite recently was thought to be the only surviving roof structure in Ireland, a further eight medieval roof structures have been identified. Furthermore, an extensive corpus of early medieval mills, with evidence for advanced Roman carpentry techniques, has been excavated, while evidence for Viking houses, on what is probably the largest extant Viking settlement in Europe, have also been recovered. Although post and wattle structures dominate the archaeological record of the Viking period, nevertheless, it will be shown that the Roman tradition of carpentry, evidenced in the early medieval mills from the early seventh century, continued in use in the wider Gaelic community. And it is one of the pivotal points of this study, that with the takeover of Dublin by the Gaelic Irish in the late tenth century, this Roman carpentry tradition was gradually assimilated into the carpentry tradition of the Viking towns, which were now largely inhabited by a mixed population of Hiberno-Norse. Evidence for this Gaelic influence can be seen not only in the gradual replacement of the Viking post and wattle house by timber houses with load-bearing walls, but more importantly by the evidence for waterfront structures founded on baseplates with mortise and tenoned uprights on the pre-Norman waterfront in Cork. Furthermore, it will be shown, that the carpentry techniques used to build the Wood Quay revetments, shortly after the Anglo-Norman conquest in AD 1170, supports this contention.

Agricultura urbana, condición para el desarrollo sostenible y la mejora del paisaje

Este artículo resulta de investigaciones en torno al “enverdecimiento” de las ciudades y las oportunidades de la agricultura urbana para la alimentación de una población en constante aumento que no trabaja la tierra. También es fruto de actividades de mejora de ambientes urbanos realizadas con la Escuela de Ingenieros Agrónomos de la Universidad Politécnica de Madrid. A través de casos de agricultura urbana, entendiendo por ella el conjunto de prácticas para la producción de alimentos y plantas ornamentales dentro de las ciudades y en sus entornos, se analizan alternativas para la recuperación de espacios construidos e incremento de la calidad de vida de la población. Todo ello se traduce, además, en creación de riqueza y mejora del paisaje urbano, siempre desde criterios de sostenibilidad que favorecen el desarrollo local desde la Cumbre de la Tierra de Río de 1992 y la Conferencia sobre Desarrollo Sostenible Río+20 de 2013.

Distal Deposition of Tephra from the Eyjafjallajökull 2010 Summit Eruption

The 2010 Eyjafjallajökull lasted 39 days and had 4 different phases, of which the first and third (14–18 April and 5–6 May) were most intense. Most of this period was dominated by winds with a northerly component that carried tephra toward Europe, where it was deposited in a number of locations and was sampled by rain gauges or buckets, surface swabs, sticky-tape samples and air filtering. In the UK, tephra was collected from each of the Phases 1–3 with a combined range of latitudes spanning the length of the country. The modal grain size of tephra in the rain gauge samples was 25 um, but the largest grains were 100 um in diameter and highly vesicular. The mass loading was equivalent to 8–218 shards cm2, which is comparable to tephra layers from much larger past eruptions. Falling tephra was collected on sticky tape in the English Midlands on 19, 20 and 21st April (Phase 2), and was dominated by aggregate clasts (mean diameter 85 um, component grains <10 um). SEM-EDS spectra for aggregate grains contained an extra peak for sulphur, when compared to control samples from the volcano, indicating that they were cemented by sulphur-rich minerals e.g. gypsum (CaSO4⋅H2O). Air quality monitoring stations did not record fluctuations in hourly PM10 concentrations outside the normal range of variability during the eruption, but there was a small increase in 24-hour running mean concentration from 21–24 April (Phase 2). Deposition of tephra from Phase 2 in the UK indicates that transport of tephra from Iceland is possible even for small eruption plumes given suitable wind conditions. The presence of relatively coarse grains adds uncertainty to concentration estimates from air quality sensors, which are most sensitive to grain sizes <10 um. Elsewhere, tephra was collected from roofs and vehicles in the Faroe Islands (mean grain size 40 um, but 100 um common), from rainwater in Bergen in Norway (23–91 um) and in air filters in Budapest, Hungary (2–6 um). A map is presented summarizing these and other recently published examples of distal tephra deposition from the Eyjafjallajökull eruption. It demonstrates that most tephra deposited on mainland Europe was produced in the highly explosive Phase 1 and was carried there in 2–3 days.

Advanced design optimization of cold-formed steel portal frame buildings

The design optimization of cold-formed steel portal frame buildings is considered in this paper. The objective function is based on the cost of the members for the main frame and secondary members (i.e., purlins, girts, and cladding for walls and roofs) per unit area on the plan of the building. A real-coded niching genetic algorithm is used to minimize the cost of the frame and secondary members that are designed on the basis of ultimate limit state. It iis shown that the proposed algorithm shows effective and robust capacity in generating the optimal solution, owing to the population's diversity being maintained by applying the niching method. In the optimal design, the cost of purlins and side rails are shown to account for 25% of the total cost; the main frame members account for 27% of the total cost, claddings for the walls and roofs accounted for 27% of the total cost.

Using recycled aggregates in green roof substrates for plant diversity

Extensive green roofs are becoming a popular tool for restoring green infrastructure in urban areas, particularly biodiverse habitats such as post-industrial/brownfield sites. This study investigated the use of six recycled lightweight aggregates and combinations of them in green roof growing substrate, to determine their effectiveness for enhancing plant abundance and species diversity. In two separate experiments, we examined the roles of substrate type and depth on the establishment of a perennial wildflower mix over a 15-month period. We found that some of the alternative substrates are comparable to the widely used crushed red brick aggregate (predominantly found in commercial green roof growing substrate) for supporting plant establishment. For some materials such as clay pellets, there was increased plant coverage and a higher number of plant species than in any other substrate. Substrates that were produced from a blend of two or three aggregate types also supported higher plant abundance and diversity. Generally, increasing substrate depth improved plant establishment, however this effect was not consistent across substrates. We conclude that recycled materials may be viable constituents of growing substrate for green roofs and they may improve green roof resilience, through increased plant cover and diversity. The results could provide evidence to support the construction of mosaic habitat types on single roofs using various substrate blends.

Habitação modular evolutiva

Da necessidade de criação de habitações que se adaptem ao constante dinamismo do ser humano, surgiu a ideia da concepção de um edifício evolutivo com base na construção modular. A construção modular poderá ser entendida como sendo a principal resposta ao combate da construção de estruturas físicas e imóveis, com características inalteráveis ao longo do tempo. Com este trabalho idealizou-se uma habitação evolutiva, baseado nos conceitos da Coordenação Modular, identificando-se as suas especificações, exigências de desempenho e características funcionais. Foi considerada como medida modular base 0,10m. Os módulos foram pensados com o intuito de que o seu desempenho prático seja satisfatório. A sua base estrutural foi executada a partir do rearranjo de contentores marítimos. Previu-se ainda, o uso de coberturas verdes por serem uma solução comprovada de minorar notoriamente o efeito pernicioso que a construção tem sobre o meio ambiente, ao mesmo tempo que apresentam vantagens térmicas e acústicas. A questão do incentivo do uso da pré-fabricação em Portugal a uma maior escala, não poderia ser descurada. A apresentação de eventuais desenvolvimentos futuros é também relevante, dada a importância que é inerente ao âmbito da industrialização da construção. Do estudo realizado ficaram ainda, bem patentes, os benefícios da racionalização e da industrialização, tanto em termos económicos como em termos ambientais. É possível executar um projecto com níveis de perdas mais baixos e com índices de qualidade superiores a um menor preço.

Utilização de coberturas ajardinadas de vegetação intensiva, extensiva e horta urbana em edificações

Trabalho Final de Mestrado para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Civil

Exigências funcionais em pavimentos de madeira

Durante séculos a madeira foi dos materiais mais privilegiados e usados na construção. Ainda hoje, existem construções antigas em madeira em bom estado de conservação e que, desempenham as suas funções adequadamente. Com o aparecimento do betão e do aço, os projetistas deixaram de usar este tipo de estruturas. Isto provocou um desinteresse na indústria da madeira, adiando a criação de regulamentos e normas relativamente às exigências funcionais deste tipo de estruturas. Com a necessidade da reabilitação do património edificado, verifica-se uma inversão desta tendência, devido às edificações no centro histórico serem constituídas por estruturas de madeira, essencialmente os pavimentos e coberturas. Na maioria das vezes estas estruturas apresentam um elevado nível de degradação e a solução mais rentável é demolir. Os pavimentos de madeira são então substituídos por lajes aligeiradas ou de betão armado provocando alterações estruturais inadequadas nas fachadas a manter. Pretende-se com esta dissertação mostrar as potencialidades dos pavimentos de madeira e assim incentivar ao seu uso, principalmente nas áreas a reabilitar. São analisados todos os regulamentos e normas aplicáveis às exigências estruturais, térmicas, acústicas e contra incêndio dos pavimentos de madeira. A análise da normalização aplicável vai ser sintetizada, ou seja, só vão ser referidos os aspetos a ter em conta para a verificação das exigências funcionais em pavimentos de madeira. A aplicação dos conceitos e das verificações necessárias são aplicadas a um pavimento de madeira a ser construído na parcela C4 do Quarteirão das Cardosas. Os resultados obtidos neste caso de estudo são encorajadores, e abrem uma perspetiva das potencialidades que este sistema construtivo apresenta.

Dimensionamento de Madres Enformadas a Frio Travadas por Painéis do Tipo Sandwich

O presente relatório de estágio foi elaborado no âmbito da Unidade Curricular de DIPRE, Dissertação/Projeto/Estágio, do 2.º ano de Mestrado em Engenharia Civil do Instituto Superior de Engenharia do Porto, do ramo de estruturas, tendo como principal foco, a análise e dimensionamento de madres de aço enformado a frio e sua utilização com painéis do tipo sandwich em coberturas. Seções enformadas a frio são cada vez mais utilizadas em construções modernas, especificamente como estrutura secundária em coberturas, onde geralmente são fixas a painéis através de ligações aparafusadas. A presença de painéis e fixações através de parafusos permitem a estabilização lateral e torsional de madres aumentando desta forma a capacidade resistente, mas por serem elementos estruturais de espessura reduzida, os enformados a frio são suscetíveis a fenómenos de instabilidade associados. Desta forma, a norma EN 1993-1-3 [4] permite a análise e dimensionamento deste tipo de elementos através das disposições regulamentares preconizadas nas partes 1-1 [3] e 1-5 [5] da mesma norma. Num primeiro estudo, o presente trabalho tem como objetivo o dimensionamento e verificação de segurança de elementos enformados a frio com base na seção efetiva determinada com o auxílio das normas EN 1993-1-1 (regras gerais) e EN 1993-1-5 (regras para elementos estruturais constituídos por placas). Numa segunda fase, este trabalho pretende apresentar um estudo do comportamento de interação entre os sistemas madres-painéis. Para tal, são quantificadas as rigidezes das conexões dos sistemas e dos painéis para se realizarem a análise relativamente à restrição lateral e restrição torsional de madres. Neste contexto, concluiu-se que os painéis, quando fixos de forma adequada às madres, contribuem para a estabilidade.

Vers le haut : la valeur d’usage du toit vert privé : le point de vue de professionnels de l’immobilier œuvrant sur le Plateau Mont-Royal

Cette recherche s’intéresse à la valeur d’usage du toit vert dans l’arrondissement du Plateau Mont-Royal, de la Ville de Montréal. Spécifiquement, elle s’intéresse à l’état problématique qu’est l’étalement urbain en tentant l’estimation de la valeur d’usage du toit vert, de la cour arrière et du balcon-terrasse soutenue par le dispositif argumentaire immobilier propre à chacun des aménagements. L’étalement urbain est la source de graves problèmes et la résorption de ses effets néfastes est devenue une priorité dans l’aménagement du territoire. L’une des principales raisons sousjacentes à l’exode urbain est la valeur d’usage accordée à la parcelle extérieure qu’offre l’habitat unifamilial pavillonnaire. Dans cette situation, la question est de savoir si l’insertion d’espaces verts privés en milieu urbain peut participer à la résorption de l’exode urbain. Or, dans l’agglomération, le sol manque. Le toit vert privé apparaît comme une alternative astucieuse, bien que limitée, au terrain entourant la maison. Reste à savoir si les gens le valorisent tel un espace vert privé d’extrême proximité, à même le sol. À la lueur de l’analyse, il advient que le toit vert ne présente pas de valeur d’usage comparable à celle de la cour arrière dans le contexte observé, précisément parce que leurs publics cibles s’opposent d’emblée. En revanche, le balcon-terrasse et le toit vert semblent être, en fonction des données construites, des aménagements à valeur d’usage comparable.