Building a sustainable community of coastal leaders to deal with sea level rise and inundation

Sea level rise and inundation were stated to be the highest priorities in the community-developed Ocean Research Priorities Plan and Implementation Strategy in 2005. Although they remain stated priorities, very few resources have been allocated towards this challenge. Inundation poses a substantial risk to many coastal communities, and the risk is projected to increase because of continued development, changes in the frequency and intensity of inundation events, and acceleration in the rate of sea-level rise along our vulnerable shorelines. (PDF contains 4 pages) There is an increasing urgency for federal and state governments to focus on the local and regional levels and consistently provide the information, tools, and methods necessary for adaptation. Calls for action at all levels acknowledge that a viable response must engage federal, state and local expertise, perspectives, and resources in a coordinated and collaborative effort. A workshop held in December 2000 on coastal inundation and sea level rise proposes a shared framework that can help guide where investments should be made to enable states and local governments to assess impacts and initiate adaptation strategies over the next decade.

Optimal design of building structures using genetic algorithms

A general framework for multi-criteria optimal design is presented which is well-suited for automated design of structural systems. A systematic computer-aided optimal design decision process is developed which allows the designer to rapidly evaluate and improve a proposed design by taking into account the major factors of interest related to different aspects such as design, construction, and operation.

The proposed optimal design process requires the selection of the most promising choice of design parameters taken from a large design space, based on an evaluation using specified criteria. The design parameters specify a particular design, and so they relate to member sizes, structural configuration, etc. The evaluation of the design uses performance parameters which may include structural response parameters, risks due to uncertain loads and modeling errors, construction and operating costs, etc. Preference functions are used to implement the design criteria in a "soft" form. These preference functions give a measure of the degree of satisfaction of each design criterion. The overall evaluation measure for a design is built up from the individual measures for each criterion through a preference combination rule. The goal of the optimal design process is to obtain a design that has the highest overall evaluation measure - an optimization problem.

Genetic algorithms are stochastic optimization methods that are based on evolutionary theory. They provide the exploration power necessary to explore high-dimensional search spaces to seek these optimal solutions. Two special genetic algorithms, hGA and vGA, are presented here for continuous and discrete optimization problems, respectively.

The methodology is demonstrated with several examples involving the design of truss and frame systems. These examples are solved by using the proposed hGA and vGA.

Estudio comparativo de diferentes soluciones de fachada y cubierta para un edificio residencial

[ES]En el proyecto se analizan diferentes soluciones de fachada y cubierta de un edificio residencial, buscando la eficiencia energética y la economía. Para ello, partiendo de un caso concreto, se estudian las cargas térmicas del edificio existente y de otras dos soluciones posibles. En estas además, se utilizan materiales sostenibles, con el fin de hacer el menor impacto medioambiental posible. Se ha analizado también la rentabilidad de estas soluciones, para comprobar cuál es la más adecuada desde un punto de vista económico.

Estudio y soluciones a la problemática de contaminación acústica en el entorno del aeropuerto de Loiu

[ES]El rápido aumento de las nuevas tecnologías, así como el aumento del uso tanto del transporte público como del privado ha conllevado un aumento en los niveles de ruido. Además, la proximidad de las industrias a las ciudades y los trabajos diarios a pie de calle no han mejorado esta situación, sino que la ha empeorado. Debido a este aumento de la intensidad sonora, las enfermedades que derivan de ello han aumentado. Por ello, las soluciones para disminuir los niveles de ruido que llegan a la población se han ido desarrollando cada vez más. En el caso de las viviendas cercanas a los aeropuertos, la solución adoptada comúnmente es la insonorización acústica del edificio por su relativa sencillez. En este trabajo, se estudia un caso concreto de un edificio residencial cercano al aeropuerto de Loiu, Bilbao y se resuelve la opción más sencilla posible de aislamiento acústico para la vivienda.

Análise da aplicação do regulamento técnico da qualidade do nível de eficiência energética no prédio do IBAM

A racionalização do uso da energia elétrica nas edificações é um assunto atual e de grande importância face ao grande impacto ambiental produzido. O consumo de energia elétrica no Brasil nas edificações residenciais, comerciais, de serviços e públicas é bastante significativo. Calcula-se que quase 50% da energia elétrica produzida no país seja consumida não só na operação e manutenção das edificações como também nos sistemas artificiais, que proporcionam conforto ambiental para seus usuários como iluminação, climatização e aquecimento de água. O Regulamento Técnico de Qualidade do Nível de Eficiência Energética de Edifícios Comerciais e Serviços e Públicos, RQT-C do INMETRO surge como uma contribuição à etiquetagem do nível de eficiência energética das edificações de uso coletivo. Para a determinação da eficiência são considerados três requisitos: envoltória da edificação, sistema de iluminação e sistema de condicionamento de ar. Todos os requisitos têm cinco níveis de eficiência que variam de A (mais eficiente) até E (menos eficiente), que associados com algumas bonificações (uso da energia solar, ventilação natural, etc.) tornam possível a atribuição de uma classificação geral para o edifício em seu todo. Neste trabalho objetivou-se avaliar esse desempenho energético para o prédio do Instituto Brasileiro de Adminstração Municipal -IBAM, situado na cidade do Rio de Janeiro, de concepção modernista. Foi mostrado como as decisões arquitetônicas tomadas e o uso da ventilação natural podem influenciar na avaliação de sua eficiência energética.

A Model For Residential Adoption of Photovoltaic Systems

The rapid rise in the residential photo voltaic (PV) adoptions in the past half decade has created a need in the electricity industry for a widely-accessible model that estimates PV adoption based on a combination of different business and policy decisions. This work analyzes historical adoption patterns and finds fiscal savings to be the single most important factor in PV adoption, with significantly greater predictive power compared to all other socioeconomic factors including income and education. We can create an application available on Google App Engine (GAE) based on our findings that allows all stakeholders including policymakers, power system researchers and regulators to study the complex and coupled relationship between PV adoption, utility economics and grid sustainability. The application allows users to experiment with different customer demographics, tier structures and subsidies, hence allowing them to tailor the application to the geographic region they are studying. This study then demonstrates the different type of analyses possible with the application by studying the relative impact of different policies regarding tier structures, fixed charges and PV prices on PV adoption.

Sistemas fotovoltaicos integrados ao perfil de uso da edificação

Nos últimos anos, o consumo de energia vem crescendo mundialmente nos grandes centros urbanos, e esforços na área de eficiência energética estão sendo implantados, a fim de reduzir o consumo no horário da ponta e interrupções da rede. O aproveitamento das fontes renováveis, como o fotovoltaico em uma edificação se torna um atrativo a mais para a matriz energética num momento em que o país prima pela universalização dos serviços de energia e a classificação de edifícios comerciais, de serviço e públicos, além dos residenciais quanto à eficiência energética através do Procel Edifica (RTQ-C e RTQ-R). Os sistemas fotovoltaicos podem configurar perfis de uso nas edificações de modo a gerar energia para consumo próprio ou ligado à rede e ainda ter influência na arquitetura do prédio com revestimento: os perfis podem está em telhados, fachadas ou janelas, amenizando em alguns casos a carga térmica no prédio com sombreamento arquitetônico. Hoje, com o avanço da tecnologia no setor de armazenagem é possível, o atendimento com segurança e eficiência a uma edificação ou direcionar esta armazenagem a uma demanda específica como o atendimento à demanda de ciclo profundo, tais como, iluminação externa e recarga de veículos elétricos. Partindo da premissa de sistemas interruptos de energia, UPS, uso de fonte secundária como FV, baterias e Flywheel é apresentado uma forma de melhor gerenciar a energia armazenada, podendo estender a vida útil da bateria e conseqüentemente de todo o sistema fotovoltaico na edificação. Esta forma de armazenar energia proporciona um serviço de uso contínuo sem percepção das interrupções da rede com garantia de 20 anos, tal qual o módulo fotovoltaico, com esta proposta as perdas de energia elétrica na edificação serão atenuadas, pois a eletricidade será utilizada de forma eficiente e inteligente. O ponto de partida do estudo de caso no prédio do IBAM são os sistemas fotovoltaicos com geração distribuída (mini-redes) conectados à rede que são instalados para fornecer energia ao consumidor, complementando a quantidade de energia demandada, caso haja algum aumento do consumo de energia na edificação, ou ainda utilizar o sistema fotovoltaico na hora da ponta e interrupções do sistema da rede no período fora da ponta. A estocagem inercial por meio do Flywheel tem um papel fundamental nesta mini-rede (Flywheel, bateria VRLA, UPS, inversor e STS), pois a sua utilização pode ser apontada como uma inovação tecnológica quanto à regulação de tensão no sistema de energia elétrica, além de preparar a edificação para o smart-grid. Esta configuração de acumulação de energia permitiu a analise do deslocamento desta energia armazenada para o consumo no horário de ponta, mudando o conceito de sistemas fotovoltaicos autônomos no meio urbano e rural no país. Este conceito de armazenagem se confirma então como um aporte na eficiência de energia na edificação, podendo carrear economia de energia substancial, além de proporcionar uma confiabilidade no serviço de energia, com um baixo retorno do investimento e com uma garantia de funcionamento com pequena ou nenhuma manutenção durante o período de vida de 20 anos.

Stress and load calculation for unknown building

Not available.

The effect of earthquakes on reinforced concrete building design

The building under consideration was the Pasadena Furniture Building, on East Colorado St., Pasadena, California. It is a modern reinforced concrete building that may be classed as a warehouse of flat-slab construction.

Avaliação numérica de estabilidade lateral de vigas casteladas

Restrições de espaço e altura são frequentemente impostas às edificações residenciais, comerciais, industriais, depósitos e galpões com um ou diversos pavimentos em função de aspectos de regulamentos regionais, técnicos, econômicos ou ainda de natureza estética. A fim de proporcionar a passagem de tubulações e dutos de grande diâmetro sob vigas de aço, grandes alturas são normalmente requeridas, demandando por vezes, magnitudes de altura inviáveis entre pavimentos de edificações. Diversas soluções estruturais podem ser utilizadas para equacionar tais obstáculos, onde dentre outras, pode-se citar as vigas com inércia variável, stub-girders, treliças mistas, vigas misuladas e vigas com uma ou múltiplas aberturas na alma com geometrias variadas. No que tange às vigas casteladas, solução estrutural pautada neste estudo, a estabilidade é sempre um motivo de preocupação tipicamente durante a construção quando os contraventamentos laterais ainda não estão instalados. De qualquer forma, o comprimento destravado em geral alcançado pelos vãos destas vigas, são longos o suficiente para que a instabilidade ocorra. Todavia, o acréscimo substancial da resistência à flexão de tais membros devido ao aumento da altura oriundo de seu processo fabril em relação ao perfil matriz, aliada a economia de material e utilidade fim de serviço, garante a atratividade no aproveitamento destas, para grandes vãos junto aos projetistas. Não obstante, este aumento proporcional no comprimento dos vãos faz com que a instabilidade lateral ganhe importância especial. Neste contexto, o presente trabalho tem por objetivo desenvolver um modelo numérico que permita a realização de uma avaliação paramétrica a partir da calibração do modelo com resultados experimentais, efetuar a análise do comportamento de vigas casteladas e verificar seus mecanismos de falha, considerando comportamento elasto-plástico, além das não-linearidades geométricas. Também é objetivo deste trabalho, avaliar, quantificar e determinar a influência das diferenças geométricas características das vigas casteladas em relação às vigas maciças com as mesmas dimensões, analisando e descrevendo o comportamento estrutural destas vigas de aço para diversos comprimentos de vãos. A metodologia empregada para tal estudo baseou-se em uma análise paramétrica com o auxílio do método numérico dos elementos finitos.

Modelagem do comportamento dinâmico de edifícios mistos (aço-concreto) submetidos à ação do vento.

Com base em um cenário econômico favorável combinado aos avanços tecnológicos das ciências dos materiais e processos de construção, nas últimas três décadas, as cidades brasileiras têm apresentado um crescimento substancial, no que diz respeito à construção de edifícios residenciais e comerciais de múltiplos andares. Atualmente, estes edifícios apresentam níveis de esbeltez elevados e têm sido construídos com estruturas cada vez mais ousadas e que englobam a experiência e o conhecimento dos engenheiros de estruturas. Como o principal objetivo dos projetistas está associado à concepção de estruturas mais leves, o projeto estrutural requer um conhecimento teórico substancial a fim de tornar compatíveis os requisitos arquitetônicos com as condições necessárias para a estabilidade. Assim sendo, o objetivo desta dissertação de mestrado é o de investigar o comportamento estrutural estático e dinâmico (linear e não linear) de um edifício misto (aço-concreto) de 20 pavimentos. Para tal, o estudo apresenta os resultados de análises estáticas e dinâmicas lineares e não lineares para ações de serviço. O comportamento estrutural do edifício, quando submetido às ações dinâmicas induzidas pelo vento, também foi investigado. Os resultados revelam que edifícios esbeltos merecem atenção especial, no que diz respeito à concepção do projeto estrutural, sendo que seu comportamento deve ser verificado através de metodologias completas que incluam análises do tipo estática e dinâmica (lineares e não lineares).