A influência do tipo de envidraçados e da inércia térmica dos materiais na prevenção de situações de sobreaquecimento no verão: uma análise baseada no RCCTE

A importância dos vãos envidraçados deve-se não só à sua contribuição para o isolamento térmico da habitação, mas também, por permitirem obter uma otimização dos ganhos solares, maximizando-os no inverno e minimizando-os no verão, contribuindo deste modo para a melhoria das condições de conforto e diminuição dos consumos energéticos. Sendo os vãos envidraçados elementos bastante favoráveis às trocas de calor, tornase necessário conhecer de que forma as diferentes soluções envidraçadas existentes no mercado, e proteções solares/oclusão noturna, podem influenciar o desempenho térmico dos edifícios. Com a crescente tendência de utilização do vidro na construção torna-se ainda mais importante uma escolha criteriosa das soluções para os vãos envidraçados. Este trabalho contribui para a avaliação da influência do tipo de envidraçados e da inércia térmica dos materiais, na prevenção de situações de sobreaquecimento no verão, com base no RCCTE (Regulamento das Características de Comportamento Térmico dos Edifícios), bem como para identificar a melhor relação custo/benefício das soluções. Como caso de estudo, considerou-se uma moradia unifamiliar, simulando diferentes soluções envidraçadas e analisado o seu impacto na moradia. A metodologia consistiu numa análise paramétrica e económica, sustentada no RCCTE e direcionada para a influência dos envidraçados na prevenção do sobreaquecimento no verão. Para a análise da viabilidade económica das soluções propostas, recorreu-se à metodologia definida pela ADENE (Agência para a Energia), pelo cálculo dos custos de exploração e períodos de retorno do investimento, e também o método VAL (Valor Atual Líquido) que pressupõe uma análise do investimento ao longo do tempo. Com este trabalho, conclui-se que um projeto cuidado dos vãos envidraçados e uma seleção criteriosa dos elementos construtivos, aliados a uma análise inerente ao custo/benefício, contribui significativamente para a escolha adequada das soluções construtivas a adotar, de forma a privilegiar o conforto térmico, o desempenho energético dos edifícios e a conservação de energia.

Proposta de método para avaliação do desempenho térmico de residências unifamiliares em clima quente e úmido

Nowadays, evaluation methods to measure thermal performance of buildings have been developed in order to improve thermal comfort in buildings and reduce the use of energy with active cooling and heating systems. However, in developed countries, the criteria used in rating systems to asses the thermal and energy performance of buildings have demonstrated some limitations when applied to naturally ventilated building in tropical climates. The present research has as its main objective to propose a method to evaluate the thermal performance of low-rise residential buildings in warm humid climates, through computational simulation. The method was developed in order to conceive a suitable rating system for the athermal performance assessment of such buildings using as criteria the indoor air temperature and a thermal comfort adaptive model. The research made use of the software VisualDOE 4.1 in two simulations runs of a base case modeled for two basic types of occupancies: living room and bedroom. In the first simulation run, sensitive analyses were made to identify the variables with the higher impact over the cases´ thermal performance. Besides that, the results also allowed the formulation of design recommendations to warm humid climates toward an improvement on the thermal performance of residential building in similar situations. The results of the second simulation run was used to identify the named Thermal Performance Spectrum (TPS) of both occupancies types, which reflect the variations on the thermal performance considering the local climate, building typology, chosen construction material and studied occupancies. This analysis generates an index named IDTR Thermal Performance Resultant Index, which was configured as a thermal performance rating system. It correlates the thermal performance with the number of hours that the indoor air temperature was on each of the six thermal comfort bands pre-defined that received weights to measure the discomfort intensity. The use of this rating system showed to be appropriated when used in one of the simulated cases, presenting advantages in relation to other evaluation methods and becoming a tool for the understanding of building thermal behavior

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

Layout, conforto e satisfação dos usuários em escritórios: uma avaliação pós-ocupação no edifício da sede administrativa do INPE-CRN

This research aimed to identify the link between the layout of workspaces in offices and the design strategies for environmental comfort. Strategies surveyed were focused on the thermal, visual and luminic comfort. In this research, visual comfort is related to issues of visual integration within and between the interior and exterior of the building. This is a case study conducted at the administrative headquarters of Centro Regional Nordeste do Instituto de Pesquisas Espaciais (INPE-CRN), located in Natal/RN. The methodological strategy used was the Post-Occupancy Evaluation, which combined the survey data on the building (layout of workspaces, bioclimatic strategies adopted in the design, use of these strategies) with some techniques aimed at acquiring qualitative information related to users. The workspace layout is primordial to satisfaction and productivity of workers. Issues such as concentration, communication, privacy, personal identity, density and space efficiency, barriers (access, visual and even ventilation and lighting), among others, are associated with the layout. The environmental comfort is one of the essential elements to maintaining life quality in workplace. Moreover, it is an important factor in user`s perception of the space in which he or she are inserted. Both layout and environmental comfort issues should be collected and analyzed in the establishment phase of the programming step. That way, it is possible to get adequate answers to these questions in subsequent project phases. It was found that changes in the program that occurred over time, especially concerning persons (number and characteristics), resulted in changes in layout, generating high density and inflexible environments. It turns difficult to adjust the furniture to the occupants` requirement, including comfort needs. However, the presence of strategies for environmental quality provides comfort to spaces, ensuring that, even in situations not considered optimal, users perceive the environment in a positive way. It was found that the relationship between environmental comfort and layout takes the following forms: in changing the perception of comfort, depending on the layout of the arrangements; adjustments in layout, due to needs for comfort; and the elevation of user satisfaction and environmental quality due to the presence of strategies comfort even in situations of inadequate layout

Análise do desempenho térmico de sistema constutivo de concreto com EPS como agregado graúdo

In the last decades there was a concentrate effort of researchers in the search for options to the problem of the continuity of city development and environmental preservation. The recycling and reuse of materials in industry have been considerate as the best option to sustainable development. One of the relevant aspects in this case refers to the rational use of electrical energy. At this point, the role of engineering is to conceive new processes and materials, with the objective of reducing energy consumption and maintaining, at the same time the benefits of the technology. In this context, the objective of the present research is to analyze quantitatively the thermal behavior of walls constructed with concrete blocks which composition aggregates the expanded polystyrene (EPS) reused in the shape of flakes and in the shape of a board, resulting in a “light concrete”. Experiments were conducted, systematically, with a wall (considerate as a standard) constructed with blocks of ordinary concrete; two walls constructed with blocks of light concrete, distinct by the proportion of EPS/sand; a wall of ceramic bricks (“eight holes” type) and a wall with ordinary blocks of cement, in a way to obtain a comparative analysis of the thermal behavior of the systems. Others tests conducted with the blocks were: stress analysis and thermal properties analysis (ρ, cp e k). Based on the results, it was possible to establish quantitative relationship between the concentration (density) of EPS in the constructive elements and the decreasing of the heat transfer rate, that also changes the others thermal properties of the material, as was proved. It was observed that the walls of light concrete presents better thermal behavior compared with the other two constructive systems world wide used. Based in the results of the investigation, there was shown the viability of the use of EPS as aggregate (raw material) in the composition of the concrete, with the objective of the fabrication of blocks to non-structural masonry that works as a thermal insulation in buildings. A direct consequence of this result is the possibility of reduction of the consume of the electrical energy used to climatization of buildings. Other aspect of the investigation that must be pointed was the reuse of the EPS as a raw material to civil construction, with a clear benefit to reducing of environmental problems

Estudo térmico e de materiais de um compósito à base de gesso e EPS para construção de casas populares

A housing unit was built to study the thermal performance, and of material using a composite made of gypsum and EPS ground. We used two techniques of construction, using blocks, and filling on the spot. Two compositions of the composite were studied. The blocks were fixed using conventional mortar. In the technical of filling on the spot were used PET bottles up inside the walls to provide mechanical and thermal resistance. Compression tests were realized according to the ABNT standard of sealing bricks. It is going to be shown an analysis of the thermal comfort through the use of thermocouples placed on the walls of the building, internally and externally. The manufacturing viability of houses, using recyclable materials, through the use of composite materials proposed will be demonstrated. The constructive aspects showing the advantages and disadvantages of the technique used also will be broached. The block used presents structural functions and thermal insulating, is low cost and represents an alternative to the use of EPS and PET bottles which are materials that end up occupying much space in the landfills, giving than an ecologically correct use. The results of thermal analysis shows the thermal comfort provided by the composite by the obtainment of a difference between the internal and external surfaces of the walls more exposed to the sun around 7º C. The average temperature of the air inside the building, around 28.0 º C was below the zone of thermal comfort recommended for countries with hot weather

Estudo térmico e de materiais na construção de casas populares com blocos confeccionados a partir de um composto a base de cimento, gesso, eps e raspa de pneu

We built an experimental house on an UFRN´s land using blocks made by a composite consisting of cement, plaster, EPS, crushed rubber and sand. Several blocks were made from various compositions and we made preliminary tests of mechanical and thermal resistance, choosing the most appropriate proportion. PET bottles were used inside the block to provide thermal resistance. In this work, a second function was given to the bottles: to serve as a docking between the blocks, because the ends of the cylinders came out of each block on top as well as at the bottom, with the bottom cut, allowing to fit of the extremities of the upper cylinder of a block in the lower holes of the other one, which were formed by the cutting already mentioned. Minimum compression tests were performed according to ABNT standards for walls closing blocks (fence). With that house built, we did studies of thermal performance in order to ascertain conditions of comfort, checking external and internal temperatures in the walls and in the ambient, among other variables, such as wind speed and relative humidity. The resulting blocks provided adequate thermal insulation to the environment, where the walls presented differences up to 11.7 ºC between the outer and inner faces, getting the maximum temperature inside the house around 31 °C, within the so-called thermal comfort zone for warm climates. At the end of the experiments it was evident the effectiveness of that construction in order to provide thermal comfort in the internal environment of the house, as well as we could confirm the viability of building houses from recyclable materials, reducing the constructive costs, becoming a suitable alternative for low- incoming families. Moreover, besides the low cost, the proposal represents an alternative use of various recyclable materials, therefore considered an ecological solution

Compósito para fabricação de blocos para construção de casas: estudos térmico e de materiais

We present two models of blocks made of composite material obtained from the use of cement, plaster, EPS crushed, shredded tire, mud, sand and water, for the construction of popular housing. Were made metal molds for the manufacture of blocks to be used in the construction of a residence for low-income families. Performed tests of compressive strength of the composite for various formulations that met the specific standard for blocks used in construction. To study the thermal conductivity of the composite for further study of thermal comfort generated in a residence built with the proposed composite. We also determined the mass-specific and water absorption for each formulation studied. Using a home already built with another composite material, made up the closing of a window with the building blocks and found the thermal insulation, measuring external and internal temperatures of the blocks. The blocks had made good thermal insulation of the environment, resulting in differences of up to 12.6°C between the outer and inner faces. It will be shown the feasibility of using composite for the end proposed and chosen the most appropriate wording

Aplicação de resíduo industrial para isolamento térmico: uma proposta para utilização do poliuretano de mamona com agregado de resíduo plástico termofixo

A aplicação de isolantes térmicos em sistemas construtivos promove vantagens com vistas ao conforto térmico de ambientes. E com isso, o aumento da produtividade em locais de trabalho, a sensação de bem-estar e a diminuição dos custos com climatização. A demanda por conforto ambiental, no âmbito da isolação térmica, somada ao advento de novas leis que regulam os requisitos mínimos de conforto, as exigências dos consumidores pela adoção de métodos de produção mais “limpos”, a fiscalização quanto à destinação de resíduos industriais, além da inserção de produtos no mercado com apelos ambientais, incentivaram o desenvolvimento da presente pesquisa. O presente trabalho trata da aplicação do poliuretano, visando comparar o desempenho térmico do derivado de origem vegetal (óleo de mamona) com adição de resíduo plástico termofixo em diferentes proporções (5%, 10%, 15% e 20%), com o poliuretano petrolífero, a lã de vidro e a lã de rocha através da análise de suas propriedades térmicas (condutividade térmica – k, difusividade térmica – e capacidade calorífica – Cp). . Após a realização dos ensaios, os compósitos estudados foram moídos e reutilizados como carga para novos compósitos. Com base nos resultados dos ensaios de propriedades térmicas, constatou-se que o material desenvolvido conduz menos calor que o poliuretano de petróleo, a lã de vidro e a lã de rocha, além de oferecer alta inércia térmica, bom desempenho térmico e baixo custo. Assim como foi comprovada a possibilidade de fabricação de novos compósitos para fins de isolamento, reutilizando os compósitos testados

Modelos estatísticos indicadores de comportamentos associados a bem-estar térmico para matrizes pesadas

O estudo de reprodutoras de frangos de corte é de grande importância para o País, uma vez que o frango de corte é um dos maiores itens agropecuários em exportação, sendo o Brasil o segundo maior exportador mundial dessa carne. O comportamento animal é conceituado como reflexo do efeito da interação de diversos fatores, entre os quais o ambiental. Dessa forma, o ambiente interno do galpão de produção constitui um dos elementos que fornecem indicações sobre o conforto térmico das aves. O comportamento de matrizes expressa, sob a forma de padrões específicos, a saúde e o bem-estar dessas aves. Este trabalho teve como objetivo a aplicação dos modelos estatísticos preditivos, por meio da construção de cenários, apresentando resultados do conforto animal perante diversas condições ambientais. O trabalho foi desenvolvido com dados coletados em ambiente controlado, utilizando a linhagem Hybro-PG®, submetida a diferentes níveis de temperatura ambiente, tipos padronizados de ração e idade. Foram procedidas as análises descritiva e exploratória e, posteriormente, a modelagem, utilizando as Equações de Estimação Generalizadas (EEG). A pesquisa permitiu o desenvolvimento de indicadores de bem-estar térmico por meio das equações dos modelos estatísticos de predição, sob os distintos cenários estudados.

Avaliação de parâmetros micrometeorológicos, do conforto e da percepção térmica na área urbana da cidade de Belém-PA

No presente trabalho foram avaliados alguns elementos micrometeorológicos e o conforto térmico na cidade de Belém, juntamente com uma análise das questões da segregação social deste espaço urbano, contribuindo com as pesquisas de climatologia urbana em regiões tropicais que possuem uma especificidade climática, com um forte efeito da sazonalidade durante o ano. Foram empregados na pesquisa informações micrometeorológicas obtidas através de estações meteorológicas e microloggers distribuídos pela cidade, questionários, informações de cobertura do solo oriundas de imagens de satélite e as tipologias sociais por meio de levantamento bibliográfico. As informações quantitativas foram analisadas através de interpolações e correlações numéricas e relacionadas de forma qualitativa às informações adquiridas em campo. Os resultados mostraram que as áreas menos confortáveis termicamente foram as que possuíam menor cobertura vegetal e maior quantidade de áreas edificadas e pavimentadas, enquanto que as áreas mais confortáveis foram as que apresentaram características contrárias a anterior. Não foi detectada a existência de um padrão bem definido entre as tipologias socioespaciais das habitações com as condições de conforto. Foi encontrada uma ilha de calor de baixa intensidade sobre a cidade, assim como uma forte sazonalidade da precipitação pluvial, da temperatura do ar e da umidade relativa do ar. Na cidade de Belém, grande parte do período diurno foi desconfortável termicamente, e a intensidade desse desconforto variou de acordo com as características de uso e ocupação do solo urbano.

Análise do desempenho energético de edificações: aplicação analítica do RTQ-C no Edifício do Ceamazon

Um dos grandes entraves para o desenvolvimento econômico mundial é a crescente demanda por energia e consequente aumento da utilização de recursos naturais para provê-la. Países em desenvolvimento, como o Brasil, apresentaram progressivo consumo de energia per capita nos últimos anos. Embora a sua maioria seja proveniente de usinas hidrelétricas (fontes não poluidoras) sua construção causa grande impacto ambiental. De todo o percentual energético gerado, as edificações são responsáveis pelo consumo de aproximadamente 40% e este percentual tende a aumentar mediante o crescimento da construção civil no país. Diante da problemática, o combate ao desperdício, a racionalização e o uso sustentável da energia consumida pelas edificações estão diretamente ligados à redução do impacto ao meio ambiente, postergando a necessidade de aumento da matriz energética nacional. Neste contexto é criado o Regulamento Técnico da Qualidade do Nível de Eficiência Energética de Edifícios Comerciais, de Serviço e Públicos (RTQ-C). Este trabalho consiste em uma aplicação crítica do RTQ-C utilizando a metodologia prescritiva, tendo como enfoque aspectos relativos a sua aplicabilidade e avaliação de conforto térmico e lumínico, tendo como premissa que o alto desempenho energético da edificação só é plenamente alcançado quando são garantidas condições satisfatórias de conforto ambiental aos usuários. Para tanto foi necessária uma etapa minuciosa de levantamento de dados e medições “in loco” de temperatura do ar, temperatura radiante, iluminância e umidade relativa em dois ambientes (laboratório de conforto e sala de aula 2) do edifício do Centro de Excelência em Eficiência Energética da Amazônia - CEAMAZON, subsidiando a utilização da metodologia proposta por Fanger (PMV e PPD), e verificação dos níveis de iluminância propostos pela NBR 5413. Como resultado a edificação apresentou bom desempenho, mas a não observância dos prérequisitos a classificou com nível “C”. A avaliação de conforto indicou que aproximadamente 23% dos usuários não estavam em conforto térmico e que a ventilação natural poderá ser utilizada como estratégia bioclimática para adequação. As medições de iluminância indicaram que apenas a sala de aula 2 possuia potencial de aproveitamento de iluminação natural no período da medição. Concluiu-se que, apesar de sua importância, o RTQ-C deve passar ainda por um processo de adaptação por parte da sociedade e dos profissionais envolvidos na certificação energética de edificações e que durante esse período modificações poderão ser incorporadas contribuindo para torná-lo um instrumento efetivamente válido para a garantia da eficiência energética das edificações do país.

Análise do comportamento térmico de paredes de madeira

This study consists in the observation and evaluation of the thermal behavior and distribution of wood composite walls, MDF – Medium Density Fiberboard, HDF – High Density Fiberboard, OSB – Oriented Strand Board and EGP – Edge Glued Panel. This study had the objective to present the experimental thermal behavior and to verify which one fit the thermal comfort standards for human labor For this work, was developed a thermal chamber, with one interchangeable side, so the wall prototypes would fit for each experiment. We studied walls made of MDF, HDF, OSB and EGP, which one had its own distinct behavior due to the panel construction. The EGP wall had shown the most reliable material for this usage at high temperatures. With this work, it was demonstrated the importance of choice for the right material and construction method for wooden composite walls, because if they were scaled poorly, the people exposed to them would be uncomfortable by the proportionate environment, and the costs for a resizing would be too high

Análise da percepção da variação do campo térmico na cidade de São Paulo-SP: o exemplo da subprefeitura Sé

This research aimed to analyze the spatial area for the design of the Heat Island of Subprefecture Sé, in São Paulo-SP, with the support of geotecnology and based on the study of environmental perception. We used remote sensing products such as maps ofland use and soil temperature and apparent surface to evaluate the thermal conditions considered critical points in the central area of the municipality. The methodology used was qualitative analysis, based on interviews with the people, allowing rescue geoecology the conditioning aspects of the city, with an emphasis on environmental perception. This study aimed toanalyze the perception of the variation of the thermal field in São Paulo. The results indicated that (95%) of respondents feel that the temperature of the central area has increased each year, and the district that stood out was the Sé, due to intense use and occupation of land and contribute one of the largest shopping centers. Districts with points given for having better thermal comfort were Santa Cecília, the República and Bela Vista, due to their larger amount of green areas by fiscal court, which act as local refrigerators. It was found that the respondents have the perception and awareness of their spa directly related to the quality of life. Through analysis of several variables involved, proposals and strategies may support public policies and urban planning

Modelagem do equilíbrio térmico de frangos de corte: um estudo da geração e transferência de calor

Pós-graduação em Zootecnia - FCAV