Integrated analisis of building and users: a way to reduce energy consuption

In many countries buildings are responsible for a substantial part of the energy consumption, nd it varies according to their energetic and environmental performances. The potential for major reductions in buildings consumption have bee well documented in Brazil. Opportunities have been identified throughout the life cycle of the buildings, due of projects in diverse locations without the proper adjustments. This article offers a reflection about project processes and how its understanding can be conducted in an integrated way, favoring the use of natural resources and lowering energy consumption. It concludes by indicating that the longest phase in the life cycle of a building is also the phase responsible for its largest energy consumption, not only because of its duration but also for the interaction with the end user. Therefore, in order to harvest the energy cost reduction potential from future buildings designers need a holistic view of the surrounding, end users, materials and methodologies.

Estudo do comportamento e otimização do projeto estrutural de edifícios de concreto armado.

Com base no crescimento exponencial das populações urbanas, a demanda por espaço para habitação tem crescido vertiginosamente. Para atender a estas necessidades, edificações cada vez mais altas e mais esbeltas são projetadas e vãos cada vez maiores são utilizados. Novos materiais são criados e aprimorados para que seja extraído o máximo de desempenho com o menor custo. Deste modo, esta dissertação tem como objetivo o estudo do comportamento e otimização do projeto estrutural de edifícios. Para tal, considera-se ao longo do estudo o projeto de uma edificação de concreto armado com 47 metros de altura e 15 pavimentos, submetida às ações das cargas usuais de projeto atuantes sobre edifícios residenciais, além das cargas de vento. No que tange ao desenvolvimento do modelo computacional são empregadas técnicas usuais de discretização, via método dos elementos finitos, por meio do programa ANSYS. Inicialmente, a resposta estática e dinâmica do modelo estrutural é obtida e comparada com base nos valores limites propostos por normas de projeto. A partir de análises qualitativas e quantitativas desenvolvidas sobre a resposta estrutural do modelo em estudo são utilizadas técnicas de otimização com o objetivo de modificar e aprimorar o desempenho estrutural do edifício analisado.

Projeto de estruturas de edifícios em betão armado apoiado em ferramentas BIM

O presente trabalho refere-se a um relatório de estágio para a conclusão do Mestrado em Engenharia Civil - ramo de Estruturas no Instituto Superior de Engenharia do Porto. O estágio decorreu na empresa FASE - Estudos e Projectos S.A. durante um período de seis meses. Este documento tem como principal objetivo apresentar o desenvolvimento dos conhecimentos das fases de um projeto de um edifício. Aborda-se a modelação e análise de um edifício alto em betão armado, situado em Moçambique, salientando o dimensionamento dos elementos estruturais. Numa segunda fase, para aprofundar o conceito BIM, propôs-se a integração desta metodologia ao projeto já elaborado tendo em vista a ligação bidirecional dos programas de cálculo com os programas de desenho. Um dos objetivos de elaborar um trabalho em ambiente empresarial é o desenvolvimento de competências socio-profissionais e transversais. Para isso, este trabalho passou também pelo acompanhamento de outros projetos sendo dois deles apresentados no último capítulo.

Projeto de Térmica: Aplicação do Novo Regulamento de Desempenho Energético dos Edifícios de Habitação Novos

Neste trabalho estudou-se a nova regulamentação de térmica em edifícios, Decreto-Lei nº 118/2013, dando particular ênfase ao Regulamento de Desempenho Energético dos Edifícios de Habitação, REH. Para o efeito, aplicou-se a metodologia definida nesta legislação a um edifício de habitação unifamiliar e compararam-se os resultados obtidos com os resultados da ferramenta de cálculo automático elaborada pelo ITEcons. Fizeram-se ainda várias simulações para as diferentes zonas climáticas possíveis e comparou-se também com o mesmo edifício mas admitindo que todas as soluções construtivas são as de referência.

Processo de projeto, aquisição e instalação de elevadores em edifícios : diagnóstico e propostas de melhoria

Muitas perdas que ocorrem na construção civil originam-se forados canteiros de obras,nas etapas que antecedem a produção, principalmente devido a problemas de caráter gerencial, relacionados à falta de integração entre os principais intervenientes. Neste contexto,a aplicação dos conceitos da gestão da cadeia de suprimentos tem sido estudada como uma possível alternativa para a solução de problemas e introdução de melhorias no setor. A cadeia de elevadores, cujo produto final representa um percentual elevado nos custos de edifícios altos, apresenta problemas que são pouco conhecidos e explorados. Este desconhecimento pode estar escondendo um potencial de desenvolvimento e melhoria do processo de produção de elevadores como um todo.O presente trabalho consiste em propor diretrizes para a melhoria dos processos de projeto,aquisição e instalação de elevadores, tendo como base os conceitos de gestão da cadeia de suprimentos. O método de pesquisa foi dividido em três etapas.Inicialmente, foi realizada uma caracterização inicial dos processos e problemas existentes no setor,compreendendo uma revisão bibliográfica e a aplicação de entrevistas com arquitetos ,engenheiros e especialistas em construção civil. Na segunda etapa foi realizado um estudo de caso do relacionamento dos agentes da cadeia no município de Porto Alegre, de forma a realizar um diagnóstico dos fluxos de materiais e informações entre os mesmos.Com este propósito,foram realizadas entrevistas com fabricantes e montadores de elevadores,visitas aos canteiros de obras,uma análise de documentos e um levantamento de percepções de uma amostra de usuários finais de elevadores.Finalmente, são propostas as diretrizes para a melhoria dos processos estudados Entre as principais conclusões deste estudo, observou-se a falta de visão sistêmica por parte dos agentes da cadeia estudada. Além disso,constatou-se problemas relacionados às práticas de cooperação,à falta de integração e coordenação dos fluxos de materiais e informações entre os agentes,indicando uma oportunidade para a aplicação de conceitos da gestão da cadeia de suprimentos na melhoria dos processos estudados.

Indicações para o projeto arquitetônico de edifícios multifamiliares: uma análise pósocupação em Natal/RN

Confirming the Brazilian tendency in the field, the multifamily vertical condominium habitats in Natal are defined as buildings with three or more floors which have been an increasingly used solution. In the mentioned project, the connection between the projectarchitects and the user/ buyers are spread out, by which the first people conceive the realestate property as a creation for the market and not the individual client in specific. Such situation along with technical and financial limitations of the project lead to the adoption of standard solutions to be utilized by clients with different profiles. Besides that, there are various legal and urban parameters by the City Director Plan showing elements of great influence in the final solution adopted by the mentioned edifices. Moving to this subject in general, this project is focused on the case study of the Ed. Ville de Montpellier, having as a base of Post Occupancy Evaluation (POE), considered an efficient tool to analyze and keep up with the progress of the construction of the building, including technical approvals, the application of surveys with the local residents and the creation of informal interviews. The data shows that with time some items that initially motivated the acquisition of the realestate property (with a social common area) move to being less valued, and that the residents quickly alter the pre constructed space, thus seeking to alter the property in a more personal and conforming manner. The possibility of a new emphasis for projects on the mentioned space should also be in discussion, the created project calls for the attention of projected conceptual aspects and interdependence within project and construction which permits the indication of some recommendations for the projection of multifamily residential buildings within the studied realm

Simulação computacional como ferramenta de auxílio ao projeto: aplicação em edifícios naturalmente ventilados no clima de Natal/RN

Natural air ventilation is the most import passive strategy to provide thermal comfort in hot and humid climates and a significant low energy strategy. However, the natural ventilated building requires more attention with the architectural design than a conventional building with air conditioning systems, and the results are less reliable. Therefore, this thesis focuses on softwares and methods to predict the natural ventilation performance from the point of view of the architect, with limited resource and knowledge of fluid mechanics. A typical prefabricated building was modelled due to its simplified geometry, low cost and occurrence at the local campus. Firstly, the study emphasized the use of computational fluid dynamics (CFD) software, to simulate the air flow outside and inside the building. A series of approaches were developed to make the simulations possible, compromising the results fidelity. Secondly, the results of CFD simulations were used as the input of an energy tool, to simulate the thermal performance under different rates of air renew. Thirdly, the results of temperature were assessed in terms of thermal comfort. Complementary simulations were carried out to detail the analyses. The results show the potentialities of these tools. However the discussions concerning the simplifications of the approaches, the limitations of the tools and the level of knowledge of the average architect are the major contribution of this study

Indicações para o projeto arquitetônico de edifícios multifamiliares: uma análise pósocupação em Natal/RN

Confirming the Brazilian tendency in the field, the multifamily vertical condominium habitats in Natal are defined as buildings with three or more floors which have been an increasingly used solution. In the mentioned project, the connection between the projectarchitects and the user/ buyers are spread out, by which the first people conceive the realestate property as a creation for the market and not the individual client in specific. Such situation along with technical and financial limitations of the project lead to the adoption of standard solutions to be utilized by clients with different profiles. Besides that, there are various legal and urban parameters by the City Director Plan showing elements of great influence in the final solution adopted by the mentioned edifices. Moving to this subject in general, this project is focused on the case study of the Ed. Ville de Montpellier, having as a base of Post Occupancy Evaluation (POE), considered an efficient tool to analyze and keep up with the progress of the construction of the building, including technical approvals, the application of surveys with the local residents and the creation of informal interviews. The data shows that with time some items that initially motivated the acquisition of the realestate property (with a social common area) move to being less valued, and that the residents quickly alter the pre constructed space, thus seeking to alter the property in a more personal and conforming manner. The possibility of a new emphasis for projects on the mentioned space should also be in discussion, the created project calls for the attention of projected conceptual aspects and interdependence within project and construction which permits the indication of some recommendations for the projection of multifamily residential buildings within the studied realm

Simulação computacional como ferramenta de auxílio ao projeto: aplicação em edifícios naturalmente ventilados no clima de Natal/RN

Natural air ventilation is the most import passive strategy to provide thermal comfort in hot and humid climates and a significant low energy strategy. However, the natural ventilated building requires more attention with the architectural design than a conventional building with air conditioning systems, and the results are less reliable. Therefore, this thesis focuses on softwares and methods to predict the natural ventilation performance from the point of view of the architect, with limited resource and knowledge of fluid mechanics. A typical prefabricated building was modelled due to its simplified geometry, low cost and occurrence at the local campus. Firstly, the study emphasized the use of computational fluid dynamics (CFD) software, to simulate the air flow outside and inside the building. A series of approaches were developed to make the simulations possible, compromising the results fidelity. Secondly, the results of CFD simulations were used as the input of an energy tool, to simulate the thermal performance under different rates of air renew. Thirdly, the results of temperature were assessed in terms of thermal comfort. Complementary simulations were carried out to detail the analyses. The results show the potentialities of these tools. However the discussions concerning the simplifications of the approaches, the limitations of the tools and the level of knowledge of the average architect are the major contribution of this study

Indicações para o projeto arquitetônico de edifícios multifamiliares: uma análise pósocupação em Natal/RN

Confirming the Brazilian tendency in the field, the multifamily vertical condominium habitats in Natal are defined as buildings with three or more floors which have been an increasingly used solution. In the mentioned project, the connection between the projectarchitects and the user/ buyers are spread out, by which the first people conceive the realestate property as a creation for the market and not the individual client in specific. Such situation along with technical and financial limitations of the project lead to the adoption of standard solutions to be utilized by clients with different profiles. Besides that, there are various legal and urban parameters by the City Director Plan showing elements of great influence in the final solution adopted by the mentioned edifices. Moving to this subject in general, this project is focused on the case study of the Ed. Ville de Montpellier, having as a base of Post Occupancy Evaluation (POE), considered an efficient tool to analyze and keep up with the progress of the construction of the building, including technical approvals, the application of surveys with the local residents and the creation of informal interviews. The data shows that with time some items that initially motivated the acquisition of the realestate property (with a social common area) move to being less valued, and that the residents quickly alter the pre constructed space, thus seeking to alter the property in a more personal and conforming manner. The possibility of a new emphasis for projects on the mentioned space should also be in discussion, the created project calls for the attention of projected conceptual aspects and interdependence within project and construction which permits the indication of some recommendations for the projection of multifamily residential buildings within the studied realm

Simulação computacional como ferramenta de auxílio ao projeto: aplicação em edifícios naturalmente ventilados no clima de Natal/RN

Natural air ventilation is the most import passive strategy to provide thermal comfort in hot and humid climates and a significant low energy strategy. However, the natural ventilated building requires more attention with the architectural design than a conventional building with air conditioning systems, and the results are less reliable. Therefore, this thesis focuses on softwares and methods to predict the natural ventilation performance from the point of view of the architect, with limited resource and knowledge of fluid mechanics. A typical prefabricated building was modelled due to its simplified geometry, low cost and occurrence at the local campus. Firstly, the study emphasized the use of computational fluid dynamics (CFD) software, to simulate the air flow outside and inside the building. A series of approaches were developed to make the simulations possible, compromising the results fidelity. Secondly, the results of CFD simulations were used as the input of an energy tool, to simulate the thermal performance under different rates of air renew. Thirdly, the results of temperature were assessed in terms of thermal comfort. Complementary simulations were carried out to detail the analyses. The results show the potentialities of these tools. However the discussions concerning the simplifications of the approaches, the limitations of the tools and the level of knowledge of the average architect are the major contribution of this study

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).

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

Considerando-se um cenário econômico bastante favorável em conjunto com avanços tecnológicos da ciência dos materiais e processos construtivos, nos últimos trinta anos, as cidades brasileiras têm apresentado um crescimento substancial, no que diz respeito à construção de edifícios residenciais e comerciais de múltiplos andares. Nos dias de hoje, estes edifícios apresentam níveis de esbeltez elevados e têm sido construídos com estruturas cada vez mais arrojadas englobando a experiência e o conhecimento dos engenheiros civis. Deste modo, o principal objetivo dos projetistas está associado à concepção de estruturas mais leves, nas quais o projeto estrutural requer um conhecimento teórico substancial, objetivando tornar compatíveis os requisitos arquitetônicos com as condições necessárias para a estabilidade. Assim sendo, o objetivo deste trabalho de pesquisa é o de investigar o comportamento estrutural estático e dinâmico de um edifício misto (aço-concreto) de 20 pavimentos quando submetido às ações dinâmicas do vento não determinísticas. Deste modo, no desenvolvimento do modelo computacional são empregadas técnicas usuais de discretização, via método dos elementos finitos, por meio do programa ANSYS. Para tal, o estudo apresenta os resultados de uma análise não linear geométrica para ações de serviço. A resposta dinâmica não determinística do modelo estrutural investigado, em termos dos valores máximos médios dos deslocamentos e das acelerações, foi obtida e comparada com os valores limites propostos por normas e recomendações de projeto.

Análise dinâmica não determinística de edifícios mistos (aço-concreto) submetidos à ação de cargas de vento.

Avanços tecnológicos no ramo das ciências dos materiais e de processos construtivos, combinado a um cenário econômico favorável, têm levado a um crescimento substancial na construção de edifícios de múltiplos andares pelo mundo. Estes edifícios têm sido construídos com estruturas cada vez mais arrojadas e com elevados níveis de esbeltez, tornando-se verdadeiras obras de arte. Todavia, a compatibilidade dos requisitos arquitetônicos com as condições necessárias de estabilidade de tais estruturas é fundamental, e requer dos engenheiros civis um conhecimento teórico substancial desde a concepção do projeto estrutural até o processo construtivo propriamente dito. Assim sendo, o objetivo desta dissertação de mestrado é o de investigar o comportamento estrutural de um edifício de 20 pavimentos misto (aço-concreto) submetido às ações de cargas de vento não determinísticas. No núcleo interno da edificação três tipos de contraventamentos são empregados e analisados. De forma semelhante, no desenvolvimento do modelo computacional são empregadas técnicas usuais de discretização, via método dos elementos finitos, por meio do programa Ansys. Assim, a resposta dinâmica não determinística do modelo estrutural, em termos dos valores máximos médios dos deslocamentos e das acelerações, é obtida e comparada com os valores limites propostos por normas e recomendações de projeto.