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Title: Cenários climáticos futuros: diagnóstico prospectivo do desempenho termoenergético de edifícios comerciais no Brasil para o século XXI
metadata.dc.creator: Casagrande, Bruna Gomes
Keywords: Mudanças climáticas;Eficiência energética;Arquivo climático futuro;Simulação de edificações;Climate change;Energy efficiency;Climate change weather file;Building simulation
Issue Date: 19-Aug-2013
Publisher: Universidade Federal do Espírito Santo
Citation: CASAGRANDE, Bruna Gomes. Cenários climáticos futuros: diagnóstico prospectivo do desempenho termoenergético de edifícios comerciais no Brasil para o século XXI. 2013. 136 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) - Universidade Federal do Espírito Santo, Vitória, 2013.
Abstract: At the same time that programs were developed in Brazil with the goal of the national energy system rationalization, mainly motivated by the crisis faced by the country as in the rationing of 2001 studies of the climate s behavior on a global scale showed significant advances, facilitated by technological and computational development. One of the strategies for containment the waste energy produced is the energy consumption by buildings, since the adoption of appropriate constructive systems can reduce the final electricity consumption. This was a principle of bioclimatic architecture, which recommends an adaptation of the building to the local climate conditions, and for that, it is essential to understand the climate system. Therefore, the principle that guided the development of this research was the variable behavior of the climate, which is consensus for most climatologists, and its consequences for the future energy demands of buildings, particularly along the planned life cycle for each building. The main objective of this study was to investigate the impact of projected changes to the climate over the twenty-first century in the thermo energetic performance of commercial buildings artificially acclimatized located in different cities of Brazil. The methodological procedures were divided into four stages, initiating with an extensive literature review on the central theme climate change as well as related topics, with special emphasis on the relationship between thermal comfort and energy issue. In the second step mechanisms for preparing future climate files were established, including the selection of cities for representation of different geo-climatic conditions of the Brazilian territory. After that the definition of the object was performed, indicating the control parameters and variables in the analysis, assigning the characteristics of the building that will not be affected by future interventions window wall ratio, solar shading and orientation of the largest facades. The final step was dedicated to the simulations, performed in the program DesignBuilder from the configuration of the 192 parametric models. The results of applying the methodology, analyzed quantitatively and qualitatively, reproduced in generalized way an increase in energy consumption in buildings by 10.7% in 2020, 16.9% in 2050 and 25.6% in 2080, compared to current consumption. Although the significance of this increase, including the national energy planning, most significant increases were recorded in international studies, reinforcing the need for consideration of regional climate events in the preparation of future climate data in this type of research. In Recife, the variation of constructive parameters did not cause as significant differences in the rates of increase in consumption as the other five locations, and Brasilia had the highest rates of increase. Considering the buildings of all the cities, the presence of solar shading was the variable with the greatest impact on reducing energy consumption, and the building oriented east and west, with large unprotected openings, showed energy consumption significantly superior to other models, in all cities and periods. Finally, unlike most of monthly results observed, in Porto Alegre occurred a decrease in energy consumption in some months of 2020 and 2050, possibly caused by the reduction in time use of artificial air conditioning heating
Ao mesmo tempo em que foram desenvolvidos no Brasil programas com a meta de racionalização do sistema energético nacional, motivados principalmente pelas crises enfrentadas pelo país, como o racionamento de 2001, estudos a respeito do comportamento do clima em escala mundial apresentaram avanços expressivos, acilitados pela evolução tecnológica e computacional. Entre as estratégias para contenção do desperdício da energia produzida está o consumo pelas edificações, uma vez que a adoção de sistemas construtivos adequados pode reduzir o consumo final de eletricidade. Tal constatação constitui um dos preceitos da arquitetura bioclimática, que preconiza a necessidade de adaptação do edifício ao clima local, sendo, para isso, imprescindível a compreensão dos fenômenos climáticos. Desta forma, o princípio que conduziu esta pesquisa foi o comportamento variável do clima, consenso para grande parte dos climatologistas, e suas consequências para as demandas energéticas futuras, particularmente durante o ciclo de vida planejado para cada edifício. Investigar o impacto das mudanças projetadas para o clima ao longo do século XXI no desempenho termoenergético de edificações comerciais artificialmente climatizadas localizadas em diferentes cidades do Brasil foi o principal objetivo deste estudo. Os procedimentos metodológicos foram divididos em quatro etapas, iniciando-se por uma ampla revisão bibliográfica sobre a temática central mudanças climáticas bem como os temas correlacionados, com especial ênfase para a associação entre conforto térmico e a questão energética. Na segunda etapa foram estabelecidos os mecanismos para preparação de arquivos climáticos futuros, incluindo-se a seleção de cidades para representação das diferentes condições geográficas do território brasileiro. Posteriormente foi efetuado o recorte do objeto, com a indicação dos parâmetros de controle e das variáveis em análise, designandose as características do edifício que não serão afetadas por intervenções futuras: percentual de abertura nas fachadas, dispositivos de proteção solar e orientação das maiores fachadas. A etapa final foi dedicada às simulações, realizadas no programa DesignBuilder a partir da configuração dos 192 modelos paramétricos. Os resultados da aplicação da metodologia, analisados quantitativa e qualitativamente, reproduziram, de forma generalizada, um aumento no consumo de 10,7% em 2020, 16,9% em 2050 e 25,6% em 2080, em relação ao consumo atual. Apesar da significância desse aumento, inclusive para o planejamento energético nacional, aumentos mais expressivos foram registrados em estudos internacionais, reforçando a necessidade de consideração dos fenômenos regionais na preparação de dados climáticos futuros neste tipo de pesquisa. Em Recife, a variação de parâmetros construtivos não provocou diferenças tão significativas nas taxas de aumento do consumo quanto nas outras cinco localidades, sendo que Brasília apresentou as maiores taxas de aumento. Considerando-se os edifícios de todas as cidades, a presença de dispositivos de proteção solar foi a variável com maior impacto para diminuição do consumo, e o edifício orientado a Leste e Oeste, com grandes aberturas desprotegidas, apresentou consumo significativamente superior aos outros modelos, atual e futuramente. Por fim, ao contrário da maioria dos resultados mensais observados, em Porto Alegre ocorreu uma diminuição no consumo em alguns meses de 2020 e 2050, ocasionada possivelmente pela diminuição dos períodos de utilização da climatização artificial para aquecimento
URI: http://repositorio.ufes.br/handle/10/6178
Appears in Collections:PPGEC - Dissertações de mestrado

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