Abordagem BIM-BEM-LCA: análise da interoperabilidade de software BIM para análise de desempenho termoenergético e da emissão de carbono no ciclo de vida de edificações

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dc.contributor.advisor1Jesus, Luciana Aparecida Netto de
dc.contributor.advisor1IDhttps://orcid.org/0000-0003-0614-2782
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/9111947062667117
dc.contributor.authorWolkart, Isabella Cardoso
dc.contributor.authorIDhttps://orcid.org/0000-0004-9550-9025
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/7324089904127859
dc.contributor.referee1Schankoski, Rudiele Aparecida
dc.contributor.referee1IDhttps://orcid.org/0000-0003-1306-3986
dc.contributor.referee2Nico-Rodrigues, Edna Aparecida
dc.contributor.referee2IDhttps://orcid.org/0000-0002-0905-1723
dc.contributor.referee3Lamberts, Roberto
dc.contributor.referee3IDhttps://orcid.org/0000-0001-6801-671X
dc.date.accessioned2025-05-19T21:30:07Z
dc.date.available2025-05-19T21:30:07Z
dc.date.issued2025-02-19
dc.description.abstractSince the Industrial Revolution, the concentration of carbon dioxide in the atmosphere has increased significantly, rising from 325 ppm (parts per million) in 1958 to 420 ppm in 2022 (IPCC, 2023). The civil construction industry and buildings bear significant responsibility for this increase, as indicated by data provided by UNEP (2024), it is estimated that the sector accounts for 37% of global CO2 emissions. To mitigate the impacts of this sector on the environment, it is important to incorporate principles of sustainability, energy efficiency, thermal comfort, and analysis of the embodied carbon in materials into the building design process. Thus, the BIM (Building Information Modeling) methodology proves to be fundamental, especially in the 6D dimension (sustainability), responsible for analyzing thermoenergetic performance, and in the 7D dimension (life cycle management), responsible for quantifying and managing materials throughout the building's lifecycle. Therefore, this study aims to propose and evaluate the applicability of an integrated BIM method for analyzing thermoenergetic performance and carbon emissions throughout the life cycle of buildings. The Integrated BIM-BEM-LCA Method was compared with the Conventional Method through a case study of an office building. The Integrated Method consists of thermoenergetic analysis using the Análise de Sistemas tool, which incorporates EnergyPlus®, and for LCA, it employs the One Click LCA® plugin. On the other hand, the proposed Conventional Method uses EnergyPlus® for thermoenergetic simulation and, for LCA, compares the results based on the Sidac database and SimaPro® for embodied emissions and INI-C for operational emissions. As a result, the proposed Integrated Method, as a data exchange, worked fully, demonstrating good interoperability. Regarding the generated data, the method proved applicable for indicating the PBE Edifica label and carbon emissions in the life cycle of buildings, aiding decision-making during the design process. However, the System Analysis tool only performs an ideal thermal load analysis and does not account for the latent, radiant, and lost fractions of equipment or the return, radiant, and visible fractions of luminaires, converting all heat generated by lighting and equipment into convective heat, which increases the thermal load of the air conditioning system (in this case study, the increase was 16%). The embodied emissions fell between the minimum and maximum values in Sidac and showed a result 21.69% lower than that of SimaPro®. The subcategory with the greatest difference was C4 (final waste disposal), which was 138.43% higher in SimaPro® than in One Click LCA®. However, this subcategory had little relevance in the overall context of the analysis, accounting for less than 1% of total emissions.
dc.description.resumoDesde a Revolução Industrial a concentração de dióxido de carbono na atmosfera aumentou significativamente, de 325 ppm (partes por milhão) em 1958 foi para 420 ppm em 2022 (IPCC, 2023). A construção civil e as edificações possuem grande responsabilidade nesse aumento, conforme dados disponibilizados pela UNEP (2024), estima-se que o setor seja responsável por 37% das emissões globais de CO₂. Para mitigar os impactos desse setor no meio ambiente é importante incorporar princípios de sustentabilidade, eficiência energética, conforto térmico e análise do carbono incorporado dos materiais no processo de projeto de edifícios. Dessa forma, a metodologia BIM (Building Information Modeling) apresenta-se fundamental, especialmente na dimensão 6D (sustentabilidade), responsável por analisar o desempenho termoenergético, e na dimensão 7D (gestão do ciclo de vida), responsável pela quantificação e gerenciamento dos materiais durante a vida útil da edificação. Diante disso, este trabalho tem por objetivo propor e avaliar a aplicabilidade de um método integrado BIM para análise de desempenho termoenergético e da emissão de carbono no ciclo de vida de edificações. O Método Integrado BIM-BEM-LCA foi comparado com o Método Convencional, por meio do estudo de caso de um edifício de escritório. O Método Integrado consiste na análise termoenergética, utilizando a ferramenta Análise de Sistemas, que possui o EnergyPlus® integrado, e para LCA, emprega o plugin One Click LCA®. Por outro lado, o Método Convencional proposto, utiliza os softwares EnergyPlus® para simulação termoenergética e, para LCA, compara os resultados baseando-se nas bases de dados do Sidac e SimaPro®, para emissão incorporada, e INI-C para a emissão operacional. Como resultado, o Método Integrado proposto, como intercâmbio de dados funcionou de forma plena, apresentando boa interoperabilidade. Quanto aos dados gerados, o método apresentou ser aplicável para indicar a etiqueta PBE Edifica e emissões de carbono no ciclo de vida de edificações, de forma a auxiliar na tomada de decisão durante o processo projetual. No entanto, a ferramenta Análise de Sistemas realiza apenas a análise de carga térmica ideal e não considera as frações latente, radiante e perdida dos equipamentos e de retorno, radiante e visível das luminárias, transformando todo o calor gerado pela iluminação e equipamentos em calor convectivo, o que aumenta a carga térmica do sistema de condicionamento de ar (neste estudo de caso o aumento foi de 16%). A emissão incorporada ficou entre os valores mínimo e máximo do Sidac e apresentou um resultado 21,69% menor do que o do SimaPro®. A subcategoria que apresentou maior diferença foi C4 (disposição final de resíduos), 138,43% maior no SimaPro® do que no One Click LCA®, no entanto, a subcategoria foi pouco significativa no contexto geral da análise, correspondendo a menos de 1% das emissões totais.
dc.formatText
dc.identifier.urihttp://repositorio.ufes.br/handle/10/19542
dc.languagepor
dc.publisherUniversidade Federal do Espírito Santo
dc.publisher.countryBR
dc.publisher.courseMestrado em Engenharia Civil
dc.publisher.departmentCentro Tecnológico
dc.publisher.initialsUFES
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Civil
dc.rightsopen access
dc.subjectConsumo de energia
dc.subjectCarbono incorporado
dc.subjectImpacto ambiental
dc.subject.cnpqEngenharia Civil
dc.titleAbordagem BIM-BEM-LCA: análise da interoperabilidade de software BIM para análise de desempenho termoenergético e da emissão de carbono no ciclo de vida de edificações
dc.typemasterThesis
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