Sistema Generativo Evolutivo Multiobjetivo Para Proteções Solares Horizontais em Edificações

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dc.contributor.advisor1Martino, Jarryer Andrade de
dc.contributor.advisor1IDhttps://orcid.org/0000-0002-5542-6039
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/1222973320203284
dc.contributor.authorLobo, Tiago Del Puppo Favilla
dc.contributor.authorIDhttps://orcid.org/0009-0008-0505-5138
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/8388009443731497
dc.contributor.referee1Rodrigues, Edna Aparecida Nico
dc.contributor.referee1IDhttps://orcid.org/0000-0002-0905-1723
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/2506902397204906
dc.contributor.referee2Santos, Cynthia Marconsini Loureiro
dc.contributor.referee2IDhttps://orcid.org/0000-0002-1284-4927
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/3706058796757750
dc.date.accessioned2024-06-19T13:59:22Z
dc.date.available2024-06-19T13:59:22Z
dc.date.issued2024-03-25
dc.description.abstractIn hot climates, horizontal shading elements such as eaves and balconies can help reduce thermal load in indoor environments and result in lower energy consumption by cooling systems. However, depending on their size, they may also lead to reduced availability of natural light indoors. Lighting plays a lesser role in the energy efficiency of residential buildings but holds psychophysiological importance for human health. Thus, this research aimed to develop a generative system to determine the size of horizontal shading devices, achieving satisfactory thermal comfort results while ensuring greater availability of natural light, creating elements of various forms. Initially, a literature review was conducted on balconies and other horizontal shading devices and the environmental criteria for their sizing. Subsequently, through another literature review, the concept of genetic algorithms focusing on multi-objective analyses and generative design systems was presented, along with their types and examples of application for sizing shading devices. In a third stage, based on Design Science Research, the methodology for developing the generative system and respective environmental analyses was presented. Rhinoceros 6 software was used for 3D modeling, Grasshopper plugins for parametric modeling, Honeybee for environmental analyses, and Wallacei for multi-objective evaluation. Results of adaptive comfort were obtained through Operative Temperature heat maps, Thermal Comfort Percentage, and Heat Percentage. For the assessment of luminous performance, results of Daylight Autonomy, UDI 200-3000 lux, UDI<200 lux, UDI>3000 lux, and sDA were used. In a fourth stage, the algorithm of the generative system was presented, along with the results of environmental analyses compared to a generic building with shading elements of 0.5m and 3m. As a result, for the typical floor of the building, the generative system showed thermal comfort indices similar to those of the larger shading device and superior luminous performance compared to the latter, while reducing the constructed area of the elements by an average of 31.75%. Finally, concluding remarks were made to contribute to the development of the topic.
dc.description.resumoEm climas quentes, elementos de proteção solar horizontais, como beirais e varandas, podem auxiliar na redução da carga térmica nos ambientes internos e resultar em um menor consumo energético por sistemas de refrigeração, mas, dependendo do seu tamanho, também podem acarretar em uma menor disponibilidade de luz natural nos ambientes internos. A iluminação desempenha um papel menor na eficiência energética das edificações residenciais, mas possui uma importância psicofisiológica na saúde humana. Desta forma, esta pesquisa teve como principal objetivo desenvolver um sistema generativo que possa auxiliar no dimensionamento de proteções solares horizontais, alcançando resultados de conforto térmico satisfatórios, ao mesmo tempo em que garante maior disponibilidade de luz natural, criando elementos de formas variadas. Para isso, em um primeiro momento, foi realizada uma revisão bibliográfica sobre varandas e outras proteções solares horizontais e os critérios ambientais para o seu dimensionamento. Em seguida, também por meio de revisão bibliográfica, foi apresentado o conceito de algoritmos genéticos com foco em análises multiobjetivo e sistemas generativos de projeto, seus tipos e exemplos de aplicação para dimensionamento de proteções solares. Em uma terceira etapa, baseada na Design Science Research, foi apresentada a metodologia para o desenvolvimento do sistema generativo e respectivas análises ambientais. Foi utilizado o software Rhyno 6 para modelagem 3D e os plugins Grasshopper para modelagem paramétrica, Honeybee para análises ambientais e Wallacei para avaliação multiobjetivo. Foram utilizados resultados de conforto adaptativo por meio de mapas de calor de Temperatura Operativa, Percentual de Conforto Térmico e Percentual de Calor. Para a avaliação do desempenho lumínico, foram utilizados resultados de DA, UDI 200-3000 lux, UDI<200 lux, UDI>3000 lux e sDA. Em uma quarta etapa foi apresentado o algoritmo do sistema generativo, assim como os resultados das análises ambientais em comparação com o edifício genérico com elementos de proteção de 0,5m e 3m. Como resultado, para o pavimento tipo da edificação, o sistema generativo apresentou índices de conforto térmico similares ao da maior proteção e desempenho lumínico superior a este último, enquanto reduziu a área construída dos elementos em 31,75% em média. Ao final, foram feitas as considerações finais como forma de contribuir para o desenvolvimento do tema.
dc.description.sponsorshipCAPES
dc.formatText
dc.identifier.urihttp://repositorio.ufes.br/handle/10/17407
dc.languagepor
dc.publisherUniversidade Federal do Espírito Santo
dc.publisher.countryBR
dc.publisher.courseMestrado em Arquitetura e Urbanismo
dc.publisher.departmentCentro de Artes
dc.publisher.initialsUFES
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Arquitetura e Urbanismo
dc.rightsopen access
dc.subjectVaranda
dc.subjectproteções solares
dc.subjectconforto térmico
dc.subjectdesempenho lumínico
dc.subjectsistema generativo evolutivo
dc.subjectanálises multiobjetivo
dc.subject.br-rjbnsubject.br-rjbn
dc.subject.cnpqÁrea(s) do conhecimento do documento (Tabela CNPq)
dc.titleSistema Generativo Evolutivo Multiobjetivo Para Proteções Solares Horizontais em Edificações
dc.title.alternativetitle.alternative
dc.typemasterThesis
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