Efeito da densidade construída sobre o microclima urbano: caracterização térmica de superfícies urbanas e modelagem para simulação computacional no modelo ENVI-met 4 (preview)

• Processo: 17/12816-6
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Programa Capacitação - Treinamento Técnico
• Data de Início da vigência: 01 de julho de 2017
• Data de Término da vigência: 31 de agosto de 2018
• Área de conhecimento: Ciências Sociais Aplicadas - Arquitetura e Urbanismo - Tecnologia de Arquitetura e Urbanismo
• Pesquisador responsável: Denise Helena Silva Duarte
• Beneficiário: Augusto Longarine
• Instituição Sede: Faculdade de Arquitetura e Urbanismo (FAU). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 16/02825-5 - O papel do planejamento, do desenho urbano e do projeto de edifícios na adaptação à mudança do clima na microescala: contribuições a uma abordagem interdisciplinar, AP.PFPMCG.R
• Assunto(s): Adequação ambiental Microclima urbano Simulação por computador
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: densidade construída | geometria urbana | Microclima urbano | Simulação Computacional | superfícies urbanas | Adequação ambiental

Resumo

A rápida urbanização ocorrida a partir de meados do século XX se confrontou com a escassez de terra em áreas urbanas e se tornou um tema recorrente nas políticas de planejamento urbano em todo o mundo (CHENG, 2010). Pode-se afirmar que duas forças estão moldando as nossas cidades hoje: o crescimento da população e as taxas crescentes de urbanização. Essas duas forças apresentam uma relevância significativa para o discurso da sustentabilidade, pois com o crescimento das cidades há a diminuição dos espaços naturais que contribuem para o equilíbrio da biosfera, um aumento nos gastos com infraestrutura urbana, dos deslocamentos feitos por automóveis, e consequentemente da poluição do ar destas cidades (ROAF, 2010). Deste modo, a necessidade de uma maior densidade é inevitável e o planejamento é essencial para minimizar os impactos negativos e potencializar seus benefícios. O ambiente construído influencia o clima urbano (EMMANUEL, 2005; WONG; CHEN, 2009) substituindo solo exposto, solo gramado e árvores por asfalto, concreto e vidro; substituindo volumes arredondados e resilientes ocupados pela vegetação por superfícies rígidas e angulosas dos edifícios; emitindo calor gerado pelos sistemas de ar condicionado e conduzindo a água da chuva para os sistemas de drenagem, diminuindo drasticamente a infiltração no solo. Dentro dessa temática, uma das questões a ser respondida é: qual o impacto dos materiais, componentes construtivos e acabamentos das superfícies urbanas (fachadas de edifícios, coberturas, pavimentos e demais superfícies) no aquecimento urbano, diurno e noturno? Com o avanço da modelagem numérica computacional, com o software ENVI-met 4.0 (preview), é possível incluir a caracterização térmica das superfícies urbanas, distinguindo materiais em fachadas de edifícios, coberturas, pavimentos e demais superfícies urbanas, e o seu consequente impacto no microclima exterior. Para isso, a modelagem é construída num formato 3D de visualização, com uma maior facilidade de desenho e também permitindo ao usuário especificar as propriedades termofísicas em cada elemento individualmente. As versões anteriores não levavam em conta a capacidade térmica das fachadas e coberturas, mas os cálculos da temperatura de superfície da envoltória foram incluídos na nova versão, com o cálculo de trocas térmicas em um regime transiente. As propriedades físicas da parede incluem dados de reflexão, absorção, transmissão, emissividade, coeficiente de transferência de calor, capacidade térmica específica e a espessura da parede (HUTTNER et al, 2009). Assim, nas fachadas e coberturas dos edifícios é possível especificar as características dos materiais e componentes da envoltória e definir os desenhos das aberturas distinguindo caixilharia, vidro e alvenaria. O objeto desta pesquisa é a relação entre o comportamento térmico das superfícies urbanas (fachadas, coberturas, pavimentos, etc.) e o microclima urbano. O objetivo é a caracterização térmica dessas superfícies urbanas, a modelagem e a parametrização das mesmas para simulação computacional no software ENVI-met 4.0 (preview), visando à calibração do modelo entre dados medidos e simulados. O método utilizado será indutivo por meio de levantamentos de dados secundários na bibliografia e nos bancos de dados de materiais e componentes construtivos das superfícies urbanas, conforme mencionado no item 2 do plano de trabalho, e dedutivo, por meio de comparações entre os resultados quantitativos obtidos nas medições e nas simulações computacionais paramétricas pretendidas.A análise dos resultados será feita de maneira comparativa tendo em vista a calibração pretendida entre dados medidos e simulados de temperatura superficial nos diferentes cenários urbanos estudados.

Publicações científicas

(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

SILVA DUARTE, DENISE HELENA; TEIXEIRA GONCALVES, FABIO LUIZ; NG, E; FONG, S; REN, C. The Role of Planning, Urban and Building Design for Climate Adaptation in the Microscale: An Interdisciplinary Research Experience Empowering Architectural Education. 34TH INTERNATIONAL CONFERENCE ON PASSIVE AND LOW ENERGY ARCHITECTURE: SMART AND HEALTHY WITHIN THE TWO-DEGREE LIMIT, VOL 2 (PLEA 2018), v. N/A, p. 6-pg., 2018-01-01. (16/21884-2, 14/50978-0, 17/12816-6, 16/02825-5, 15/17360-5, 16/01204-7)

SILVA DUARTE, DENISE HELENA; TEIXEIRA GONCALVES, FABIO LUIZ. Urban climate adaptation: an interdisciplinary research experience empowering architecture and urbanism education. REVISTA DE ARQUITECTURA-BOGOTA, v. 24, n. 2, p. 10-pg., 2022-07-01. (14/50978-0, 15/17360-5, 16/02825-5, 17/12816-6, 16/20433-7, 16/01204-7, 16/21884-2)