Modelos de regressão para avaliação do desempenho térmico de habitações de interesse social: considerações da envolvente opaca

Autor(es)

Ana Paula Oliveira Favretto

• Tipo de documento: Dissertação de Mestrado
• Imprenta: São Carlos.
• Instituição: Universidade de São Paulo (USP). Escola de Engenharia de São Carlos (EESC/SBD)
• Data de defesa: 2016-01-26

Membros da banca

Karin Maria Soares Chvatal; Kelen Almeida Dornelles; Ranji Ranjithan

• Orientador: Karin Maria Soares Chvatal

Resumo

Esta pesquisa avalia as potencialidades do uso de simulações do desempenho térmico (SDT) nas etapas iniciais de projetos de habitações de interesse social (HIS) não condicionadas artificialmente. Busca-se promover e simplificar o uso de SDT no processo de projeto da envolvente de edificações através da criação de modelos de regressão baseados em simulações robustas através do software EnergyPlus. Os meta-modelos são adaptados ao clima de três cidades brasileiras: Curitiba, São Paulo e Manaus, e permitem uma rápida verificação do desconforto térmico nas edificações podendo ser usados como ferramentas de suporte às decisões de projeto nas etapas iniciais. A HIS considerada corresponde a uma unidade térrea com aproximadamente 51m2, composta por dois quartos, um banheiro e cozinha integrada à sala de jantar. Esta configuração é baseada em um conjunto de projetos representativos coletados em algumas cidades brasileiras (como São Paulo, Curitiba e Manaus). Estas habitações naturalmente ventiladas são simuladas pelo módulo Airflow Network utilizando o coeficiente médio de pressão fornecido pelo EnergyPlus. As simulações consideram a parametrização da orientação da edificação, transmitância térmica (U), capacidade térmica (Ct) e absortância () das paredes externas e cobertura; Ct e U das paredes internas; relação entre área de janela e área da parede; tipo da janela (basculante ou de correr); existência e dimensão de dispositivos verticais e horizontais de sombreamento. Os meta-modelos desenvolvidos fornecem a predição anual dos graus-hora de desconforto por frio e calor, calculados com base nos limites de conforto definidos pelo método adaptativo para residências naturalmente ventiladas (ANSI ASHRAE, 2013). A metodologia aplicada consiste em: (a) análise de um grupo de projetos de HIS brasileiras e definição de um modelo geométrico que os represente; (b) definição dos parâmetros relevantes ao conforto térmico, assim como seus intervalos de variação; (c) definição dos dados de entrada para as 10.000 simulações paramétricas utilizadas na criação e teste de confiabilidade dos meta-modelos para cada clima analisado; (d) simulação do desempenho térmico por meio do software EnergyPlus; (e) utilização de 60% dos casos simulados para o desenvolvimento dos modelos de regressão; e (f) uso dos 40% dos dados restantes para testar a confiabilidade do modelo. Exceto pelos modelos para predição do desconforto por calor para Curitiba e São Paulo, os demais meta-modelos apresentaram valores de R2 superiores a 0.9, indicando boa adequação das predições de desconforto dos modelos gerados ao desconforto calculado com base no resultado das simulações no EnergyPlus. Um teste de aplicação dos meta-modelos foi realizado, demonstrando seu grande potencial para guiar os projetistas nas decisões tomadas durante as etapas inicias de projeto. (AU)

• Processo FAPESP: 13/16628-9 - Ferramenta para avaliação do desempenho térmico de habitações de interesse social: considerações da envolvente
• Beneficiário: Ana Paula Oliveira Favretto
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Mestrado