01 - Doutorado - Engenharia Civil

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Navegando 01 - Doutorado - Engenharia Civil por Autor "Atem, Camila Gregório"

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    Análise de incertezas para avaliar o desempenho térmico e energético de habitações de interesse social considerando as mudanças climáticas
    (2024-08-23) Nunes, Gustavo Henrique; Giglio, Thalita Gorban Ferreira; Atem, Camila Gregório; Pinheiro, Hemerson Donizete; Leão, Marlon; Mizgier, Martin Gabriel Ordenes; Damian, João Gabriel Ribeiro
    As alterações no clima têm evidenciado a necessidade de se construir edificações confortáveis ambientalmente e eficientes energeticamente, com resiliência em seu desempenho. As análises de desempenho de edificações, geralmente, têm uma natureza determinística (ao invés de probabilística), que configura uma prática insuficiente para a avaliação térmica e energética do ambiente construído, por causa das incertezas envolvidas, que são intensificadas pelas questões climáticas. Nesse âmbito, nota-se uma lacuna consoante a métodos ou parâmetros que possibilitem melhor consideração sobre as variáveis de desempenho de edificações, direcionem estratégias de conforto térmico e eficiência energética diante de incertezas, e que deem embasamento acertado e, eventualmente, sejam oportunos às atualizações em regulamentações da construção civil. Esta tese contempla o estudo das incertezas de desempenho térmico e energético (considerando o uso de ventilação natural e ar-condicionado) de habitações de interesse social em São Paulo, abordando o desenvolvimento de um procedimento de análise e classificação de desempenho em diferentes períodos climáticos. Por meio de simulações computacionais com o software EnergyPlus e análise de incertezas em parâmetros construtivos, buscou-se compreender os efeitos das mudanças climáticas em habitações, com um método ajustado às condições ambientais dinâmicas, e propondo-se parâmetros de classificação de desempenho para os indicadores graus-hora para resfriamento (condicionamento natural) e consumo para resfriamento (condicionamento artificial). Para as progressões climáticas, foi utilizada a ferramenta CCWorldWeatherGen, obtendo-se dados para curto prazo (2020, que representa o período de 2011 a 2040), médio prazo (2050, que representa o período de 2011 a 2070) e longo prazo (2080, que representa o período de 2071 a 2100). Na análise de incertezas, as estatísticas descritivas para os diferentes períodos climáticos são acompanhadas de estimativas de função de densidade de probabilidade calculadas por meio de mecanismos inovadores de inferência bayesiana, para resultados mais assertivos. Por último, determinaram-se quatro níveis de desempenho nos diferentes horizontes de tempo: insatisfatório, mínimo, intermediário e superior, observando-se a influência das principais propriedades termofísicas da envoltória no desempenho. Os resultados demonstram que os efeitos das incertezas causam diferenças de desempenho importantes, os efeitos das alterações climáticas são mais intensos no período 2080, e as verificações e estratégias de desempenho devem incorporar medidas de resiliência baseadas em incertezas. De modo geral, em todos os cenários (curto, médio e longo prazo), habitações com baixa absortância solar na envoltória (0,2 e 0,4), baixa transmitância térmica (0,27 e 1,65 W/m²K), alta capacidade térmica (330 e 445 kJ/m²K) e alto fator de ventilação das janelas (0,67 e 0,9) alcançaram melhores classificações de desempenho térmico e energético. Adicionalmente, observou-se que habitações mais eficientes em um contexto atual, são mais suscetíveis a impactos (variações de desempenho) decorrentes de alterações no clima. Dessa maneira, o procedimento de análise desenvolvido e aplicado permitiu o estudo de variáveis de projeto e a consideração da imprevisibilidade de climas futuros, contribuindo com parâmetros de desempenho térmico e energético de habitações de interesse social no clima de São Paulo. Afinal, a melhor maneira de lidar com as mudanças e incertezas envolvidas é analisar, projetar e construir sob a influência delas
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    Benchmarking energético de edificações escolares do município de Londrina: uma abordagem top-down
    (2024-08-12) Arrebola, Camila Lima Chechin Camacho; Giglio, Thalita Gorban Ferreira; Atem, Camila Gregório; Lukiantchuki, Marieli Azoia; Carlo, Joyce Correna; Souza, Roberta Vieira Gonçalves de
    Com o desenvolvimento das atividades humanas, as cidades passaram a ampliar o seu consumo de energia elétrica e os impactos de seu uso vêm causando mudanças no clima. Esse aumento está atrelado à necessidade de criar meios adequados de conforto nos espaços construídos. Em todo mundo, diversas foram as estratégias para proporcionar ambientes com uso adequado de energia, associado à qualidade ambiental. Nos edifícios escolares tem-se a oportunidade de realizar estudos direcionados para a eficiência energética, pois constituem contextos formadores da sociedade. Portanto, investigou-se a totalidade do parque imobiliário gerido pela Secretaria Municipal de Educação de Londrina-PR, levando em consideração que esse setor foi o maior consumidor de energia elétrica entre todas as secretarias municipais, a partir de 2018. A pesquisa gera singularidade ao propor um método estatístico de benchmarking energético, em abordagem top-down, com a utilização do software TS-Sisreg® - Sistema de Regressão Múltipla. A proposta é direcionada as edificações com base em dados históricos de consumo de energia elétrica, características construtivas, uso e ocupação, do ano de 2022. A metodologia empregada foi estruturada em quatro etapas: a construção de um banco de dados reais; a análise e tratamento de dados; a validação do modelo de benchmarking energético; e a classificação de desempenho energético dos edifícios, a qual permitiu a hierarquização energética das edificações escolares públicas. Foram definidas como variável dependente o consumo anual de energia elétrica e independentes a área construída, existência de quadra coberta, área do terreno, densidade ocupacional e horas de ocupação. Com base nestes dados, definiu-se a equação preditiva com a utilização do modelo de regressão linear múltipla, possibilitando a classificação das unidades escolares em dois indicadores energéticos (EUIs), consumo por área (kWh/m²/ano) e consumo por usuário (kWh/usuário/ano). O processo foi gerado com a realização da classificação de A à E referente aos EUIs, nas quais os edifícios ficaram categorizados como: A, eficiente; B, C e D típicos; e E, ineficiente. O desempenho energético por área das edificações para os valores calculados está no intervalo de 7,51 a 47,77 kWh/m²/ano e os observados estão entre 3,31 e 47,94 kWh/m²/ano. Em relação aos EUIs para usuário por ano, os valores estão entre 13,56 e 125,40 kWh/usuário/ano para o calculado e 16,56 a 147,68 kWh/usuário/ano em relação ao observado. Ao interpretar o contexto do estudo realizado no parque escolar sugere-se que a metodologia proposta tem potencial de replicação em outras realidades correlatas. Tem-se como expectativa de que esta abordagem seja uma ferramenta para a sistematização de análises energéticas contínuas, incentivando a cultura do bom uso dos recursos disponíveis, e a proposição de retrofits em estudos futuros, visto que ele permite ser adaptado a outras realidades escolares.
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    Otimização multiobjetivo orientada ao desempenho térmico de habitações de interesse social em sistema construtivo leve para o clima subtropical úmido
    (2025-12-15) Zara, Rafaela Benan; Giglio, Thalita Gorban Ferreira; Atem, Camila Gregório; Moura, Jorge Daniel de Melo; Urbano, Mariana Ragassi; Linczuk, Vinícius Cesar Cadena
    Os sistemas construtivos leves se apresentam como uma alternativa promissora frente ao elevado impacto ambiental associado ao sistema construtivo com concreto armado e alvenaria convencional. Com menor consumo de recursos naturais e menor emissão de carbono ao longo do ciclo de vida da edificação, esses sistemas oferecem maior produtividade no canteiro de obra, racionalização dos processos e qualidade na execução. No entanto, a difusão dessa tecnologia no Brasil ainda é limitada, sobretudo quando comparada à adoção de sistemas construtivos pesados. Um dos principais obstáculos está relacionado à preocupação com o desempenho térmico, uma vez que a baixa inércia térmica característica dos sistemas leves pode resultar em maiores oscilações de temperatura no ambiente interno, especialmente em climas com elevada amplitude térmica diária. Dessa forma, torna-se necessário realizar uma análise aprofundada das diferenças no comportamento térmico das edificações leves, abrangendo diferentes composições de painéis comerciais e integrando diferentes possibilidades de aberturas, sombreamento e ventilação natural. Nesse sentido, este trabalho tem como objetivo aprimorar a envoltória de uma habitação de interesse social em wood frame, em relação ao desempenho térmico passivo, na cidade de Curitiba (zona bioclimática 1M), por meio da aplicação do algoritmo genético NSGA-II. Para tanto, foram considerados onze parâmetros de projeto relacionados às propriedades termofísicas de paredes externas, coberturas, piso, aberturas, condições de sombreamento e orientação solar; sendo as funções objetivo definidas como o indicador graus hora para aquecimento (GHA) e o indicador graus hora para resfriamento (GHR). As simulações de desempenho térmico foram realizadas por meio do EnergyPlus, associado à ferramenta de otimização jEPlus+EA. A otimização forneceu um conjunto de 119 soluções ótimas, com os menores valores dos indicadores representando uma redução de 32,2% no GHA e 93,7% no GHR comparados ao caso base. Quanto às variáveis de projeto, as que mais se destacaram foram a composição de parede com maior capacidade térmica, a composição de cobertura com menor transmitância térmica, o maior nível de isolamento térmico das paredes e coberturas, as trocas de calor do piso com o solo e a orientação solar. De modo geral, os resultados obtidos permitiram propor combinações otimizadas para a envoltória de habitações em wood frame, oferecendo subsídios importantes para a tomada de decisão de projetistas e demais profissionais da área. As soluções identificadas demonstram que, mesmo em sistemas construtivos leves, é possível alcançar melhoria no conforto térmico das habitações quando se adotam estratégias adequadas. Assim, este estudo contribui para ampliar o entendimento sobre o comportamento térmico de habitações em wood frame em clima subtropical úmido, além de reforçar o potencial da otimização multiobjetivo como ferramenta para apoiar análises de desempenho e orientar escolhas projetuais