Análise de métodos de transferência de calor através do solo em simulações computacionais de edificações

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dc.contributor.advisorGiglio, Thalita Gorban Ferreira [Orientador]pt_BR
dc.contributor.authorSanches, Guilherme Vilelapt_BR
dc.contributor.bancaGhis, Enedirpt_BR
dc.contributor.bancaAtem, Camila Gregóriopt_BR
dc.coverage.spatialLondrinapt_BR
dc.date.accessioned2024-05-01T15:18:10Z
dc.date.available2024-05-01T15:18:10Z
dc.date.created2021.00pt_BR
dc.date.defesa18.06.2021pt_BR
dc.description.abstractResumo: A análise do desempenho termoenergético de edificações por meio de simulação computacional envolve diferentes variáveis que representam as características do edifício e de seu entorno, bem como as condições climáticas às quais ele está submetido Uma das variáveis de grande influência no desempenho termoenergético de edificações é a temperatura da interface entre o piso e o solo O programa EnergyPlus disponibiliza diferentes métodos para calcular a temperatura do solo abaixo da edificação, que atua como condição de contorno para a resolução dos balanços térmicos das superfícies As particularidades de cada um deles podem influenciar significativamente os resultados da simulação Uma mesma edificação pode alcançar diferentes níveis de eficiência energética ou diferentes indicadores de conforto quando simulada com cada um dos métodos Neste contexto, o presente trabalho tem como objetivo analisar a temperatura da superfície externa do piso obtida pelos métodos disponíveis no programa EnergyPlus e compará-la às temperaturas medidas em um protótipo habitacional de interesse social Para isso, a temperatura de interface entre o piso dos ambientes de permanência prolonganda e o solo foi monitorada durante o período de um ano, assim como as temperaturas do ar interno e externo Com base nas temperaturas monitoradas, um modelo computacional do protótipo habitacional foi calibrado, e a raiz do erro quadrático médio (RMSD) obtida para um dos ambientes foi igual a ,75°C O modelo computacional calibrado foi validado para cada mês de análise, com a maior RMSD obtida igual a 1,9°C, para o mês de maio Posteriormente, o modelo foi simulado com a utilização de diferentes métodos de transferência de calor através do solo: programa Slab; objeto GroundDomain:Slab, com os modelos de temperatura de solo não perturbado KusudaAchenbach, FinitteDifference e Xing; e o objeto Foundation:Kiva Os resultados das temperaturas da interface entre piso e solo e das temperaturas operativas dos ambientes simulados foram comparados com as temperaturas monitoradas O objeto GroundDomain:Slab com o modelo de temperatura de solo não perturbado FinitteDifference apresentou o comportamento mais próximo ao medido na edificação, com RMSD anual igual a ,59°C na análise da temperatura de interface entre piso e solo, e de ,88ºC na análise da temperatura operativa Desta forma, considera-se oportuno o emprego do objeto GroundDomain:Slab utilizando-se do modelo FinitteDifference em análises de desempenho termoenergético de edificações por simulação computacional Salienta-se ainda a importância da consideração das propriedades termofísicas do solo, devido à sua grande influência nos resultados da simulaçãopt_BR
dc.description.abstractother1Abstract: The analysis of thermal and energy performance of buildings through computer simulation involves different variables that represent the characteristics of the building and its surroundings, as well as the climatic conditions to wich it is subjected One of the variables of great influence on the thermal and energy performance of buildings is the temperature at the interface between the floor and the ground The EnergyPlus software offers different methods for calculating the temperature of the ground beneath the building, which acts as a boundary condition for solving the surface heat balances The particularities of each of these methods can significantly influence the simulation results A same building can achieve different energy efficiency levels or different comfort indicators when simulated with each method In this context, this paper aims to analyze the outside surface temperature of the floor obtained by the methods available in the EnergyPlus software and compare it to the temperatures measured in a social housing prototype For this purpose, the interface temperature between the rooms floor and the ground was monitored during a one-year period, as well as the indoor and outdoor air temperatures Based on the monitored temperatures, a computational model of the housing prototype was calibrated, and the RMSD obtained for one of the rooms was equal to 75°C The calibrated computational model was validated for each month of analysis, with the highest RMSD obtained equal to 19°C, for May Subsequently, the model was simulated using different ground heat transfer methods: Slab program; GroundDomain:Slab object, with the undisturbed ground temperature models KusudaAchenbach, FinitteDifference and Xing; and the Foundation:Kiva object The results of the floor-ground interface temperatures and the operating air temperatures of the simulated rooms were compared to the monitored temperatures The GroundDomain:Slab object, with the undisturbed ground temperature model FinitteDifference presented the closest behaviour to the one measured in the building, with annual RMSD equal to 59°C in the analysis of the operating air temperature, and 88°C in the analysis of the operating air temperature Thus, it is considered appropriate to use the GroundDomain:Slab object using the FinitteDifference model in thermal and energy performance analysis of buildings by computer simulation It is also important to consider the thermophysical properties of the ground, due to their great influence on the simulation resultspt_BR
dc.description.notesDissertação (Mestrado em Engenharia Civil) - Universidade Estadual de Londrina, Centro de Tecnologia e Urbanismo, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civilpt_BR
dc.identifier.urihttps://repositorio.uel.br/handle/123456789/17006
dc.languagepor
dc.relation.coursedegreeMestradopt_BR
dc.relation.coursenameEngenharia Civilpt_BR
dc.relation.departamentCentro de Tecnologia e Urbanismopt_BR
dc.relation.ppgnamePrograma de Pós-Graduação em Engenharia Civilpt_BR
dc.subjectTranferência de calorpt_BR
dc.subjectEngenharia civilpt_BR
dc.subjectCalibragem (solo)pt_BR
dc.subjectSimulação termoenergética X Computaçãopt_BR
dc.subjectEdificaçõespt_BR
dc.subjectHeat transfer - Civil engineeringpt_BR
dc.subjectCalibration (ground)pt_BR
dc.subjectThermoenergetic X Computation simulationpt_BR
dc.subjectSolo - Propriedades termofísicaspt_BR
dc.subjectEdificaçõpt_BR
dc.titleAnálise de métodos de transferência de calor através do solo em simulações computacionais de edificaçõespt_BR
dc.typeDissertaçãopt_BR

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