Thermal performance oriented climatic zoning for buildings

Autor: Walsh García, Angélica Segovia, 1982
Přispěvatelé: Labaki, Lucila Chebel, 1943, Pina, Silvia Aparecida Mikami Gonçalves, Mendes, Nathan, Faria, João Roberto, Hernandez Neto, Alberto, Universidade Estadual de Campinas. Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo, Programa de Pós-Graduação em Arquitetura, Tecnologia e Cidade, UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS
Rok vydání: 2017
Předmět:
Zdroj: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
instacron:UNICAMP
ISSN: 1528-3127
Popis: Orientador: Lucila Chebel Labaki Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo Resumo: O zoneamento bioclimático para edificações é um elemento importante na definição de regulamentos e políticas de eficiência energética. Entretanto, não há consenso sobre a metodologia mais apropriada para sua definição. Esta falta de consenso é notável pela diversidade de abordagens adotadas em vários países do mundo, o que suscita críticas. Além disso, não existem procedimentos ou indicadores de desempenho que permitam validar um método de zoneamento bioclimático, dificultando a seleção de métodos mais adequados para cada contexto. Este cenário pode comprometer a adoção de programas e políticas de eficiência energética derivadas de tais zoneamentos. Diante do exposto, este trabalho propõe um novo procedimento e um novo indicador de desempenho para validação de Zoneamento Bioclimático, baseado no uso intensivo de arquétipos, simulação termo-energética e sistemas de informação geográfica (SIG). O procedimento baseia-se no princípio de que duas regiões devem pertencer à mesma zona bioclimática, se o desempenho dos edifícios for semelhante em ambas as regiões, considerando um conjunto de edificações. O novo indicador de desempenho de zoneamento biolclimático, chamado Percentual Médio de Áreas Classificadas Incorretamente, foi aplicado a um estudo de caso em clima tropical (Nicarágua), por meio da análise de três dos métodos de zoneamento bioclimático mais comumente usados. Foram realizadas simulações termo-energéticas através do programa EnergyPlus para 328 localidades na área de estudo. O indicador de desempenho adotado foi o número de horas de conforto térmico para Habitações de Interesse Social (HIS) naturalmente ventiladas. Foram utilizados sistemas de informação geográfica para delinear a analisar os zoneamentos resultantes. O estudo indica que o método de graus-dia apresenta o melhor resultado (Percentual Médio de Áreas Classificadas Incorretamente ¿ 20% do território da Nicarágua), seguido da análise de agrupamento de dados (22% para mapa com 3 zonas e 32% para mapa com 4 zonas). Tais resultados levaram a uma proposta preliminar de um método de zoneamento bioclimático baseado na simulação, sistemas de informação geográfica e análises de agrupamento de dados. O método proposto apresentou resultados significativamente melhores quando comparado a métodos existentes e analisados neste estudo, atingindo apenas 6% de Percentual Médio de Áreas Classificadas Incorretamente. Os resultados sugerem indicações preliminares do grande potencial dessa abordagem para definir o zoneamento bioclimático para edificações. Estudos futuros devem ampliar esta abordagem com um número maior de arquétipos, indicadores de desempenho e propriedades térmicas de edificações Abstract: Climatic zoning for building energy efficiency is an important element in building energy policy and regulations. However, there is no consensus about the most appropriate methodology for its definition. This lack of consensus is noticeable by the large number of climatic zoning methodologies currently applied by different countries to define climatic zones. This large variety of methodologies gives raise to criticism towards them. Currently, there are no procedures or performance indicators to assess the validity of a proposed climatic zoning, hindering the decision to use a particular climatic zoning methodology instead of others. This scenario put at risk the effectiveness of building energy policies and programs based on climatic zoning. In such a context, this study proposes a new performance indicator and a procedure to support the validation of climatic zoning based on intensive use of archetypes, building performance simulation and Geographic Information System (GIS). This procedure is based on the principle that two areas should belong to the same climatic zoning if building performances are similar in both areas, considering a set of archetype buildings. The new performance indicator (Mean Percentage of Misclassified Areas) and validation procedure were applied to a case study in Nicaragua, by analyzing three of the most commonly used methods for climatic zoning. Simulations for naturally ventilated residential buildings were conducted using the program Energy Plus for a total of 328 locations in Nicaragua. Geographical Information System was used to delineate and analyze each climatic zoning. Results indicate that degree-days provides the best climatic zoning results, (Mean percentage of misclassified areas-20% of the Nicaraguan territory), followed by cluster analysis (22% misclassification for three¿cluster map and 32% for four¿cluster map). Results of this case study led to a preliminary proposal of a performance oriented climatic zoning based on building performance simulation and cluster analyses. The method proposed presented significantly better results than existing methods analysed in this study, reaching only 6% of Mean percentage of misclassified areas. Outcomes of this research suggest preliminary indications of the large potential of this method to support informed decision-making in the climatic zoning process. Future studies should further extend this approach, preferably defining indicators according to local needs and extended to other archetypes and thermal properties of buildings Doutorado Arquitetura, Tecnologia e Cidade Doutora em Arquitetura, Tecnologia e Cidade CAPES 15283127
Databáze: OpenAIRE
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