Influence of climate change on the global sensitivity of thermophysical parameters of Brazilian dwellings
| Autor: | Gustavo Henrique Nunes |
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| Přispěvatelé: | Thalita Gorban Ferreira Giglio ., Ana Paula Melo, Arthur Santos Silva, Camila Gregório Atem |
| Jazyk: | portugalština |
| Rok vydání: | 2021 |
| Zdroj: | Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UEL Universidade Estadual de Londrina (UEL) instacron:UEL |
| Popis: | A construção civil é responsável por um grande impacto ambiental que contribui para alterações no clima mundial. Segundo a Administração Nacional norte-americana da Aeronáutica e do Espaço (NASA), a anomalia de temperatura, em 2020, foi 1,02 ºC maior do que a temperatura média de 1951 a 1980, e o Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas (IPCC) indica maiores aumentos para o futuro. Para resultados mais fiéis quanto ao desempenho termoenergético e intervenções para conforto térmico e eficiência energética em edificações ao longo de toda a sua vida útil, é necessário o desenvolvimento de estudos que analisem a influência de mudanças climáticas, bem como a resposta térmica e energética do ambiente construído frente às condições ambientais futuras. Isto posto, este trabalho teve como objetivo analisar os efeitos das mudanças climáticas no comportamento termoenergético de habitações sob os climas de Belém, Brasília, Curitiba e São Paulo, empregando simulações computacionais para identificar os índices de sensibilidade global de parâmetros termofísicos em diferentes períodos climáticos. Para o desenvolvimento da pesquisa, com auxílio da ferramenta de progressão de arquivos climáticos CCWorldWeatherGen, validada neste trabalho a partir de dados meteorológicos medidos na estação do Instituto de Astronomia, Geofísica e Ciências Atmosféricas da Universidade de São Paulo, foram gerados arquivos climáticos que representaram condições ambientais futuras referentes aos períodos dos anos 2020 (2011 a 2040), 2050 (2041 a 2070) e 2080 (2071 a 2100), de acordo com o cenário A2 do IPCC. Os resultados da validação da ferramenta CCWorldWeatherGen, indicaram que a técnica é eficaz e que a progressão de variáveis como a temperatura de bulbo seco e umidade relativa do ar do arquivo climático para o período 2020, em São Paulo, principalmente nos meses mais quentes, possuem fidelidade pertinente aos valores medidos entre 2011 e 2019. Em relação aos anos climáticos de referência, os resultados das progressões sugeriram que, no período atual, 2020, a temperatura do ar de Belém, Brasília, Curitiba e São Paulo, em média anual, é superior em 1,33 ºC, 1,14 ºC, 1,08 ºC e 0,91 °C, e, até 2100, será superior em 5,06 ºC, 4,60 ºC, 4,65 ºC e 4,23 °C, influenciando no conforto térmico dos usuários e no consumo de energia das edificações. Dessa forma, a importância de parâmetros termofísicos, que refletem o desempenho térmico e energético do ambiente construído, também será afetada pelas mudanças climáticas. Em síntese, os índices de sensibilidade de Morris, mostraram que, em Belém e Brasília, considerando um indicador de desempenho agregado a partir de um sistema de ventilação natural e outro híbrido, os parâmetros termofísicos mais importantes, alternando a ordenação em Brasília ao longo dos anos, são o fator de ventilação, a absortância solar da envoltória e a transmitância térmica das paredes. Em Curitiba e em São Paulo, que passarão por alterações climáticas mais determinantes, os parâmetros termofísicos mais importantes para o desempenho agregado são a transmitância e capacidade térmica das paredes e absortância solar da envoltória. Concluiu-se, também, que o projeto de edificações deve, necessariamente, considerar mudanças climáticas, de modo que o ambiente construído possua resiliência em seu desempenho. Adicionalmente, mais estudos são fundamentais para mais avanços no tema. Civil construction is responsible for a major environmental impact that contributes to changes in the global climate. According to the National Aeronautics and Space Administration (NASA), the temperature anomaly in 2020 was 1.02 ºC higher than the 1951 to 1980 average temperature, and the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) indicates greater increases for the future. For more accurate results on thermo-energetic performance and thermal comfort and energy efficiency interventions in buildings throughout their lifetime, it is necessary to develop studies that analyze the influence of climate change as well as the thermal and energy response of the built environment to future environmental conditions. This paper aimed to analyze the effects of climate change on the thermo-energetic behavior of Brazilian dwellings under the climates of Belém, Brasília, Curitiba, and São Paulo, by using computer simulations to identify the global sensitivity indexes of thermophysical parameters in different periods. For this research, with the CCWorldWeatherGen tool, validated in this paper using meteorological data measured by the Institute of Astronomy, Geophysics and Atmospheric Sciences of the University of São Paulo, weather files were generated to represent future environmental conditions for the periods 2020 (2011 to 2040), 2050 (2041 to 2070) and 2080 (2071 to 2100), according to the IPCC A2 scenario. The results of the validation of the CCWorldWeatherGen tool indicated that the technique is effective and that the progression of variables such as air dry-bulb temperature and air relative humidity from the weather file for the period 2020 in São Paulo, especially in the hottest months, have pertinent accuracy to the values measured between 2011 and 2019. Compared to the test reference year, the results of the progressions suggested that, in the current period, 2020, the air temperature of Belém, Brasília, Curitiba, and São Paulo, in annual average, is superior in 1.33 ºC, 1.14 ºC, 1.08 ºC and 0.91 °C, and, until 2100, will be superior in 5.06 ºC, 4.60 ºC, 4.65 ºC, and 4.23 °C, affecting the thermal comfort and energy consumption in buildings. Thus, the importance of thermophysical parameters, which reflect the thermal and energy performance of the built environment, will also be affected by climate change. In summary, the Morris sensitivity indexes showed that in Belém and Brasília, considering an aggregate performance indicator from a natural ventilation system and another hybrid, the most important thermophysical parameters, alternating the ordering in Brasília over the years, are the ventilation factor, the solar absorptance of the envelope, and the thermal transmittance of the walls. In Curitiba and São Paulo, which will go through more decisive climate changes, the most important thermophysical parameters for the aggregate performance are the thermal transmittance and capacity of the walls and the solar absorptance of the envelope. It was also concluded that building design must necessarily consider climate change, to provide resilience in the built environment performance. Additionally, more research is essential for further advances in the subject. |
| Databáze: | OpenAIRE |
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