Desenvolvimento de benchmarks energéticos para edificações de ensino fundamental e médio

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Barzan Neto, Antonio
Data de Publicação: 2022
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFSC
Texto Completo: https://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/241041
Resumo: Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil, Florianópolis, 2022.
id UFSC_2242c0e8528c5ace91ec2c292b42e405
oai_identifier_str oai:repositorio.ufsc.br:123456789/241041
network_acronym_str UFSC
network_name_str Repositório Institucional da UFSC
repository_id_str 2373
spelling Desenvolvimento de benchmarks energéticos para edificações de ensino fundamental e médioEngenharia civilEficiência energéticaBenchmark (Computação)Simulação (Computadores)Edifícios escolaresDissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil, Florianópolis, 2022.O impacto causado pelo consumo energético de edificações é considerável. Para isto, existem normas e requisitos mínimos a serem atingidos. Entretanto, estas ferramentas abrangem apenas edificações novas. Assim, para edificações existentes, já em fase de operação, se destaca o uso de benchmarking energético de edificações. Baseado neste contexto, o objetivo deste trabalho é desenvolver um benchmarking energético, através de uma amostra simulada, para edificações de escolas de ensino fundamental e médio no Brasil. Para isto, o trabalho foi dividido em 4 etapas: desenvolvimento de uma edificação de referência, análise de sensibilidade, criação de uma amostra constituída por casos simulados e desenvolvimento de equações de benchmarking. Na etapa de desenvolvimento do arquétipo, são demonstrados os procedimentos relacionados a obtenção da edificação de referência adotada. Na análise de sensibilidade foi verificado o impacto de cada parâmetro no consumo do caso base, localizado em Florianópolis. Para um dado de entrada de cada vez, foram atribuídos valores extremos. Assim, analisou-se 12 variáveis: clima, DPI das salas de aula, taxa de ocupação das salas de aula, eficiência dos aparelhos de ar-condicionado, cenários com diferentes ambientes condicionados, presença de brises para sombreamento, transmitância térmica e absortância das paredes e cobertura, fator solar do vidro e a consideração de renovação de ar. Destas, apenas as 5 primeiras resultaram em um impacto maior do que 10% no EUI. Em seguida foi construída a amostra com casos simulados, utilizando a técnica de amostragem de Saltelli, variando de maneira granular 10 variáveis, incluindo as 5 de maior impacto. Com isto a amostra construída resultou em 1128 casos. Nesta etapa, os 3 casos de menor e maior consumo, para cada um dos 9 climas avaliados, também tiveram o potencial relativo ao uso de ventilação natural avaliado através da ferramenta Natural Comfort, utilizada pela INI-C. Em seguida, foi realizada a classificação do consumo dos casos da amostra. Para isto a amostra foi dividida em 4 partes considerando o clima e o cenários com diferentes ambientes condicionados. Com isto, para cada uma das partes foram estabelecidos valores limites de forma a classificar o consumo dos casos como eficiente, típico ou ineficiente. Desta forma, foi possível verificar a grande importância das variáveis relacionadas ao condicionamento de ar dos ambientes. Em seguida foram desenvolvidas as equações de benchmarking, para cada parte da amostra, com a principal função de inferir o EUI de um caso, com base em poucas variáveis. Ambos os métodos testados (Regressão Linear Multivariada e Support Vector Machine) obtiveram valores de R² acima de 0,90, sendo os modelos com SVM com valores um pouco melhores. Além disso, também foram testadas regressões com as 10 variáveis utilizadas na construção da amostra e apenas com as 5 de maior impacto, verificando a possibilidade do uso de modelos mais simples. Por fim, os modelos desenvolvidos nesta dissertação, assim como o modelo desenvolvido para a plataforma DEO, foram aplicados em três casos reais. Em dois deles os modelos deste trabalho obtiveram melhores resultados que os modelos da plataforma DEO.Abstract: The impact caused by energy consumption in buildings is considerable. For this, there are standards and minimum requirements to be met. However, these tools only cover new buildings. Thus, for existing buildings, which are already in the operation phase, the use of energy benchmarking of buildings stands out. Based on this context, the objective of this work is to develop an energy benchmark, through a sample made out of simulated cases, for elementary and high school buildings in Brazil. For this, the method was divided into 4 steps: development of a reference building, sensitivity analysis, creation of a sample consisting of simulated cases and development of benchmarking equations. In the archetype development stage, the procedures related to obtaining the adopted reference building are demonstrated. In the sensitivity analysis the impact of each parameter on the consumption of the base case, located in Florianópolis, was verified. For this, extreme values were assigned to each input data at a time. Thus, 12 variables were analysed: climate, LPD of the classrooms, occupancy rate of classrooms, efficiency of air conditioning units, scenarios with different conditioned rooms, presence of shading louvers, thermal transmittance and absorptance of the walls and roof, solar factor of the glass and air renewal consideration. Of these, only the first 5 resulted in an impact greater than 10% on the EUI. Then the sample was built with simulated cases, using the Saltelli sampling technique, varying 10 variables in a granular way, including the 5 with the highest impact. This resulted in a sample of 1128 cases. In this step, the 3 cases with the lowest and highest consumption, for each of the 9 climates evaluated, also had their potential relative to the use of natural ventilation evaluated through the Natural Comfort tool, used by INI-C. After this, the classification of the consumption of the sample cases was performed. For this, the sample was divided into 4 parts considering the climate and the scenarios with different conditioned rooms. With that, for each one of the parts, the limit values were established as to classify the consumption of the cases as efficient, typical, or inefficient. Thus, it was possible to verify the importance of the variables related to the air conditioning. Next, the benchmarking equations were developed, for each part of the sample, with the main function of predicting the EUI of a case, based on a few variables. Both tested methods (Multivariate Linear Regression and Support Vector Machine) obtained R² values higher than 0,90, with the SVM models having slightly better values. In addition, regressions were also tested with the 10 variables used in the sample construction and only the 5 with the greatest impact, verifying the possibility of using simpler models. Finally, the models developed in this dissertation, as well as the model developed for the DEO platform, were applied to three real cases. In two of them, the models of this work obtained better results than the models of the DEO platform.Melo, Ana PaulaUniversidade Federal de Santa CatarinaBarzan Neto, Antonio2022-10-21T17:02:39Z2022-10-21T17:02:39Z2022info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesis106 p.| il., gráfs.application/pdf378690https://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/241041porreponame:Repositório Institucional da UFSCinstname:Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)instacron:UFSCinfo:eu-repo/semantics/openAccess2022-10-21T17:02:39Zoai:repositorio.ufsc.br:123456789/241041Repositório InstitucionalPUBhttp://150.162.242.35/oai/requestopendoar:23732022-10-21T17:02:39Repositório Institucional da UFSC - Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)false
dc.title.none.fl_str_mv Desenvolvimento de benchmarks energéticos para edificações de ensino fundamental e médio
title Desenvolvimento de benchmarks energéticos para edificações de ensino fundamental e médio
spellingShingle Desenvolvimento de benchmarks energéticos para edificações de ensino fundamental e médio
Barzan Neto, Antonio
Engenharia civil
Eficiência energética
Benchmark (Computação)
Simulação (Computadores)
Edifícios escolares
title_short Desenvolvimento de benchmarks energéticos para edificações de ensino fundamental e médio
title_full Desenvolvimento de benchmarks energéticos para edificações de ensino fundamental e médio
title_fullStr Desenvolvimento de benchmarks energéticos para edificações de ensino fundamental e médio
title_full_unstemmed Desenvolvimento de benchmarks energéticos para edificações de ensino fundamental e médio
title_sort Desenvolvimento de benchmarks energéticos para edificações de ensino fundamental e médio
author Barzan Neto, Antonio
author_facet Barzan Neto, Antonio
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Melo, Ana Paula
Universidade Federal de Santa Catarina
dc.contributor.author.fl_str_mv Barzan Neto, Antonio
dc.subject.por.fl_str_mv Engenharia civil
Eficiência energética
Benchmark (Computação)
Simulação (Computadores)
Edifícios escolares
topic Engenharia civil
Eficiência energética
Benchmark (Computação)
Simulação (Computadores)
Edifícios escolares
description Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil, Florianópolis, 2022.
publishDate 2022
dc.date.none.fl_str_mv 2022-10-21T17:02:39Z
2022-10-21T17:02:39Z
2022
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv 378690
https://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/241041
identifier_str_mv 378690
url https://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/241041
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv 106 p.| il., gráfs.
application/pdf
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Institucional da UFSC
instname:Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)
instacron:UFSC
instname_str Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)
instacron_str UFSC
institution UFSC
reponame_str Repositório Institucional da UFSC
collection Repositório Institucional da UFSC
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da UFSC - Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)
repository.mail.fl_str_mv
_version_ 1808652015571566592

Registros relacionados