Método para a avaliação dos efeitos das pontes térmicas no desempenho térmico de edificações com estrutura de aço exposta.

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dc.contributor.advisorSouza, Henor Artur dept_BR
dc.contributor.advisorGomes, Adriano Pintopt_BR
dc.contributor.authorCaetano, Lucas Fonseca
dc.contributor.refereeSouza, Henor Artur dept_BR
dc.contributor.refereeMazon, Ana Amélia Oliveirapt_BR
dc.contributor.refereeTribess, Arlindopt_BR
dc.contributor.refereeRocha, Luiz Joaquim Cardosopt_BR
dc.contributor.refereeRibas, Rovadávia Aline de Jesuspt_BR
dc.contributor.refereeGomes, Adriano Pintopt_BR
dc.date.accessioned2023-01-24T17:46:19Z
dc.date.available2023-01-24T17:46:19Z
dc.date.issued2021pt_BR
dc.descriptionPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Civil. Departamento de Engenharia Civil, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto.pt_BR
dc.description.abstractA busca pela diminuição no impacto que as edificações promovem no consumo de energia é crucial para a elaboração de projetos que proporcionem maior conforto térmico e, ao mesmo tempo, controlem o consumo de energia nas edificações. A crescente tendência de aplicação da tecnologia do aço como sistema estrutural no Brasil conduz ao estabelecimento de critérios e métodos para evitar as perdas térmicas por meio desse material, que atua como ponte térmica, o que pode favorecer a um aumento dos gastos de energia para aquecimento e/ou resfriamento dos ambientes. Neste trabalho é proposto e implementado um método para a avaliação dos efeitos das pontes térmicas no desempenho térmico de edificações com estrutura de aço exposta. O método consiste em aplicar as normas de cálculo de pontes térmicas EN ISO 10211 e EN ISO 14683 a partir de um modelo de parede equivalente, possibilitando a avaliação por meio de simulações computacionais utilizando o EnergyPlus. São analisados quatro casos de simulação computacional: Caso 1 – desconsidera-se a presença de pontes térmicas na edificação; Caso 2 – estrutrura de aço exposta isolada termicamente; Caso 3 – avalia-se o efeito da ponte térmica plana; e Caso 4 – consideram-se as pontes térmicas a partir da aplicação das normas EN ISO 10211 e EN ISO 14683. Aplica-se o método em quatro cidades brasileiras (Curitiba/PR, Belo Horizonte/MG, Ouro Preto/MG e Santa Maria/RS), em um ambiente condicionado artificialmente, no qual é feito também, via medições, o monitoramento das temperaturas superficiais internas da envoltória, da temperatura interna do ambiente e do consumo de energia com resfriamento e aquecimento do ambiente. Os resultados obtidos indicam que a carga térmica de resfriamento do ambiente é a que sofre maior influência das pontes térmicas na envoltória da edificação, aumentando cerca de 27,2% ao se considerar o dia típico de projeto de verão de Curitiba. Isso implica em custos adicionais para resfriamento do ambiente, podendo chegar a até 38% de aumento em um ano. O isolamento térmico da estrutura exposta implica em uma redução de cerca de 32% do consumo de energia anual para resfriamento do ambiente para essa mesma Zona Bioclimática. A análise experimental mostra que as diferenças entre as temperaturas superficiais da estrutura em aço exposta e da parede são bem acentuadas. No verão, há uma diferença de até 13,9 °C no período diurno. No inverno, essa diferença chega a 7,5 °C à tarde e 3,0 °C à noite, o que pode ocasionar problemas para a envoltória da edificação. Estes resultados evidenciam a necessidade de se buscar alternativas que minimizem os ganhos e/ou perdas de calor através das pontes térmicas, ou até mesmo tratá- las com um isolamento térmico apropriado, reduzindo custos para condicionar os ambientes e prevenindo a propensão de patologias na envoltória dos edifícios estruturados em aço.pt_BR
dc.description.abstractenThe search for reducing the impact that buildings have on energy consumption is crucial for the development of projects that provide greater thermal comfort and, at the same time, control energy consumption in buildings. The growing trend towards the application of steel technology as a structural system in Brazil leads to the establishment of criteria and methods to avoid thermal losses through this material, which acts as a thermal bridge, which can favor an increase in energy costs for heating and/or ambient cooling. In this work, a method for evaluating the effects of thermal bridges on the thermal performance of buildings with exposed steel structure is proposed and implemented. The method consists of applying the EN ISO 10211 and EN ISO 14683 thermal bridge calculation standards from an equivalent wall model, enabling the evaluation through computational simulations using EnergyPlus. Four computer simulation cases are analyzed: Case 1 - the presence of thermal bridges in the building is disregarded; Case 2 - thermally insulated exposed steel structure; Case 3 - the effect of the plane thermal bridge and Case 4 – thermal bridges are considered from the application of EN ISO 10211 and EN ISO 14683 standards. The method is applied in four Brazilian cities (Curitiba/PR, Belo Horizonte/MG, Ouro Preto/MG, and Santa Maria/RS), in an artificially conditioned environment, in which, via measurements, the monitoring of the internal surface temperatures of the envelope, the internal temperature of the environment and energy consumption with cooling and heating of the environment. The results obtained indicate that the thermal load for cooling the environment is the one that is most influenced by the thermal bridges in the building envelope, increasing by about 27.2% when considering the typical summer design day of Curitiba. This implies additional costs for cooling the environment, which can reach up to a 38% increase in one year. The thermal insulation of the exposed structure implies a reduction of around 32% in the annual energy consumption for cooling the environment for this same Bioclimatic Zone. Experimental analysis shows that the differences between the surface temperatures of the exposed steel structure and the wall are quite accentuated. In summer, there is a difference of up to 13.9 °C during the day. In winter, this difference reaches 7.5 °C in the afternoon and 3.0 °C at night, which can cause problems for the building envelope. These results highlight the need to seek alternatives that minimize heat gains and/or losses through thermal bridges or even treat them with appropriate thermal insulation, reducing costs to condition the environments and preventing the propensity of pathologies in the envelope of steel-structured buildings.pt_BR
dc.identifier.citationCAETANO, Lucas Fonseca. Método para a avaliação dos efeitos das pontes térmicas no desempenho térmico de edificações com estrutura de aço exposta. 2021. 198 f. Tese (Doutorado em Engenharia Civil) - Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2021.pt_BR
dc.identifier.urihttp://www.repositorio.ufop.br/jspui/handle/123456789/16026
dc.language.isopt_BRpt_BR
dc.rightsabertopt_BR
dc.rights.licenseAutorização concedida ao Repositório Institucional da UFOP pelo(a) autor(a) em 11/11/2021 com as seguintes condições: disponível sob Licença Creative Commons 4.0 que permite copiar, distribuir e transmitir o trabalho, desde que sejam citados o autor e o licenciante. Não permite o uso para fins comerciais nem a adaptação.pt_BR
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/us/*
dc.subjectAmbiente construídopt_BR
dc.subjectAço - estruturaspt_BR
dc.subjectIsolamento térmico - ponte térmicapt_BR
dc.subjectCarga térmicapt_BR
dc.titleMétodo para a avaliação dos efeitos das pontes térmicas no desempenho térmico de edificações com estrutura de aço exposta.pt_BR
dc.typeTesept_BR
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