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Pietrobon, Cláudio Emanuel. Luz e calor no ambiente construído escolar e o sombreamento arbóreo: conflito ou compromisso com a conservação de energia?. Orientação de Roberto Lamberts.Tese (Pós-graduação em Engenharia de Produção) - Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis, 1999.
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Número de Trabalhos: 25 (Com arquivo PDF disponíveis: 10)
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Resumo

Os desempenhos termo-energético e lumínico em edificações escolares estão vinculados às variáveis determinantes do projeto arquitetônico e paisagístico. A relação diádica entre estas variáveis é conflitante, se analisadas conjuntamente, através do consumo de energia elétrica. Esta tese exploratória, de cunho sistêmico, analisa, conflitos e compromissos entre luz e calor em escolas com sombreamento arbóreo, através de medições no local e tratamento computacional de imagens hemisféricas, através da iluminância interna e externa. Diagnostica, define e quantifica os conflitos entre luz e calor, em salas de aula da amostragem, sombreadas com Flamboyants, Sibipirunas, Ipês Amarelos e Ipês Roxos, no Câmpus-Sede da UEM. Na busca dos compromissos entre as variáveis de luz e calor, foram desenvolvidos um aparato e um método de medição. Foram medidas a transparência dos hemisférios verticais, das copas de grupos de árvores nos solstícios de verão e inverno e durante um ano, um exemplar de cada árvore. Além disto, elaborou-se um arquivo de variáveis de clima, na forma de Ano Climático de Referência, com 52.640 dados horários. Com tais procedimentos, possibilitou-se efetuar 8.162 simulações computacionais paramétricas através do software VisualDOE2.6, na busca de compromissos nesta relação diádica entre luz e calor. Os parâmetros que mais influenciaram o desempenho termo-energético do modelo de sala foram: a) O retrofit no sistema de iluminação artificial; b) A distância das árvores ao edifício; c) A porcentagem da área das janelas em relação à área das paredes; d) A inércia e isolação térmica das paredes. Com tais resultados, foram identificadas as distâncias ótimas das árvores para obtenção do menor consumo de energia elétrica , com sombreamento arbóreo. Além do que, obtiveram-se valores de conservação de energia consideráveis em ambientes climatizados artificialmente, com e sem sombreamento, variando de 14% a 57%. E, finalmente identificou-se que o lay-out das salas pode ser melhorado com a alteração no partido arquitetônico e com a especialização das funções das janelas.

Abstract

The thermal-energetic and light performance in school buildings is associated with key variables in architectural and landscape projects. The two-side relationship between these variables is conflicting, if analysed jointly, using energy consumption. This exploratory thesis, applying systems theory, analyses classrooms, through 'in loco" measurements and computer hemispheric imaging using internal and external illumination. It evaluates, defines and quantifies the conflict between light and heat in a sample of four classrooms, shaded by "Caesalpinea peltophoroides, Tabebuia avellanadae, Delonix regia, Tabebuia crysotricha" trees, in the University Campus of UEM.To observe the interplay of light and heat, a special device and method was developed to measure the transparence of vertical hemispheres and groups of trees during the winter and summer solstices as well as a sample of each tree, using the luminance. In addition, a special meteorological records system named Test Reference Year was set up containing 52640 hourly data. With such procedures in place, it was conducted 8162 parametric computer simulations using VisualDOE 2.6 software to analyse the twin conflicts of light and heat. The parameters that most influenced the performance of thermal-energetic and luminous performance in classrooms were: a) The retrofit of artificial lighting system; b)The distance of trees from the building; c) The Window to Wall Ratio; d) Wall thermal isolation and inertia. With these results it was possible to identify the optimum distance of perennial and decidua trees in reduced energy consumption, even with the presence of tree shades. In addition, it was observed significant electric energy savings results in artificially climatized environments with and without shading, between the values of 14% to 57%. And, finally, it was identified that the layout of classrooms may be improved by modifying architectural blueprints and specially designed windows.
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