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dc.creatorLima, Selton Fernandes de Sousa
dc.date.accessioned2021-11-24T19:35:06Z
dc.date.available2021-11-24T19:35:06Z
dc.date.issued2021-08-09
dc.identifier.urihttp://repositorio.ufsm.br/handle/1/22968
dc.description.abstractThe design and construction of Zero Energy Buildings can help reduce global energy consumption and, consequently, minimize environmental impacts. To design an energy-efficient building it is possible to use computational optimization tools, which will simulate sets of variables to find the best solutions. Faced with a variety of possible solutions, it is important to use a multi-criteria decision-making methodology to order them. The present study aims to determine the most suitable envelope configuration for obtaining residential Zero Energy Buildings in representative climate conditions of Rio Grande do Sul. Thus, the BEopt 2.8 software was used to obtain the optimal cases from the energy consumption and envelope costs point of view for Bioclimatic Zones 1, 2 and 3, in Rio Grande do Sul. Then, photovoltaic systems to balance the electrical energy consumption of each optimal case were determined. From this, the initial costs of the optimal cases were calculated, considering the cost of the envelope, the cost of the photovoltaic system and the other costs for the construction of the building. Furthermore, the adaptive model was used to assess thermal comfort indices of the optimal cases. Finally, four scenarios were considered to evaluate the optimal cases using the ELECTRE III multi-criteria decision-making process. Each scenario considered a different weight for each of the evaluation criteria (air conditioning consumption, initial cost, and thermal comfort index) to determine the best solution. The results show that in all scenarios, the best envelopes for Bioclimatic Zones 1, 2 and 3 have the main facade to the south, ceramic block walls (14 cm) and internal and external mortar (2.5 cm), 2 mm radiant barrier on the roof, percentage of transparent elements of 16% and distribution of these elements of 30% on the front and rear façades and 20% on the side façades. For the ZB1, as black exterior walls, a roof in dark colors, and windows with 3 mm single glazing are also indicated. In ZB2, the results show that pearl-colored walls, white roof, and the application of 3 mm glass characterize the best solution. On ZB3, we recommend pearl-colored walls, white roof, and 6 mm single glazed windows. In addition, it was possible to order the other optimal cases resulting from the optimization, facilitating the choice of the most adequate envelope configuration in face of possible restrictions. Thus, it was possible to verify that the results of the optimization process can be evaluated based on a set of criteria, assisting in decisions regarding the design of a residential Zero Energy Building.eng
dc.languageporpor
dc.publisherUniversidade Federal de Santa Mariapor
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International*
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/*
dc.subjectZero energy buildingspor
dc.subjectEficiência energéticapor
dc.subjectEnergia solar fotovoltaicapor
dc.subjectCusto inicialpor
dc.subjectConforto térmicopor
dc.subjectEnergy efficiencyeng
dc.subjectPhotovoltaicseng
dc.subjectInitial costeng
dc.subjectThermal comforteng
dc.titleDecisão multicritério aplicada à otimização da envoltória de edificações residenciais de energia zero no Rio Grande do Sulpor
dc.title.alternativeMulti-criteria decision-making process applied to net zero energy building’s envelope optimization in Rio Grande do Suleng
dc.typeDissertaçãopor
dc.description.resumoO projeto e construção de Edifícios de Energia Zero (Zero Energy Buildings) pode auxiliar na redução do consumo energético mundial e, consequentemente, na minimização de impactos ambientais. Para projetar uma edificação energeticamente eficiente é possível utilizar ferramentas computacionais de otimização, que irão simular conjuntos de variáveis para encontrar as melhores soluções. Diante de uma variedade de possíveis soluções, destaca-se a necessidade de utilizar uma metodologia de decisão multicritério para ordená-las. O presente estudo tem como objetivo determinar a configuração de envoltória mais adequada para a obtenção de edificações residenciais de energia zero em condições climáticas representativas do Rio Grande do Sul. Dessa forma, foi utilizado o software BEopt, versão 2.8, para a obtenção dos casos ótimos do ponto de vista do consumo energético e do custo da envoltória para as Zonas Bioclimáticas 1, 2 e 3, no Rio Grande do Sul. Então, foram determinados os sistemas fotovoltaicos necessários para compensar o consumo de energia elétrica de cada caso ótimo. A partir disso, foram determinados os custos iniciais dos casos ótimos, considerando o custo da envoltória, o custo do sistema fotovoltaico e os demais custos para a construção da edificação, obtidos por orçamentação. Além disso, foram avaliados os índices de conforto térmico adaptativo dos casos ótimos. Por fim, foram considerados quatro cenários para avaliar os casos ótimos a partir do método de decisão multicritério ELECTRE III. Cada cenário considerou um peso diferente para cada um dos critérios de avaliação (consumo de ar-condicionado, custo inicial e índice de conforto térmico), para determinar a melhor solução. Em todos os cenários, verificou-se que as melhores configurações de envoltória para as Zonas Bioclimáticas 1, 2 e 3 apresentam a fachada principal ao Sul, paredes de bloco cerâmico (14 cm) e argamassa interna e externa (2,5 cm), barreira radiante de 2 mm na cobertura, percentual de elementos transparentes de 16% e distribuição desses elementos de 30% nas fachadas frontal e posterior e 20% nas fachadas laterais. Para a ZB1, as paredes externas na cor preta e a cobertura em cores escuras, e as janelas com vidros simples de 3 mm também são indicados. Na ZB2, os resultados mostram que paredes na cor pérola, cobertura branca e a aplicação de vidros simples de 3 mm caracterizam a melhor solução. Na ZB3, recomenda-se paredes na cor pérola, cobertura branca e janelas com vidros simples de 6 mm. Além disso, foi possível ordenar os demais casos ótimos resultantes da otimização, facilitando a escolha da configuração de envoltória mais adequada diante de eventuais restrições. Assim, foi possível verificar que os resultados do processo de otimização podem ser avaliados a partir de um conjunto de critérios, auxiliando em decisões no projeto de uma edificação residencial de energia zero.por
dc.contributor.advisor1Santos, Joaquim Cesar Pizzutti dos
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/6591314076760539por
dc.contributor.referee1Santos, Isis Portolan dos
dc.contributor.referee2Cunha, Eduardo Grala da
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/9091756186887908por
dc.publisher.countryBrasilpor
dc.publisher.departmentEngenharia Civilpor
dc.publisher.initialsUFSMpor
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Civilpor
dc.subject.cnpqCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVILpor
dc.publisher.unidadeCentro de Tecnologiapor


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