Aplicação de componente Grasshopper para estimar o PVN

estudo de caso no Vale do Mucuri em MG

Autores

DOI:

https://doi.org/10.46421/encac.v17i1.3748

Palavras-chave:

potencial de ventilação natural, plugin Grasshopper, plataforma paramétrica, ferramentas ladybug

Resumo

Um edifício de alto desempenho deve atender aos requisitos de conforto ambiental e eficiência energética. As possíveis soluções incluem estratégias passivas como a ventilação natural (VN), que pode proporcionar conforto térmico e economia de energia. No entanto, seu desempenho depende do projeto do edifício e da interação com as características ambientais locais. Neste estudo, avalia-se o Potencial de Ventilação Natural (PVN) das cidades do Vale do Mucuri – MG, a partir de arquivos climáticos disponíveis. O cálculo do PVN foi implementado como um componente do plugin Grasshopper, uma plataforma de parametrização do modelador 3D Rhinoceros. Esse ambiente representa uma nova maneira de pensar o projeto, integrando análises climáticas e simulações termo energéticas à representação gráfica. O PVN baseia-se nos dados de temperatura do ar (bulbo seco e ponto de orvalho) e velocidade do vento. Ele pode ser interpretado como o número de horas/ano em que as condições climáticas externas corroboram para o uso da VN como estratégia de condicionamento de um edifício. Com base nesse dado quantitativo, projetistas podem verificar de maneira genérica se, e quando, a ventilação natural poderia ser adotada a fim de melhorar as condições de conforto dos edifícios numa determinada região.

Biografia do Autor

Nayara Rodrigues Marques Sakiyama, Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri

Possui graduação em Arquitetura e Urbanismo (2010) e mestrado em Engenharia Civil (2013) pela Universidade Federal de Viçosa (UFV). É doutora em Engenharia (Dr.-Ing.) pela Universität Stuttgart, Alemanha (2021).

Professora Adjunta da Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri (Teófilo Otoni-MG, Brasil)

Davi Drummond Lopes, Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri

Graduação em andamento em Ciência e Tecnologia na Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri (UFVJM), Campus do Mucuri.

Felipe Isamu Harger Sakiyama, Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri

Doutor em Engenharia (Dr.-Ing) pela Universität Stuttgart, Alemanha, e Engenheiro Civil e Mestre em Engenharia Civil pela Universidade Federal de Viçosa (UFV).

Professor adjunto do Instituto de Ciência, Engenharia e Tecnologia (ICET) da Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri (UFVJM), Campus do Mucuri.

Referências

ABNT - ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS, NBR 15220: Desempenho térmico de edificações -Parte 3: Zoneamento bioclimático Brasileiro e estratégias de condicionamento térmico passivo para habitações de interesse social. Rio de Janeiro, 2005.

ASHRAE - AMERICAN SOCIETY OF HEATING, REFRIGERATING AND AIR-CONDITIONING ENGINEERS: Standard 55. Thermal Environmental Conditions for Human Occupancy, 2003.

BEN-DAVID, T., WARING, M.S., Impact of natural versus mechanical ventilation on simulated indoor air quality and energy consumption in offices in fourteen U.S. cities, Building and Environment. v. 104, pp. 320–336, 2016.

https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2016.05.007

CIDADE BRASIL. Disponível em: www.cidade-brasil.com.br/mesorregiao-do-vale-do-mucuri.html. Acesso em: abr. 2023.

CAUSONE, F. Climatic potential for natural ventilation, Architectural Science Review. v. 59 p.p 212–228, 2016 https://doi.org/10.1080/00038628.2015.1043722

CHEN, Y., TONG, Z.; MALKAWI, A. Investigating natural ventilation potentials across the globe: regional and climatic variations, Building and Environment. v. 122, pp. 386– 396, sep. 2017, https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2017.06.026

DAVISON, S. Grasshopper-Algorithmic Modeling for Rhino [Software]. Disponível em: www.grasshopper3d.com. Accesso em: abr.2023)

EPE - EMPRESA DE PESQUISA ENERGÉTICA. Balanço energético nacional: Ano base 2021. Empresa de Pesquisa Energética, [s. l.], p. 66, 2022.

Disponível em: https://www.epe.gov.br/sites-pt/publicacoes-dados-abertos/publicacoes/PublicacoesArquivos/publicacao-675/topico-638/BEN2022.pdf Acesso em: abr. 2023.

IEA - INTERNATIONAL ENERGY AGENCY. The Future of Cooling. [s.l], 2018. Disponível em:

www.iea.org/reports/the-future-of-cooling.Acesso em: abri. 2023.

LI, Y., LI, X. Natural ventilation potential of high-rise residential buildings in northern China using coupling thermal and airflow simulations, Building Simulation. v. 8, pp.51–64, 2015. https://doi.org/10.1007/s12273-014-0188-1

MCNEEL, R. & ASSOCIATES. Rhinoceros [Software]. Disponível em: www.rhino3d.com. Accesso em abr. 2023.

OLIVEIRA, C. C.; SAKIYAMA, N. R. M.; MIRANDA; L. V. (2017). Desempenho térmico de uma edificação unifamiliar naturalmente ventilada para o clima de Teófilo Otoni-MG. Revista Eletrônica de Engenharia Civil, Vol. 13, pp. 57-72, 2017. Disponível em:

https://www.revistas.ufg.br/reec/article/view/42940/pdf_1. Acesso em abr. 2023

PHAFF, J. C.; GIDS, W. F., TON, J. A.; REE, D. v/d.; SCHIJNDEL, L. L. M. v. The Ventilation of buildings: Investigation of the consequences of opening one window on the internal climate of a room. 1980.

RAMPONI, R., ANGELOTTI, A., BLOCKEN, B. Energy saving potential of night ventilation: sensitivity to pressure coefficients for different European climates, Applied Energy, v.123, pp.185–195, jun.2014, https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2014.02.041

ROUDSARI, M. S., PAK, M. and SMITH, A. ‘Ladybug: a parametric environmental plugin for grasshopper to help designers create an environmentally-conscious design’, In: 13th Building Simulation, Proceedings… Chambéry, France, 2013, August 26-28, pp. 3128–3135.

SAKIYAMA, N. R. M., MAZZAFERRO, L., CARLO, J. C., BEJAT, T. and GARRECHT, H. Natural ventilation potential from weather analyses and building simulation, Energy and Buildings, v. 231, p. 110596, 2020. https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2020.110596

SOUZA, L. P. de .; BAVARESCO, M. V.; VAZ, C. E. V.; LAMBERTS, R. Inserção de simulações de desempenho térmico no processo de projeto. PARC Pesquisa em Arquitetura e Construção, Campinas, SP, v. 12, n. 00, p. e021011, 2021. Disponível em: https://periodicos.sbu.unicamp.br/ojs/index.php/parc/article/view/8657346. Acesso em: abr. 2023.

TONG, Z., CHEN, Y., MALKAWI, A. et al. Energy saving potential of natural ventilation in China: The impact of ambient air pollution. Applied Energy, v. 179, pp. 660–668, oct. 2016, https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2016.07.019

TOULOUPAKI, E. and THEODOSIOU, T. ‘Performance Simulation Integrated in Parametric 3D Modeling as a Method for Early-Stage Design Optimization—A Review’, Energies, vol. 10, pp. 637, 2017a.

TOULOUPAKI, E. and THEODOSIOU, T. Optimization of Building form to Minimize Energy Consumption through Parametric Modelling’, Procedia Environmental Sciences, vol. 38, pp. 509–514, 2017b.

VIEIRA, F. T.; ALEXANDRINO, C. H.; SANTOS, J.. Rádio ciência: integração acadêmica e comunitária. Revista Multidisciplinar Acadêmica Vozes dos Vales, Teófilo Otoni, v. 1, n. 5, p.1-27. 2014.

Downloads

Publicado

26-10-2023

Como Citar

SAKIYAMA, Nayara Rodrigues Marques; DRUMMOND LOPES, Davi; HARGER SAKIYAMA, Felipe Isamu. Aplicação de componente Grasshopper para estimar o PVN: estudo de caso no Vale do Mucuri em MG. In: ENCONTRO NACIONAL DE CONFORTO NO AMBIENTE CONSTRUÍDO, 17., 2023. Anais [...]. [S. l.], 2023. p. 1–8. DOI: 10.46421/encac.v17i1.3748. Disponível em: https://eventos.antac.org.br/index.php/encac/article/view/3748. Acesso em: 21 nov. 2024.

Edição

Seção

3. Conforto Térmico