Sensitivity analysis of the ABNT draft standard – moisture transport simulation

Authors

DOI:

https://doi.org/10.46421/entac.v20i1.6032

Keywords:

Hygrothermal performance, Computer Simulation, Moisture in building envelopes, Sensitivity analyses

Abstract

This research aims to analyze the ABNT draft standard "Computational Simulation of the Hygrothermal Behavior of Walls – Procedure" regarding sensitivity to variations in boundary conditions for moisture production, use, and occupancy. The research method involves applying the conditions proposed in the draft standard and analyzing the sensitivity to variations in boundary conditions for moisture production, occupancy, ventilation, and driving rain through hygrothermal performance simulations. The draft standard uses values for internal gains based on NBR 15575. For a more critical analysis, considering the high occupancy of dwellings in Brazil, these values could be higher. Another issue is the window opening based on a defined setpoint, which proved inadequate for the analyses, as it does not consider more critical conditions nor those close to the reality of a dwelling. Regarding driving rain, the results showed the significant importance of rainfall precipitation on the assessment of hygrothermal behavior, making it relevant to be considered in the standard, especially since it is not included in other technical documents. The most sensitive variables influencing the hygrothermal performance of the building were internal occupancy and driving rain. However, each analysis criterion presented a more influential variable, so it cannot be concluded that only one variable is more influential in the total hygrothermal performance of the building.

Author Biographies

Luiza Coutinho Bernardes, Pontifícia Universidade Católica do Paraná

Mestre em Arquitetura e Urbanismo com ênfase em Conforto e Sustentabilidade do Ambiente Construído pela Universidade Federal de Pelotas (UFPel). Doutoranda em Engenharia Mecânica com ênfase em Engenharia e Ciências Térmicas na Pontifícia Universidade Católica do Paraná (PUCPR).

Eduardo Grala da Cunha, Universidade Federal de Pelotas

Doutor (2005) em Arquitetura pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul, UFRGS. Pós-Doutorado (2008) pela Universidade de Kassel, Alemanha. Professor Associado da Universidade Federal de Pelotas, Diretor da Faculdade de Arquitetura e Urbanismo, UFPel.

Adriana Camargo de Brito, Instituto de Pesquisas Tecnológicas do Estado de São Paulo

Doutora em eficiência energética pela Poli-USP (2015). MBA em Data Science e Analytics pela USP-ESALQ (2024). Mentoring no IPT na área de Inteligência Artificial, em Estudo Aplicado de LLM (Large Language Model) (2024). 

Nathan Mendes, Pontifícia Universidade Católica do Paraná

Doutor em Engenharia Mecânica pela Universidade Federal de Santa Catarina em colaboração com o Lawrence Berkeley National Laboratory (1997). Professor titular, Diretor Institucional de Pós-Graduação Stricto Sensu da Pontifícia Universidade Católica do Paraná e Coordenador do projeto institucional de Excelência no Stricto Sensu. 

References

KÜNZEL, H. M.; HOLM, A. H. Moisture control and problem analysis of heritage constructions. Meeting on Building Pathology and Rehabilitation, p. 85–102, 2009.

LARA, R. R. Á. Hygro–thermo–mechanical analysis of masonry: Experimental characterization and numerical simulations. Tese (Doutorado em Engenharia Civil). Escola de Engenharia da Universidade do Minho. Braga, PT. 2023.

STRAUBE, J. F. Moisture in buildings. ASHRAE Journal, v. 44, n. 1, p. 15–19, 2002.

GUERRA, F. L.; CUNHA, E. G.; SILVA, A. C. S. B.; KNOP, S. Análise das condições favoráveis à formação de bolor em edificação histórica de Pelotas, RS, Brasil. Ambiente Construído, v. 12, n. 4, p. 7–23, 2012.

HENRIQUES, F. Humidade em paredes. Laboratório Nacional de Engenharia Civil - LNEC. Lisboa, Portugal, 1994.

BERGER, J.; GUERNOUTI, S.; WOLOSZYN, M.; BUHE, C. Factors governing the development of moisture disorders for integration into building performance simulation. Journal of Building Engineering, v. 3, p. 1–15, 2015.

SEDLBAUER, K. Prediction of mould fungus formation on the surface of and inside building components. Tese (Doutorado em física das construções) Fraunhofer Institute for Building Physics - Universität Stuttgart. 2001.

MENDES, N. Modelos para Previsão da Transferência de Calor e de Umidade em Elementos Porosos de Edificações. Tese (Doutorado em Engenharia Mecânica). Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica da Universidade Federal de Santa Catarina. Florianópolis. 1997.

INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION. ISO 13788: Hygrothermal performance of building components and building elements – Internal surface temperature to avoid critical surface humidity and interstitial condensation – Calculation methods. International Standard - ISO. 2012.

BRITISH STANDARD. BS EN 15026: Hygrothermal Performance of Building Components and Building Elements – Assessment of Moisture Transfer by Numerical Simulation. Brussels. 2007.

AMERICAN SOCIETY OF HEATING, REFRIGERATING AND AIR-CONDITIONING ENGINEERS - ASHRAE. ASHRAE Standard 160: Criteria for Moisture - Control Design Analysis in Buildings. Atlanta, USA. 2016.

BERNARDES, L. C. Impacto da variação das condições de contorno no projeto de norma ABNT de simulação de transporte de umidade. Dissertação (Mestrado em Arquitetura e Urbanismo). Programa de Pós-Graduação em Arquitetura e Urbanismo da Faculdade de Arquitetura e Urbanismo da Universidade Federal de Pelotas. Pelotas, 2024.

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS - ABNT. NBR 15575: Edificações Habitacionais – Desempenho. Rio de Janeiro. 2021.

BELIZARIO-SILVA, F.; BRITO, A. C. Efeito da variação das características higrotérmicas do concreto no comportamento higrotérmico de uma parede. Ambiente Construído, v. 24, 2024.

SISTEMA NACIONAL DE AVALIAÇÕES TÉCNICAS - SINAT. Diretriz SiNAT n°001: Revisão 03 – Diretriz para Avaliação Técnica de paredes estruturais de concreto moldadas no local. Brasília, 2017.

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS - ABNT. Rascunho Inicial do Projeto de Norma – Simulação computacional do comportamento higrotérmico de paredes – Procedimento. Rio de Janeiro. 2023.

LEITZKE, R. K.; BELTRAME, C. M.; FREITAS, J. R.; SEIXAS, J. N.; MACIEL, T. S.; CUNHA, E. G.; RHEINGANTZ, P. A. Optimization of the Traditional Method for Creating a Weather Simulation File: The Pelotas.epw Case. Journal of Civil Engineering and Architecture, v. 12, n. 10, 2018.

FRAUNHOFER IBP. WUFI Pro 6 Manual. Fraunhofer Institute for Building Physics - IBP. Stuttgart, DE. 2019.

ELI, L. G.; KRELLING, A. F.; MENDES, L. S.; MACHADO, R. M. e S.; MAZZAFERRO, L.; MELO, A. P.; LAMBERTS, R. Manual de Simulação Computacional de Edifícios com o Uso do Objeto Ground Domain no Programa EnergyPlus - Versão 9.0.1. 2019.

ZANONI, V. A. G.; SANCHEZ, J. M. M.; BAUER, E. Métodos para quantificação de chuva dirigida incidente nas fachadas das edificações. PARC Pesquisa em Arquitetura e Construção, v. 9, n. 2, p. 122–132, 2018.

SILVA, A. S. Desenvolvimento de um método para avaliação do desempenho térmico e energético de edificações aplicando análise de incertezas e sensibilidade. Tese (Doutorado em Engenharia Civil). Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil. Universidade Federal de Santa Catarina. 2016.

DEUTSCHES INSTITUT FÜR NORMUNG. DIN 4108-8: Wärmeschutz und Energie-Einsparung in Gebäuden - Teil 8: Vermeidung von Schimmelwachstum in Wohngebäuden. Berlin, Germany. 2022.

ZANONI, V. A. G. Influência dos agentes climáticos de degradação no comportamento higrotérmico de fachadas em Brasília. Tese (Doutorado em Arquitetura e Urbanismo). Programa de Pós-Graduação da Faculdade de Arquitetura e Urbanismo da Universidade de Brasília. Brasília. 2015.

PIRES, J. R. Estimativa da condensação em edificações unifamiliares em território brasileiro: Simulação higrotérmica computacional. Tese (Doutorado em Engenharia Civil). Universidade do Vale do Rio dos Sinos - UNISINOS. 2020.

AFONSO, T. M. Desempenho higrotérmico de edificações e procedimentos para previsão de ocorrência de bolores em ambientes internos: estudo de caso em habitações construídas com paredes de concreto. Dissertação (Mestrado em Habitação: Planejamento e Tecnologia). Departamento de Tecnologia em Construção de Edifícios do Instituto de Pesquisas Tecnológicas - IPT. São Paulo. 2018.

Published

2024-10-07

How to Cite

BERNARDES, Luiza Coutinho; CUNHA, Eduardo Grala da; BRITO, Adriana Camargo de; MENDES, Nathan. Sensitivity analysis of the ABNT draft standard – moisture transport simulation. In: NATIONAL MEETING OF BUILT ENVIRONMENT TECHNOLOGY, 20., 2024. Anais [...]. Porto Alegre: ANTAC, 2024. p. 1–13. DOI: 10.46421/entac.v20i1.6032. Disponível em: https://eventos.antac.org.br/index.php/entac/article/view/6032. Acesso em: 3 dec. 2024.

Issue

Section

Conforto Ambiental e Eficiência Energética

Most read articles by the same author(s)

1 2 > >> 

Similar Articles

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 > >> 

You may also start an advanced similarity search for this article.