Defesa

O desenvolvimento de ferramentas de modelagem paramétrica e programas que possibilitam a integração entre a modelagem da edificação com a avaliação de desempenho tem criado novos métodos de projeto. Na otimização baseada em simulação, o desempenho é o fator determinante na aceitação de soluções projetuais. O projetista utiliza a modelagem paramétrica para criação de um modelo inicial de edificação, determina parâmetros que serão variados, e um algoritmo de otimização cria automaticamente diversas soluções, buscando encontrar as melhores para os objetivos de projeto. As soluções são todas simuladas e seus desempenhos computados e, ao final do processo de otimização, o projetista é capaz de avaliar as soluções obtidas e decidir quais são as mais adequadas de acordo com os seus objetivos de projeto. Neste trabalho, a otimização baseada em simulação foi aplicada a um estudo da forma do Museu da Imagem e do Som (MIS), do Rio de Janeiro, para a criação de modelos de edificações de fachadas multifacetadas com sistema fotovoltaico integrado às fachadas. Na primeira etapa do trabalho, a fachada principal do MIS foi parametrizada, com a aplicação de módulos fotovoltaicos em algumas das superfícies. Em seguida, foi aplicada a otimização baseada em simulação para identificação das soluções de melhor desempenho para geração de energia. Identificou-se que a inclinação dos módulos fotovoltaicos possui um impacto maior do que sua área no desempenho energético. Na segunda etapa, foi criado um modelo de edificação de fachadas multifacetadas, inspirado na linguagem formal do MIS, com a parametrização de alguns elementos de fachadas da edificação. O estudo foi aplicado para três cidades brasileiras, com a criação de contextos urbanos para avaliação do impacto do sombreamento sobre o desempenho da edificação. A otimização baseada em simulação foi aplicada buscando-se maximizar a geração de energia por módulos fotovoltaicos aplicados às fachadas e minimizar a carga térmica de condicionamento. Identificou-se que, para o caso de Curitiba, o percentual de atendimento à demanda de condicionamento pode chegar a 90,2% para os casos otimizados para a geração fotovoltaica; para Belo Horizonte, o percentual chega até 50,7%; e para Recife, até 30,5% apenas. Para os melhores casos com relação à carga térmica, o atendimento à demanda de condicionamento em Curitiba chega a 53,3%; em Belo Horizonte, 32,4% e em Recife, 11,9%. A otimização baseada em simulação possibilitou a criação de soluções com uma variação de até 340,8% na geração de energia (caso de Recife) e até 26,2% de variação na carga térmica (caso de Curitiba), se mostrando uma ferramenta importante para a obtenção de soluções de elevado desempenho termo-energético. O método também possibilitou a identificação de tendências formais para as melhores soluções em casa cidade estudada.

Dissertação