Atmospheric impacts on daytime urban heat island

Daytime urban heat island effects can be weak compared to night time and even reversed (as in the case of cool islands, where urban locations display lower temperatures than at a rural site), mostly due to shading effects from buildings, vegetation, and other possible obstructions. The study of the relationship between the sky-view factor, an indicator of urban geometry in terms of sky openness, and urban heat island intensity generally focus on night time periods; only a few report on the daytime effect of the SVF. Such effect will also vary according to background atmospheric conditions of the period of measurements. This article is a commentary on a recent publication by the authors on a study of diurnal intra-urban temperature differences in a location with Koeppen’s Cfb climate

Metodologia de avaliação pós-ocupação aplicada em câmara bioclimática de baixo custo

A UNILA, a Prefeitura Municipal de Foz do Iguaçu, a Alfândega da Receita Federal em Foz do Iguaçu, a Universidade Estadual do Oeste do Paraná (Unioeste) e o Instituto Federal do Paraná (IFPR) promoverão conjuntamente, este ano, a Semana Integrada do Servidor Público. O evento pretende ser um espaço de análise e discussão sobre o tema “Valorização e integração: contribuições e desafios do servidor público na atualidade”. As atividades serão realizadas entre os dias 22 e 27 de outubro. O lançamento da Semana foi realizado nesta segunda-feira (27), no auditório da UnioesteO ponto de vista do usuário é essencial para o diagnóstico do desempenho do meio construído e das condições de conforto e bem-estar proporcionadas pelo ambiente. Nesse contexto, o objetivo deste trabalho é apresentar a metodologia adotada no delineamento da Avaliação Pós-Ocupação (APO) da Câmara Bioclimática de Baixo Custo (CBBC), situada na Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba/PR. Inicialmente, são conceituadas a Avaliação Pós-Ocupação e o que vem a ser uma Câmara Climática. Após, são apresentados os documentos textuais, o protocolo de operação da CBBC e o monitoramento de variáveis ambientais que foi realizado concomitantemente à APO, em agosto de 2018. Os resultados correspondem à versão final do Questionário APO e aos documentos auxiliares utilizados durante a realização da APO CBBC. Por fim, constam algumas considerações sobre o desenvolvimento da primeira rodada da APO e o planejamento da segunda rodada da APO CBBC, a ser realizada em dezembro de 201

Análise da viabilidade técnica de turbinas de vento canalizado na geração de energia eólica

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil, Florianópolis, 2016.A presente pesquisa tem por finalidade realizar uma abordagem técnica quanto ao advento de uma nova categoria de tecnologia de geração de energia eólica, no caso, as Turbinas Eólicas Canalizadas (TEC) ou Ducted Wind Turbines (DWT) - sendo a mesma posta à prova, por meio de um estudo dissertativo dos seus aspectos intrínsecos, além de uma análise de eficiência e comparativa simulando um cenário de geração distribuída na cidade de Florianópolis - SC através do software HOMER. O presente trabalho tem como foco o cenário da possibilidade de implantação de uma nova tecnologia no campo energético, munida de alto desempenho. Os sistemas TECs exploram desenvolvimentos tecnológicos recentes e que têm como base o efeito Venturi como seu fundamental componente além de efetuar uma captação otimizada de ventos, com posterior segregação do mesmo em um sistema canalizado que direciona o ar para uma ou mais turbinas eólicas. As possibilidades de advento desta tecnologia no Brasil estão atreladas em sua maioria à geração distribuída, panorama aqui examinado por meio de uma abordagem de embasamentos técnicos e dados publicados sobre a inovação tecnológica em questão. Para tanto, o presente estudo tem como alicerce a legislação existente quanto à geração distribuída afim de idealizar um comparativo entre um sistema de microgeração baseado nas TECs e a tecnologia atual de Torres Eólicas Geradoras. De posse dos dados climáticos de velocidade do vento, além das legislações vigentes, foi escolhido o aerogerador SkyStream Land 2.4 kW de potência. As simulações acerca da eficiência e as análises realizadas no software HOMER fornecem um estudo específico de quanto a sensibilidade da velocidade do vento impacta nos resultados de forma a comparar a vantagem do sistema proposto através de seu fator de escala de aceleração. Os resultados obtidos demonstram que na condição atual, as TECs evidenciam fatores que podem fazer jus ao seu advento como custos inferiores e potencial gerador nominal na ordem de 4,9 vezes acima do método convencional. A pesquisa explana sobre os conceitos fundamentais de geração eólica, exibindo suas principais características técnicas e evolucionais, além de abordar uma nova proposta para viabilidade de geração em locais considerados atualmente como tendo baixo potencial eólico.Abstract : The present work aims to develop a technical approach to deal with a new category of wind energy generation technology, namely, the Ducted Wind Turbines (DWT). To achieve this aim, this dissertation investigates the DWT intrinsic characteristics and analyzes its efficiency simulating a scenario of a distributed generation in the city of Florianópolis, Brazil, through the HOMER software. The proposed development focuses on the main advantages (and disadvantages) of this new technology in an actual energy usage scenario, offering high performance. New DWT systems rely on recent technological developments based on the Venturi effect as a fundamental component and on harnessing the wind through a pipe system which conducts it to one or more wind turbines. There are promising possibilities of this technology in Brazil, mostly related to its newly created distributed generation system. The herein proposed study will examine these possibilities through a technical approach based on literature review and published research related to the subject. Also, it considers the Brazilian regulations and legislations on the distributed generation in order to compare micro systems based on TECs and on the current technology of Wind Generators Towers. Besides local climatological data of wind speed, the proposed study considered the specifications of the wind turbine SkyStream 2.4 kW. The accomplished simulations with the software HOMER provided a general sensitivity scale of the wind speed impact of the efficiency results, allowing a comparison of the system proposed advantages regarding its acceleration factor. Compared to the conventional Wind Towers, the results show that the current TEC technology can offer high efficiency at lower costs, providing up to 4.9 times higher power-generating potential. In brief, the proposed work discusses about the fundamental concepts of wind generation and its main technical and historical features, and presents a new possibility for generation in areas with low wind potential

Uma abordagem sistêmica da atual crise ambiental

Neste artigo, é traçado inicialmente um quadro histórico acerca do surgimento da sociedade tecnológica. Em seguida, aponta-se para alguns problemas criados por essa sociedade, à luz do conflito existente entre os avanços tecnológicos e os prejuízos causados ao meio ambiente. As seções seguintes discutem o enfoque ambientalista e a abordagem sistêmica para essa questão, para que se possa, por fim, esboçar algumas estratégias no sentido de propor melhorias para o sistema global. A systemic approach of present environmental crises Abstract In this article, we first present a brief historical picture from the beginnings of the technological society. Then, we point out some problems created by this society in the light of the existing conflict between technological progress and the damages brought to the environment. The following sections discuss the environmentalist vision and the systemic approach to this issue, in order to outline some strategies to improve the global system

Potencial de redução da temperatura de superfície pelo aumento do albedo nas diversas regiões brasileiras

Urban growth progressively replaces green areas by building materials, which absorb more solar radiation and retain heat, altering urban microclimate and increasing urban heat island effect and therefore causing discomfort in hotter regions and during summer, with increase energy consumption for HVAC systems. A strategy for reducing surface temperature is to adopt surface materials with higher albedo. Once surface temperature results of both incident energy and albedo, the objective here was generate a Global Horizontal Irradiation (GHR) Map of the Brazilian territory in order to estimate the potential cooling effect of increasing albedo in several regions, serving as guide to decide where albedo increase would be useful, and how much would be its cooling effect. The methodology adopted was to calculate the average GHR using the database created by Prof.MaurícioRoriz, with hourly data of 411 cities from INMET weather stations, between 2000 and 2010. The cooling potential effect was calculated from an empirical relationship presented in the area literature. The results were converted into a thematic map, using the kriging method for interpolating the data sample. In the generated maps larger variations can be noticed in the cooling potential from region to region, noticeable even for same latitudes.Com o crescimento urbano, as superfícies vegetais são progressivamente substituídas por materiais construtivos que absorvem mais radiação solar e retém o calor, alterando o microclima das cidades, contribuindo para a intensificação da ilha de calor urbano e causando desconforto térmico em regiões mais quentes e nos períodos de verão, além de um maior consumo de energia para refrigeração das edificações. Uma estratégia para reduzir a temperatura de superfície é a utilização de materiais de superfície com maior albedo. Sendo a temperatura de superfície resultado tanto da energia incidente como do albedo, o objetivo deste trabalho foi o de mapear a Irradiância Global Horizontal (IGH) média nas diversas regiões brasileiras de maneira a poder correlacioná-la com o potencial de redução da temperatura superficial que se pode atingir com o incremento do albedo, servindo de orientação para a decisão de onde o uso de um maior albedo pode ser efetivamente útil e quanto de melhora isso pode resultar. A metodologia do trabalho consistiu em calcular a IGH Média a partir da base de dados compilada pelo Prof. Maurício Roriz, a partir de dados horários, registrados em 411 estações climatológicas do INMET entre os anos de 2000 e 2010. O potencial de redução de temperatura foi estimado a partir de equação empírica apresentada na literatura da área. O resultado do trabalho foi convertido em mapa temático, utilizando-se do método de krigagem para interpolação dos dados amostrais. Percebe-se a partir dele uma grande variação no potencial de redução da temperatura superficial, tanto entre regiões distintas, quanto para uma mesma latitude

Análise da eficiência energética da envoltória de um projeto padrão de uma agência bancária em diferentes zonas bioclimáticas brasileiras

Este trabalho analisou e classificou o desempenho energético da envoltória de um projeto padrão de uma agência bancária por meio de parâmetros do Método Prescritivo do Regulamento Técnico da Qualidade do Nível de Eficiência Energética de Edifícios Comerciais, de Serviços e Públicos (RTQ-C), em diferentes zonas bioclimáticas brasileiras (ZB’s). Nas situações em que o edifício apresentou oportunidades de melhoria, foram testadas estratégias bioclimáticas em relação às aberturas envidraçadas, tais como sombreamentos (AVS e AHS) e fator solar dos vidros (FS). Em apenas seis situações verificou-se que a envoltória do projeto padrão original não atingiu o nível “A”. Para esses casos, foram alterados fatores relacionados a AVS, AHS e FS nas equações do Método Prescritivo para obtenção de um valor do indicador de consumo da envoltória (ICenv) que a classificasse com o nível “A”. Para avaliar o potencial de economia de energia elétrica do sistema de ar condicionado com as alterações propostas, foi realizada a simulação computacional com o programa EnergyPlus considerando o projeto original e o projeto otimizado. Os resultados da simulação mostraram que é possível uma economia de até 26,0% no consumo de energia elétrica para o projeto otimizado com a fachada principal orientada para o Oeste na cidade de Curitiba/PR (ZB-1). Para a implantação da agência com a fachada principal para o Oeste na cidade de Brasília/DF (ZB-4), a simulação apontou uma economia de até 30,5% com a alteração do FS dos vidros. Para a cidade de Cuiabá/MT (ZB-7), as alterações das variáveis na equação do Método Prescritivo apontaram possibilidades de redução do consumo apenas para modificações no fator AVS, sendo esta de 0,7% (fachada Sul), 2,8% (fachada Leste) e 3,9% (fachada norte)

Estudo sobre interferências da morfologia urbana na percepção térmica humana / Study on the interference of urban morphology on human thermal perception

A percepção térmica envolve, em certa medida, aspectos contextuais que são levados em conta quando os sujeitos expressam seus votos térmicos para um determinado espaço interno ou externo. Este estudo concentra-se na cognição humana e preconceitos do comportamento térmico a partir de imagens 3D. Cenas urbanas foram armazenadas no repositório de imagens 3D do Roundme e um questionário foi usado com participantes voluntários que preencheram respostas on-line a questões relativas à percepção térmica. Uma diferenciação das cenas foi notada apesar da ausência de pistas sobre localização, estação e hora do dia das cenas. Dependendo da região climática da qual os entrevistados vieram, uma relação diferente foi observada em relação à abertura do céu, o que reforça a hipótese da cognição humana em estudos com foco na percepção térmica. 

Análise da eficiência térmica de um protótipo de radiador radiativo noturno

This study focuses on nocturnal radiative cooling as a passive way of cooling buildings. Due to the lack of studies on the radiator’s features that determines its efficiency, the thermal performance of a prototype radiator was characterized according to three methods: (a) the analytical method to quantify the cooling potential of a surface exposed to the local atmospheric conditions; (b) a field experiment with a pilot system; and (c) a CFD numerical method. All methods used the same environmental data collected in the field experiment as input. Experimental results showed similar behavior to the theoretical cooling achieved by the analytical method. Likewise, the simulations’ results allowed the prediction of the thermal behavior of the prototype radiators. Both CFD simulations and thermal images enabled the identification of a steep decline in temperature in the initial stretch of the prototype radiator and its stagnation in the remaining water path. Thus, a parallel arrangement was simulated for the water channels and improved performance up to 9.6%. Besides showing that the CFD simulations are a viable alternative to determine the arrangement of the radiators, this study concluded that parallel oriented flow could increase the cooling rate and thermal efficiency. Keywords: Nocturnal radiative cooling. Prototype radiator. Passive cooling. Thermal simulation in CFD.Este estudio se centra en el enfriamiento radiativo nocturno como una forma pasiva de enfriar edificios. Debido a la falta de estudios sobre las características del radiador que determinan su eficiencia, se caracterizó el desempeño térmico de un radiador prototipo de acuerdo con tres métodos: (a) el método analítico para cuantificar el potencial de enfriamiento de una superficie expuesta a las condiciones atmosféricas locales; (b) un experimento de campo con un sistema piloto; y (c) un método numérico CFD. Todos los métodos utilizaron como entrada los mismos datos ambientales recopilados en el experimento de campo. Los resultados experimentales mostraron un comportamiento similar al enfriamiento teórico logrado por el método analítico. Asimismo, los resultados de las simulaciones permitieron predecir el comportamiento térmico de los radiadores prototipo. Tanto las simulaciones CFD como las imágenes térmicas permitieron identificar un fuerte descenso de la temperatura en el tramo inicial del radiador prototipo y su estancamiento en el resto del trayecto del agua. Así, se simuló un arreglo paralelo para los canales de agua y se mejoró el desempeño hasta en un 9.6%. Además de mostrar que las simulaciones CFD son una alternativa viable para determinar la disposición de los radiadores, este estudio concluyó que el flujo orientado en paralelo podría aumentar la velocidad de enfriamiento y la eficiencia térmica.Palabras clave: Enfriamiento radiativo nocturno. Radiador prototipo. Refrigeración pasiva. Simulación térmica en CFD.Este artigo trata do resfriamento radiativo noturno como estratégia de arrefecimento passivo de edificações. Devido à falta de estudos sobre a eficiência de radiadores com esta finalidade, buscou-se caracterizar termicamente um protótipo de radiador a partir de três métodos com o objetivo de prever o seu desempenho térmico: (a) método analítico para quantificar o potencial teórico máximo que o resfriamento radiativo noturno atinge submetido às condições atmosféricas; (b) medição em campo durante funcionamento de um sistema piloto; e (c) método numérico por simulações computacionais em CFD; utilizando os mesmos dados ambientais coletados no experimento. Sob mesmas condições climáticas, os resultados experimentais demonstraram o resfriamento similar ao teórico, ao passo que as simulações conseguiram prever os resultados do sistema experimental. Tanto as simulações computacionais quanto as imagens termográficas mostraram uma acentuada queda de temperatura de entrada com estagnação da temperatura no restante do trajeto interno pelo radiador. Levado isto em consideração, foi simulado um arranjo de canais em paralelo, que resultou em melhoria do desempenho térmico médio noturno de até 9,6%. Além da viabilidade das simulações CFD para determinar o desempenho térmico de possíveis arranjos de radiadores, este estudo concluiu que trajetos do fluido em paralelo resultam em maior resfriamento e eficiência térmica. Palavras Chave: Resfriamento radiativo noturno. Radiador protótipo. Resfriamento passivo. Simulação térmica em CFD