Refractive integrated nonimaging solar collectors design and analysis of a novel solar-daylighting-technology

This thesis was submitted for the degree of Doctor of Philosophy and awarded by Brunel University.A novel and original category of low-cost static solar-daylighting-collectors named Keywo solar energy, solar collectors, daylighting systems, nonimaging optics, Refractive Integrated Nonimaging Solar Collectors (RINSC) has been designed and thoroughly tested. The RINSC category is based on nonimaging optics and integrates several optical elements, such as prismatic arrays and light guides, into a single-structured embodiment made of solid-dielectric material. The RINSC category is sub-divided in this thesis into four distinctive and original sub-categories/systems: Prismatic Solar Collectors (PSC), Multi-Prismatic Solar Collectors (MPSC), Integrated Multi-Prismatic Solar Collectors (IMPSC) and Vertically Integrated Nonimaging Solar Collectors (VINSC). The optical configuration and compact embodiment of these systems allows them to be integrated into a building façade without creating any protrusion, indicating that they can lead to solar collector systems with high building integration potential. Laboratory and outdoor experimental tests conducted with a series of demonstration prototypes made of clear polymethyl-methacrylate (PMMA) and manufactured by laser ablation process, yield peak transmission efficiencies TE varying from 2% to 8%. Computer simulations indicated that transmission efficiencies TE > 30% are possible. The design and development of the innovative optical systems introduced in this thesis were backed-up with extensive computer ray-tracing analysis, rapid-prototyping, laboratory and outdoor experimental tests. Injection moulding computer simulations and surface analysis concerning the development of the RINSC systems were also conducted. Basic theory and comprehensive literature review are presented. This research has also resulted in the design and prototyping of a novel optical instrumentation named Angular Distribution Imaging Device (ADID), specially developed to analyse the spatial distribution of light emerging from the exit aperture of solar collectors/concentrators. The systems and knowledge described in this thesis may find application in areas such as solar collector systems to harvest sunlight for natural illumination in buildings, solar-photovoltaic and solar-thermal.Funded in part by the Brazilian National Council for Scientific and Technological Development (CNPq), under the scholarship grant 200663/2004-6 (GDE)

O processo de modularizaçao em embalagens orientado para a customizaçao em massa

Resumo: A contínua fragmentação do mercado e o surgimento de novas tecnologias estão transformando tanto o sistema de produção quanto o processo de demanda de produtos e serviços. A capacidade em desenvolver produtos e serviços que atendam as necessidades e desejos individuais do maior número possível de consumidores é um requisito chave para a competitividade empresarial. Neste contexto a customização em massa emerge como o novo paradigma do sistema produtivo. Pelo fato da embalagem ser um produto de ciclo-de-vida curto e de relacionar-se diretamente com a produção e difusão de bens de consumo em larga escala, a demanda por embalagens customizadas apresenta-se como uma forte tendência de mercado. No presente trabalho a customização em massa de embalagens é abordada através do emprego sistemático e estratégico da modularização. Contando com o apoio de uma empresa para avaliação e validação da abordagem proposta, investiga-se como a modularização pode contribuir para o processo de desenvolvimento de embalagens direcionadas para a customização em massa. Partindo de uma análise do potencial de modularização do atual sistema de embalagens da empresa, identificou-se uma embalagem a partir da qual desenvolveu-se, a título ilustrativo, uma família de embalagens modulares. Através de uma abordagem sistemática e metodológica do emprego da modularização, o desenvolvimento de embalagens customizadas é investigado sob diversos aspectos. Primeiramente analisou-se o seu impacto nas atividades e processos do design de embalagens, passando para uma análise do impacto no sistema de produção e no marketing de novos produtos. Também foram avaliadas as conseqüências para a competência central da empresa, além de realizadas estimativas de possíveis implicações econômicas e ambientais. No final são demarcadas as principais contribuições do presente trabalho, bem como indicadas algumas sugestões para futuras pesquisa

MODELO PARA PROMOÇÃO DA MOBILIDADE URBANA ATIVA POR BICICLETA: UMA ABORDAGEM DO DESIGN DE SERVIÇOS PARA O COMPORTAMENTO SUSTENTÁVEL

Esta pesquisa de doutorado se alinhou ao Objetivo do Desenvolvimento Sustentável (ODS) 11 – Cidades e Comunidades Sustentáveis, tendo sido realizada com a participação da comunidade universitária da UFPR, em colaboração com o programa de extensão Ciclovida UFPR

ANÁLISE DO DESEMPENHO LUMÍNICO DE UM DUTO DE LUZ SOLAR: AVALIAÇÃO COM DIFERENTES DISPOSITIVOS DE CONTROLE DE LUZ, NA CIDADE DE CURITIBA

Os de dutos de luz solar possibilitam a redução do consumo de energia elétrica associada à iluminação artificial, contribuindo também para aumentar o conforto lumínico nos ambientes internos através da aplicação estratégica de uma fonte de energia natural e abundante: a luz solar. Apesar dos benefícios destes sistemas serem amplamente discutidas na literatura técnica internacional, no Brasil ainda são poucos os estudos que investigam o desempenho destas tecnologias dentro do contexto nacional. O presente artigo tem como objetivo analisar o desempenho de um protótipo de duto de luz solar, com diferentes dispositivos de controle de luz, numa casa de teste localizada na cidade de Curitiba-PR. Foi realizada esta análise em duas etapas: A comparação do desempenho lumínico de dois sistemas de difusão de luz e a análise do desempenho dos dispositivos de redirecionamento de luz. Os maiores acréscimos correspondem ao difusor claro, nos céus coberto e semicoberto nos pontos mais próximos ao tubo de luz solar, foi registrado um acréscimo de até 150% no nível de iluminâncias. Para o céu claro, este acréscimo não é tão elevado, porque a iluminação fornecida pela janela contribui com maiores valores de iluminâncias nos pontos afastados da janela. Entre os dois dispositivos de redirecionamento de luz propostos, o dispositivo que abrange a maior área da difusor é o caso mais eficiente. Esta eficiência é superior nos céus claro e semicoberto. O protótipo desenvolvido com todos os dispositivos de controle de luz apresenta um desempenho considerável

O processo de modularizaçao em embalagens orientado para a customizaçao em massa

Resumo: A contínua fragmentação do mercado e o surgimento de novas tecnologias estão transformando tanto o sistema de produção quanto o processo de demanda de produtos e serviços. A capacidade em desenvolver produtos e serviços que atendam as necessidades e desejos individuais do maior número possível de consumidores é um requisito chave para a competitividade empresarial. Neste contexto a customização em massa emerge como o novo paradigma do sistema produtivo. Pelo fato da embalagem ser um produto de ciclo-de-vida curto e de relacionar-se diretamente com a produção e difusão de bens de consumo em larga escala, a demanda por embalagens customizadas apresenta-se como uma forte tendência de mercado. No presente trabalho a customização em massa de embalagens é abordada através do emprego sistemático e estratégico da modularização. Contando com o apoio de uma empresa para avaliação e validação da abordagem proposta, investiga-se como a modularização pode contribuir para o processo de desenvolvimento de embalagens direcionadas para a customização em massa. Partindo de uma análise do potencial de modularização do atual sistema de embalagens da empresa, identificou-se uma embalagem a partir da qual desenvolveu-se, a título ilustrativo, uma família de embalagens modulares. Através de uma abordagem sistemática e metodológica do emprego da modularização, o desenvolvimento de embalagens customizadas é investigado sob diversos aspectos. Primeiramente analisou-se o seu impacto nas atividades e processos do design de embalagens, passando para uma análise do impacto no sistema de produção e no marketing de novos produtos. Também foram avaliadas as conseqüências para a competência central da empresa, além de realizadas estimativas de possíveis implicações econômicas e ambientais. No final são demarcadas as principais contribuições do presente trabalho, bem como indicadas algumas sugestões para futuras pesquisa

MODELO PARA PROMOÇÃO DA MOBILIDADE URBANA ATIVA POR BICICLETA: UMA ABORDAGEM DO DESIGN DE SERVIÇOS PARA O COMPORTAMENTO SUSTENTÁVEL: RESUMO DE TESE

This doctoral research aligned with the Sustainable Development Objective (SDGs) 11 – Sustainable Cities and Communities, having been carried out with the participation of the university community of UFPR, in collaboration with the UFPR Ciclovida extension program.Esta pesquisa de doutorado se alinhou ao Objetivo do Desenvolvimento Sustentável (ODS) 11 – Cidades e Comunidades Sustentáveis, tendo sido realizada com a participação da comunidade universitária da UFPR, em colaboração com o programa de extensão Ciclovida UFPR

Identificação dos Parâmetros de Design de Dutos de Luz Solar Através do Emprego da Simulação Computacional

Os dutos de luz solar podem reduzir o consumo de energia gasta em iluminação, como também melhorar o conforto visual nos ambientes. Para a previsão do desempenho lumínico destes sistemas, recomenda-se a utilização de simulações computacionais, como o programa Troplux. O presente artigo tem como objetivo determinar os parâmetros de design para os dutos de luz solar através da simulação computacional. O método aplicado neste trabalho foi dividido em duas etapas. Na primeira etapa foi comparado o desempenho luminoso de três modelos virtuais de dutos de luz solar, com características ópticas iguais, mas com geometrias diferentes, visando identificar a geometria de duto mais eficiente. Na segunda etapa foi simulado o desempenho do duto de luz eleito, tendo como referência as especificações da CIE (Comissão Internacional de Iluminação) para os tipos de céu e incidência solar. Os resultados das simulações foram então empregados para identificar os principais parâmetros de design para o os dutos de luz solar

MODELO PARA PROMOÇÃO DA MOBILIDADE URBANA ATIVA POR BICICLETA: UMA ABORDAGEM DO DESIGN DE SERVIÇOS PARA O COMPORTAMENTO SUSTENTÁVEL: RESUMO DE TESE

This doctoral research aligned with the Sustainable Development Objective (SDGs) 11 – Sustainable Cities and Communities, having been carried out with the participation of the university community of UFPR, in collaboration with the UFPR Ciclovida extension program.Esta pesquisa de doutorado se alinhou ao Objetivo do Desenvolvimento Sustentável (ODS) 11 – Cidades e Comunidades Sustentáveis, tendo sido realizada com a participação da comunidade universitária da UFPR, em colaboração com o programa de extensão Ciclovida UFPR

Identificação dos parâmetros de design de dutos de luz solar através do emprego da simulação computacional

Os dutos de luz solar podem reduzir o consumo de energia gasta em iluminação, como também melhorar o conforto visual nos ambientes. Para a previsão do desempenho lumínico destes sistemas, recomenda-se a utilização de simulações computacionais, como o programa Troplux. O presente artigo tem como objetivo determinar os parâmetros de design para os dutos de luz solar através da simulação computacional. O método aplicado neste trabalho foi dividido em duas etapas. Na primeira etapa foi comparado o desempenho luminoso de três modelos virtuais de dutos de luz solar, com características ópticas iguais, mas com geometrias diferentes, visando identificar a geometria de duto mais eficiente. Na segunda etapa foi simulado o desempenho do duto de luz eleito, tendo como referência as especificações da CIE (Comissão Internacional de Iluminação) para os tipos de céu e incidência solar. Os resultados das simulações foram então empregados para identificar os principais parâmetros de design para o os dutos de luz solar

O design dos Makerspaces e dos Fablabs no Brasil: um mapeamento preliminar.

O processo de abertura e colaboração facilitado pelas tecnologias digitais de informação, fabricação e distribuição possibilita novas formas de projetar, acessar, compartilhar e produzir, propiciando o surgimento de configurações socioeconômicas inovadoras e potencializando o papel do designer no sistema de produção e consumo. O acesso a estas tecnologias permite a formação do ecossistema maker, incentivando as práticas de projetos colaborativos e o aprendizado participativo, propiciando a disseminação da inovação. Este trabalho tem como objetivo explorar o desenvolvimento atual do movimento maker no Brasil, na tentativa de estabelecer a localização, tipologia e práticas dos espaços físicos localizados, orientados por uma comunidade dedicada à fabricação digital e que se concentram no desenvolvimento de resultados materiais tangíveis. A reflexão ocorre pelo cruzamento de informações coletadas sobre os temas através de pesquisa bibliográfica e a triangulação entre fontes primárias publicamente disponíveis, survey e visitas realizadas em alguns laboratórios. Os resultados indicam a existência de aproximadamente 56 fablabs, makerspaces e laboratórios de fabricação digital no Brasil, até a data presente, sendo a maioria hospedada guardando características próprias e atingindo grupos de usuários distintos. Conclui-se também que tipologia existente para determinar as características desses espaços não abrange todas as configurações que estão emergindo no Brasil