Departamento de Engenharia Civil (DEC)
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Browsing Departamento de Engenharia Civil (DEC) by advisor "Almeida, Ricardo Manuel dos Santos Ferreira de"
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- Avaliação de diferentes estratégias de incorporação de imagens térmicas em modelosPublication . Bezerra, Bruna Kevellyn Rodrigues; Almeida, Ricardo Manuel dos Santos Ferreira de; Irrigaray, Mário Arlindo PazA procura por tecnologias mais avançadas na área da construção civil está bem patente no crescente interesse na implementação da metodologia BIM. A possibilidade de acompanhamento do processo construtivo na sua totalidade por todos os envolvidos impacta diretamente na qualidade do produto final, em que, esta metodologia foi implementada. A termografia de infravermelhos é uma técnica inovadora, não intrusiva e que, sem necessidade de contacto, permite aferir a temperatura de uma determinada superfície sob a forma de mapa de cores, designado por termograma. No âmbito da construção civil esta técnica não-destrutiva apresenta um enorme potencial, permitindo, por exemplo, complementar inspeções que conduzam a diagnósticos confiáveis e de fácil interpretação, associados a várias situações de patologias ou apoiar estudos de análises de conforto térmico. Neste trabalho aborda-se a evolução das ferramentas de desenho assistido por computador (CAD) até às mais atuais ferramentas BIM, as dimensões da metodologia BIM, incluindo as suas principais vantagens e dificuldades de implementação. Por outro lado, abordamse os princípios físicos da termografia de infravermelhos, seus tipos de análise e as suas principais vantagens e desvantagens. Por fim, são apresentadas e discutidas diversas possibilidades de integração dos resultados da inspeção termográfica na modelação BIM. Desta forma, esta dissertação teve como intuito analisar a viabilidade de integração de imagens termográficas em elementos construtivos modelados em programas que utilizam a metodologia BIM. Para este efeito, foram necessários três estudos de caso, onde foram utilizados os programas Revit, Navisworks Manage e Rhinoceros. Os resultados foram analisados e permitiram identificar quais tipos de análise que cada programa pode desenvolver, discutindo-se as potencialidades e limitações associadas a cada caso de estudo.
- Caracterização do estado de conservação do centro histórico de Viseu: inspeção visual e utilização de técnicas não destrutivasPublication . Oliveira, Mariana Alves; Almeida, Ricardo Manuel dos Santos Ferreira de; Barreira, Eva Sofia MachadoEste trabalho aborda a conservação de edifícios históricos que mostram o património cultural, social e arquitetónico de uma sociedade. A recuperação de construções antigas é essencial para o crescimento urbano sustentável, pois valoriza a identidade local, cria empregos e rendimentos por meio do turismo, além de diminuir o impacto ambiental em relação à construção de novas edificações. A reabilitação abrange diversos campos da engenharia e arquitetura, sendo fundamental entender ao pormenor a estrutura e os materiais dos edifícios, principalmente dos mais antigos. Métodos como a inspeção visual, a termografia de infravermelhos e a avaliação do teor de humidade são fundamentais para detetar anomalias, sejam elas visíveis ou não, e sustentar intervenções eficazes. A utilização dos métodos não destrutivos permite identificar e diagnosticar várias anomalias e eventual degradação dos materiais sem comprometer seu uso. Neste trabalho realizou-se a caracterização do estado de conservação de alguns edifícios do centro histórico de Viseu que inclui duas etapas: i) utilização de técnicas não destrutivas (termografia de infravermelhos e detetor de humidade) para avaliar o estado de conservação das fachadas dos edifícios; e ii) inspeção visual com recurso a uma ficha de inspeção. Os resultados mostraram que a maioria das fachadas estão em bom estado de conservação. As imagens termográficas evidenciaram e confirmaram patologias que estavam visíveis a olho nu como a colonização biológica e fissuras. Não obstante, revelou ainda algumas anomalias ocultas como a existência de infiltrações.
- Certificação WELL em contexto de reabilitação de edifícios antigos: caso de estudo da "Casa dos Balcões" no centro histórico de ViseuPublication . Santos, Jeane Carla dos; Almeida, Ricardo Manuel dos Santos Ferreira de; Benetti, Heloiza PiassaO conceito de conforto deve englobar a comunidade, o ambiente como um todo, a iluminação, a nutrição e a mobilidade. Conforto, nesse contexto mais amplo, permeia diversos aspectos da vida. Outro termo frequentemente subestimado em relação à sua abrangência é a sustentabilidade. Embora seja comumente vinculada à economia de recursos materiais e minerais, a sua verdadeira conexão vai além, conforme destacam os 17 Objetivos de Desenvolvimento Sustentável (ODS) definidos pela ONU. Embora nas construções mais recentes todo o espectro do conceito de conforto e sustentabilidade esteja sendo explorado, nas construções antigas, essa tarefa torna-se mais desafiadora, dada a necessidade de preservar os elementos essenciais e identitários que conferem singularidade àquela edificação. Portanto, é importante a criação de uma certificação específica ou a adaptação de uma já existente para avaliar o conforto em edifícios reabilitados ou em reabilitação. Em conformidade com essa perspetiva, este trabalho aborda a importância da sustentabilidade no contexto atual, destacando a escassez de recursos naturais e a crescente preocupação com o meio ambiente. Enfatiza-se a relevância da sustentabilidade, especialmente no contexto da reabilitação de edifícios antigos, como uma forma de economia, redução de poluição e preservação histórica. Além disso, explora-se o conceito de conforto, ressaltando a sua importância para o bem-estar das pessoas em ambientes construídos. Discute-se a Certificação WELL, que se concentra no conforto e bem-estar dos ocupantes de edifícios. No entanto, é feita a observação que a integração entre reabilitação e certificações ainda é limitada, especialmente no que diz respeito a outros aspectos do conforto além do térmico. O objetivo da dissertação é ampliar a compreensão sobre certificações e conforto em edifícios antigos, aplicando a parte de conforto térmico da Certificação WELL num caso de estudo e explorando desafios e oportunidades ainda não investigadas. Foram utilizadas ferramentas informáticas de simulação térmica e energética (DesignBuilder) para atender aos tópicos da certificação. Com a metodologia verificou-se que é possível aplicar a certificação WELL Conforto Térmico no contexto de reabilitação e os resultados se mostraram globalmente positivos, no entanto, com a necessidade de alguns ajustes e mudanças no modelo da certificação para melhor se enquadrar em reabilitações.
- Criação de nuvens de pontos a partir da fotogrametria: análise de sensibilidadePublication . Vicentin, Ricardo Cardoso; Almeida, Ricardo Manuel dos Santos Ferreira de; Gutstein, DanielaO projeto, no âmbito da construção civil, é de fundamental importância para garantir a qualidade e eficiência da execução de edificações, mas muitas vezes também é necessário para que se possa realizar o acompanhamento de obras já concluídas. Neste último caso, o projeto deve muitas vezes ser executado a partir do edifício já existente para registrar tecnicamente e formalmente eventuais mudanças não documentadas no início. Este método de registro é comumente chamado de “como construído” ou “as-built”. Neste trabalho aborda-se um estudo de caso utilizando a fotogrametria digital para a criação de modelos de nuvens de pontos, buscando definir o melhor método executivo. A metodologia utilizada consiste em registrar imagens do ambiente desejado e transformá-las, a partir de um software computacional, em um modelo tridimensional, neste caso, em nuvens de pontos. As nuvens de pontos são criadas a partir dos softwares Autodesk Recap e Recap Photo. Na fase de planejamento, foram estudados a partir da revisão bibliográfica os procedimentos de aplicação da fotogrametria digital. Já na fase de execução do ensaio, foram feitos dois casos de estudo separados em nove tomadas de fotografias para cada um deles (variando-se a câmera fotográfica, quantidade de fotografias por ensaio e a incidência de luz) e mais um caso adicional com tomada de fotografias aéreas. Após a obtenção de todas as imagens necessárias para o desenvolvimento das nuvens de pontos, as fotografias foram inseridas no software Recap Photo, que realiza a criação do modelo tridimensional e possibilita sua exportação no formato de nuvem de pontos. A nuvem de pontos é então importada pelo Autodesk Recap para ser trabalhada na eliminação de áreas indesejadas e diminuição do ruído, refinando o resultado do modelo. Com os dezenove modelos criados, foi feita então a comparação entre eles, a partir da qualidade de detalhes de pontos específicos e da distorção da medida obtida no modelo digital em relação à medida real. De forma resumida, o trabalho busca identificar o melhor procedimento de tomada de fotografias e alinha-lo com as condições ideais de ensaio. Como resultado, foi possível concluir que a qualidade da nuvem de pontos não está ligada somente à quantidade de fotografias utilizadas, mas também ao registro de diferentes ângulos e sobreposição das imagens, iluminação, qualidade do sensor fotográfico e da lente utilizada.
- Estratégias de arquitetura bioclimática para a melhoria das condiçõe de conforto e de eficiência energética de um hotel em Nova Friburgo - RJ, BrasilPublication . Peixoto, Natasha da Cunha; Almeida, Ricardo Manuel dos Santos Ferreira deA Arquitetura Bioclimática coloca o utilizador no centro da sua atenção, estabelecendo a ligação arquitetónica entre o clima (ambientes interiores e exteriores) e o homem. A arquitetura bioclimática engloba as disciplinas da construção e da arquitetura, juntando-as à climatologia e ao conforto humano. Todos estes fatores são atributos que devem atrair uma maior atenção para este tema, pois um edifício com mais atributos naturais e menos artificiais, pode aliar uma melhor qualidade arquitetónica com uma maior eficiência energética e, principalmente, com uma melhoria das condições de conforto dos seus utilizadores. O objetivo principal deste trabalho é identificar estratégias utilizadas na arquitetura bioclimática para analisar e quantificar a redução do desconforto por sobreaquecimento de um edifício hoteleiro no Brasil, selecionado como caso de estudo. Foi ainda realizada uma análise de sensibilidade em diferentes regiões climáticas do Brasil. Para tal começou-se por fazer um levantamento do estado da arte sobre estratégias de arrefecimento passivo e sobre o contexto climático brasileiro. O estudo que foi desenvolvido assentou na simulação numérica do desempenho térmico e energético de um edifício real. Para tal, utilizou-se o software de simulação EnergyPlus associado à interface gráfica, DesignBuilder. O caso de estudo que foi selecionado foi o edifício do Hotel Park São Clemente, em Nova Friburgo, no estado do Rio de Janeiro no, Brasil. A metodologia adotada no trabalho inclui a avaliação da eficiência de técnicas de arrefecimento passivo quando aplicadas em diferentes climas do Brasil. Definiu-se um plano de simulação, em que se realizaram oito simulações anuais em cada zona climática, totalizando quarenta simulações. O plano de simulações inclui alterações no modelo correspondentes à aplicação das diferentes estratégias bioclimáticas de arrefecimento passivo, nomeadamente o sombreamento, a ventilação natural, a aplicação de uma pintura refletante nas envolventes exteriores e a aplicação de uma cobertura jardim. Os resultados obtidos neste estudo permitiram concluir que a aplicação das estratégias de sombreamento, ventilação e pintura refletante podem ser bastante eficazes, especialmente se aplicadas em conjunto. Por outro lado, a cobertura jardim, para este caso de estudo, não se revelou particularmente eficaz.
- Melhoria do desempenho energético de edifícios através de técnicas de arrefecimento passivo – caso de estudo do campus Pato Branco da Universidade Tecnológica Federal do ParanáPublication . Reda, Charif Hicham; Almeida, Ricardo Manuel dos Santos Ferreira de; Pereira Filho, José IloA qualidade dos edifícios educacionais está diretamente ligada com o grau de satisfação dos seus ocupantes em relação ao conforto térmico. Esta qualidade deve ser preservada, principalmente nas salas de aula, em que os níveis de conforto térmico devem ser adequados a fim de assegurar que os estudantes se sintam satisfeitos, garantindo-se assim as condições necessárias para um adequado desempenho académico. No presente trabalho pretende-se realizar a avaliação das condições de conforto térmico no interior das salas de aula de um edifício universitário da Universidade Tecnológica Federal do Paraná, localizado no campus da cidade de Pato Branco no Brasil, e testar a eficácia de diferentes estratégias de arrefecimento passivo com o objetivo de melhorar o conforto térmico das salas de aula. Para tal, é utilizado um programa de simulação térmica em regime dinâmico, o DesignBuilder. Inicialmente foi realizada a modelação do caso de estudo com base em informações de projetos cedidos pela própria universidade e em seguida foram realizadas quatro simulações relativas ao estado atual da edificação. A partir dos resultados das simulações, foi realizada a avaliação do conforto térmico utilizando o modelo proposto pela EN 15251, concluindo-se que as salas de aula não apresentam níveis adequados de conforto térmico, manifestando longos períodos caracterizados por desconforto por sobreaquecimento. Após este estudo, foram realizadas outras nove simulações de cenários com intervenções para tentar minimizar este desconforto. Quatro destes cenários incluíam isoladamente estratégias de arrefecimento passivo, nomeadamente: ventilação natural, cobertura verde e pintura refletante. As cinco simulações restantes eram compostas por combinações variadas entre as estratégias anteriores. De forma sintética, o estudo permitiu concluir que, para as condições apresentadas neste caso de estudo, a estratégia de arrefecimento passivo mais eficiente é a ventilação natural, porém não causa grandes impactos quando utilizada de forma isolada. A melhoria significativa do conforto térmico só foi alcançada através da utilização de duas ou mais estratégias combinadas.
- Modelação BIM dos sistemas de abastecimentos de água e de drenagem de águas residuaisPublication . Eccel, Valentina Parcianello; Almeida, Ricardo Manuel dos Santos Ferreira de; Milani, Cleovir JoséA indústria da construção civil requer colaboração multidisciplinar e eficiente entre profissionais de engenharia e arquitetura. O Building Information Modeling (BIM) surge como uma solução para integrar essas áreas, usando modelos digitais para otimizar o planejamento e execução de projetos complexos. Softwares como o Revit e o CYPE são usados para diferentes aspetos do projeto, permitindo a integração e identificação de erros. No entanto, a aplicação desses softwares é ineficaz sem uma compreensão adequada das normas vigentes, enfatizando a importância do estudo normativo para análise precisa dos resultados, uma vez que podem existir diferenças no dimensionamento entre as metodologias tradicionais e as metodologias BIM. A presente dissertação é a apresentação de um estágio focado em resolver a ausência dos projetos das redes hidráulicas na sede da empresa RIPORTICO. Os trabalhos tiveram início com o desenvolvimento do modelo arquitetónico utilizando o software Revit. O desenvolvimento dos projetos da rede de abastecimento de água e de drenagem de águas residuais foi desenvolvido utilizando o método tradicional e o software CYPE, e os resultados foram então comparados. Durante os trabalhos foi testada também a interoperabilidade entre os softwares e a eficiência da troca de informação entre eles. Foi testada também o uso da plataforma BIMserver.center como forma de compatibilização dos projetos desenvolvidos. Por fim, concluiu-se que o dimensionamento realizado da forma tradicional e pelo CYPE apresentou resultados muito semelhantes devido a possibilidade de alteração de parâmetros do software, sendo uma boa forma de otimização dos trabalhos.
- Reabilitação Energética com Soluções de Custo Ótimo – caso de estudo “Edifício Casa das Andorinhas”Publication . Ferreira, Alex; Almeida, Ricardo Manuel dos Santos Ferreira deNuma época em que as preocupações humanas recaem cada vez mais na compatibilização de aspetos ambientais e económicos, é de suma importância minimizar os impactos gerados por construções não sustentáveis. A construção sustentável tem como objetivo garantir o mínimo impacto ao meio ambiente, sendo na extração da matéria prima, até mesmo no descarte ao fim da vida útil e com isso a diminuição do consumo de recursos, resultando em menos gases lançados a atmosfera. Por outro lado, o foco terá sempre de estar a melhoria na qualidade de vida das populações. Nos países desenvolvidos, o sector dos edifícios é responsável por cerca de 40% no consumo de energia primaria. Buscando atender a um mercado cada vez mais exigente, novas diretrizes europeias têm sido publicadas na tentativa de homogeneizar os métodos e dar maior enfase à otimização dos consumos e do desempenho térmico dos edifícios. Visando maior comodidade e conforto no interior dos edifícios, diversas estratégias de reabilitação energética têm sido utilizadas. Porém em grande parte dos casos, durante a fase de conceção e projeto, não são levados em consideração os valores inerentes não só à implantação, mas também à manutenção e operação de tais projetos. Com base nestes pressupostos, realizouse um estudo detalhado que vai além da reabilitação energética, não pensando somente em melhorar as condições de conforto, mas também analisar os valores investidos e custos de operação e manutenção ao longo da vida útil do projeto. Nesse sentido, utilizou-se o software de simulação EnergyPlus com a extensão DesignBuilder, para a modelação do edifício “Casa das Andorinhas”, localizado na cidade de Coimbra. Tendo por base o modelo criado, foram simulados diversos cenários de reabilitação energética e os resultados foram utilizados como suporte à metodologia de Custo Ótimo e de Análise do Custo de Ciclo de Vida (LCC). Através desta metodologia, foi possível selecionar entre diversas alternativas, procurando uma escolha de reabilitação coerente, que melhor atendesse às necessidades, tanto energéticas quanto económicas. Os resultados mostraram a importância que tem um estudo detalhado sobre a reabilitação térmica de um edifício e como esta pode contribuir para a eficiência do mesmo, visando não somente a economia de energia elétrica, mas também, uma melhor utilização dos recursos como otimizar os consumos com soluções de reabilitação.
- Reabilitação energética da residência de estudantes do campus do Instituto Politécnico de ViseuPublication . Albuquerque, Bruno Milaré; Almeida, Ricardo Manuel dos Santos Ferreira de; Siliprandi, Elizângela MarceloEdifícios durante sua vida útil consomem, em média, 40% dos recursos energéticos mundiais, e são responsáveis pela emissão na atmosfera de 38% do gás CO2. Esses números contribuem para problemas relacionados com a utilização desenfreada de recursos naturais e pelo aumento da temperatura média do planeta. O aquecimento de ambientes internos contribui com a maior parcela do consumo de energia em edifícios. O consumo final para essa atividade é próximo dos 60% da energia utilizada, e isso é agravado com a utilização de combustíveis fósseis. Dessa forma, a transição para uma economia mundial mais sustentável passa por políticas de melhoria no setor dos edifícios. Assim sendo, o presente trabalho consiste na aplicação do conceito de edifícios com balanço energético nulo na residência dos estudantes do Instituto Politécnico de Viseu, visando obter uma produção de energia suficiente para cobrir o gasto energético do sistema de aquecimento e arrefecimento do edifício. Com a utilização de tecnologia verde para a geração de energia, foi simulado no edifício de estudo, cenários envolvendo diferentes quantidades de painéis fotovoltaicos associados a sistemas de armazenamento de energia com diferentes capacidades, na tentativa de igualar o consumo energético do sistema com a geração de eletricidade. Inicialmente, verificou-se que o edifício possuía longos períodos de desconforto térmico durante as estações do ano, em relação a temperatura interna dos ambientes, sendo justificado um sistema para aquecimento e arrefecimento dos cômodos. Com a utilização dos softwares DesignBuilder e o EnergyPlus, foram feitas as simulações de geração de energia no edifício. Alternando entre as quantidades de painéis fotovoltaicos de 100%, 75%, 50% e 25% da ocupação da cobertura, verificou-se que as duas primeiras configurações tiveram balanços energéticos positivos e as configurações de 50% e 25% necessitaram importar energia a rede para suprir o consumo energético de aquecimento e arrefecimento do edifício. Juntamente com cada um dos cenários de geração de energia, as simulações contaram com a utilização de baterias com capacidades de 150 kWh, 680 kWh e 2040 kWh. Foi constatado que o sistema de armazenamento de energia diminui as quantidades de energia comprada da rede em horários de cheia, período onde o tarifário dos quilowatts hora é mais caro. Para a escolha a ser implantada no edifício de estudo da melhor combinação de painéis fotovoltaicos associados a uma das capacidades de baterias, foi aplicado a metodologia do Custo do Ciclo de Vida (Life Cycle Cost, LCC). Com isso, constatou-se que a configuração com 75% da cobertura ocupada por painéis fotovoltaicos juntamente com a bateria de três capacidade de 150 kWh foi a alternativa mais econômica, e teve no vigésimo primeiro ano o retorno monetário do investimento.
- Simulação do Comportamento Térmico das Fachadas de um Quarteirão do Centro Histórico de ViseuPublication . Sousa, Alícia Vieira; Almeida, Ricardo Manuel dos Santos Ferreira de; Krüger, Eduardo LeiteEste trabalho teve como objetivo simular o comportamento térmico das fachadas de algumas construções do centro histórico da cidade de Viseu, para avaliar o risco de condensação superficial, utilizando para tal o programa CitySim. Buscando compreender e demonstrar o potencial e versatilidade do software, além de analisar os resultados obtidos com as simulações. Inicialmente foi realizada uma revisão bibliográfica contemplando normas que impactam nas questões térmicas e energéticas das edificações existentes em Portugal e softwares presentes no mercado que apresentavam certa similaridade com o escolhido. A partir disso, realizou-se a modelação tridimensional do quarteirão selecionado e sua calibração com as informações construtivas dos edifícios e questões climáticas da cidade. Após a demonstração geral de resultados, foi escolhido analisar temperaturas das paredes externas de um grupo selecionado de fachadas, representando várias situações diante do aglomerado de edifícios. O processo de simulação gerou uma grande amostra de dados permitindo realizar algumas inferências e relações. Destas destacaram-se os períodos com risco de condensação das fachadas. Com os dados levantados, foram efetuadas comparações com duas outras situações hipotéticas: a introdução de um isolante térmico face interior das fachadas dos edifícios e a simulação do aumento dastemperaturas exteriores num possível cenário futuro. O resultado da simulação atual demostrou que as fachadas sofrem com o risco de condensação superficial externa durante uma porcentagem significativa do ano. Em contrapartida, os dados da simulação com a adição do isolante térmico resultou no aumento dessa porcentagem, pôr fim a terceira simulação ressaltou a influencia do aumento das temperaturas nesse fenômeno, pois o porcentual de horas com risco de condensação caiu drasticamente. Adicionalmente, o trabalhou permitiu compreender a grande versatilidade do programa e verificou-se que o programa pode ser utilizado em múltiplos contextos: estudos de diferentes escalas, e edifícios já existentes, ou em construção, ou planejamento, mostrando uma grande versatilidade.