Arquitetura e Urbanismo
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Item Effect of natural ventilation on airborne disease infection risk in lecture halls(Universidade Federal de Viçosa, 2024-02-23) Souza, Pedro Carmo e; Carlo, Joyce Correna; http://lattes.cnpq.br/2989498284611036This dissertation shows that two calibration indices suggested by ASHRAE to calibrate energy and water demand simulations can be used to calibrate any type of simulation, including natural ventilation. The authors subsequently use these indices to create a calibrated simulation model of a three-story, 30-classroom lecture hall in tropical climate, and by virtue of assessing the air renovation profile of each of its classrooms, also create an airborne disease infection risk matrix for that building, which can be adapted to similar lecture halls. The risk matrix accounts for three different diseases’ quanta emission rates, three different occupation rates (10%, 50% and 90% occupation) and classroom permanence times of up to 250 minutes. Findings suggest ventilation chimney height to be more influential to air renovations than temperature difference alone, that higher occupation rates resulted in more air renovations per hour, but also in higher infection risk, and that differently from temperate climate research has shown, tropical classrooms equipped with thermal chimneys can rely on natural ventilation to reduce airborne infection risk to an acceptable threshold. Keywords: COVID-19. Building Energy Simulation. Measles. Tropical climate. Thermal Chimney.Item Análise do ambiente de aprendizagem de cursos de graduação em design através do modelo TPACK(Universidade Federal de Viçosa, 2024-03-29) Souza, Sandro Ferreira de; Tibúrcio, Túlio Márcio de Salles; http://lattes.cnpq.br/5997104404829976Considerando a realidade da inserção da tecnologia no contexto do ensino, a pesquisa buscou investigar como os professores de Design avaliam o ambiente de aprendizagem por meio do Modelo TPACK (Technological Pedagogical Content Knowledge). O objetivo geral é compreender a aplicação do TPACK em cursos de graduação em Design, visando aprimorar a inserção de tecnologias digitais no processo de ensino e aprendizagem. Na primeira etapa da pesquisa foi realizada uma revisão de literatura para fundamentação e discussão do tema. A metodologia para desenvolvimento do trabalho inclui pesquisa de campo que envolveu a aplicação de questionários a professores e a coordenadores de cursos de Design, grupos focais, estudos de caso e entrevistas com professores de Design. Foi também realizado um experimento empírico que consistiu na preparação de atividades e na avaliação do ambiente de aprendizagem com um grupo de professores da área em uma Instituição. Os resultados destacam a importância da utilização do TPACK como modelo para análise do ambiente de aprendizagem, evidenciando a necessidade de os professores possuírem conhecimento e habilidades para avaliar de forma eficaz o ambiente educacional. A pesquisa contribuiu para a reflexão sobre a inserção de novas tecnologias no ensino de Design, fornecendo insights para a melhoria da qualidade do ensino e da aprendizagem nesse contexto específico. Palavras-chave: Technological Pedagogical Content Knowledge;TPACK; Tecnologias Digitais; Design; Arquitetura.Item Benchmark energético para supermercados de médio porte naturalmente ventilados(Universidade Federal de Viçosa, 2023-03-17) Rodrigues, Thiago Toledo Viana; Carlo, Joyce Correna; http://lattes.cnpq.br/9754013892032452As pesquisas em eficiência energética, geralmente, concentram-se em abordar edifícios residenciais e de escritórios, deixando para segundo plano outros tipos de edificações, como os supermercados. O desenvolvimento de benchmarks energéticos para a tipologia pode ajudar a suprir esta lacuna. Geralmente, são utilizadas duas abordagens para a elaboração de benchmarks: a top-down ou a bottom-up. Nenhuma está isenta de críticas e a hipótese é que a sua combinação torne a metodologia mais robusta. O objetivo deste trabalho consistiu em comparar diferentes abordagens na elaboração de um benchmark energético para a tipologia de supermercados de médio porte ventilados naturalmente e localizados na região Sudeste do Brasil. O método adotado envolveu dois estudos de caso, a criação de um modelo representativo, a criação de um banco de dados paramétricos de consumo de energia e a comparação entre as duas abordagens. O sistema de refrigeração representou a maior parcela dos usos finais de energia nos estudos de caso, cerca de 74% e 82% nos supermercados avaliados. As simulações paramétricas geraram um banco de dados com 1536 modelos, cuja análise de sensibilidade identificou os parâmetros mais influentes no consumo na abordagem bottom-up e uma análise de percentil foi executada na abordagem top-down. A bottom-up mostrou que as variáveis construtivas e o clima tiveram pequena influência sobre o consumo, que pode ser explicada pela configuração especial da tipologia, a regressão linear múltipla obteve um coeficiente de determinação de 0,97, CVRMSE de 2,47% e NMBE de 1,14% na validação entre o equacionado e o simulado. Os limites para o EUI típico (benchmark) foram próximos para as duas abordagens, levando-se à rejeição da hipótese. Assim, confirmou-se que a abordagem bottom-up para supermercados é mais onerosa, mas permite estudos e inferências sobre o desempenho ambiental e singularidades da tipologia focados nos sistemas da edificação, enquanto a top-down não gera informações detalhadas. A escolha sobre qual abordagem utilizar deve levar em conta os objetivos do benchmark. Palavras-chave: Eficiência Energética. Benchmarking. Supermercado.Item Modelo para identificação e gestão de requisitos de desempenho em projetos de espaços educacionais em instituições públicas de ensino superior(Universidade Federal de Viçosa, 2023-03-28) Faria, Renata Soares; Andery, Paulo Roberto Pereira; http://lattes.cnpq.br/5849717429114237As universidades públicas possuem uma infraestrutura física extensa acomodando diversas edificações com finalidades e públicos específicos. A qualidade dos espaços impacta as atividades realizadas e além disso, os ativos demandam recursos materiais, gerenciais e financeiros para sua operação e manutenção. A qualidade dos espaços e custos de operação e manutenção são aspectos inerentes ao desempenho da edificação, assim como tantos outros aspectos intrínsecos à construção. O desempenho das edificações está diretamente vinculado ao processo de projeto das disciplinas de arquitetura e engenharia, daí a importância de trabalhar os conceitos de projetos orientados ao desempenho. O objetivo foi apresentar um modelo para identificação e incorporação dos requisitos de desempenho em projetos de novos espaços educacionais em instituições de ensino superior, focando nas fases iniciais de desenvolvimento de projetos, o que corresponde às fases de elaboração e consolidação do programa de necessidades. Por meio da abordagem do Design Science Research (DSR), a pesquisa foi desenvolvida em cinco etapas. Uma primeira fase de identificação do problema, uma de entendimento dos aspectos do problema e objeto de pesquisa, uma terceira de proposição de solução seguida pela avaliação da proposta e, por fim uma fase de crítica das contribuições da solução no âmbito acadêmico e das práticas de mercado. Com uma abordagem relacionada à estrutura conceitual do Performance Based Building (PBB), também foi utilizado como referência o modelo de gestão de processo de projeto desenvolvido e publicado pelo SINDUSCON-MG (2016), com as adaptações necessárias para as especificidades do processo de projeto em instituição pública. O modelo elaborado apresenta inicialmente uma visão geral do processo de projeto, fazendo destaque às indicações relacionadas especialmente à gestão de requisitos. Para cada fase deste processo foram determinadas entradas, saídas, atividades a serem realizadas e documentos padrões de suporte ao projetista. Este modelo foi avaliado por 13 especialistas, os quais sugerem que a proposta é uma alternativa viável e que pode potencialmente ser implantada em um escritório de projetos em uma universidade pública. Palavras-chave: Requisitos de desempenho em projetos de arquitetura. Performance Based Building. Gestão de projeto em arquitetura. Projeto em instituições públicas.Item Análise da integração da modelagem algorítmico-paramétrica com a Modelagem da Informação da Construção (BIM)(Universidade Federal de Viçosa, 2022-02-25) Iasbik, Marina Pires; Martinez, Andressa Carmo Pena; http://lattes.cnpq.br/2004237045413858Esta pesquisa investiga a adaptabilidade do processo de projeto em BIM (Building Information Modeling) às novas perspectivas do design computacional, com ênfase na integração das lógicas de Modelagem da Informação da Construção (BIM) com a modelagem algorítmico-paramétrica, aqui representada pela modelagem desenvolvida através do Grasshopper. Sabe-se que, somadas, essas estratégias de projeto representam a possibilidade de uma grande liberdade e variabilidade na descrição das representações formais, em um modelo coordenado de todos os aspectos de um edifício. No entanto, constatou-se uma incapacidade de importar ou integrar facilmente em BIM elementos geométricos ou conjuntos gerados no Grasshopper. Visando buscar alternativas que facilitassem na interoperabilidade BIMxGrasshopper, foram realizados testes a partir de diferentes software, plataformas e plugins atuais relacionados à transmissão de dados em BIM. Foram escolhidos dois plugins visando a conexão do Grasshopper ao Archicad e ao Revit: o Archicad Live Connection e o Rhino Inside Revit, respectivamente. Comparando-se os fluxos de trabalho relacionados a cada combinação de ferramentas, levantaram-se os pontos positivos e negativos de cada um e foram delimitadas as situações em que cada fluxo é mais adequado. Os testes demonstraram que ainda existem barreiras na integração do BIM com aplicativos de modelagem algorítmico-paramétrica, sobretudo devido às diferenças em suas lógicas de funcionamento, por serem ferramentas de empresas proprietárias distintas. No entanto, algumas soluções foram encontradas para facilitar o processo de projeto, alcançando-se maior interoperabilidade entre software diferentes, e não deixando que as limitações impostas por algumas barreiras, que naturalmente surgiram com os novos processos de projeto a partir do uso do BIM, limitassem o uso de software específicos para cada necessidade de projeto. Palavras-chave: BIM (Building Information Modeling). Modelagem paramétrica. Modelagem algorítmica.Item As potencialidades das TDICS para o processo de ensino e aprendizagem em modalidade remota e mudanças espaciais demandadas(Universidade Federal de Viçosa, 2022-08-25) Melo, Jordana Chaves de; Tibúrcio, Túlio Márcio de Salles; http://lattes.cnpq.br/5313638836538952O uso das Tecnologias Digitais de Informação e Comunicação (TDICs) como uma ferramenta educacional tem exercido um papel relevante na sala de aula e tem ampliado possibilidades de novos usos no processo de ensino e aprendizagem. A pandemia do Covid-19 potencializou o uso de tais ferramentas, principalmente no período emergencial de ensino remoto adotado pela maioria das escolas. Esta pesquisa tem como objetivo investigar as potencialidades das TDICs como ferramenta educacional para o processo de ensino e aprendizagem na modalidade remota, verificando às mudanças espaciais ocasionadas a partir da experimentação digital em tempos de pandemia. A pesquisa teve duas etapas: fundamentação teórica e análise documental e trabalho de campo. Foram aplicados questionários via Google Forms com perguntas objetivas direcionadas aos pais e alunos de diferentes escolas participantes para identificar o nível de escolaridade dos alunos na educação básica, tipo da instituição, as atividades escolares, os espaços de aprendizagem, ferramentas e equipamentos digitais utilizados, e avaliação sobre a qualidade das aulas durante o ensino remoto. Foram também realizadas entrevistas semiestruturadas com diretores e coordenadores das escolas participantes para identificar as abordagens pedagógicas trabalhadas, o uso de plataformas e equipamentos digitais para aulas, as estratégias e materiais elaborados para as aulas remotas e a visão sobre os possíveis usos dessas tecnologias e plataformas digitais no processo de ensino e aprendizagem após a pandemia. Resultados apontam que, apesar das diferentes características das escolas públicas e privadas, ambas conseguiram lidar com os desafios no sistema de ensino e contornar as demandas do planejamento pedagógico. As TDICs permitiram atividades online de seus alunos para que eles conseguissem se adaptar e a acompanhar as atividades. Palavras-chave: TDICs. Ensino Remoto. Processo de Ensino e Aprendizagem. Sala de Aula. Ambientes de Aprendizagem.Item Geometria para fachadas verdes aplicando a modelagem algorítmico-paramétrica: estudos com diferentes espécies trepadeiras(Universidade Federal de Viçosa, 2023-03-24) Mela, Débora; Martinez, Andressa Carmo Pena; http://lattes.cnpq.br/8947337529686445Atualmente não existe um modelo específico para a simulação das características e condições fisiológicas de fachadas verdes. Geralmente, o processo de modelagem utilizado entre pesquisadores é adaptar modelos de telhado verde, ou então criar uma superfície utilizando um material mais opaco, para emular a textura das folhas. Embora esses processos tenham contribuído com alguns resultados, esse método não simula as condições físicas e fisiológicas reais de uma fachada verde, gerando algumas incertezas nos resultados. Portanto, este trabalho teve como objetivo desenvolver uma geometria focada para simular as condições físicas de uma fachada verde. O método utilizado para esse processo foi a modelagem algorítmico- paramétrica, com apoio do experimento em campo para coletar parâmetros botânicos específicos de diferentes espécies aptas para fachadas verdes, e que serviram de input para a modelagem do sistema em ambiente digital. Além disso, utilizamos a metodologia de revisão sistemática da literatura para ressaltar e entender os processos de modelagem da vegetação aplicados nos últimos dez anos e possíveis parâmetros adotados. Como resultados, o trabalho apresenta uma geometria específica para fachada verde, uma biblioteca de parâmetros que serviram de input para a configuração da vegetação, algumas opções para sua aplicação em fachadas, e uma série de diretrizes e recomendações para a correta aplicação do modelo. Com esse material, é possível configurar o tipo de plantio da vegetação (vaso ou solo), simular as condições de crescimento da planta entre as quatro estações do ano (outono, inverno, primavera e verão), estimar a massa vegetada geral de uma fachada e apresentar quantitativos para direcionar a construção do sistema. Todos os parâmetros utilizados foram coletados em campo e configurados para serem controlados através de filtros que selecionam o tipo de espécie, época do ano, e condições referente a massa vegetada tanto para seca ou encharcada. Além desses resultados, o trabalho também mostra um panorama sobre o tema nos últimos anos e destaca lacunas e deficiências de conhecimento como possíveis trabalhos futuros. Por fim, confirmamos a hipótese que associando parâmetros botânicos com o método de modelagem algorítmico-paramétrica, é possível ter uma estimativa de crescimento e desenvolvimento da planta ao longo dos anos, assim como, ajudar a prever melhores geometrias para dispositivos verticais vegetados. O processo, aliado a estudos experimentais aumentou a confiabilidade e complexibilidade do modelo, tornando o processo mais eficaz para a representação e simulação destes sistemas. Além disso, o processo de modelagem utilizando a suíte de modelagem Rhinoceros e Grasshopper permitiu fazer configurações e estimativas simples que não seria possível em outros software computacionais de simulação. Os resultados dessa tese poderão servir como base e direcionamento para estudos que buscam resultados plausíveis com a simulação de fachada verde, facilitando assim, o processo de modelagem do sistema e aplicação correta dos parâmetros da fisiologia vegetal. Palavras-chave: Sistemas vegetados. Fachadas com vegetação. Jardim vertical. Modelagem algorítmico-paramétrica. Simulação e modelagem de fachadas.Item Investigação da influência dos materiais de mudança de fase no conforto térmico em modelo de escritório nos climas brasileiros(Universidade Federal de Viçosa, 2023-03-28) Oliveira, Matheus Menezes; Carlo, Joyce Correna; http://lattes.cnpq.br/8203262434353294Os Materiais de Mudança de Fase (PCMs) podem aumentar a inércia térmica de ambientes com restrições ao uso de materiais tradicionalmente associados à alta capacidade térmica. A incorporação de PCMs pode promover atraso e amortecimento térmico, aumentar o conforto térmico de usuários e a eficiência energética de edificações. Muitas pesquisas comprovaram o desempenho de PCMs para climas temperados e com altas latitudes, porém, para o contexto climático brasileiro, as pesquisas são comparativamente escassas. Essa tese objetiva contextualizar a aplicação de PCMs no espaço edificado e analisar sua influência no conforto térmico de usuários em um modelo de escritório nos climas brasileiros. Para isso, foi executada uma revisão integrativa de literatura para definição do estado da arte e simulações termoenergéticas com o programa EnergyPlus. A revisão levantou os parâmetros mais relevantes e correntes em pesquisas com PCMs: clima, condicionamento do ambiente, orientação solar, o tipo/características de PCM, a camada em que o material está instalado e sua espessura. Após o levantamento, foram realizadas simulações com PCMs orgânicos com temperaturas de mudança de fase entre 18°C e 44°C em modelo de escritório de baixa capacidade térmica e condicionado naturalmente. As simulações foram divididas em dois grupos: o primeiro com 5 cidades, com foco nos parâmetros de instalação e condições de contorno e o segundo, com 95 cidades simuladas e foco nos parâmetros climáticos. As primeiras simulações revelaram que o tipo do PCM, o clima (temperatura e radiação) e a camada de instalação foram os parâmetros de maior influência, resultando em variações acima de 20% na porcentagem de conforto térmico adaptativo. A orientação solar teve impacto moderado, com mudanças de até 10% no conforto e a espessura do PCM e tipo de ventilação apresentaram menor influência, com média de 2% no conforto. No segundo grupo de simulações, os parâmetros de instalação de maior impacto identificadas no primeiro grupo foram fixadas e os parâmetros climáticos foram adotados como variáreis independentes e analisados em relação ao conforto térmico adaptativo em ambientes com PCM. Foram avaliadas temperaturas de bulbo seco e de ponto de orvalho, radiação infravermelha, direta e difusa, umidade relativa, direção e velocidade do vento. Os resultados indicaram que a incorporação de PCMs tem potencial para aumentar o conforto em parte do Brasil, nos melhores casos com aumento entre 20% e 36% em relação aos casos sem PCMs. Constantemente, os melhores resultados foram obtidos nas Zonas Bioclimáticas (ZBs) 1 a 4, com melhores efeitos em cidades com temperaturas médias anuais iguais ou abaixo de 21°C. Cidades com temperaturas médias anuais maiores que 21°C e menores que 23°C nas ZB3, ZB4, ZB5 e ZB8 também apresentaram bom desempenho, o que demanda avaliação individualizada para cidades com médias anuais acima de 21°C. Para as melhores ocorrências, a temperatura de bulbo seco, a umidade relativa e a direção do vento foram os parâmetros climáticos mais representativos, e, portanto, mais importantes para o aumento do conforto térmico de usuários em ambientes com PCM. Palavras-chave: Materiais de Mudança de Fase. PCMs. Simulação termoenergética. EnergyPlus. Climas brasileiros. Conforto térmico adaptativo. Parâmetros climáticos.Item A nova tectônica:perspectivas conceituais aplicadas a aos processos computacionais de projeto e à fabricação digital(Universidade Federal de Viçosa, 2022-12-06) Vicente, Ana Carolina Santos; Santos, Denise Mônaco dos; http://lattes.cnpq.br/0309566478375715A tectônica pode ser entendida como o que permite auxiliar a compreensão de relações intrínsecas à arquitetura como entre arte e construção, poética e função, ornamento e estrutura. Essa compreensão é fundamental para que arquitetos possam criar conexões entre esses diferentes aspectos na concepção e realização de projetos arquitetônicos. A partir das particularidades advindas dos diversos processos computacionais de projeto e de fabricação digital, nas últimas duas décadas o termo tectônica digital tem sido utilizado para descrever a possibilidade de incorporar e informar dados acerca da materialidade, assim como dos sistemas estrutural e construtivo, desde os estágios iniciais de projeto condicionando as decisões projetuais. Portanto, este estudo aborda a noção de tectônica na teoria da arquitetura, desde o século XIX até a contemporaneidade, a partir do exame dos fundamentos da noção de tectônica sob a ótica dos processos computacionais de projeto e das tecnologias de fabricação digital, buscando por sua coerência com as abordagens teóricas mais tradicionais acerca do tema. Fundamentada por uma Revisão Bibliográfica sobre as diferentes abordagens teóricas acerca da noção de tectônica e tectônica digital, a análise do experimento prático se propôs a identificar os elementos fundamentais da tectônica. Observou-se que elementos como detalhe, junção, material, estrutura e construção podem ser adaptados nos diversos processos computacionais de projeto como informação, ou seja, dados de entrada para manipulações algoritmo-paramétricas em associação à fabricação digital. Acredita-se, portanto, que a noção de tectônica é inerente ao fazer arquitetônico em si, e que seus fundamentos e elementos constituintes se mantém coerentes independentemente da linguagem arquitetônica, dos processos de projeto e das tecnologias utilizadas. O arquiteto, enquanto “mestre-construtor”, consegue determinar a partir de quais relações vai resultar a tectônica em determinado edifício, através da manipulação dos elementos que compõem tectônica. Concluiu-se que a maior diferença entre as noções de tectônica tradicional e digital está no foco que é dado pelos autores que discutem o tema e pelas questões tangenciadas por essa tectônica ao longo do tempo.Na tectônica tradicional o foco está na relação entre os elementos que é demonstrada no objeto arquitetônico em si, enquanto na tectônica digital o foco está na relação entre os elementos que é elaborada a partir das lógicas dos processos computacionais de projeto. Palavras-chave: Tectônica. Tectônica digital. Processos computacionais de projeto. Fabricação digital. Teoria da arquitetura contemporânea.Item Resiliência habitacional: Fatores associados à vulnerabilidade a desastres naturais na cidade de Nampula, Moçambique(Universidade Federal de Viçosa, 2022-07-15) Gotine, Abrão Manuel António; Tibúrcio, Túlio Márcio de Salles; http://lattes.cnpq.br/8771940334892384Em Moçambique a visão de tornar os assentamentos humanos inclusivos, seguros, resilientes e sustentáveis tem sido prioridade. A cidade de Nampula tem sido fustigada por desastres naturais caracterizados por desabamento de edificações com maior foco em zonas com assentamentos informais.Este estudo buscou analisar a influência dos fatores associados à resiliência habitacional em tempos chuvosos nas zonas de risco a desastres. Teve uma abordagem quali quantitativa com um caso estudo em campo, onde foram aplicadas as técnicas de avaliação pós ocupação para o levantamento urbano e arquitetónico, e ferramenta IBM SPSS versão 21 para o processamento e análise de dados, antecedido por busca documental local para a caracterização urbana. Foram incluídas casas vulneráveis a desabamento e localizados nas zonas consideradas de risco a desastres na cidade de Nampula, onde destacou-se o bairro de Murrapaniua. Contou-se com 98 participantes que foram submetidos a um questionário e a uma entrevista semiestruturada. Foram identificados e categorizados 4 principais fatores associados à resiliência habitacional face aos desastres naturais, a saber: Naturais climáticos; Humanos; Estrutural edificado, e institucionais. Avaliada a influência de fatores associados à resiliência habitacional face às catástrofes, observou-se maior frequência de desabamento de casa de adobe com cobertura de capim, por apresentar maior fragilidade estrutural. Aliado a isso, a erosão dos solos foi o perigo que mais expos a casa ao risco no tempo chuvoso; Por sua vez, a ausência da assistência técnica e apoio financeiro por parte do governo local para com os moradores das zonas consideradas de risco a desastres, contribuiu significativamente para o desabamento das casas. Palavras-chave: Desmoronamento de edifícios. Catástrofes naturais. Estabilidade estrutural. Desenvolvimento urbano sustentável.
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