Resumo O conforto térmico apresenta elevada importância para a conservação de energia em edificações, bem como para a satisfação e o desempenho dos usuários. O principal objetivo deste trabalho é avaliar o efeito da umidade do ar no conforto térmico de usuários de edificações de escritórios localizadas no clima subtropical úmido de Florianópolis/SC. Com base em dados previamente coletados em campo, foram efetuadas análises estatísticas considerando a umidade do ar e as respostas subjetivas dos usuários obtidas por meio de um questionário eletrônico. Analisou-se a percepção térmica e da umidade do ar de ocupantes de uma edificação com sistema central de ar-condicionado e duas edificações híbridas, onde houve alternância entre os modos de operação por ventilação natural e por ar-condicionado. Os resultados obtidos indicam ausência de relação entre a razão de umidade e a percepção térmica, no entanto mostram significativa influência da sensação de umidade e da preferência quanto à umidade sobre o conforto térmico. Ademais, assim como apontam outros autores, confirmou-se a importância da utilização da umidade absoluta ao invés da umidade relativa nas análises de conforto térmico.

Abstract Thermal comfort is highly important not only for energy conservation in buildings, but also for users’ satisfaction and performance. The main objective of this project is to assess the effect of air humidity on the thermal comfort of users of office buildings located in a humid subtropical climate, in Florianópolis/SC, southern Brazil. Based on field data previously collected, statistical analyses were performed considering the air humidity and users’ subjective responses obtained by means of an electronic questionnaire. The thermal perception and the air humidity perception of occupants of a building with central air-conditioning system and two mixed-mode buildings, in which there was alternation between the natural ventilation mode and the air-conditioning mode, were analysed. The results obtained indicate no relation between humidity ratio and thermal perception, however, a significant influence of humidity sensation and humidity preference on thermal comfort was observed. In addition, the study confirmed, as other authors had already pointed out, the importance of the use of absolute humidity instead of relative humidity in thermal comfort analyses.

Resumo O objetivo deste trabalho é comparar as respostas subjetivas de usuários de escritórios localizados no clima subtropical brasileiro, ao longo das quatro estações climáticas, com os modelos de conforto térmico (analítico e adaptativo) da ASHRAE 55 (2017). Estudos de campo sobre conforto térmico foram realizados em quatro edificações de escritórios em Florianópolis/SC durante dois anos. Uma das edificações operou com sistema de ar-condicionado central, enquanto as demais edificações operaram com ventilação híbrida (usuários controlaram o sistema de ar-condicionado e a operação de aberturas). Questionários de conforto térmico foram aplicados, ao mesmo tempo e no mesmo espaço, em que medições das variáveis ambientais (temperatura do ar, umidade relativa, temperatura radiante média e velocidade do ar) foram realizadas. Mais de 7.500 respostas dos usuários foram coletadas durante os estudos de campo, as quais foram comparadas com os modelos da ASHRAE 55. O modelo analítico superestimou as sensações de frio e de calor dos usuários e também não estimou adequadamente a porcentagem de insatisfeitos em todas as estações climáticas e edificações. Durante a operação da ventilação natural, os usuários das edificações com ventilação híbrida se adaptaram às variações térmicas internas de acordo com o modelo de conforto térmico adaptativo.

Abstract The objective of this study is to compare the subjective responses of office users located in the Brazilian subtropical climate over the four seasons, using ASHRAE 55 (2017) thermal comfort models (both analytical and adaptive). Field studies on thermal comfort were carried out in four office buildings in Florianópolis/Brazil for two years. One of the buildings operated with central air-conditioning system, while the other buildings operated with hybrid ventilation (users controlled the air-conditioning system and the operation of openings). Thermal comfort questionnaires were applied at the same time and in the same space in which measurements of the environmental variables (air temperature, relative humidity, mean radiant temperature and air velocity) were performed. More than 7,500 user responses were collected during the field study and compared to the ASHRAE 55 models. The analytical model overestimated users' cold and warm sensations and did not adequately estimate the percentage of dissatisfied users in all seasons and buildings. During the natural ventilation operation, users of buildings with hybrid ventilation adapted to the indoor thermal variations according to the adaptive thermal comfort model.

Resumo O objetivo deste trabalho é verificar a influência do índice de massa corpórea (IMC) e da frequência de atividades físicas na sensação, preferência, conforto e aceitabilidade térmica de pessoas que trabalham em escritórios com ventilação híbrida ou que operam com sistema de ar-condicionado central em Florianópolis, SC. Analisaram-se os resultados de 85 estudos de campo (medições ambientais e aplicação de questionários) em três edificações. Os dados foram separados conforme cada modo de operação e subdivididos em dois subgrupos, um de IMC e outro de frequência de atividades físicas; e submetidos a análises estatísticas com as variáveis de conforto térmico. Observou-se uma tendência de os valores de isolamento da vestimenta diminuírem conforme se aumentam os valores de IMC. Sensação, preferência e conforto térmico mostraram relação significativa com os dois modos de operação, quando levados em consideração os valores de IMC. Em geral, indivíduos com maiores IMCs sentem o ambiente mais aquecido, tendem a preferir ambientes mais resfriados e sentem-se mais confortáveis termicamente do que usuários com menores valores de IMC. Os resultados relacionados à frequência de atividades físicas não se mostraram conclusivos.

Abstract The aim of this study was to verify the influence of body mass index (BMI) and frequency of physical activities on the thermal sensation, preference, comfort and acceptability of people working in offices with hybrid ventilation or operating with a central air-conditioning system in Florianópolis/SC. The results of 85 field studies (environmental measurements and application of questionnaires) were analysed in three buildings. Data were organised according to each mode of operation and subdivided into two subgroups, BMI and frequency of physical activity, and then submitted to statistical analysis with thermal comfort variables. A tendency of decreasing clothing insulation as BMI increased was observed. Thermal sensation, preference and comfort showed a significant relationship with the two modes of operation, when considering BMI values. Overall, individuals with higher BMIs feel warmer, tended to prefer cooler environments and feel more thermally comfortable than users with lower BMI values. Results related to the frequency of physical activities were not conclusive.

Resumo Quando se trata de conforto térmico em edificações condicionadas artificialmente, o modelo predicted mean vote/predicted percentage of dissatisfied (PMV/PPD) de Fanger, publicado em 1970, é o mais utilizado para prever e avaliar as condições térmicas internas. Este artigo apresenta dados de conforto térmico levantados em uma edificação de escritórios com sistema central de condicionamento de ar, localizada em Florianópolis, uma cidade de clima subtropical úmido. O objetivo da pesquisa é analisar e comparar os resultados de sensação térmica obtidos em estudos de campo (284 participantes) com os valores calculados de PMV/PPD provenientes do método analítico adotado pela ASHRAE 55 (2013). Questionários eletrônicos foram aplicados simultaneamente às medições das variáveis ambientais (temperatura do ar, umidade relativa, temperatura radiante média e velocidade do ar) durante 2014. Observou-se que, embora 91% dos ocupantes tenham avaliado o ambiente como confortável termicamente, o PPD médio apontou 16% de insatisfeitos termicamente. Constatou-se certa inadequação do modelo ao clima em questão, principalmente quando se considera o restrito intervalo de PMV entre ± 0,50 delimitado como confortável pela ASHRAE 55 (2013).

Abstract When it comes to thermal comfort in fully air conditioned buildings, Fanger's predictive mean vote/predicted percentage of dissatisfied (PMV/PPD) published in 1970 is the most widely used model to predict and analyse environments. This paper presents thermal comfort data from an office building that operates with a central air-conditioning system (HVAC) located in Florianópolis, a city with humid subtropical climate on the southern coast of Brazil. This paper presents and compares thermal sensation results obtained from field studies (284 participants) against calculated PMV/PPD values based on the ASHRAE 55 (2013) analytical method. Electronic questionnaires were administered simultaneously to instrumental measurements (air temperature, radiant air temperature, air speed and humidity) during 2014. The results showed that, although 91% of the occupants evaluated the environment as thermally comfortable, the mean PPD scored 16% of dissatisfied people. Moreover, results suggested a certain inadequacy of this model to the climate in question, especially when the PMV ranges between ± 0.50, the interval determined as comfortable by ASHRAE 55 (2013).

O objetivo deste estudo é estimar o potencial de economia de energia elétrica com o uso da luz natural integrada ao sistema de iluminação artificial e a utilização da ventilação híbrida em edifícios comerciais localizados em Florianópolis, SC. O trabalho foi baseado em simulações computacionais nos programas EnergyPlus e Daysim. Foram simulados modelos de ambientes de edificações comerciais, com três geometrias, três dimensões de sala por geometria, dez áreas de janela por modelo e quatro orientações. Os modelos foram examinados por meio de quatro estudos de caso. No Caso 1 (referência), a edificação opera com sistemas de iluminação e de condicionamento artificiais; no Caso 2, ocorre a integração da iluminação natural com a artificial, com condicionamento artificial; já no Caso 3, utilizam-se a ventilação híbrida e a iluminação artificial; no Caso 4, adotam-se a iluminação natural integrada com a artificial e a ventilação híbrida. Os consumos de eletricidade do Caso 1 foram comparados com os demais casos. Assim, foi estimado o potencial de economia de energia elétrica gerado pelo uso da luz natural e ventilação híbrida. Conclui-se que a utilização da iluminação natural e da ventilação híbrida em edificações comerciais localizadas em Florianópolis apresenta potencial de economia de energia elétrica de até 64,9% e que essas estratégias podem ser utilizadas para aumentar a eficiência energética desse tipo de edificação.

The aim of this study is to estimate the electricity savings potential by using daylighting integrated with artificial lighting systems and hybrid ventilation in commercial buildings located in Florianópolis, Brazil. This research work was based on computer simulations using EnergyPlus and Daysim programmes. Commercial building models with three geometries, three room sizes per geometry, four orientations and ten window areas per model were simulated. The models were examined in four case studies. In Case 1 (reference) the building operates with artificial lighting and air-conditioning systems. Case 2 presents the integration of daylight and artificial light with air-conditioning. In Case 3 hybrid ventilation and artificial lighting were used. In Case 4, the integration of daylight and artificial light with hybrid ventilation was used. The electricity consumption in Case 1 were compared with those in the other cases. Hence, the potential for electricity savings by using daylighting and hybrid ventilation was estimated. The main conclusion was that the use of daylighting and hybrid ventilation in commercial buildings located in Florianópolis presents a potential of up to 64.9% savings in electricity and such strategies can be used to improve energy efficiency in this type of buildings.

A ventilação natural baseada em aberturas nas fachadas tem sua aplicabilidade limitada pelas características do clima, local e tipo de edificação, mas pode ser potencializada por meio da ventilação híbrida (ventilação natural e mecânica). O objetivo deste artigo é estimar o potencial de economia de energia elétrica com a utilização da ventilação híbrida em edifícios comerciais localizados em Florianópolis, SC. Como modelos de ambiente foram utilizadas salas com diferentes geometrias e tamanhos, em quatro orientações e com dez dimensões de janela por ambiente. Cada modelo foi estudado por dois casos: um caso-base em que se operou somente com sistema de ar condicionado; e um caso em que se aplicou a ventilação híbrida. As simulações termoenergéticas foram realizadas no programa EnergyPlus, utilizando-se do arquivo climático de Florianópolis TRY. A partir dos resultados das simulações obteve-se o consumo anual de eletricidade de cada ambiente. Os consumos do caso-base foram comparados com os do caso com ventilação híbrida. Desse modo, calcularam-se as porcentagens de economia de energia geradas pelo uso da ventilação híbrida. Além disso, foi realizada uma análise de alternativas de comportamento do usuário com relação aos padrões de uso da ventilação híbrida. A estratégia híbrida de ventilação apresentou uma significativa economia de energia, chegando-se a uma redução de consumo total de energia de até 31,9%. Porém, em que pese este potencial de economia de energia, é provável que os usuários possam se sentir insatisfeitos em determinados dias quentes, nos quais o sistema de ar condicionado é desligado em algum momento.

Natural ventilation based on façade openings is limited by the characteristics of the climate, the location and the type of building, but it can be achieved through the use of hybrid ventilation (natural and mechanical ventilation). The aim of this paper is to estimate the potential for energy savings with the use of hybrid ventilation in commercial buildings located in Florianópolis, Brazil. Combinations of models with different sizes and geometries, in four orientations and ten window areas were analyzed. Two cases were investigated: a reference case, operating only with an air-conditioning system and another one, with hybrid ventilation. The thermo-energetic simulations were performed by applying the EnergyPlus programme, using the TRY climate file of Florianópolis. The annual electricity consumption of each room was obtained through simulations. The consumptions of the reference case were compared with the hybrid ventilation case. Thus, the energy savings by using hybrid ventilation were calculated. In addition, an analysis of alternatives of user behaviour with respect to patterns of use of hybrid ventilation was performed. The hybrid ventilation strategy had significant energy savings, achieving a reduction of global energy consumption up to 31.9%. However, despite this potential energy savings were up to 31.9%, it is likely that users can feel dissatisfied on certain hot days, when the air-conditioning is turned off at some point.

O projeto de edificações energeticamente eficientes necessita de conhecimentos sobre a transferência de calor proveniente do ambiente externo, a fim de criar soluções que associem diferentes materiais e espessuras às condições desejadas de conforto térmico. O objetivo deste trabalho é avaliar diversos tipos e disposições de materiais em paredes de tijolos maciços, sob a ótica da térmica de edifícios. Para a realização dos experimentos, modelos em escala real foram confeccionados, instrumentados e acoplados a uma câmara térmica, desenvolvida especialmente para esse fim. O problema de transferência de calor foi modelado pela equação da energia, resolvida em Diferenças Finitas Centrais, utilizando-se o Método Implícito. As difusividades térmicas dos materiais foram calculadas resolvendo o Problema Inverso de transferência de calor. Também foi calculado o fluxo de calor e o custo total de cada alternativa, finalizando-se com a obtenção da relação termoeconômica para cada parede. Através da análise termoeconômica pode-se constatar que, apesar de o investimento inicial ser relativamente maior nas paredes mais espessas e/ou com isolamento térmico, estas apresentam um comportamento térmico muito superior às tradicionais. Notadamente, a parede com EPS na face exterior apresentou o melhor desempenho.

The project of efficient energy buildings requires knowledge about heat transfer from the external environment, in order to create solutions that combine different materials and thicknesses to the desired conditions of thermal comfort. The objective of this work is to assess, from de viewpoint of buildings physics, several types and materials arrangement on solid brick walls. For the achievement of the experiments, full-scale models were fabricated, instrumented and coupled to a heat chamber, developed especially for this purpose. The heat transfer problem was modelled by energy equation, solved in Central Finite Differences using the Implicit Method. The thermal diffusivities of the materials were calculated by solving the Inverse Problem of heat transfer. It was also calculated the heat flow and the total cost of each alternative, ending with the achievement of thermo-economic relation to each wall. Through the thermo-economic analysis, it can be verified that although the initial investment is relatively higher on the thicker walls and/or with thermal insulation, these present a much higher thermal behaviour in comparison to the traditional ones. Notably, the wall with EPS on the external surface presented the best performance.