Modelagem paramétrica para simulação do desempenho da iluminação natural e termo-energético da edificação

Abstract

IntroduçãoA avaliação global dos efeitos do aproveitamento da luz natural no desempenho energético de edificações é complexa devido ao seu impacto duplo: i) no sistema de iluminação artificial e ii) no de condicionamento de ar. Devem-se computar a diminuição do uso do sistema de iluminação artificial e do calor gerado por esse sistema ao longo do ano, bem como os ganhos térmicos da radiação luminosa. Assim, a simulação computacional surge como uma alternativa para modelar estes efeitos. A integração entre programas de simulação termo-energética e programas de simulação de iluminação natural faz-se necessária, visto que os métodos de cálculo de iluminação natural incorporados por programas de simulação termo-energética até o momento apresentam limitações quanto à modelagem do fenômeno (Didoné, 2009;Ramos e Ghisi, 2010; Versage, Meloe Lamberts, 2010).O método do raio traçado, utilizado por programas com base no Radiance(Reinhart;Walkenhorst, 2001), oferece vantagens na modelagem do desempenho físico dos raios de luz e seus efeitos de acordo com as propriedades espectrais dos materiais para qualquer complexidade geométrica (Didoné, 2009;Ramos e Ghisi, 2010;Versage, Melo e Lamberts, 2010). A desvantagem desse método é o tempo de simulação. A integração entre o programa de simulação termoenergéticaEnergyPlus (Crawley, 2001) e o Daysim-Radiance (Reinhart, 2010) de iluminação natural é a combinação mais difundida em pesquisas da área, devido à consistência dos programas. O plug-in DIVA for Rhino (Jakubiec; Reinhart, 2011) possibilita esta integração obtendo os dados de padrão de uso do sistema de iluminação artificial através do DaysimRadiance e transferindo o resultado para o EnergyPlus fornecer o consumo total da edificação através da simulação termoenergética. Entretanto, a simulação de grande quantidade de modelos paramétricos utilizando os dois programas é um processo complicado e demorado, requerendo a aplicação de ferramentas de simulações paramétricas para viabilizar este tipo de estudo.Os recentes avanços na ciência da computação e as exigências de comprovação do desempenho das edificações impulsionaram o desenvolvimento de métodos de simulação onde se adota uma abordagem integrada de sistemas generativos, processos de parametrização e otimização. A introdução de algoritmos de parametrização, aliados a ferramentas computacionais no processo projetual, permite a rápida exploração de grandes quantidades de alternativas, aumentando as possibilidades de investigação de diferentes variáveis, para avaliações de diversos fenômenos relacionados a iluminação natural e eficiência energética.Estudos recentes tem demonstrado o uso potencial das ferramentas para de análise do desempenho do envelope construtivo para otimização energética ou aspectos visuais (Andersen,2010;Torres; Sakamoto,2007

Aplicações De Bim E Design Paramétrico Para Eficiência Energética Das Edificações: Uma Análise De Aplicações Práticas

“…Findings showed that automation of independent tilt angles of the system can improve daylight performance by 2 to 2.5 times. In this context, Felippe et al (2015) developed a parametrization algorithm for daylight and energy consumption simulation, which considers space-related variables such as geometry and surfaces' reflectance, and also their effect in the urban context, like location and surroundings.…”

“…Regarding benefits of parametric design, the main ones mentioned were: analysis of alternatives and immediate feedback (Sheikh and Gerber, 2011;Das and Dutt, 2012;Felippe et al, 2015;Queiroz et al, 2015;Anton andTǎnase , 2016, Touloupaki andTheodosiou, 2017); optimization of solutions by genetic algorithms (Gerber and Lin, 2013); dynamic control over multiple parameters (Touloupaki and Theodosiou, 2017); interdisciplinary design environments (Anton and Tǎnase, 2016), and reduction of errors caused by manual processes (Felippe et al, 2015).…”

Desenvolvimento de plug-ins voltados para a análise de requisitos da Norma de Desempenho Brasileira

“…Estas ferramentas buscam apresentar informações relevantes aos projetistas para que possam realizar uma tomada de decisão consciente sobre a eficiência energética e conforto lumínico de seus projetos (DAVOODI, 2016), possibilitando analisar uma diversidade de cenários e parâmetros, tais como: materiais empregados, aberturas, posicionamento e orientação solar. O controle sob tais parâmetros permite avaliar alternativas de soluções com redução de erros humanos e agilidade nas simulações (FELIPPE et al, 2015).…”

Sequência metodológica para a estimativa da iluminação natural e suas implicações em sistemas de avaliação de desempenho de edificações

“…Os modelos paramétricos foram obtidos por meio da combinação de variáveis-chave da iluminação natural e foram amostrados através da técnica Hipercubo Latino (FONSECA, 2015). Os modelos resultantes foram simulados de forma integrada (Rhinoceros, Grasshoper e DIVA: Daysim e Energyplus) (FELIPPE et al, 2015). Para a proposta do método simplificado o IR ILN foi aplicado a um zoneamento de iluminação natural dinâmico que permite estimar a profundidade e a largura das zonas de iluminação natural (FONSECA, 2015).…”