CIDADES EFICIENTES, CIDADES CONFORTÁVEIS: UM MÉTODO MULTIDISCIPLINAR DE OTIMIZAÇÃO DE SISTEMAS FOTOVOLTAICOS INTEGRADOS A EDIFICAÇÕES

Tese de Doutorado

Edificações são um elemento-chave no panorama energético global, consumindo aproximadamente 50% da eletricidade do Brasil e 30% da energia mundial. Devido ao seu considerável potencial de melhoria, o setor foi pioneiro na adoção do conceito net zero, associando medidas de eficiência energética, estratégias bioclimáticas e geração distribuída fotovoltaica em um único projeto. Neste sentido, a adoção de sistemas fotovoltaicos integrados a edificação (building integrated photovoltaics ou BIPV) vem sendo impulsionada pela criação de tecnologias mais leves, transparentes e flexíveis. Entre suas vantagens está o aumento da energia gerada devido à ampliação da área com elementos fotovoltaicos. Contudo, estudos sobre o tópico apresentam uma perspectiva exclusivamente energética, desconsiderando aspectos como o conforto térmico. Em um contexto global de metas de emissões e mudanças climáticas, é necessário incorporar a multidisciplinaridade do ambiente construído no processo de projeto. Esta Tese propõe um método multidisciplinar de otimização de sistemas fotovoltaicos integrados a edificações. Estes são avaliados sob a ótica do desempenho energético e do conforto térmico, atuando simultaneamente nas escalas urbana e arquitetônica. O método permite que usuários identifiquem cenários ideais, menos propícios e um repertório de soluções de compromisso para a integração de sistemas fotovoltaicos em edificações. Diferencia-se de ferramentas computacionais existentes por realizar todas as análises em uma única plataforma, composta pelo software Rhinoceros e os plugins Grasshopper, Ladybug Tools e Wallacei. Essa “caixa de ferramentas” é configurada pelo usuário em uma interface intuitiva, reduzindo as suas barreiras de adoção. O método é escalável e aplicável a qualquer geometria e uso de edificação, independentemente do seu contexto climático, urbano e tecnológico. São fornecidos resultados numéricos e visuais ao usuário, favorecendo a tomada de decisão consciente. Uma aplicação prática brasileiro foi realizada considerando o cenário brasileiro visando demonstrar a viabilidade técnica do método. O impacto de sistemas fotovoltaicos integrados nas temperaturas do entorno foi menos significativo que no conforto térmico de ambientes internos e do balanço energético final de uma edificação comercial no Rio de Janeiro. Determinadas configurações aumentaram o consumo final de energia da edificação, mostrando que a integração dos elementos fotovoltaicos não foi capaz de compensar o consumo adicional gerado pela sua instalação. Essa característica reforça a relevância de métodos multidisciplinares de otimização e sua contribuição para a construção de cidades mais eficientes e confortáveis.

LINK DA TESE

Person

• Alice de Barros Horizonte Brasileiro
• Aline Calazans Marques
• Anna Carolina Peres Suzano e Silva [author]
• Lucas Rosse Caldas
• Marcos Martinez Silvoso [contributor]
• Neilton Fidelis da Silva

ResearchLine

• Architecture, Project and Sustainability

Course

• Doctor of Architecture PROARQ