Determinação de modelos de referência de habilitações populares unifamiliares para Florianópolis através de análise de agrupamento

• Main Author: Rosa, Aline Schaefer da
• Other Authors: Universidade Federal de Santa Catarina
• Format: Others
• Language: Portuguese
• Published: 2015
• Subjects: Engenharia civil; Habitação popular; Construção; Desempenho
• Online Access: https://repositorio.ufsc.br/xmlui/handle/123456789/129594

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil, Florianópolis, 2014 === Made available in DSpace on 2015-02-05T21:16:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 332120.pdf: 9674495 bytes, checksum: 77ca4e725ae4406b1b3a89f3e79cc4fe (MD5) Previous issue date: 2014 === As edificações são responsáveis por uma parte expressiva do consumo de energia no mundo, motivo pelo qual diversos estudos são realizados para elaboração de normas e diretrizes que visam à eficiência energética nesse setor. Para isso, o uso de modelos de referência, determinados a partir das características de todo um estoque, tem se tornado essencial em estudos envolvendo desempenho termo-energético de edificações. Assim, o objetivo deste trabalho foi determinar modelos de referência de habitações populares unifamiliares na região de Florianópolis através da análise de agrupamento, para estudos de desempenho termo-energético. O método foi dividido em três etapas: levantamento dos dados em campo, determinação de modelos de referência através da análise de agrupamento e simulação dos modelos. Em cada etapa, os dados foram tratados em dois blocos de informação distintos: forma das habitações e materiais utilizados. O levantamento de dados foi realizado através da aplicação de questionários semiestruturados. As informações coletadas foram resumidas, compondo uma matriz de dados que serviu de base para a etapa seguinte. A análise de agrupamento foi realizada com o programa SPSS Statistics (IBM, v.20), utilizando-se técnicas hierárquicas (algoritmo Ward) para determinação da quantidade de agrupamentos a serem formados e não hierárquicas (k-means) para formação final dos agrupamentos. Os modelos de referência foram determinados a partir das habitações com menor distância ao centro de cada agrupamento. Os modelos encontrados foram, então, submetidos à simulação computacional com o programa Energyplus e seus resultados comparados com os resultados das simulações da amostra de habitações de cada agrupamento através de testes de hipóteses para uma amostra. A partir dos levantamentos obteve-se uma amostra composta por 120 unidades habitacionais localizadas em cinco diferentes regiões de Florianópolis. Habitações com dados incompletos foram excluídas da amostra, de forma que os levantamentos referentes à forma e aos materiais foram compostos por 103 e 106 habitações, respectivamente. A análise de agrupamento referente à forma resultou em dois modelos: um composto por habitações com sala e cozinha conjugadas, dois dormitórios e área total de 37m2, enquanto o segundo possui sala e cozinha separadas, três dormitórios e área total de 76m2. Quanto aos materiais e sistemas construtivos, três modelos com características diferentes foram encontrados: dois deles possuem paredes com bloco cerâmico e piso de concreto com revestimento cerâmico, e o terceiro com paredes e piso de madeira. A composição da cobertura foi o único item distinto nos três modelos: o primeiro composto por laje de concreto, sem telha e sem forro, o segundo por telha cerâmica e forro de madeira e o terceiro por telha de fibrocimento e forro de madeira. A partir das simulações, verificou-se que, para a maioria das variáveis, os resultados obtidos com os modelos aproximaram-se da mediana da amostra de habitações, indicando que os modelos obtidos são representativos do seu agrupamento. Concluiu-se, por fim, que a análise de agrupamentos é uma técnica aplicável à determinação de modelos de referência de edificações. Entretanto, é uma técnica muito suscetível às variáveis envolvidas na análise e, portanto, deve-se ter muito cuidado ao selecioná-las, tendo sempre em mente as limitações associadas ao seu uso.<br> === Abstract: Buildings are responsible for a significant portion of energy consumption in the world, which is why many studies are conducted to develop standards and guidelines aimed at energy efficiency in this sector. For this reason, the use of reference buildings, derived from all the features of a stock, has become important topic in studies involving thermal and energy performance of buildings. The objective of this study was to determine reference buildings of low-income housing in the region of Florianópolis (SC, Brazil) through cluster analysis, for further use in studies of thermal and energy performance. The research method was divided in three parts: field data collection, determination of reference building through cluster analysis and performance of the models. At each step, data were divided into two distinct blocks of information: the design of housing and materials used. The survey was conducted by applying semi-structured questionnaires. Data were summarized for composing an array of data that formed the basis for the next step. Cluster analysis was then performed with the SPSS program (IBM, v.20), using hierarchical techniques (Ward algorithm) in order to determine the number of clusters to be formed and non hierarchical techniques (k-means) for final grouping. Reference buildings were determined from households with the lowest distance to the center of each cluster. The models found were subjected to computer simulation with the EnergyPlus program and their results were compared to the simulation results of the whole sample of households in each group with statistical hypothesis tests. The sample consisted of 120 dwellings located in five different regions of Florianópolis. Households with missing data were excluded from the sample, so that the groups regarding the design and materials were composed by 103 and 106 dwellings, respectively. Cluster analysis for the design resulted in two reference buildings: one with households with combined living room and kitchen, two bedrooms and a total area of 37m2, while the second had living room and kitchen in separated rooms, three bedrooms and a total area of 76m2. Three models with different characteristics were found for the material block of information: two of them had walls with ceramic block and concrete floor with ceramic tile, and the third with walls and wood floors. The composition of the roof was different in all three groups: the first consists of concrete slab without tile and lining, the second for ceramic tile and wood lining and the third by cement tile and wood lining. In the simulations, it was found that the results obtained with the reference buildings do not coincide with the average results of the sample of each type of housing for every variable of design block, but were very similar for two of the three models referring to material. Finally, it is possible to state that the reference buildings obtained are representative of their cluster and that cluster analysis is applicable to the determination of reference buildings. However, it is very susceptible to variables involved in the analysis and therefore one should be very careful while selecting them, keeping in mind the limitations associated with their use.