Impactos da forma urbana na mudança climática: método para previsão do comportamento térmico e melhoria de desempenho do ambiente urbano

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2000
Autor(a) principal: Assis, Eleonora Sad de
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Tese
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/16/16131/tde-18092025-123706/
Resumo: Este trabalho teve como objetivo desenvolver um método de simulação física em modelo reduzido de áreas urbanas que tivesse boa capacidade de representar o fenômeno de troca térmica ligado à ocorrência da ilha de calor. A característica preditiva do método quanto ao desempenho térmico de áreas urbanas habilita-o a ser empregado no planejamento e projeto urbanos, possibilitando a integração de uma abordagem tipicamente geográfica e meteorológica à visão da arquitetura e urbanismo, que tem aplicado os conceitos de \"envelope solar\" e \"envelope de iluminação\" para controle da densidade de ocupação do solo urbano e da volumetria das edificações, com o intuito de preservar as condições necessárias de acessibilidade aos recursos de insolação e iluminação natural, inclusive com o objetivo de economia e racionalização do uso de energia operante. Usando uma área urbana da cidade de Belo Horizonte - MG, como estudo de caso, partiu-se da hipótese de que, em situação de clima continental com baixa velocidade de vento regional durante o ano, o principal termo do balanço energético urbano seria o de troca por radiação e, nesse caso, a variável relacionada, do ponto de vista da estrutura urbana, seria a geometria, descrita pelo fator local de visão do céu e pela razão entre a altura e distância dos edifícios (H/W), os mesmos elementos considerados na aplicação do conceito de envelope solar e/ou de iluminação. Foi utilizado o método indutivo, relacionando um conhecido|modelo numérico do fenômeno em estudo simultaneamente aos resultados de medições em campo (mundo real) e nos modelos reduzidos da mesma área, submetidos a ensaios de simulação de troca térmica radiativa. Os bons resultados alcançados (correlações de ordem de 94% no mundo real e 99% no modelo \"urbano\") demonstram que a hipótese adotada era verdadeira e que o método de ensaio da abóbada celeste da ordem de 40% (fator de visão de céu de cerca de 60%) já são suficientes para causar o efeito da ilha de calor e que, neste caso, o limite para os ângulos de altura que definem o envelope solar é da ordem de 45 graus, para Belo Horizonte. Este resultado também foi coerente com os critérios de iluminação natural, de minimização da carga térmica nos edifícios e de captação de energia solar como fonte energética alternativa, de acordo com a tecnologia de conversão solar economicamente viável de que dispomos atualmente.
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Usando uma área urbana da cidade de Belo Horizonte - MG, como estudo de caso, partiu-se da hipótese de que, em situação de clima continental com baixa velocidade de vento regional durante o ano, o principal termo do balanço energético urbano seria o de troca por radiação e, nesse caso, a variável relacionada, do ponto de vista da estrutura urbana, seria a geometria, descrita pelo fator local de visão do céu e pela razão entre a altura e distância dos edifícios (H/W), os mesmos elementos considerados na aplicação do conceito de envelope solar e/ou de iluminação. Foi utilizado o método indutivo, relacionando um conhecido|modelo numérico do fenômeno em estudo simultaneamente aos resultados de medições em campo (mundo real) e nos modelos reduzidos da mesma área, submetidos a ensaios de simulação de troca térmica radiativa. Os bons resultados alcançados (correlações de ordem de 94% no mundo real e 99% no modelo \"urbano\") demonstram que a hipótese adotada era verdadeira e que o método de ensaio da abóbada celeste da ordem de 40% (fator de visão de céu de cerca de 60%) já são suficientes para causar o efeito da ilha de calor e que, neste caso, o limite para os ângulos de altura que definem o envelope solar é da ordem de 45 graus, para Belo Horizonte. Este resultado também foi coerente com os critérios de iluminação natural, de minimização da carga térmica nos edifícios e de captação de energia solar como fonte energética alternativa, de acordo com a tecnologia de conversão solar economicamente viável de que dispomos atualmente.The aim of this work was the development of a method for physical simulating of the urban heat island thermal budgets - radiative exchanges - on scaled models of selected urban areas. The predictive characteristic of this method enables its application to the urban planning and design processes, making feasible a comprehensive approach between the geographical and/or meteorological methods in urban climatology and the architectural and town planning points of view, which have been using the solar and/or illuminating envelopes for urban density control and building volumetric determination. Solar envelope concept was thought to represent a promising approach to solar and daylighting access protection, even as a necessary condition for the widespread use of solar energy in cities. An urban area in the city of Belo Horizonte, MG, was studied as a case. The study was based on the hypothesis that the main term of the urban energy balance may be the radiation term when in continental climate situation with weak regional winds. ln this case, the urban structural related variable may be geometry, described by the local sky view factor and the height and distance ratio (H/W) between buildings. These are the sarne variables considered by the solar and/or illuminating envelope concept. Inductive method was used, relating a well-known numerical model of the observed phenomenon to both the results with the area surveys and the scaled radiative urban model simulations. The good agreements ( correlation índices of about 94% for the real world and 99% for the urban model) showed that the hypothesis was true and the simulating method with physical scaled models could represent some of the urban heat island facts in the real world. Sky obstructions of about 40% (that is, sky view factors of about 60%) were observed to be enough to cause the urban heat island effect and, in this case, the limit height angle for the solar envelope was found to be of about 45° for the city of Belo Horizonte. This result was also consistent with the other criteria about daylighting; to minimize thermal loads on buildings and for solar energy use for saving electric energy.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPFrota, Anesia BarrosAssis, Eleonora Sad de2000-08-04info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfhttps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/16/16131/tde-18092025-123706/reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USPLiberar o conteúdo para acesso público.info:eu-repo/semantics/openAccesspor2025-09-18T15:41:01Zoai:teses.usp.br:tde-18092025-123706Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212025-09-18T15:41:01Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false
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