Otimização multiobjetivo na análise de desempenho energético de uma edificação escolar.
Resumo
A demanda global no consumo final de energia elétrica vem crescendo 1% a cada ano
e, no Brasil, essa perspectiva não é diferente. Atualmente, o setor da construção civil
é um dos que mais consome recursos naturais existentes e as edificações utilizam
cerca de 50% da energia que é produzida no país. Nesse cenário, os edifícios podem
ser considerados peças-chave para elaboração de estratégias de mitigação de
maiores impactos ambientais, sendo que sua eficiência energética pode ser alcançada
através de um apropriado projeto arquitetônico. A análise realizada através do método
de simulação computacional representa um grande avanço. No entanto, a
multidisciplinaridade dos temas vinculados ao projeto de edificações apresenta
problemas que necessitam que vários objetivos sejam alcançados ao mesmo tempo,
possibilitando a utilização de métodos evolutivos. Este estudo utiliza a ferramenta de
otimização multiobjetivo como auxílio à tomada de decisão de parâmetros projetuais
para otimização de um edifício escolar com projeto-padrão Proinfância que deve ser
adequado ao contexto das ZBs 1, 2 e 3. A escolha do objeto de estudo baseou-se na
tendência brasileira de padronização dos projetos de instituições públicas e no
potencial de melhoria do desempenho termoenergético apontado pela literatura. A
metodologia foi dividida em 4 etapas: revisão de literatura, definição do objeto de
estudo, processo de otimização e análise de resultados. A otimização multiobjetivo foi
realizada com a associação do software EnergyPlus ao algoritmo NSGA-II e foram
definidas como funções-objetivo a Intensidade do Uso de Energia elétrica (IUE) para
aquecimento e refrigeração. Foram analisadas 5 organizações formais derivadas da
solução arquitetônica inicial, onde os parâmetros variados foram a espessura do
isolamento térmico das paredes externas, da cobertura e do piso, a absortância solar
das paredes externas e da cobertura e a orientação solar. Ao total, foram realizadas
cerca de 750.000 simulações e os resultados indicaram que a utilização de algoritmos
evolutivos como ferramentas de otimização contribui de forma relevante na concepção
de edificações eficientes. Quando otimizadas, todas as organizações formais
apresentaram bons resultados, no entanto, a tipologia padrão otimizada foi a mais
eficiente para o contexto analisado, onde o consumo final da edificação representa
uma redução de 80% em relação ao consumo inicial do projeto-padrão com as
características estipuladas pelo FNDE.
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