Classificação e agrupamento das cidades brasileiras em graus-dia de aquecimento e resfriamento: 1960 a 2013

Stensjö, Iraci Pereira; Ferreira, Camila Carvalho; Loura, Rejane Magiag

doi:10.1590/2175-3369.009.SUPL1.AO03

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urbe. Revista Brasileira de Gestão Urbana

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Sumário

Artigo Científico • urbe, Rev. Bras. Gest. Urbana 9 (Supl. 1) • Out 2017 • https://doi.org/10.1590/2175-3369.009.SUPL1.AO03 copiar

Classificação e agrupamento das cidades brasileiras em graus-dia de aquecimento e resfriamento: 1960 a 2013

Classification and grouping of Brazilian cities in heating and cooling degrees-day: 1960 to 2013

Autoria SCIMAGO INSTITUTIONS RANKINGS

Resumo

Graus-dia são usualmente utilizados no mundo para estimar o consumo de energia devido ao aquecimento e/ou resfriamento em edificações. Contudo, no Brasil, não há norma técnica que estabeleça um método de cálculo e/ou um zoneamento de graus-dia. Este trabalho apresenta uma proposta de cálculo do número de graus-dia aplicável em todo o país e um zoneamento nacional decorrente dessa classificação. A base de dados é composta pelas Normais Climatológicas e médias mensais do Banco de Dados Meteorológicos para Ensino e Pesquisa do INMET. Esses dados juntos permitem avaliar a evolução da condição climática das cidades. Os graus-dia de aquecimento (GDA) e resfriamento (GDR) foram calculados e as temperaturas de base foram definidas com base em um modelo adaptativo. Para a realização do agrupamento das cidades por GDA e GDR, foi utilizado o procedimento estatístico de cluster e, em seguida, a significância estatística dos agrupamentos gerados foi verificada através do Teste F. Como resultados, obteve-se a classificação das 317 cidades por número de GDA e GDR e o zoneamento proposto mostrou-se significante. Por fim, foram produzidos mapas do zoneamento das cidades brasileiras por demanda de aquecimento ou resfriamento.

Palavras-chave:
Zoneamento climático; Eficiência energética; Graus-dia; Índices adaptativos

Tipo			Descrição	Critério
A			Tropical	Tmin≥18°C
	f		equatorial	Pmin ≥ 60mm
	m		monção	Não (Af) e Pano ≥ 25(100- Pmin)
	w		Savana (estação seca de inverno)	Pimin,< 60 mm
	s		Savana (estação seca de verão)	Pvmin < 60 mm
B			Climas áridos	Pano < 10Plim
	S		Estepes	Pano > 5Plim
	W		Desertos	Pano ≤ 5Plim
		h	quentes de baixa latitude ou altitude	TMA ≥ 18°C
		k	frio das latitudes médias ou de grande altitude	TMA < 18°C
C			Temperado	Tmax>10 e 0<Tmin<18C
	s		Verão seco	Pvmin < Pimin, Pimax > 3 Pvmin e Pvmin < 40 mm
	w		Inverno seco	Pimin < Pvmin and Pvmax > 10 Pimin
	f		Sem estação seca	Não (Cs ou Cw)
		a	Verão quente	Tmax ≥ 22°C
		b	Verão ameno	Não (a) e Tmes10 ≥ 4
		c	Verão frio	Não (a e b) e 1≤ Tmes10 <4

Cluster	Dados de 1961-1990			Dados de 1993-2013
Cluster	n° de observações	Centro geométrico	Desvio padrão	n° de observações	Centro geométrico	Desvio padrão
1	63	309,53	56,7	72	58,70	47,09
2	94	153,10	41,1	61	249,96	57,53
3	160	25,24	27,7	71	442,62	61,14
Total	317			204

Cluster	Dados 1961-1990			Dados 1993-2013
Cluster	n° de observações	Centro geométrico	Desvio padrão	n° de observações	Centro geométrico	Desvio padrão
1	47	324,66	28,45	55	37,45	30,24
2	73	121,82	30,21	40	162,24	33,72
3	13	228,97	28,40	38	287,48	35,37
4	134	22,51	21,39	45	403,90	32,37
5	50	433,49	39,23	26	509,63	35,37
Total	317			204

Cluster	Dados 1961-1990			Dados 1993-2013
Cluster	n° de observações	Centro geométrico	Desvio padrão	n° de observações	Centro geométrico	Desvio padrão
1	32	261,77	17,8	42	24,06	20,04
2	46	127,43	18,0	30	107,2	26,28
3	54	68,52	18,6	32	202,11	26,94
4	114	9,66	11,1	27	299,73	26,64
5	26	330,4	23,1	29	379,32	22,49
6	38	192,24	20,2	27	448,15	19,37
7	7	427,806	32,3	17	530,14	25,23
Total	317			204

Cluster	Dados 1961-1990		Dados 1993-2013
Cluster	n° de observações	Centro geométrico	n° de observações	Centro geométrico
1	201	62,89	186	58,97
2	78	388,96	18	806,21
3	38	782,26	-	-
Total	317		204

Cluster GDR	Demanda de aquecimento			TOTAL
Cluster GDR	Alto GDA	Baixo GDA	Não há GDA	TOTAL
1	0	1	46	47
2	0	19	54	73
3	0	0	13	13
4	38	56	40	134
5	0	2	48	50
Total	38	78	201	317

Grupo	Necessidade	Valor (em horas)	Ocorrências
GDA 1	Demanda de aquecimento baixa	GDA < 608,7 horas	75
GDA 2	Demanda de aquecimento alta	GDA >608,7 horas	38
GDR 1	Demanda de resfriamento baixa	GDR < 246,0 horas	50
GDR 2	Demanda de resfriamento média	GDR < 353,3 horas	47
GDR 3	Demanda de resfriamento alta	GDA > 475,1 horas	13
Neutro	Sem demanda de aquecimento e resfriamento	GDR < 148,3 horas e GDA<236,6	91

S²_ENTRE	S²_DENTRO	F
1680038,1	1346,4	1247,8

Grupo	Necessidade	Valor (em horas)	Ocorrências
GDA 1	Demanda de aquecimento	GDA > 1596,7 horas	17
GDR 1	Demanda de resfriamento baixa	GDR < 224,5 horas	40
GDR 2	Demanda de resfriamento média	GDR < 343,5 horas	38
GDR 3	Demanda de resfriamento alta	GDR < 456,5 horas	45
GDR 4	Demanda de resfriamento muito alta	GDR > 459,8 horas	26
Neutro	Sem demanda de aquecimento e resfriamento	GDR < 94,4 horas e GDA<404,1	91

S²_ENTRE	S²_DENTRO	F
1416148,4	1116,3	1268,6

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[1] IPS é Professora e coordenadora do Laboratório de Conforto Ambiental, PhD, e-mail: iraci.pereira@gmail.com