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Ambiente Construído, Volume: 20, Issue: 4, Published: 2020
  • Influence of air humidity on the thermal comfort of users of office buildings in Florianópolis/SC Edição Especial Encac

    Oliveira, Candi Citadini de; Rupp, Ricardo Forgiarini; Ghisi, Enedir

    Abstract in Portuguese:

    Resumo O conforto térmico apresenta elevada importância para a conservação de energia em edificações, bem como para a satisfação e o desempenho dos usuários. O principal objetivo deste trabalho é avaliar o efeito da umidade do ar no conforto térmico de usuários de edificações de escritórios localizadas no clima subtropical úmido de Florianópolis/SC. Com base em dados previamente coletados em campo, foram efetuadas análises estatísticas considerando a umidade do ar e as respostas subjetivas dos usuários obtidas por meio de um questionário eletrônico. Analisou-se a percepção térmica e da umidade do ar de ocupantes de uma edificação com sistema central de ar-condicionado e duas edificações híbridas, onde houve alternância entre os modos de operação por ventilação natural e por ar-condicionado. Os resultados obtidos indicam ausência de relação entre a razão de umidade e a percepção térmica, no entanto mostram significativa influência da sensação de umidade e da preferência quanto à umidade sobre o conforto térmico. Ademais, assim como apontam outros autores, confirmou-se a importância da utilização da umidade absoluta ao invés da umidade relativa nas análises de conforto térmico.

    Abstract in English:

    Abstract Thermal comfort is highly important not only for energy conservation in buildings, but also for users’ satisfaction and performance. The main objective of this project is to assess the effect of air humidity on the thermal comfort of users of office buildings located in a humid subtropical climate, in Florianópolis/SC, southern Brazil. Based on field data previously collected, statistical analyses were performed considering the air humidity and users’ subjective responses obtained by means of an electronic questionnaire. The thermal perception and the air humidity perception of occupants of a building with central air-conditioning system and two mixed-mode buildings, in which there was alternation between the natural ventilation mode and the air-conditioning mode, were analysed. The results obtained indicate no relation between humidity ratio and thermal perception, however, a significant influence of humidity sensation and humidity preference on thermal comfort was observed. In addition, the study confirmed, as other authors had already pointed out, the importance of the use of absolute humidity instead of relative humidity in thermal comfort analyses.
  • Analysis of the influence of time and sight trajectories on daylight glare probability in office environments Edição Especial Encac

    Goedert, Gabriela Silva; Vasquez, Natalia Giraldo; Pereira, Fernando Oscar Ruttkay

    Abstract in Portuguese:

    Resumo Quantificar e caracterizar a percepção do brilho na atividade visual ainda é um desafio nas pesquisas, por se tratar de um parâmetro relativo à posição ativa do ocupante. O objetivo desta pesquisa foi considerar o usuário dinâmico em ambientes de trabalho, verificando a influência do tempo de visualização e da direção do olhar na redução da probabilidade de ofuscamento. Os dados foram levantados em um ambiente real com 26 participantes, monitorados enquanto realizaram atividades comuns em escritórios. As movimentações do olhar foram registradas usando óculos eye-tracker. Através de imagens high dynamic range (HDR) foram mapeados os brilhos das superfícies e obtida a probabilidade de ofuscamento (DGP). Esses dados foram correlacionados com as respostas de satisfação dos usuários, obtida por meio de questionários. Constatou-se que, ao realizar uma tarefa, o usuário mantém seu olhar fixo no plano de trabalho e, durante períodos de pausa, o olhar tornou-se mais disperso. As aberturas foram visualizadas, principalmente, quando localizadas no plano de fundo da tarefa ou quando suas luminâncias foram menores. Concluiu-se que os valores de DGP ponderado estiveram mais próximos dos votos de satisfação manifestados pelos participantes, ressaltando a importância de considerar as direções de visão e o tempo de visualização nesta avaliação.

    Abstract in English:

    Abstract To quantify and characterise the perception of brightness in visual activity is still a challenge for researchers, mainly because it is a subjective parameter, dependent on the active position of the occupant. The aim of this study was to consider dynamic users in work environments and verify the influence of viewing time and sight direction on glare probability. The data were collected in a real environment where 26 volunteers were monitored while performing common office tasks. The gaze movements were recorded with an Eye-Tracker device. Through High Dynamic Range (HDR) images the surfaces’ brightnesses were mapped and the glare probability index (DGP) was calculated. Those data were correlated with the users' satisfaction answers obtained through questionnaires. The researchers found that, when performing a task, users keep their eyes fixed on the task surface, and during break periods, the sight became more dispersed. The windows were mainly visualised when they were part of the task’s background or when their luminance values were low. The conclusion was that DGP weighted values were closer to the satisfaction votes expressed by the participants, emphasising the importance of considering vision directions and viewing time in this analysis.
  • The activation of lamps and blinds according to the perception of lighting at the room entrance Edição Especial Encac

    Hara, Americo Hiroyuki; Pereira, Fernando Oscar Ruttkay

    Abstract in Portuguese:

    Resumo Este estudo trata sobre o acionamento da iluminação artificial e das persianas em função da percepção da iluminação do indivíduo/observador quando este se encontra na porta de entrada de uma sala. O objetivo do trabalho foi relacionar a percepção da iluminação, o acionamento das lâmpadas e das persianas. A metodologia consistiu na aquisição de dados experimentais por meio de imagem HDR e de questionários aplicados em 41 participantes. As variáveis analisadas foram a luminância média da janela (Lja) e os índices de ofuscamento DGP e DGI, pois elas estavam correlacionadas com a percepção da iluminação, o acionamento das lâmpadas e das persianas. O índice DGP se mostrou pouco sensível ao subestimar valores frente a situações evidentes de ofuscamento. Para o DGI, o intervalo definido para a situação de lâmpadas desligadas e persianas abertas foi entre 18,4 ± 1,0 e 23,8 ± 1,0, quando a percepção da iluminação da sala foi considerada “clara”. Para Lja, o intervalo para a situação de lâmpadas desligadas e de persianas abertas foi entre 1.636 ± 302 cd/m² a 4.981 ± 419 cd/m². Conclui-se que os intervalos podem servir de base para construção de modelos comportamentais a serem usados em simulações computacionais para estudar o consumo de energia elétrica nas edificações e para auxiliar o desenvolvimento de projetos de arquitetura visando o aproveitamento da luz natural.

    Abstract in English:

    Abstract This article considers that visual perception influences the switching on electric lighting and blinds closing. The objective is to study the relationship of visual perception from the door position, with the switching on electric lighting and with the blinds down position. The methodology consisted of experiments conducted with 41 participants to inquire about their visual perception, and switch light on and blinds closing events data. By using an HDR image technique, the mean window luminance (Lja), DGP and DGI were analyzed because of their correlation with the visual perception, the switching lighting on and the blinds down position. The DGP index presented little sensitivity because of their values that did not demonstrate apparent visual discomfort situations. For the DGI, the range set for the situation of the lighting off and blinds opened was between 18.4 ± 1.0 and 23.8 ± 1.0, and the visual perception of the room is "bright". To mean window luminance (Lja), between 1636 ± 302 cd/m² and 4981 ± 419 cd/m², the lighting was off, and the blinds opened. The conclusion is that the proposed intervals of DGI and the mean window luminance can be used to construct behavioral models to support the electric energy use simulation in buildings and to enhance the daylight design of interior space.
  • Shading with daylight: development and testing of a parametric model to facilitate design choices of shading devices Edição Especial Encac

    Venâncio, Raoni

    Abstract in Portuguese:

    Resumo Este artigo tem o objetivo de desenvolver e testar um modelo paramétrico para ser utilizado em fases iniciais do projeto de proteções solares. Com o uso de avaliação multicritério, a ferramenta busca otimizar soluções para atender a objetivos aparentemente conflitantes: obstrução da radiação solar e aproveitamento de iluminação natural. O modelo geométrico consiste em ambiente com uma janela e possibilidade de configuração de uma obstrução externa. Ao todo, quatro tipos de proteções solares podem ser selecionados e configurados. Foram definidos três objetivos de desempenho para avaliação multicritério com algoritmos genéticos: maximizar a quantidade de pontos entre 300 e 750 lux, reduzir a incidência anual de radiação na superfície de abertura e aumentar a iluminância média. Na primeira etapa, foram calculadas 35 gerações de casos, cada geração com 100 indivíduos. Os resultados de simulação são plotados em gráfico 3d cujos eixos representam os objetivos. Assim, áreas diferentes do gráfico têm comportamentos distintos de desempenho e tendem a apresentar soluções variadas. A partir da posição no gráfico, foram selecionados seis casos para simulação anual. Os resultados indicam que, no cenário simulado com abertura voltada para oeste, há convergência entre os objetivos de iluminação e sombreamento: quanto menor a incidência de radiação solar, maior a porcentagem média de horas entre 100 e 2.000 lux e entre 300 e 750 lux.

    Abstract in English:

    Abstract This study aims to develop and test a parametric model to be used in the early design stages of shading devices. With the adoption of multi-criteria analysis, the tool seeks to optimize solutions in order to meet criteria that are apparently conflicting: blocking solar radiation and providing the incidence of daylight. The geometric model consists of a room with one window and also the possibility of an external obstacle. Four types of shading devices can be selected and adjusted by users. Three performance objectives were defined for multicriteria evaluation with genetic algorithms: to maximise the number of points between 300 and 750 lux, to reduce the incidence of direct solar radiation on the window surface, and to increase average illuminance levels. In the first stage, 35 generations of cases, each with 100 individuals, were calculated. The simulation results are plotted in a three-dimensional graph that has an axis for each performance goal. Therefore, different areas of this graph have different performance features and, consequently, varied solutions. Based on their relative position on the graph, six cases were selected to be further investigated with annual daylight simulation. The results indicate that, in the simulated scenario with a generous window facing west, there is convergence between the lighting and shading objectives: the lower the incidence of solar radiation, the higher the average percentage of hours between 100 and 2000lux and between 300 and 750 lux.
  • The effect of window orientation on environmental thermal performance and occupant perception Edição Especial Encac

    Krüger, Eduardo Leite; Trevisan, Livia Iwamura; Tamura, Cintia; Núbila, Clarisse Di; Celligoi, Gabriel; Batista Junior, Sergio; Silva, Deize Lellys da; Torres Filho, Rodrigo José de Almeida; Ribeiro, Daniele Abe

    Abstract in Portuguese:

    Resumo No presente artigo, analisa-se o efeito da orientação solar no comportamento térmico e de percepção do usuário em dois ambientes de uma câmara bioclimática de baixo custo (CBBC), testados com orientações solares opostas da fachada com janela. Foram utilizadas técnicas de avaliação pós-ocupação (APO) e medições in loco, Zona Bioclimática 1, Curitiba/PR, Brasil. As sessões de avaliação do ambiente pelo usuário ocorreram no inverno de 2018, levantando-se variáveis subjetivas de 136 participantes voluntários. Do ponto de vista térmico, os resultados das medições objetivas foram corroborados pela percepção dos usuários, comprovando-se a contribuição térmica de fachadas com janela voltada para norte durante o inverno. A orientação da janela (norte/sul) levou a alterações na temperatura do ar e das superfícies internas, com efeitos no perfil vertical de temperatura e nos níveis de desempenho, mesmo para condições de uso de persiana, ou seja, sem ganhos de calor solar diretos no ambiente. A discrepância da temperatura do ar nos ambientes aumentou com aporte solar direto, chegando a uma diferença de 5,9 °C.

    Abstract in English:

    Abstract This paper presents an analysis of the effect of solar orientation in terms of thermal performance and occupant perception in two indoor environments of a Cost-Effective Building Bioclimatic Chamber (CBBC), with window facades in two opposite solar orientations. This study employed Post-Occupancy Evaluation (POE) techniques and temperature measurements at CBBC in Bioclimatic Zone 1, Curitiba/PR, Brazil. The users’ evaluation sessions took place in the winter of 2018, with subjective evaluations by 136 voluntary participants. The results of the objective measurements were corroborated by the perceptions of users, proving the thermal contribution of north-facing window façades in winter. Window orientation (north/south) led to changes in air- and internal surface temperatures, with effects on the vertical profile of the temperature and on thermal performance levels, even for window configurations with closed shutters, i.e., without direct solar heat gains in the environment. The internal air temperature discrepancy increased with direct solar heat, reaching a difference of 5.9 °C.
  • The perception of the thermal ambience and occupant behaviour: a case study with elderly people in a tropical climate Edição Especial Encac

    Silveira, Julio Gonçalves da; Sousa, Mayara Cynthia; Leder, Solange Maria

    Abstract in Portuguese:

    Resumo Uma parcela considerável das pesquisas sobre o conforto térmico não considera a dinâmica da relação entre os usuários e a edificação, bem como há poucos estudos sobre conforto térmico e o idoso, especialmente em clima tropical. Esta pesquisa abordou a sensação e a percepção térmica em conjunto habitacional com as estratégias de adaptação ao ambiente, tendo como população indivíduos acima de 60 anos. Para isso, foram coletados dados mediante entrevistas semiestruturadas com 90 residentes de três conjuntos habitacionais para idosos, de caráter social e mesmo projeto arquitetônico, localizados nas cidades paraibanas de João Pessoa, Campina Grande e Cajazeiras. Os dados foram analisados por meio de técnicas estatísticas descritivas e inferenciais. Os idosos apresentaram tendência a preferir condições térmicas mais amenas àquelas vivenciadas por eles na habitação em análise. A ventilação natural é considerada uma variável importante para o conforto térmico, contudo os entrevistados relatam fechar as esquadrias para evitar a entrada de insetos e animais, dificultando a ventilação natural. Também foi identificado que fatores culturais e a necessidade de segurança interferem no fechamento das aberturas. Não foram encontradas correlações significativas entre o sexo dos entrevistados e suas respostas.

    Abstract in English:

    Abstract A considerable portion of the research on thermal comfort fails to undertake a comprehensive analysis including the relationship between residents and their buildings. It is also noteworthy that there are but a few studies on thermal comfort and the elderly, especially in tropical climates. Thus, this research study looks into sensation and thermal perception alongside strategies of adaptation to the environment, investigating a population of individuals over 60 years old, forming a sample of 90 respondents. The object of this study comprised 3 social housing units for the elderly located in the cities of Paraíba, João Pessoa, Campina Grande, and Cajazeiras. Data were collected through semi-structured interviews, and analysed using descriptive and inferential statistical techniques. The researchers found that the elderly showed a preference for thermal environmental conditions milder than those prevailing at the time of interview. Natural ventilation is normally considered an important variable for thermal comfort, however, the respondents reported closing openings to prevent the entry of insects and animals, making natural ventilation difficult, and contributing to their thermal discomfort. It was also found that both cultural and security factors influence the closing of doors and windows. No significant correlation was found between the respondents' gender and their answers.
  • Life cycle assessment of different envelopes for affordable housing in Florianópolis, Brazil Edição Especial Encac

    Azevedo, Leticia Dalpaz de; Geraldi, Matheus Soares; Ghisi, Enedir

    Abstract in Portuguese:

    Resumo Quando um componente construtivo é selecionado para melhorar o desempenho da edificação ao longo de sua operação, deve-se verificar o seu impacto ao longo de todo o ciclo de vida para assegurar a redução dos impactos ambientais. Dessa forma, o objetivo principal deste trabalho foi selecionar o conjunto de componentes construtivos com menor impacto ambiental para uso em habitações de interesse social em Florianópolis por meio da avaliação do ciclo de vida (ACV). Foi desenvolvida uma ACV utilizando dois tipos de parede e dois de cobertura. Para as paredes, considerou-se o uso de tijolo cerâmico com revestimento e tijolo de adobe com revestimento de argamassa de terra com cal. Para as coberturas foi considerada telha cerâmica com forro de madeira e telha cerâmica com laje maciça de concreto. O método de avaliação de impacto do ciclo de vida (AICV) utilizado foi o IMPACT 2002+. Os resultados obtidos foram comparados com a aplicação do método ReCiPe. Aplicou-se simulação computacional por meio do programa EnergyPlus para calcular o consumo energético anual. O conjunto que apresentou menor consumo energético foi o de parede de tijolo de adobe e cobertura com laje maciça. Os dois métodos utilizados para a fase de AICV apresentaram resultados coerentes para a maioria das categorias de impacto. Com isso, o conjunto de menor impacto ambiental obtido por meio da ACV foi o de parede de tijolo de adobe com cobertura com forro de madeira.

    Abstract in English:

    Abstract When a construction component is selected to improve the performance of a building throughout its operation, its impact must be verified throughout the life cycle to ensure the reduction of environmental impacts. Hence, the main objective of this study was to select the set of construction components with the lowest environmental impact to use in affordable housing in Florianópolis, by means of life cycle assessment (LCA). An LCA was developed using two types of walls and two types of roofs. For the walls, ceramic bricks with coating and adobe bricks with lime earth mortar were considered. For the roofs, ceramic tiles with a wooden ceiling and ceramic tiles with a concrete slab were considered. The life cycle impact assessment (LCIA) method used was IMPACT 2002+. The results obtained were compared with the ReCiPe method. Computer simulation was applied through the EnergyPlus programme to calculate the annual energy consumption. The set with the lowest energy consumption was the adobe wall and concrete slab. Both methods used for the LCIA showed consistent results for most impact categories. Hence, the set with the lowest environmental impact obtained through the LCA was the adobe brick wall with a wooden ceiling.
  • Climate change in the metropolitan region of São Paulo: an analysis of master plans and urban laws Edição Especial Encac

    Carvalho, Wanessa Karoline Maciel; Silva, Andrea Oliveira da; Bon, Frederico Pedro; Fernandes, Ricardo Augusto Souza

    Abstract in Portuguese:

    Resumo Estudos sobre os tipos de abordagem ao enfrentamento das mudanças climáticas e as implicações para a governança urbana reconheceram a necessidade de integrar políticas voltadas para o clima que estão habitualmente concentradas nas ações e iniciativas internacionais e nacionais, sendo comumente negligenciadas a nível local. Buscando investigar ações locais, este artigo tem como objetivo analisar planos diretores e legislações municipais vigentes nos 39 municípios da região metropolitana de São Paulo para averiguar a existência de disposições legais voltadas à adaptação e mitigação das desordens geradas pelos eventos climáticos extremos. A análise feita com base em 10 questões revela que mais de 90% dos 39 municípios não citam de forma direta o termo “mudanças climáticas” em seus planos diretores, número que cai para 72% quando analisadas apenas as legislações urbanísticas municipais. Verificou-se ainda que cerca de 70% de municípios não institui a Política Municipal de Mudanças Climáticas, enfatizando a necessidade de uma discussão sobre a política climática e o planejamento adaptativo das cidades.

    Abstract in English:

    Abstract Studies about how climate change is tackled and the resulting implications for urban governance have acknowledged the need to integrate climate policies, which are usually focused on international and national levels, disregarding the local level. Seeking to investigate local actions, this article aims to analyse current Master Plans and municipal laws in 39 municipalities of the metropolitan region of São Paulo in order to explore the existence of policies dedicated to the adaptation and mitigation of the damage caused by extreme weather events The analysis, based on 10 questions, reveals that over 90% of the 39 municipalities studied do not directly use the term "climate change" in their Master Plans, and that percentage drops to 72% when only municipal planning legislation is analysed. The study also found that nearly 70% of the municipalities have not implemented the Municipal Climate Change Policy, emphasising the need for a discussion on climate policy and the adaptive planning of cities.
  • Prediction of waste generation in construction through BIM modeling Aproveitamento De Resíduos Na Construção

    Oliveira, Fabriccio de Almeida; Maués, Luiz Maurício Furtado; Rosa, Carolina Caldas Neves; Santos, Débora Gois; Seixas, Renato de Melo

    Abstract in Portuguese:

    Resumo O crescimento da indústria da construção civil é de grande importância para a manutenção e sustentação da economia brasileira, mas essa indústria utiliza grande quantidade de recursos naturais e consequentemente gera grandes volumes de resíduos de construção civil (RCC). Esforços na minimização de RCC geralmente estão direcionados aos estágios de construção das obras, mas não ao estágio de projetos. Assim, a tecnologia BIM surge como uma importante ferramenta ao possibilitar uma melhor análise e controle da geração de resíduos. Este trabalho propõe um modelo BIM para estimar o RCC e o custo de retirada na fase de projeto, pois nela ainda são inexistentes ações visando estimar o resíduo a ser gerado em uma obra. Para isso, utilizaram-se etapas como a revisão sistemática da literatura, levantamento de índices de perdas e modelagem BIM. Os resultados obtidos revelaram que 10% dos RCC quantificados pertencem à classe B, e 90%, à classe A, sendo a argamassa o material com o maior potencial de desperdício, 56% da estimativa total. A modelagem através de dados estatísticos e indicadores pode contribuir na elaboração do plano de gerenciamento de resíduos de construção civil (PGRCC), aperfeiçoando, dessa forma, o planejamento, com redução do RCC.

    Abstract in English:

    Abstract The construction industry is certainly fundamental to the Brazilian economy, but the high consumption of raw materials involved is cause for environmental concern, especially due to the huge amount of waste it generates. Actions to reduce construction waste (CW) are taken solely in the actual construction stage, not in the design stages. In this scenario, BIM technology can be used to better analyse and control waste generation. This paper presents a BIM model that allows contractors to estimate the volume and disposal cost of CW in the design stage, before any construction activities have been performed. A systematic literature review provided a correct selection of construction material waste factors and BIM modelling methods. Calculations revealed that 10% of CW is class B and 90% is class A. Mortar was found to be the material with the highest waste rate, 56% of the total waste volume estimate. These findings demonstrate that BIM modelling can produce reliable data, which will help contractors to create a Construction Waste Management Plan (CWMP), thus improving CW planning and reduction.
  • Concretes with binary mixtures of artificial pozzolans and concrete demolition waste Aproveitamento De Resíduos Na Construção

    Lima, Cristian Jonathan Franco de; Ribeiro, Francisco Roger Carneiro; Isaia, Geraldo Cechella; Mancio, Mauricio

    Abstract in Portuguese:

    Resumo A presente investigação objetiva analisar a utilização de materiais pozolânicos e resíduos de demolição de concreto nas propriedades mecânicas e de durabilidade em concretos com misturas binárias. Foram produzidas dez formulações, distinguindo-as em diferentes traços com o uso de diferentes cimentos Portland, diferentes pozolanas e agregados graúdos da demolição de concretos, a fim de verificar suas particularidades através dos ensaios de resistência à compressão axial, módulo de elasticidade longitudinal e penetração de íons cloreto por imersão. As substituições de materiais se deram em 15 e 30% do agregado graúdo natural por resíduos de demolição de concreto e em substituições de 25% do aglomerante por cinza de casca de arroz e cinza volante para as misturas binárias. Os resultados evidenciaram que nos testes de resistências à compressão axial e módulo de elasticidade dos concretos, os valores finais foram afetados pelo uso dos resíduos de demolição, todavia balanceados com o uso dos materiais cimentícios suplementares. Quanto ao ensaio de durabilidade, verificou-se que os menores coeficientes ocorreram nos traços com a utilização do CP V-ARI, juntamente com as pozolanas, nas misturas com substituições parciais do agregado natural por agregado reciclado em 15%. Pôde-se concluir, contudo, a viabilidade da utilização de agregados reciclados em concretos, porém condicionados com o uso concomitante de materiais pozolânicos.

    Abstract in English:

    Abstract The objective of this study is to analyse the use of binary mixtures of pozzolanic materials and concrete demolition waste in concrete mixtures, especially the resulting mechanical properties and durability. A total of ten concrete formulations were produced distinguishing them in different types using different Portland cements, different artificial pozzolans and coarse aggregates from concrete demolition. The particular properties of each formulation were verified by testing the axial compressive strength, longitudinal modulus of elasticity and penetration of chloride under immersion. Substitutions were of 15% w.t. and 30% w.t. natural coarse aggregate substituted with concrete demolition waste and, in the case of binary mixtures, additional 25% w.t. of the binder agglomerate substituted with rice husk ash or fly ash. Results showed that the final strength to axial compression and modulus of elasticity of concrete mixtures were negatively affected by utilising demolition waste, but this effect was balanced by adding supplementary cementitious materials. Regarding the durability test, it was found that the lowest coefficients occurred in the mixtures using CP V-ARI, together with artificial pozzolans, in mixtures with 15% w.t. substitution of natural aggregate with recycled aggregate. It was concluded that using recycled aggregates in concrete is viable but conditioned to the concomitant use of pozzolanic materials.
  • Production of agroindustrial ashes with pozzolanic activity via acid leaching, conjugated burning and ultrafine grinding Aproveitamento De Resíduos Na Construção

    Cordeiro, Guilherme Chagas; Lemos, Mônica Nunes; Xavier, Kristian Vinco; Lima, Charles Prado Ferreira de

    Abstract in Portuguese:

    Resumo Este trabalho objetiva estudar a produção e as características físicas e químicas de cinzas da casca de arroz, do bagaço da cana-de-açúcar, da folha de milho e da folha de bambu com vistas à aplicação como pozolanas. As etapas de produção das cinzas consistiram basicamente de coleta e preparação das matérias-primas, tratamento químico por lixiviação com ácido cítrico, queima conjugada (beneficiamento térmico) e moagem ultrafina das cinzas produzidas (beneficiamento mecânico). Os resultados indicaram que todas as cinzas atenderam aos requisitos de normas específica e foram classificadas como adições pozolânicas. A elevada pozolanicidade das cinzas foi confirmada em ensaios de condutividade elétrica, de índice de desempenho e pelas mudanças na cinética de hidratação de pastas cimentícias por calorimetria isotérmica. Portanto, os mecanismos de beneficiamento utilizados na produção das diferentes cinzas foram eficazes para geração de materiais pozolânicos altamente reativos.

    Abstract in English:

    Abstract This paper aims to study the production and the physical and chemical characterization of rice husk, sugarcane bagasse, corn straw, and bamboo leaf ashes to use as pozzolans. The ash production steps basically consisted of raw material collection, chemical treatment by citric acid leaching, conjugated burning (thermal processing) and ultrafine grinding (mechanical processing) of the produced ashes. The results indicated that all ashes could be classified as pozzolanic additions based on specific standards. The high pozzolanicity of the ashes was confirmed by testing the electrical conductivity, mechanical performance index, and hydration kinetics of cement pastes by isothermal calorimetry. Therefore, the production processes used in this work were effective in producing highly reactive pozzolanic materials.
  • Portland clinker with civil construction waste: influence of pellet geometry on the formation of crystalline phases Aproveitamento De Resíduos Na Construção

    Costa, Fernanda Nepomuceno; Ribeiro, Daniel Véras; Dias, Cléber Marcos Ribeiro

    Abstract in Portuguese:

    Resumo Intensificaram-se os esforços para a redução das emissões de gases do efeito estufa no contexto do desenvolvimento sustentável, com o desenvolvimento de pesquisas, visando a produção de novos materiais e ligantes para a construção. Esse artigo analisa a influência da geometria dos pellets, na produção de clínqueres, com a incorporação de resíduo da construção civil (RCC). Foram adotados procedimentos adaptados da metodologia proposta pela ABCP e adotada em estudos de clínqueres laboratoriais, na tentativa de simular etapas do processo industrial. Pellets foram preparados com a mesma formulação, porém, com quarto diferentes geometrias: esféricos, com diâmetros de 1 cm, de 2 cm e de 3 cm, com modelagem manual, e semi-esféricos, com diâmetro de 2 cm, empregando-se moldes de PLA (ácido polilático) impressos em impressora 3D, que facilitaram a moldagem dos clínqueres de forma padronizada. Os clínqueres foram caracterizados mineralogicamente por difração de raios x (DRX) e o método de Rietveld foi empregado na quantificação das fases. Observaram-se variações nas quantidades das fases alita e belita em função da geometria dos pellets, embora tenham sido utilizadas as mesmas condições de calcinação, provavelmente devido à variação da área superficial (área de exposição) e a gradientes da taxa de resfriamento.

    Abstract in English:

    Abstract Efforts to reduce greenhouse gas emissions in the context of sustainable development have intensified, with the development of research aimed at the production of new materials and binders for construction. This article analyzes the influence of pellet geometry in the production of clinkers, with the incorporation of construction waste (CCW). Procedures adapted from the method proposed by Brazilian Portland Cement Association were adopted in studies of laboratory clinkers, in an attempt to simulate the stages of the industrial process. Pellets were prepared with the same formulation, however, with four different geometries: spherical, with diameters of 1 cm, 2 cm and 3 cm, with manual molding, and semi-spherical, with a diameter of 2 cm, using molds of PLA (polylactic acid) printed on a 3D printer to facilitate the molding of the clinkers in a standardized way. Clinkers were characterized mineralogically by x-ray diffraction (XRD) and the Rietveld method was used to quantify the phases. Variations in the quantities of the alite and belite phases were observed depending on the geometry of the pellets, although the same calcination conditions were used. This is probably due to the variation in the surface area (exposure area) and the gradients of the cooling rate.
  • Influence of electric arc furnace dust and lime kiln waste in Portland cement hydration Aproveitamento De Resíduos Na Construção

    Metz, Josué Claudio; Maciel, Elenize Ferreira; Garbin, Marilise; Modolo, Regina Célia Espinosa; Moraes, Carlos Alberto Mendes; Gomes, Lucas Bonan; Brehm, Feliciane Andrade

    Abstract in Portuguese:

    Resumo Estudos realizados com o pó de forno elétrico a arco (PAE) indicam um retardo no tempo de hidratação do cimento Portland. A incorporação de resíduos ricos em cálcio, como a lama de carbonato de cálcio (LCC), é uma das formas de redução deste retardo, a fim de suprimir a deficiência deste elemento para a produção de C-S-H. Este estudo teve como objetivo avaliar a influência do uso do PAE, combinado ou não com o LCC no processo de hidratação de pastas de cimento em relação ao tempo de pega e calor de hidratação. A metodologia utilizada envolve a caracterização física, química e microestrutural das amostras de resíduos, a formulação e produção de pastas de cimento com diferentes teores de substituição de resíduos e sem substituição (amostra de referência) e a avaliação das propriedades das pastas de cimento em relação ao tempo de pega e à evolução do calor de hidratação. Os resultados mostraram que a substituição de 1% de PAE combinado ou não com LCC apresentaram um calor de hidratação semelhante à amostra referência, sugerindo que nessa quantidade, a incorporação de PAE+LCC não afetaria significativamente as reações de hidratação do cimento, possibilitando a reciclagem destes resíduos em materiais de construção.

    Abstract in English:

    Abstract Studies have indicated that the use of electric arc furnace dust (EAFD) results in a delay in the hydration time of Portland cement. Calcium-rich waste such as lime kiln waste (LKW) is one of the techniques used to offset this delay as it accounts for the lack of this element in calcium silicate hydrate (C-S-H) production in the mixture. The objective of this study was to evaluate the influence of electric arc furnace dust (EAFD) and lime kiln waste (LKW) in the hydration process of Portland cement pastes and their influence in setting time and hydration heat. The methodology used required several steps: physiochemical and micro-structural characterization of waste samples; definition and production cement pastes with different levels of waste substitution and a reference paste and evaluation of the cement pastes with respect to setting time and hydration heat. Results showed that the substitution of 1% EAFD with or without LKW presented similar hydration heats as the reference paste. This indicated that EAFD+LKW substitution would not affect substantially the hydration reactions of cement and could allow waste recycling in construction materials.
  • Use of calcined water treatment sludge as supplementary cementitious material Aproveitamento De Resíduos Na Construção

    Ruviaro, Artur Spat; Silvestro, Laura; Scolaro, Taylana Piccinini; Pelisser, Fernando; Gleize, Philippe Jean Paul

    Abstract in Portuguese:

    Resumo O lodo de estação de tratamento de água (ETA), principal resíduo gerado pelas atividades de potabilização da água, quando calcinado possui compostos químicos semelhantes aos encontrados nas matérias-primas cimentantes, viabilizando sua utilização como material cimentício suplementar (MCS). Este trabalho teve como objetivos: a) caracterização química e física do lodo calcinado a temperatura de 700 °C (LETAC) durante 1 hora, proveniente de uma ETA localizada em Venâncio Aires (RS); b) avaliação da influência da sua incorporação, em percentuais de 10% e 25% como MCS em pastas e em argamassas. Foram realizados ensaios microestruturais e mecânicos. Os resultados obtidos na calorimetria indicam que o resíduo apresenta efeito fíler e químico. A partir da análise termogravimétrica, verificou-se que a incorporação do lodo nas pastas de cimento promoveu um consumo de hidróxido de cálcio (redução de 40% na composição com 25% de LETAC) e consequente formação de C-S-H. Os resultados do DRX mostram que a quantidade de fases amorfas foi superior em 11% na pasta com 25% de LETAC, confirmando o desenvolvimento adicional de C-S-H. Quanto às propriedades mecânicas, não foram verificadas perdas significativas de resistência à compressão em pastas quando utilizado o resíduo em até 25% de substituição.

    Abstract in English:

    Abstract When sludge from water treatment plants (WTP), is calcined, it has chemical compounds similar to those found in cementing raw materials, enabling its use as supplementary cementitious material (SCM). The aims of this study are as follows: 1) chemical and physical characterisation of calcined sludge originated from a WTP located in Venâncio Aires (RS) at a temperature of 700 ° C (LETAC) for 1 hour,, 2) evaluation of the influence of its incorporation, in percentages of 10% and 25% , as SCM in pastes and mortars. Microstructural and mechanical tests were performed. The calorimetry results indicate that the waste has a filler and chemical effect. The thermogravimetric analysis showed that the incorporation of sludge in cement pastes promoted the consumption of calcium hydroxide (40% reduction in the composition with 25% of LETAC) and consequent formation of C-S-H. The results of the DRX show that the amount of amorphous phases was 11% higher in the paste with 25% of LETAC, confirming the additional development of C-S-H. Concerning the mechanical properties, no significant loss of compressive strength was observed in pastes when waste substitution of up to 25% was used.
  • Evaluation of the incorporation of construction waste (CW) for the stabilization of soil-cement mixtures Aproveitamento De Resíduos Na Construção

    Souza, Juliana Maria de; Rudnick, Rafaela Chagas; Lukiantchuki, Juliana Azoia

    Abstract in Portuguese:

    Resumo A reutilização dos resíduos de construção civil (RCC) vem sendo adotada como uma maneira de reduzir os impactos causados pela geração e disposição inadequada desse material em todo o mundo. A estabilização de solos com cimento é uma prática comum para viabilizar a utilização desse material em diversas obras, entretanto, dependendo do tipo de solo, são necessárias grandes quantidades de cimento, tornando a técnica inviável. O uso do RCC no processo de estabilização do solo pode ser uma alternativa para reduzir o teor de cimento utilizado e melhorar a resistência da mistura. O objetivo desse trabalho foi investigar o uso do RCC em substituição parcial de um solo argiloso laterítico em misturas de solo-cimento. Além do solo natural, foi utilizada uma mistura de solo e RCC (S-RCC) usando proporções com 50% para cada material. Os teores de cimento avaliados foram 0, 4, 6 e 8% e os períodos de cura variavam de 7 a 28 dias. Os resultados indicaram que a mistura S-RCC com cimento apresenta resistência superior ao solo-cimento. Isto confirma que o uso de RCC reduz os teores de cimento necessários à estabilização de um solo argiloso e se apresenta como uma alternativa mais ambientalmente apropriada para a destinação deste material.

    Abstract in English:

    Abstract The reuse of construction waste (CW) has been increasingly adopted as a way to reduce the environmental impact from inadequate disposal of this material worldwide. The stabilization of soils with cement is a common practice, enabling the use of this material in a variety of projects. However, depending on the type of soil, frequently large quantities of cement are needed, making the technique impracticable. The use of CW in the soil stabilization process may be an alternative for reducing the amount of cement and improving the strength of the mixture. The objective of this work was to investigate the use of CW to partially replace a lateritic clay soil in soil-cement mixtures. Besides the natural soil (S), a mixture of soil and CW (S-CW) was used with proportions of 50% of each. The cement content levels evaluated were 0%, 4%, 6% and 8% and the curing periods varied from 7 to 28 days. The results showed superior strength values for the S-CW compared to the soil-cement. This confirms that the use of CW reduces the percentage of cement necessary for the stabilization of a clayey soil and presents an alternative, more environmentally appropriate destination for this material.
  • Self-compacting soil-cement with incorporation of sand from construction waste for application in a vertical panel system Aproveitamento De Resíduos Na Construção

    Simioni, Fernanda Cavatti; Callejas, Ivan Julio Apolonio; Durante, Luciane Cleonice; Souza, Bruna Guimarães de

    Abstract in Portuguese:

    Resumo Tem-se por objetivo analisar a influência da incorporação de areia de resíduos de construção civil (RCC) no comportamento físico e mecânico de misturas de solo-cimento autoadensável (SCAA), visando sua aplicação em sistema de vedação vertical monolítico. O método consiste em realização dos ensaios laboratoriais, considerando um traço inicial de cimento-solo na proporção 1:5, e mais quatro traços, em que se substitui o solo por areia de RCC em intervalos de 25% até 100%, em massa. No estado fresco, conduziram-se ensaios de espalhamento (faixa de 660 mm a 750 mm), densidade da massa e teor de ar incorporado e, no estado endurecido, ensaios de resistência à compressão simples, absorção de água e índice de vazios. Observou-se melhora na trabalhabilidade e na vazão mássica nas misturas híbridas, obtendo-se maiores resistências mecânicas nos traços com incorporação de 25% e 50% de areia de RCC, indicando um possível intervalo de dosagem ótima. Além disso, a incorporação de areia de RCC diminuiu a absorção de água, com valores abaixo de 20% em todos os traços híbridos. Conclui-se que a utilização de areia de RCC em misturas de SCAA apresenta potencial para aplicação de sistema de vedação vertical monolítico.

    Abstract in English:

    Abstract The aim of this study is to analyse the influence of the incorporation of construction waste (CW) sand on the physical and mechanical behaviour of self-compacting soil-cement (SCSC) mixes, aiming at its application in a monolithic vertical panel system. The research method consists of conducting laboratory tests, considering an initial proportion of cement-soil with a 1:5 ratio, and four additional mixes, in which soil was replaced by CCW sand at intervals of 25% up to 100%, in mass. In the fresh state, tests were conducted to determine fluid consistency (ranging from 660 to 750 mm), mass density and the air content incorporated in the mixes. In the hardened state, simple compressive strength, water absorption and voids content tests were undertaken. Improvements in the workability and mass flow rate were observed in the hybrid mixes, and higher mechanical strengths were obtained with the incorporation of 25% and 50% of CCW sand, indicating an ideal dosage within this interval. In addition, the incorporation of CCW sand reduced water absorption, with values below 20% in all hybrid mixes. The study concluded that the use of CCW sand in SCSC mixes has the potential to be applied in the Vertical Monolithic Panel System.
  • Mortar with refractory waste for passive fire protection Aproveitamento De Resíduos Na Construção

    Lima, Paulo Henrique Pereira; França, Sâmara; Maciel, Priscila de Souza; Silva Neto, João Trajano da; Padula, Flávio Renato de Goes; Bezerra, Augusto Cesar da Silva

    Abstract in Portuguese:

    Resumo A proteção passiva contra incêndio (PPCI) é um campo de estudo aplicado à indústria da construção civil. Os resíduos de tijolos refratários contêm elementos que podem contribuir para as propriedades necessárias à PPCI. Diante disso, o trabalho desenvolveu uma argamassa com resíduos de tijolos refratários para utilização como PPCI. As 4 formulações propostas tiveram a resistência à compressão e flexão, densidade e porosidade aparente, condutividade térmica e variação linear avaliadas antes e após tratamento térmico a 600 °C e a 1100 °C. A densidade não apresentou significativas diferenças entre as formulações. A porosidade aumentou após o tratamento térmico. A mistura que apresentou maior contração a 1100 °C foi aquela com maior teor de gesso e todas as demais apresentaram valores de contração menores que o máximo permitido pela C195. A proporção que utilizou maior quantidade de gesso foi o que obteve a menor condutividade térmica. Portanto, conclui-se que a utilização do resíduo refratário é viável para PPCI, uma vez que atendem aos requisitos normativos.

    Abstract in English:

    Abstract Passive fire protection (PFP) is a field of study applied to the civil construction industry. Refractory brick waste contains elements that can contribute to the properties necessary for PFP. Therefore, this study developed a mortar with refractory brick waste for use as PFP. The authors proposed four formulations with compressive and flexural strength, bulk density and apparent porosity, thermal conductivity, and linear variation that were evaluated before and after heat treatment at 600 °C and 1100 °C. The density did not show significant differences between the formulations. The porosity increased after the heat treatment. The mixture that showed the highest shrinkage at 1100 °C was the one with the highest gypsum content, and all the other ones had shrinkage values lower than the maximum allowed by the C195 standard. The mixture that used the highest amount of gypsum was the one that obtained the lowest thermal conductivity. Therefore, it is concluded that using refractory waste is viable for the development of PFP mortars because they meet the regulatory requirements.
  • Influence of the granulometric fractions of recycled sands on the mechanical properties of Portland cement mortars Artigo

    Correa, Cássia Rabelo; Pereira, Cláudio Henrique; Rêgo, João Henrique Silva

    Abstract in Portuguese:

    Resumo O trabalho parte do pressuposto de que as frações granulométricas dos agregados miúdos reciclados apresentam características diferentes, as quais influenciariam de forma distinta no comportamento mecânico das argamassas. Nesse sentido, o artigo propõe o estudo das frações granulométricas de duas areias recicladas: areia de resíduo de construção e demolição (AR1) e areia de resíduo de concreto (AR2). As areias recicladas foram submetidas a ensaios de caracterização física e FRX, e na sequência foram incorporadas em argamassas. Os resultados revelaram que as areias recicladas são formadas por dois grupos com características e tendências distintas: (1) o grupo das “frações grossas”, formado pelas frações grossa e média-grossa; e (2) o grupo das “frações finas”, formado pelas frações média-fina e fina. O estudo mostrou que a diversidade dos materiais de origem da AR1 fez com que a pasta de cimento se diluísse em suas frações; ao contrário, com a AR2, a pasta se concentrou, principalmente nas “frações finas”. Sendo assim, as “frações finas” da AR1 se mostraram semelhantes à areia do IPT (utilizada como referência) e mais adequadas do que as “frações finas” da AR2. O estudo concluiu que existem diferenças nos comportamentos mecânicos das argamassas conforme a fração granulométrica é substituída, o que amplia as possibilidades de aplicação de agregados miúdos reciclados em designs de misturas cimentícias.

    Abstract in English:

    Abstract This research study is based on the assumption that the granulometric fractions of recycled small aggregates present different characteristics and, therefore, these characteristics would influence the mechanical behaviour of mortars differently. This paper proposes the study of the granulometric fractions of two recycled sands: SD1 (sand from construction waste and demolition) and SD2 (sand from concrete waste). The recycled sands were submitted to physical characterisation and FRX tests, and subsequently incorporated in mortars. The results showed that the recycled sands form two groups with different characteristics and tendencies: (1) the "coarse fractions” group, formed by the coarse fractions and (2) "fine fractions” group, formed by the fine and fine- medium fractions. The study demonstrated that the diversity of the source materials of the SD1 sand led the cement paste to dilute in its fractions, whereas in the SD2 sand, it concentrated mainly in the "fine fractions". Thus, the "fine fractions" of the SD1 sand are similar to the IPT sand (used as reference) and more adequate than those of the SD2 sand. The study concluded that the mechanical behaviour of mortars differ as the granulometric fraction is replaced, increasing the possibilities of application of recycled small aggregates in the design of cement mixtures.
  • Relationship between shear strength and compressive strength parallel to grains of hardwoods Artigo

    Couto, Natalia Garcia; Almeida, João Paulo Boff; Govone, José Silvio; Christoforo, André Luis; Lahr, Francisco Antonio Rocco

    Abstract in Portuguese:

    Resumo O documento normativo NBR 7190:1997 estabelece os métodos de ensaio para obtenção das propriedades físicas e mecânicas do material, porém as premissas exigem procedimentos realizados em laboratórios especializados e de alto custo. Considerando a impossibilidade da realização dos ensaios, o próprio documento estabelece relações entre propriedades visando facilitar a caracterização do material. No que se refere às relações entre as propriedades de resistência ao cisalhamento e a resistência à compressão paralela às fibras a norma apresenta valores distintos em seu texto. O trabalho objetivou investigar, considerando os resultados de ensaios experimentais, a relação entre essas propriedades obtidas com auxílio do método dos mínimos quadrados, considerando para tanto dez espécies de madeiras do grupo das folhosas. Os resultados foram comparados com os valores de relações estabelecidas pela NBR 7190:1997, em que o coeficiente ótimo encontrado considerando o conjunto de todas as espécies foi 86,4% superior ao apresentado pela norma brasileira. Em relação à variação da relação entre as propriedades investigadas considerando as diferentes classes de resistência da madeira no presente estudo, não foi identificado decréscimo nos valores dos coeficientes ótimos conforme as classes aumentam (situação que a NBR 7190:1997 expõe em seu texto), apresentando assim outro resultado divergente.

    Abstract in English:

    Abstract In Brazil, the standard NBR 7190: 1997 establishes testing methods to determine the physical and mechanical properties of the material. However, the tests require that the procedures be undertaken in specialised, high-cost laboratories. The Brazilian code sets different values for relations between shear strength and compression strength parallel to the grain. The aim of this study was to investigate the relation between compressive strength and shear strength parallel to the grain, considering the results of the tests of those properties. The results were compared with the relation values set by the Brazilian Standard NBR 7190:1997, and the optimal coefficient found was 86.4% higher than the coefficient set by the Brazilian standard, considering the set of all species. With regards to the variation in the relation between the investigated properties, considering the different classes of wood resistance in this study, no decreases were found in the values of the optimal coefficients as the classes increase (a situation described in the NBR 7190:1997 standard), which represent one further divergent result.
  • Physical-mechanical production and evaluation of medium and high density waste panels Artigo

    Yano, Bruna Bessa Rocha; Silva, Sérgio Augusto Mello da

    Abstract in Portuguese:

    Resumo No Brasil intensificam-se os estudos visando ao aproveitamento de serragem proveniente de processos industriais para a produção de painéis de madeira com valor agregado para minimizar a exploração florestal. Neste trabalho foram estudados cinco tratamentos com misturas de partículas de madeira de marcenarias e de bagaço de cana-de-açúcar. Para homogeneização das partículas, foram realizados estudos de composição granulométrica; em seguida, foram confeccionados três painéis para cada tratamento com adição de 10% de resina poliuretana derivada de óleo de mamona e realizaram-se avaliações para determinar as propriedades físicas e mecânicas desses painéis. As propriedades físicas e mecânicas obtidas para as misturas com 50% de serragem e 50% de bagaço de cana indicaram a possibilidade de produção dos painéis para uso em ambientes internos em condições secas.

    Abstract in English:

    Abstract Brazil has seen a growing number of studies on the use of sawdust from industrial processes for the production of wood panels with added value to minimise forest exploration. In this article, five treatments with mixtures of wood particles from carpentry shops and sugarcane bagasse were examined. For particle homogenisation, granulometric composition studies were conducted; subsequently, three panels were made for each treatment, with the addition of 10% of polyurethane resin from castor oil, and evaluations were performed to determine the physical and mechanical properties of the panels. The physical and mechanical properties obtained with the mixtures with 50% of sawdust and 50% of sugarcane bagasse indicated that the production of panels for indoor use under dry conditions is possible.
  • Stakeholder perceptions of offsite construction techniques: systematic review Article

    Senger, Eduardo Werneck; Santos, Adriana de Paula Lacerda; Marques, Marcos Augusto Mendes; Scheer, Sérgio

    Abstract in Portuguese:

    Resumo Nas últimas décadas, observou-se uma aceitação mais rápida das técnicas de construção offsite, apoiadas por várias correntes de pesquisa relevantes. Este estudo concentrou-se nas percepções de stakeholders, que em função do seu papel fundamental no processo decisório aliado à diversidade de suas experiências, caracterizam um campo importante de pesquisa. O objetivo deste trabalho foi reunir informações quantificáveis sobre os benefícios e barreiras da construção offsite para auxiliar no desenvolvimento e/ou aprimoramento de ferramentas e diretrizes estratégicas para o processo de tomada de decisão. Por meio de combinação entre as técnicas de Revisão Bibliográfica Sistemática e Amostragem Bola de Neve, foram selecionados 24 artigos, que totalizaram 1.625 percepções de stakeholders, 238 indicadores de barreiras e 99 indicadores de benefícios. Também foi realizada uma análise de agrupamentos para estruturar 10 grupos para benefícios e outros 10 para barreiras. Além disso, foi realizada uma análise de co-citação para identificar 7 grupos e as conexões associadas entre eles. A pesquisa resultou em um banco de dados com barreiras e benefícios da construção offsite, classificados conforme sua relevância para os stakeholders. Foram agregadas análises bibliométrica e de cocitação para auxiliar o leitor na escolha da fonte/percepção mais adequada aos seus objetivos.

    Abstract in English:

    Abstract In the past few decades, a faster uptake has been noticed for offsite construction techniques, as supported by several relevant research streams. This study focused on the perceptions of stakeholders, which is an important research field, in terms of the manifold experiences and their critical role in decision-making. The purpose of this work was to gather quantifiable information regarding benefits and barriers of offsite construction to assist in the development or improvement of tools and strategic guidelines for the decision-making process. In total, 24 papers were selected by combining the systematic review with the snowball sampling technique to survey and quantify the perceptions of 1,625 stakeholders, and to obtain 238 barrier indexes and 99 benefit indexes. A hierarchical cluster analysis was also conducted to frame 10 clusters for benefits and another 10 for barriers. In addition, a co-citation analysis was carried out to identify 7 clusters and the associated connections between them. A database was provided with barriers and benefits, ranked by their relevance to offsite construction, as well as the bibliometrics and co-citation analysis that may help choose the best-fit source/perception for the purpose of the readers.
  • Inclusive architecture: a co-design experience Artigo

    Mussi, Andréa Quadrado; Silva, Luísa Batista de Oliveira; Lantelme, Elvira Maria Vieira; Cesaro, Sara Rossato de; Deon, Luísa Fernanda Nercolino; Rodrigues, Daiara Iasmin; Silva, Thaísa Leal da

    Abstract in Portuguese:

    Resumo Este artigo apresenta o uso de projeto colaborativo (PC) em arquitetura como forma de inclusão social de pessoas com deficiência visual (PcDV), por meio de uma parceria entre uma associação de cegos (comunidade) e programa de pós-graduação em arquitetura e urbanismo (instituição de ensino superior). Este artigo mostra resultados de uma ação de codesign, que irá subsidiar o objetivo do projeto de pesquisa mais amplo que visa definir métodos, técnicas e ferramentas de codesign aplicadas à inclusão das PcDV no processo de projeto de arquitetura, urbanismo, paisagismo e interiores. A pesquisa relata duas etapas de um PC: desenvolvimento do projeto de interiores da sala de espera/recepção e da área externa para convívio e lazer (com os adultos da associação), e elaboração de dois brinquedos para esses espaços (com as crianças da associação). Focus group, interação com maquete tátil e passeios acompanhados são os métodos. Os resultados demonstram a importância de PC como forma de inclusão das PcDV, aumentando o bem-estar e a autoestima dos usuários à medida que estes participam efetivamente da criação do ambiente no qual estão inseridos e conseguem sair da zona passiva, que normalmente se encontram no processo de projeto em arquitetura.

    Abstract in English:

    Abstract This paper presents the use of co-design in architecture as a form of social inclusion for Visually Impaired People through a partnership between an association of blind people (community) and the Postgraduate Program in Architecture and Urbanism (Higher Education Institution). This article shows the results of a co-design action, which will assist in the achievement of a broader research goal, aiming to define co-design methods, techniques and tools applied to the inclusion of visually impaired people in the process of architecture, urbanism, landscaping and interior design. This research study reports on two stages of a co-design project: the co-design of a waiting / reception room and a socialising and leisure external area (with the Association’s adults), and the development of two toys for these spaces (with the Association’s children). The research methods chosen were focus groups, the interaction with the tactile model and accompanied tours. The results demonstrate the importance of co-design as a way to include visually impaired people, enhancing their well-being and self-esteem, as they effectively participate in the creation of the environment which they are part of and leave the passive zone that they normally find themselves in during the architectural design process.
  • Reciprocal frame structures: a systematic literature review and identification of critical points for design and production Artigo

    Castriotto, Caio Magalhães; Celani, Gabriela; Silva, Felipe Tavares da

    Abstract in Portuguese:

    Resumo Estruturas recíprocas (ERs) são datadas do período neolítico, produzidas originalmente em madeira e compostas por elementos de dimensões reduzidas. Trata-se de um sistema estrutural que apresenta a capacidade de se adaptar a formas livres, complexas e com grande potencial estético, como indicado por diversas pesquisas contemporâneas. No entanto, acredita-se que essas estruturas poderiam fazer melhor uso das tecnologias digitais disponíveis de projeto, análises, fabricação e montagem. Este artigo tem o objetivo de identificar as atuais lacunas em que se pode concentrar esforços de pesquisa no sentido de tornar a tecnologia das ERs mais viável. Foi feita uma revisão sistemática da literatura (RSL) em sete bases de dados diferentes. Encontrou-se um total de 180 artigos, dos quais 49 foram selecionados para análise. Dentre eles, 27 identificaram lacunas existentes, que foram compiladas em cinco categorias: (a) dificuldades na concepção geométrica/estrutural; (b) necessidade de aprimoramento de ferramentas digitais; (c) dificuldade no projeto, análise, fabricação e montagem de conexões; (d) dificuldade de compreensão da real contribuição dos protótipos para aplicações em grande escala; e (e) necessidade de incorporar o processo de montagem no projeto de ERs. Foi possível concluir que o desenvolvimento de novos mecanismos de análise estrutural aliados à criação de novos detalhes construtivos pode contribuir para a expansão do uso das ERs.

    Abstract in English:

    Abstract Reciprocal Frame Structures (RFs) date from the Neolithic period, where they were originally produced in wood and comprised of small sized elements. It is also a structural system that can adapt to freeform and complex geometries, with great aesthetic potential, as indicated by several contemporary research studies. However, these structures could make better use of the digital technologies available for design, analysis, manufacturing and assembly. This paper aims to identify the current gaps where research efforts focus on in order to make RF technology more viable. A systematic literature review (SLR) was performed in seven different databases. A total of 180 articles were found, of which 49 were selected for analysis. 27 of those papers identified existing gaps, which were then compiled into five categories: (a) difficulties in geometric / structural design; (b) need for enhancement of digital tools; (c) difficulty in connections design, analysis, manufacturing and assembly; (d) difficulty in understanding the real contribution of prototypes to large scale applications; and (e) need to incorporate the assembly process in the design of RF. The study concluded that the development of new structural analysis devices combined with the creation of new constructive details may contribute to expanding the use of RFs.
  • Isoviews applied to location of information units for pedestrian mobility Artigo

    Souza, Adriana Cristina da Silva; Taco, Pastor Willy Gonzales; Lima, Ana Catarina Ferreira; Silva, Elisangela Aparecida Machado da

    Abstract in Portuguese:

    Resumo Na mobilidade urbana, um dos fatores mais desencorajadores dos deslocamentos dos pedestres é a falta de informações do espaço urbano. A disponibilidade adequada de informações espaciais, tais como rotas de deslocamento a pé e proximidade de pontos de parada, proporciona melhoria na qualidade dos deslocamentos e fomenta a apropriação dos espaços públicos. Informações, quando bem localizadas, geram clareza e visibilidade do espaço urbano construído, otimizando e integrando os deslocamentos dos pedestres ao sistema de transportes. Assim, foi desenvolvido um método para identificar a localização espacial de unidades de informação para pedestres (UnIsP) utilizando a ferramenta da Sintaxe Espacial, a análise das isovistas e o software Depthmap. O método foi aplicado na Estação Praça do Relógio do metrô de Brasília, DF, e possibilitou identificar os pontos de maior potencialidade e visibilidade para a localização das UnIsP, subsidiando intervenções urbanas para integrar os deslocamentos dos pedestres ao sistema de transportes. Ainda, o método pode ser aplicado, com as devidas adaptações, aos terminais e aos pontos de parada dos demais modos de transporte público.

    Abstract in English:

    Abstract In Urban Mobility, one of the most discouraging factors for the movement of pedestrians is the lack of information on urban areas. The proper availability of spatial information, such as pedestrian routes, the proximity of bus stops are among the factors that improve the quality of mobility and promote the appropriation of public areas. Information, when well-located, tends to provide greater space clarity and displacement optimisation. Thus, a method was developed to identify the spatial location of Pedestrian Information Units (PIUs) using the Spatial Syntax tool, the Isovists analysis and the Depthmap software. This method was applied at a subway station “Praça do Relógio” in Brasilia, DF, and that made it possible to identify the highest potential and visibility points for the positioning of PIUs, thus assisting urban interventions to integrate pedestrian movements into the transport system. Furthermore, the method can also be applied, with the necessary adaptations, to the terminals and stopping points of other modes of public transport.
  • The potential of automated rule-based verification for fire safety measures in BIM Artigo

    Kater, Marcel; Ruschel, Regina Coeli

    Abstract in Portuguese:

    Resumo Este estudo objetiva a operacionalização do método de Eastman et al. (2009) aplicado à modelagem e à verificação automatizada das regulamentações de incêndio do estado de São Paulo com a Modelagem da Informação da Construção (BIM). O método adotado foi o da pesquisa construtiva. O processo de avaliação da solução aplicou a proposta na verificação de projeto de prédio residencial em formato “H” de cinco andares para habitação de interesse social amplamente construído pela Companhia de Desenvolvimento Habitacional e Urbano no estado de São Paulo. Os artefatos resultantes são: (i) o conjunto de regras de verificação automatizada das medidas de segurança contra incêndio para edificação com área superior a 750 m2 e altura entre 6 m e 12 m, que pode ser replicado para 90,8% das alturas restantes; (ii) a hierarquia entre regras que disciplinam a coordenação da aplicação dos vários módulos e regras sobre o objeto de estudo; (iii) a descrição da preparação necessária do modelo BIM; e (vi) o esclarecimento do subconjunto de objetos do modelo e propriedades necessárias para o processo de verificação automatizada, que fornece indicativos de um Model View Definition (MVD) específico para essa verificação de código. A solução desenvolvida possibilitará maximizar a aplicação de legislações e regulamentações relacionadas às medidas de segurança contra incêndio em edificações.

    Abstract in English:

    Abstract The aim of this study is the operationalisation of Eastman et al.’s (2009) code checking method applied to the modelling and automated verification of fire regulations for multifamily residential units in the state of São Paulo, using specific BIM tools. The method adopted was constructive research. The solution evaluation process applied the methodology in the verification of a five-stories H-shaped residential building in a social housing project built by the Housing and Urban Development Company of the state of São Paulo. The resulting devices are as follows: (i) a set of rules for fire safety code-checking for buildings with an area of over 750 m 2 and a height of 6 m to 12 m, which can be replicated to 90.8% of the remaining heights; (ii) a hierarchy to guide the coordination of the application of the various modules and rules on the object of study; (iii) a description of the required preparation of the BIM model; and (vi) clarification of the subset of model objects and properties needed for the automated verification process, which provides indications of a specific Model View Definition (MVD) for this code checking. The solution developed will make it possible to maximise the application of laws and regulations related to fire safety measures in buildings.
  • Impact noise isolation on a floor system with coating application on the original floor Artigo

    Xavier, Leilane Aguiar Almeida; Melo, Aluísio Braz; Ferreira, Enildo Tales

    Abstract in Portuguese:

    Resumo A classificação de desempenho acústico ao ruído de impacto em sistemas de piso prevista na NBR 15575-3 (ABNT, 2013) é exigência apenas às novas construções de edifícios multipavimentos. O presente artigo aborda tais problemas de ruídos que ocorrem nos edifícios concluídos antes de 2013. O estudo busca uma alternativa para a correção acústica, através da aplicação de novo revestimento sobre piso original. Para tal considerou-se os seguintes condicionantes: facilidade de execução e menor acréscimo na espessura total do sistema de piso. O estudo experimental foi realizado em duas câmaras acústicas e em campo (edifício residencial), quando se verificou a eficiência acústica em um caso real. Os novos revestimentos aplicados sobre o piso original (cerâmica esmaltada) foram: laminado de madeira; porcelanato extrafino e o mesmo tipo de cerâmica original, sendo os dois últimos sem material resiliente entre eles e o piso original. Os resultados mostraram que a proposta tem potencial para corrigir problemas de ruído de impacto em sistemas de piso entre unidades residenciais autônomas sobrepostas. O uso de laminado de madeira sobre o piso original se destaca, combinando maior isolamento ao ruído de impacto (até 28 dB), pequeno acréscimo na espessura final do sistema (1,6 cm) e facilidade de execução.

    Abstract in English:

    Abstract The classification of acoustic performance to impact noise in floor systems provided for in NBR 15575-3 (ABNT, 2013) is only required for new multi-floor buildings. This article addresses the noise problems occurring in buildings constructed before 2013. This study seeks for an alternative form of acoustic correction by applying a new coating on the original flooring. In order to do this, the following conditions were considered: ease of execution and lower increment in the total thickness of the floor system. An experimental study was performed in two acoustic chambers and on the field (residential building), where acoustic efficiency was verified in a real case. The new coatings applied on the original floor (enamelled ceramic) were: wood laminate; extra fine porcelain tiles and the same type of ceramic as the original flooring. The two latter did not have a resilient material between them and the original floor. The results showed that the proposed alternative has the potential to correct impact noise problems in floor systems between superimposed autonomous dwelling units. The systems using laminate wood on the original floor proved to be the most effective, as they combine greater acoustic insulation against the impact noise (until 28 dB), small increase in the final thickness of the system (1.6 cm) and ease of execution.
  • Evaluation of alternatives for reducing household potable water consumption: case study in Caruaru, PE, Brazil Artigo

    Sousa, Lyanne Cibely Oliveira de; Bezerra, Saulo de Tarso Marques; Amorim, Jose Matheus Bezerra dos Santos; Alves, Isaura Macêdo; Duarte, Armando Dias

    Abstract in Portuguese:

    Resumo Em um cenário de crise hídrica, como o vivenciado pelo Agreste Brasileiro nos últimos anos, a sustentabilidade do abastecimento de água tem sido tema de inúmeras investigações. Nesse sentido, esta pesquisa abordou o estudo da implantação hipotética de alternativas tecnológicas direcionadas à redução do consumo de água potável em residências de Caruaru, PE. As alternativas adotadas foram avaliadas segundo uma perspectiva multicritério, considerando critérios ambientais, técnicos, econômicos e sociais, identificados por meio de projetos, pesquisas de mercado e entrevistas com moradores e especialistas. Com a aplicação do método Promethee II, foi possível verificar que a implantação de equipamentos economizadores seria a alternativa mais indicada para a região. A redução no consumo de água dessa alternativa foi de 29,11%, enquanto o tempo de retorno do investimento foi estimado em 16 meses. O elevado prazo para recuperar o capital das demais alternativas evidencia a necessidade de políticas governamentais que ofereçam incentivos financeiros à população, de modo a impedir que as condições socioeconômicas da região sejam o principal entrave para a adoção de práticas de conservação dos recursos hídricos.

    Abstract in English:

    Abstract In a scenario of water crisis, such as that experienced by the Brazilian Agreste region in recent years, the sustainability of water supply has been the aim of several investigations. This research project involved the study of the hypothetical implementation of technological alternatives for reducing household potable water consumption in Caruaru, PE. The alternatives were evaluated from a multicriteria perspective. That perspective takes into account environmental, technical, economic and social criteria, which are identified through designs, market research and interviews with residents and experts. With the application of the multicriteria method Promethee II, it was possible to verify that the implementation of water-saving devices is the most suitable alternative for the region. This alternative promotes a 29.11% reduction in water consumption, while the payback period was estimated at 16 months. The long term required to recover the capital in the other alternatives highlights the need for government policies offering financial incentives to the population, preventing the region’s socioeconomic conditions from being the main obstacle for the adoption of water resources conservation practices.
  • A study of the economic parity and energy performance of solar photovoltaic façades in the south of Brazil Artigo

    Bender, Lívia Vasques; Leitzke, Rodrigo Karini; Freitas, Julye Ramalho de; Cunha, Eduardo Grala da; Salamoni, Isabel Tourinho

    Abstract in Portuguese:

    Resumo Muitos países já projetam edificações eficientes e com necessidades baixas de consumo, principalmente através da energia solar fotovoltaica (FV). Entretanto, essa ainda é considerada uma fonte de alto investimento, principalmente no Brasil. Porém, considerando que os revestimentos podem representar entre 6% e 20% do custo da edificação e, partindo do princípio que estes podem ser substituídos por módulos FV, é importante que esse custo evitado seja computado no custo final desta tecnologia. O objetivo deste trabalho é analisar a paridade econômica e o desempenho energético de uma fachada solar fotovoltaica (FSFV) de um edifício comercial, comparada com outra revestida com materiais usuais da construção civil. A simulação do desempenho energético do edifício foi feita através do software EnergyPlus, e o cálculo da geração de energia da FSFV foi realizado com a utilização de dados de disponibilidade de radiação solar com base no programa Radiasol. Os resultados das simulações indicaram que uma FSFV comparada com fachadas usuais auxilia pouco na redução de consumo da edificação. Porém, contribui com o suprimento de 56,38% desse consumo. A análise financeira parte da comparação entre sistemas usuais da construção civil com o sistema solar fotovoltaico (SFV), tendo um retorno de investimento, na melhor das hipóteses, de 4 anos.

    Abstract in English:

    Abstract Many countries already design efficient buildings with low consumption needs, mainly through photovoltaic solar energy (PV). However, that is still considered a high-investment energy source, especially in Brazil. Nevertheless, considering that coatings can represent between 6 and 20% of the cost of a building, and assuming that they can be replaced by PV modules, it is important that this avoided cost be included in the final cost of this technology. The aim of this study is to analyse the economic parity and the energy performance of a photovoltaic solar facade (PVSF) of a commercial building, compared to one coated with usual building materials. The energy performance of the building was simulated using the EnergyPlus software and the PVSF energy generation calculation using solar radiation data by the Radiasol program. The simulation results indicated that an PVSF compared to usual façades does little to reduce building consumption. It does, however, contribute to the supply of 56.38% of that consumption. The financial analysis is based on a comparison between usual building systems and the photovoltaic solar system (PVS), with a return on the investment in, at best, 4 years.
  • Multi-objective optimisation targeted at the thermal performance of low-energy buildings design in southern Brazil Artigo

    Linczuk, Vinícius Cesar Cadena; Bastos, Leopoldo Eurico Gonçalves

    Abstract in Portuguese:

    Resumo O objetivo deste artigo é apresentar o potencial de uma otimização multiobjetivo orientada para soluções de projeto arquitetônico que contemplem melhores condições de conforto térmico e redução do consumo de energia. Para tanto, o estudo é aplicado a um modelo constituído de única zona térmica, para o qual foram considerados distintos valores para os parâmetros construtivos. São considerados para o envelope: a orientação solar, as propriedades dos materiais opacos e transparentes da envoltória, as dimensões da janela e da proteção solar. Utilizou-se nas simulações o software EnergyPlus associado à ferramenta de parametrização e otimização JEPlus+EA. O processo de otimização visa minimizar os indicadores de graus-hora para aquecimento (GHa) e de resfriamento (GHr). Essa minimização revela-se de interesse para as cidades situadas na Região Sul do Brasil de clima temperado úmido, nas quais há necessidade de adoção de estratégias de projeto conflitantes em função das condições de inverno e verão. Os resultados para as configurações dos envelopes e orientação de implantação do modelo são apresentados por meio da Fronteira de Pareto. Assim, torna-se possível identificar a relação entre os diversos parâmetros de projeto assumidos, com a minimização dos requerimentos estabelecidos de consumo de energia para o modelo arquitetônico analisado.

    Abstract in English:

    Abstract The aim of this paper is to present the potential of a multi-objective optimisation of architectural design solutions that offer better thermal comfort conditions and lower energy consumption. The study was applied in a rectangular box model as a single thermal zone, and different values were considered for the constructive parameters of the building. In addition, the following elements of the envelope were also analysed: solar orientation, the properties of opaque and transparent materials, window dimensions and sunshade. The EnergyPlus software associated with the JEPlus + EA parameterisation and optimisation tool were used for the simulations. The optimisation process considered the minimisation for both the Heating Degree Hours (GHa) and Cooling Degree Hours (GHr). This minimisation is interesting for cities with a humid temperate climate in southern Brazil, where it is necessary to adopt conflicting building design strategies due to the different winter and summer conditions. The results for the envelope configurations for one given model site orientation are presented through the Pareto Frontier. Hence, it is possible to identify the relationship between the various designed parameters assumed, with the minimisation of the established energy consumption requirements for the architectural model analysed.
  • Analysis of the application of temporal and maximum metrics in the evaluation of sound pollution generated by a helipad Artigo

    Brito, Luiz Antonio Perrone Ferreira de; Guatura, Rafael Felipe; Silva, João Pedro Reis da

    Abstract in Portuguese:

    Resumo A poluição sonora permeia o meio urbano de diversas formas, entre elas o ruído aeronáutico. O ruído gerado por aeronaves tem um potencial de incômodo à população em geral. A normalização nacional e internacional utiliza métricas temporais, obtidas pela média das medidas instantâneas em dado período. Entretanto, mesmo em locais onde os critérios são atendidos, há um potencial de incômodo como relatado na literatura, principalmente quando da passagem de uma aeronave. Esta pesquisa teve por objetivo avaliar a aplicação das métricas temporais e máximas na quantificação da poluição sonora gerada por um heliporto. Foram executadas 70 h de medição de nível de pressão sonora, segundo a NBR 13368 (ABNT, 1995), e utilizadas curvas dose-resposta para avaliação dos resultados obtidos. Os resultados indicam que, ao se utilizarem as métricas temporais, os critérios normativos de avaliação são atendidos, mesmo existindo um potencial de incômodo de 30% da população. Durante as medições foram observadas diferenças de cerca de 30 dB entre o nível de ruído de fundo e o nível de pressão sonora máximo, gerado durante a passagem de aeronaves com uma frequência média de 12 min. Pode-se concluir que o atendimento aos critérios de avaliação, baseados em métricas temporais, não garante à população condições de conforto acústico.

    Abstract in English:

    Abstract Noise pollution in cities derives from various sources, including aeronautical noise. Aircraft noise is a potential cause of discomfort for the general population. National and international standards use temporal metrics, obtained through the logarithmic mean of instantaneous measurements over a period. But there is still potential for discomfort even in places where those criteria are met, as reported in the literature, especially when an aircraft flies over the receiver. This researchstudy aimed to evaluate the application of temporal and maximum metrics in the quantification of sound pollution generated by a helipad. Seventy hours of measurement were performed following to the procedures of NBR 13368 (ABNT, 1995) and dose-response curves were used to evaluate the results obtained. The results indicate that when using temporal metrics, the normative evaluation criteria are met, even though there is potential for discomfort of 30% of the population. During the measurements, differences of about 30 dB between background noise and peak noise were observed during aircraft overfly with an average frequency of 12 min. The conclusion is that meeting the evaluation criteria based on time metrics does not guarantee the acoustic comfort of the population.
  • Errata Errata

  • Errata: Framework de avaliação da complexidade de projetos em portfólios de engenharia civil Errata

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