Análises de incertezas e sensibilidade de arquivos climáticos e seus impactos em simulações computacionais termo energéticas

Abstract

Os programas computacionais de simulação são considerados, atualmente, as principais ferramentas para realizar previsões do desempenho de uma edificação. Para tal, estas ferramentas utilizam como dados de entrada descrições sobre a edificação e o entorno, entre estas, informações do climáticas da cidade, inseridas nos programas computacionais por meio de arquivos climáticos. Porém, apesar de serem programas com um alto nível de desenvolvimento tecnológico, apresentam também as suas limitações. A simulação é um processo de emulação da realidade que trabalha a partir de métodos matemáticos teóricos, por isso, possibilita realizar previsões, mas com certo grau de incerteza, já que a mesma lida com a simplificações da realidade. E a escolha dos métodos para desenvolver arquivos climáticos é uma destas incertezas, assim, os objetivos principais desta dissertação de mestrado foram: (1) desenvolver arquivos climáticos para a cidade de Viçosa-MG, apresentando todos os procedimentos, desde a coleta de dados em estações meteorológicas até a aplicação de métodos de seleção do ano climático representativo e; (2) avaliar as incertezas dos métodos de seleção do ano climático representativo, que compõe o arquivo climático, apontando o mais confiável. Foram coletados dados climáticos da cidade de Viçosa- MG, entre novembro de 2005 a dezembro de 2015 e, os dados com lacunas ou falhas passaram por procedimentos de tratamento, enquanto os elementos do clima que não foram encontrados na coleta de dados foram calculados. Em um segundo momento, foi realizada uma caracterização estatística do clima da cidade e, por fim foram analisadas diferenças nos resultados de simulações computacionais causadas pelo uso de diferentes tipos de arquivos climáticos. Em relação ao último passo, foram analisados um arquivo climático para cada um dos 10 anos de dados climáticos coletados para a cidade, além de outros desenvolvidos com métodos de seleção tradicionais usados nacional e internacionalmente e também, arquivos desenvolvidos com métodos de seleção inovadores. Os resultados das análises apontaram o método Multianual_3anos como o mais confiável, com destaque também para o TMY3, que foi o melhor entre os métodos tradicionais

Computer simulation programs are currently considered the main tools for performing predictions of building performance. To do so, these tools use descriptions about the building and the environment as input data, for example the city's weather information, which is inserted in the programs through weather files. However, although the high level of technological development of these programs, they also have its limitations. The simulation is a reality emulation process made up of theoretical mathematical methods, therefore, it is possible to make predictions with theses tools, but with a certain degree of uncertainty, since it deals with a reality simplifications. And the selection of the methods to weather files development is one of these uncertainties, so the research objectives were: (1) to develop weather file for the city of Viçosa-MG, presenting all the procedures, from the weather data collection in meteorological stations, to the application of the representative climatic year selection methods; (2) to evaluate the uncertainties of the representative climatic year selection methods, pointing the most reliable. Weather data, from November 2005 to December 2015, from the city of Viçosa-MG were collected. Those of this data with gaps and errors were treated, while the climatic elements not found in the data collection were calculated. In a second moment, a statistical characterization of the city 's weather was carried out and, finally, differences in the results of computational simulations caused by the use of different types of climate files were analyzed. About the last step mentioned, a weather file was developed for each of the 10 years of weather data collected from Viçosa-MG, besides others developed with traditional selection methods, used nationally and internationally, and also files developed with innovative selection methods. The results of the analyzes pointed to the Multianual_3anos method as the most reliable, with special emphasis also to the TMY3, which was the traditional method with the best results