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ligados ao conforto térmico e condicionamento
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História da pesquisa de Conforto Térmico
• Mais de 100 anos de pesquisa na área de conforto térmico
• A grande maioria das...
O que está faltando?
• Tais estudos têm contribuído fortemente para a
compreensão do conforto térmico nos últimos 100
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O que pode ser tão diferente em residências?
• Por que esperaríamos que conforto térmico em residências seja
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Fatores Políticos
• Emissão de gases do efeito estufa
– Na Austrália, ao longo dos últimos 20 anos, houve um
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Australian Home Insulation Program
• “The Energy Efficient Homes Package,” que inclui o “Home Insulation
Program”
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O “Rebound Effect”
• Definido como “As respostas sistêmicas comportamentais - ou
até mesmo outros tipos de respostas - à i...
Por que conforto em residências é tão
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Estudos anteriores em residências
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Nossa nova abordagem
através de Smart[phone]
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Introduzindo o “Comfort Chimp”
• Questionários criados através de um painel de controle online
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Medição de Temperatura e UR
• Maxim “iButtons”
• Baratos (US$25),
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Determinação dos padrões de
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Definindo a utilização de AC
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Questionários para Residências
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Conclusões
• O contexto importa!
• Conforto não é determinístico
(físico > fisiológico > psicológico > comportamental)
• P...
Obrigado pela atencao!
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Palestra do professor Richard de Dear, apresentada na sede do IAB-RJ, na quinta 27 de fevereiro de 2015.

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Apresentação do Prof. Richard de Dear sobre conforto térmico residencial (PT)

  1. 1. Novos métodos de pesquisa comportamental ligados ao conforto térmico e condicionamento artificial em ambientes residenciais Prof. Richard de Dear Dr. Christhina Cândido Thomas Parkinson Indoor Environmental Quality Laboratory Faculty of Architecture, Design and Planning, The University of Sydney
  2. 2. História da pesquisa de Conforto Térmico • Mais de 100 anos de pesquisa na área de conforto térmico • A grande maioria das pesquisas estão focadas em ambientes de escritórios, seguidos de: – ambientes de saúde, – escolas, – cabines de veículos, – ambientes externos e semi-externos. • Mas, ainda existe uma crença de que um grande conjunto de dados resultantes de experimentos em apenas um tipo de ambiente possa ser generalizado para diferentes contextos – lógica determinística.
  3. 3. O que está faltando? • Tais estudos têm contribuído fortemente para a compreensão do conforto térmico nos últimos 100 anos; • No entanto, o que tem sido amplamente observado é a falta de compreensão a respeito do conforto térmico em residências • Será que ainda gastamos a maior parte do tempo dentro de nossas casas?
  4. 4. O que pode ser tão diferente em residências? • Por que esperaríamos que conforto térmico em residências seja tão diferente? – Maiores oportunidades adaptativas; – Padrões diferentes e mais flexíveis de vestimenta; – O preço da energia elétrica afeta diretamente o conforto do consumidor; – Ocupantes exercem diferentes atividades nestes ambientes. • Tais fatores contextuais certamente influenciam no processo de percepção térmica do ocupante; Em contrapartida, pouco foi feito considerando este contexto, já que não há exigência alguma para padronização; • Entretanto, existem fatores políticos significativos em termos de energia gasta pela busca de conforto térmico no setor residencial.
  5. 5. Fatores Políticos • Emissão de gases do efeito estufa – Na Austrália, ao longo dos últimos 20 anos, houve um crescimento de 40% nas emissões diretas de CO2 no setor residencial • Demanda de pico na eletricidade – O ar condicionado representa um dos maiores consumidores no uso final de energia do setor residencial, crescendo significativamente nos últimos anos; – Em New South Wales (incl. Sydney), mais de 60% das famílias já possuem pelo menos 1 aparelho de ar condicionado em casa.
  6. 6. Australian Home Insulation Program • “The Energy Efficient Homes Package,” que inclui o “Home Insulation Program” • Política impulsionada por tecnocratas, que ignoram o conforto humano e dimensões comportamentais das emissões de gases do efeito estufa, provenientes do aquecimento e resfriamento artificial do setor residencial • Novamente, baseado na lógica determinística de conforto: – SE o conforto permanece constante, E a eficiência da envoltória de uma residência aumenta, ENTÃO a demanda de energia elétrica (incl. a demanda de pico) e gases do efeito estufa diminuirão; • Mas, e se os proprietários destas residências se comportarem de forma diferente: – SE a eficiência da envoltória de uma residência aumenta, E a demanda de energia elétrica (e gases do efeito estufa) permanece constante, ou até mesmo aumenta, ENTÃO o conforto pode aumentar; – Este é o conceito comportamental economista do “rebound effect”
  7. 7. O “Rebound Effect” • Definido como “As respostas sistêmicas comportamentais - ou até mesmo outros tipos de respostas - à introdução de novas tecnologias que aumentem a eficiência do uso de um recurso. Estas respostas comportamentais tendem a compensar os efeitos benéficos de uma nova tecnologia”. • Como resultado do “rebound effect”, a poupança real de eletricidade e gases do efeito estufa seria significativamente menor que a poupança calculada pelos tecnocratas que utilizam a lógica determinística de conforto.
  8. 8. Por que conforto em residências é tão pouco pesquisado? É claro que existem diversos bons motivos para entender conforto térmico no setor residencial melhor do que fazemos no presente; Então por que estudos de conforto em residências são tão raros? • Em escritórios, nós temos permissão para obter avaliações objetivas e subjetivas de conforto em uma amostra concentrada (ou seja, é mais rápido e fácil) • Residências são geograficamente dispersas, a programação e logística são difíceis, existem problemas com instalações de equipamentos a longo prazo, bem como preocupações éticas a respeito da privacidade dos ocupantes;
  9. 9. Estudos anteriores em residências • Hunt & Gidman (1982) encontraram um desvio em seus dados para o período de frio durante o andamento das medições – questões temporais de amostragem • A iniciativa “Warm Front” após a onda de calor Europeia contou apenas com experimentos iniciais, que deram suporte à medições de 30 minutos de permanência durante apenas 2 a 4 semanas em cada residência • Lomas & Kane (2012) relataram possuir apenas 49% de dados úteis provenientes de 312 residências após a remoção de medições incompletas ou dados de observações mal realizadas.
  10. 10. Nossa nova abordagem através de Smart[phone] • Crescimento fenomenal na introdução de smartphone ao longo dos últimos anos (84% atualmente na Austrália, e crescendo..) • Dispositivos de toque interativos oferecem excelente experiência ao usuário • Sempre conectados e presos ao seu dono • Geram dados com alta resolução temporal e espacial • Entrevistados independentes não precisam ficar sentados o tempo todo em seu espaço de trabalho para completar o questionário Smartphones apresentam uma ligação direta, sem atrito, entre o pesquisador e o entrevistado
  11. 11. Introduzindo o “Comfort Chimp” • Questionários criados através de um painel de controle online • Participantes recebem um convite personalizado através de um SMS contendo um hiperlink para o questionário • Os questionários são emitidos para os ocupantes através de um acesso Gateway SMS enviado pela operadora local de telecomunicações (< US$0.04 por cada questionário SMS na maioria dos países) • Cada resposta é codificada e atribuída a um usuário rapidamente • As respostas podem ser observadas em tempo real pelos pesquisadores através de um painel de controle online Pesquisadores Painel de Controle Online Internet SMS Gateway Operadora de Telecomunicações Local Smartphone dos Participantes
  12. 12. “Comfort Chimp” • Para fins de pesquisas longitudinais, nosso questionário de conforto foi projetado para ser respondido rapidamente (<1 minuto para completá-lo) • Enviado para os ocupantes das residências durante os períodos mais relevantes para a pesquisa, por exemplo: – Quando os ocupantes estão em casa utilizando o ar condicionado – Durante ondas de calor – Durante as situações de picos de demanda de energia – Durante ondas de frio, etc. • Para os estudos realizados durante as ondas de calor, a frequência de envio de questionários varia de 1x/semana a 3x/dia, dependendo do clima • A duração das pesquisas longitudinais é de 18 meses
  13. 13. Medição de Temperatura e UR • Maxim “iButtons” • Baratos (US$25), autossuficientes e hermeticamente selados • Acuracidade de ±0.5°C • Resolução de 0.5°C (8-bit) • 3 meses de armazenamento de amostras com intervalos de 15 minutos de gravação • 10 anos de bateria • Versão com temperatura + umidade relativa também disponível (US$40)
  14. 14. Determinação dos padrões de uso de AC • iButtons são instalados dentro da zona de ocupação, e em diferentes cômodos da casa • Um iButton também é instalado na saída de ventilação e suprimento de ar das unidades de AC Olha eu aqui!!
  15. 15. Definindo a utilização de AC • Planilha Excel em macro determina os “eventos de utilização do AC” – Se o dT/dt do suprimento de AC é >|X|, então o AC está em modo ON – SE ΔT entre as temperatura do AC e zona ocupada são maiores que +X, então o sistema está no modo de aquecimento; Se menor que –X, então estará no modo resfriamento – X é determinado empiricamente para cada residência
  16. 16. Questionários para Residências • Informações complementares sobre a residência e seus ocupantes são obtidas no momento da instalação dos iButtons: – Características físicas dos edifícios, – Características demográficas dos ocupantes, – Características socieconômicas, – Equipamentos HVAC (tipo, cômodos onde estão instalados, capacidade, idade, etc).
  17. 17. Resultados coletados em Sydney a partir da utilização deste método… • 220 anos de dados de temperatura provenientes de 45 residências • 7,65 milhões de dados pontuais • 2.100 respostas de questionários de dentro de casa • 4.900 eventos de utilização de AC • 11.800 horas de utilização de AC
  18. 18. Comportamento ligado à vestimenta dentro de residências 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% 0.2clo 0.4clo 0.6clo 1clo
  19. 19. Ocorrência de eventos de utilização do AC por mês 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 NúmerodeEventosdeAC Cooling HeatingResfriamento Aquecimento
  20. 20. Duração da utilização de AC 0 200 400 600 800 1000 1200 <1hr 1-2hrs 2-3hrs 3-4hrs 4-5hrs 5-6hrs 6-7hrs 7-8hrs 8-9hrs 9-10hrs >10hrs NúmerodeEventosdeAC Cooling HeatingResfriamento Aquecimento
  21. 21. Uso do AC x Período do dia Resfriamento Aquecimento 00:00 - 06:00 06:00 - 10:00 10:00 - 16:00 16:00 - 00:00
  22. 22. Temperaturas de acionamento do AC 0% 5% 10% 15% 20% 25% 30% 35% 40% 8-10 10-12 12-14 14-16 16-18 18-20 20-22 22-24 24-26 26-28 28-30 30-32 32-34 34-36 36-38 Cooling HeatingResfriamento Aquecimento
  23. 23. Conforto Adaptativo 5 10 15 20 25 30 35 40 5 10 15 20 25 30 TemperaturaInternadeAcionamentodoAC Temperatura Média do Ar Externo Predominante Atendimento ao modelo adaptativo Resfriamento Aquecimento Acima de 80% 23% 0% Abaixo de 80% 1% 64% Dentro do Intervalo 77% 36%
  24. 24. Temperatura de acionamento para resfriamento 0% 5% 10% 15% 20% 25% 30% 35% 40% 20-22 22-24 24-26 26-28 28-30 30-32 32-34 Daytime NightManhã Noite
  25. 25. Temperatura de acionamento para aquecimento 0% 5% 10% 15% 20% 25% 30% 35% 8-10 10-12 12-14 14-16 16-18 18-20 20-22 22-24 24-26 Morning NightManhã Noite
  26. 26. Temperatura nos quartos 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec temperaturanazonadeocupação(°C) Temperatura média nos quartos durante a noite (10PM-7AM) With AC Without ACCom AC Sem AC
  27. 27. Temperatura nas salas de estar 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec TemperaturadaZonadeOcupação(°C) Temperatura média nas salas de estar durante o dia (7AM-10PM) With AC Without ACCom AC Sem AC
  28. 28. Sensação térmica média nas salas de estar 0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 23-24 24-25 25-26 26-27 27-28 28-29 Temperatura Interna do Ar (°C) Without AC With AC Físico Fisiológico Psicológico Comportamental Warm Slightly Warm Neutral 73 19 102 26 94 35 67 22 59 19 31 12 Quente Lev. Quente Neutro Sem AC Com AC
  29. 29. Sensação térmica média nas salas de estar 0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 23-24 24-25 25-26 26-27 27-28 28-29 Temperatura Interna do Ar (°C) Without AC With AC Warm Slightly Warm Neutral 73 19 102 26 94 35 67 22 59 19 31 12 Psicológico Comportamental Sem AC Com AC Quente Lev. Quente Neutro
  30. 30. Conclusões • O contexto importa! • Conforto não é determinístico (físico > fisiológico > psicológico > comportamental) • Padrões de utilização do AC em residências não é 100% racional • A Austrália é uma economia com energia barata, onde a aquisição de AC em residências tem crescido rapidamente, com excessiva emissão de gases do efeito estufa per capita • Implicações na demanda de energia de pico: - tarifas de tempo de uso; mas e as tarifas de uso frívolo? • Aparecimento dos BRICs? Este é um método de pesquisa bem desenvolvido, pronto para ser utilizado imediatamente; COLABORE VOCÊ TAMBÉM!
  31. 31. Obrigado pela atencao!

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