Desenvolvimento de aplicativo computacional para o ensino de eficiência energética

Abstract

A pesquisa tem como objetivo desenvolver e aplicar uma ferramenta de ensino de eficiência energética para alunos de graduação em arquitetura e urbanismo. Buscou-se o desenvolvimento do aplicativo, a partir de uma necessidade identificada em sala de aula, a necessidade de um aplicativo introdutório de simulação de eficiência energética, para que os alunos possam, em períodos iniciais de projeto, assimilar conceitos basilares para uma boa simulação. A pesquisa se inicia com uma revisão bibliográfica onde são abordados os temas apresentados ao longo do trabalho, os motivos que levaram ao seu desenvolvimento e uma revisão teórica, apresentando conceitos essenciais para as metodologias utilizadas, além de teorias de suporte técnico para a ferramenta. Essa seção inclui bibliografias sobre o ensino de arquitetura e urbanismo, metodologias de ensino-aprendizagem, simulações computacionais de eficiência energética em edificações e abordagens de ensino relacionadas. A metodologia adotada, detalhada na segunda parte do trabalho, descreve o funcionamento do aplicativo, o qual é acessado por meio de um website para facilitar o acesso. Os usuários podem selecionar diferentes parâmetros, como cidade, fator solar do vidro, razão janela-parede, orientação solar, brise vertical e brise horizontal. Os resultados são apresentados em forma de gráficos, permitindo uma comparação entre diferentes cenários. Esses gráficos mostram o valor em kWh/ano do sistema de condicionamento de ar de uma sala comercial previamente simulada, simplificando assim a análise. Com relação à coleta de dados, as aplicações práticas com os alunos foram realizadas ao longo de três semestres, com seis atividades aplicadas no total. Os exercícios foram ajustados a cada semestre, e os alunos do sexto período do curso de arquitetura e urbanismo da Universidade Federal de Santa Catarina participaram das atividades. Além dos exercícios desenvolvidos, foi aplicado um questionário para investigar a recepção do aplicativo pelos alunos. Na parte final do trabalho, são apresentados os resultados obtidos a partir do desenvolvimento e da aplicação com os alunos. Esses resultados indicaram uma receptividade positiva ao aplicativo, uma vez que os alunos obtiveram bons resultados nas atividades efetuadas, assim como demonstraram uma boa recepção ao aplicativo na coleta de dados a partir do questionário. O que sugere uma perspectiva otimista sobre a integração de ferramentas de simulação no ensino de estudantes de arquitetura e urbanismo. Essa constatação reflete uma visão favorável em relação à utilidade prática dessas tecnologias no contexto educacional dessas áreas.

Abstract: The research aims to develop and apply a teaching tool for energy efficiency for undergraduate students in architecture and urbanism. The development of the application was sought based on an identified need in the classroom, the need for an introductory energy efficiency simulation application, so that students can, in the early stages of the project, assimilate basic concepts for good simulation. The research begins with a literature review where the topics presented throughout the work are addressed, the reasons that led to its development, and a theoretical review, presenting essential concepts for the methodologies used, as well as technical support theories for the tool. This section includes references on the teaching of architecture and urbanism, teaching-learning methodologies, computational simulations of energy efficiency in buildings, and related teaching approaches. The adopted methodology, detailed in the second part of the work, describes the functioning of the application, which is accessed through a website to facilitate access. Users can select different parameters, such as city, glass solar factor, window-wall ratio, solar orientation, vertical and horizontal sunshade. The results are presented in the form of graphs, allowing for comparison between different scenarios. These graphs show the value in kWh/year of the air conditioning system of a previously simulated commercial room, thus simplifying the analysis. Regarding data collection, practical applications with students were carried out over three semesters, with six activities applied in total. The exercises were adjusted each semester, and sixth-semester students in the architecture and urbanism course at the Federal University of Santa Catarina participated in the activities. In addition to the developed exercises, a questionnaire was applied to investigate the reception of the application by the students. In the final part of the work, the results obtained from the development and application with the students are presented. These results indicated a positive receptivity to the application, as students obtained good results in the activities carried out, as well as demonstrated a good reception to the application in data collection from the questionnaire. This suggests an optimistic outlook on the integration of simulation tools in the teaching of architecture and urbanism students. This finding reflects a favorable view regarding the practical utility of these technologies in the educational context of these areas.