BUILDING OCCUPANCY & THERMAL PERFORMANCE: A CASE STUDY IN DIFFERENT CLIMATE ZONES IN BRAZIL

Abstract

This study investigates the difference in buildings' thermal performance due to different parameters of home permanence from those proposed by Thermal Standards in distinct climate zones. It is based on the changes in the occupation of residential buildings in recent years, due to the greater flexibility of remote work, for instance. Different scenarios were performed through the building design of single-family houses and 4-story multifamily buildings, using as variables: the use of equipment, presence of people, windows opening, and four climate zoning. The pattern of building use recommended by the Brazilian Standard regards only night residence occupancy, while the study considers alternative scenarios by day and night occupancy. Results show that alternative scenarios presented the lowest percentage of hours in the thermal comfort range and higher annual thermal discomfort degrees-hours. Also, great differences are observed in results between cold and hot climates. Those finds indicate the need for standards updates to match the reality of residential building uses and suggest that design solutions should be climate-specific, aiming for greater thermal comfort for the user and, at the same time, potentiating the energy efficiency of the building.

Este trabalho investiga diferenças no conformto térmico de edificações devido a diferenças de uso em edificações residenciais (permancência de pessoas) aos padrões de uso previsto na norma brasileira de Conforto, considerando diferentes zonas bioclimáticas. O trabalho se baseia na diferença de ocupação das residências nos últimos anos, especialmente devido à maior flexibilidade e trabalho remoto, por exemplo. Diferentes cenários foram simulados, considerando um projeto arquitetônico de uma casa residencial e um edifício de 4 pavimentos, tendo também como variáveis uso de equipamentos, presença de moradores, janelas abertas e 4 zonas bioclimáticas. O padrão de uso preconizado pela Norma Brasileira considera a presença de pessoas nas residencias somente no turno da noite, enquanto este estudo investiga cenários alternativos, com ocupação das residências noite e dia. Os resultados mostram que os cenários alternativos apresentam menores percentuais anuais de horas na faixa de conforto térmico e maiores horasgraus em desconforto. Também aponta diferenças nos resultados entre as zonas de climas frio e quentes. Os resultados sugerem a necessidade de atualização da normatização para adequação á novas realidades de ocupação residencial e sugerem que as definições de projeto devem ser específicas para cada clima a fim de melhorar o conforto térmico das residências e ao mesmo tempo potencializar a eficiência energéticas das edificações.

Este trabajo investiga las diferencias en el confort térmico de los edificios debido a las variaciones en el uso en edificaciones residenciales (permanencia de personas) con respecto a los estándares de uso previstos en la norma brasileña de Confort, considerando diferentes zonas bioclimáticas. El trabajo se basa en la variación en la ocupación de las residencias en los últimos años, especialmente debido a una mayor flexibilidad y trabajo remoto, por ejemplo. Se simularon diferentes escenarios, considerando un proyecto arquitectónico de una casa residencial y un edificio de 4 plantas, teniendo como variables el uso de equipos, la presencia de residentes, ventanas abiertas y 4 zonas bioclimáticas. El estándar de uso recomendado por la Norma Brasileña considera la presencia de personas en las residencias solo durante el turno nocturno, mientras que este estudio investiga escenarios alternativos, con ocupación de las residencias de día y de noche. Los resultados muestran que los escenarios alternativos presentan menores porcentajes anuales de horas dentro del rango de confort térmico y mayores horas-grado en incomodidad. También señala diferencias en los resultados entre las zonas de climas fríos y cálidos. Los resultados sugieren la necesidad de actualizar la normativa para adaptarse a las nuevas realidades de ocupación residencial y sugieren que las definiciones de proyecto deben ser específicas para cada clima con el fin de mejorar el confort térmico de las residencias y, al mismo tiempo, potenciar la eficiencia energética de los edificios.