https://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/214168 Sat, 05 Sep 2026 21:23:10 GMT 2026-09-05T21:23:10Z https://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/275314 Uso de nanossílica e resíduos de porcelanato em argamassa para revestimento Lozovey, Ana Carolina Reis Este trabalho avalia o efeito da incorporação de nanossílica (NS) e resíduo de polimento de porcelanato (RPP) em argamassas de revestimento, considerando a interação entre esses materiais e seus impactos técnicos e ambientais, como uma alternativa de substituição parcial ao cimento Portland. O programa experimental contempla a produção de argamassas e pastas com diferentes teores de substituição parcial do cimento Portland por NS e RPP, com análise de propriedades no estado fresco e endurecido, incluindo trabalhabilidade, retenção de água, densidade de massa e teor de ar incorporado, resistência potencial de aderência à tração, módulo de elasticidade dinâmico, variação dimensional, densidade de massa no estado endurecido, resistência mecânica, absorção de água por capilaridade, fator de resistência à difusão de difusão de vapor de água, calorimetria, reometria, resistência à compressão axial. Os resultados indicam que a incorporação conjunta de NS e RPP promove melhoria na distribuição granulométrica e intensifica a densificação da matriz, reduzindo a porosidade e a absorção de água por capilaridade. A presença de NS acelera as reações de hidratação e a formação de C-S-H, enquanto o RPP contribui para o preenchimento de vazios e aprimoramento da microestrutura. A combinação dos materiais apresenta desempenho superior ao uso isolado, com aumento da resistência à compressão e à tração na flexão. Observa-se ainda influência nos parâmetros reológicos, com aumento da viscosidade e da tensão de escoamento, além de alterações no comportamento de hidratação, evidenciadas por ensaios de calorimetria. As argamassas produzidas atendem aos requisitos normativos e apresentam potencial de aplicação em revestimentos internos e externos, com ganhos em durabilidade e desempenho. Conclui-se que a sinergia entre NS e RPP constitui alternativa viável para o desenvolvimento de argamassas mais eficientes e sustentáveis.; Abstract: This work evaluates the effect of incorporating nanosilica (NS) and porcelain polishing residue (PPR) in rendering mortars, considering the interaction between these materials and their technical and environmental impacts, as a partial replacement alternative to Portland cement. The experimental program includes the production of mortars and pastes with different levels of partial replacement of Portland cement by NS and PPR, with analysis of properties in the fresh and hardened state, including workability, water retention, bulk density and incorporated air content, potential tensile bond strength, dynamic modulus of elasticity, dimensional variation, bulk density in the hardened state, mechanical strength, water absorption by capillarity, resistance factor to water vapor diffusion, calorimetry, rheometry, and axial compressive strength. The results indicate that the combined incorporation of NS and PPR promotes improved particle size distribution and intensifies matrix densification, reducing porosity and water absorption by capillarity. The presence of NS accelerates hydration reactions and the formation of C-S-H, while RPP contributes to void filling and microstructure enhancement. The combination of materials shows superior performance compared to their isolated use, with increased compressive and flexural tensile strength. An influence on rheological parameters is also observed, with increased viscosity and yield stress, as well as changes in hydration behavior, evidenced by calorimetry tests. The mortars produced meet regulatory requirements and show potential for application in internal and external coatings, with gains in durability and performance. It is concluded that the synergy between NS and RPP constitutes a viable alternative for the development of more efficient and sustainable mortars. Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil, Florianópolis, 2026. Thu, 01 Jan 2026 00:00:00 GMT https://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/275314 2026-01-01T00:00:00Z https://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/275113 O efeito das mudanças climáticas no aproveitamento de água pluvial em habitações de interesse social de diferentes regiões climáticas brasileiras Conceição Neto, Mauricio Dias da O aproveitamento de água pluvial tem ganhado destaque como estratégia de reforço à segurança hídrica urbana diante das mudanças climáticas. O objetivo deste estudo foi avaliar o desempenho de um sistema de aproveitamento de água pluvial em uma edificação unifamiliar de interesse social replicada em oito cidades brasileiras, investigando a influência de variações temporais, climáticas e regionais no seu funcionamento. Foram realizadas 1.296 simulações no programa Netuno, empregando séries de precipitação do CMIP6 para os cenários SSP245 e SSP585 em três períodos futuros (2025?2040, 2040?2055 e 2085?2100). A análise teve como referência a série histórica de 1998?2013, utilizada para contextualizar as condições climáticas observadas. Avaliaram-se o potencial de economia de água potável, a capacidade ideal de reservatório e os padrões e tendências climáticas com potencial de influenciar o desempenho futuro do sistema. Os resultados mostraram economias médias de água potável entre 6% e 35%, com tendências contrastantes entre as cidades. Florianópolis e São Paulo apresentaram aumento consistente; Ribeirão Preto e Belo Horizonte mantiveram estabilidade; Manaus, Macapá e Fortaleza registraram declínios; e Petrolina exibiu ganhos pontuais apesar dos valores absolutos reduzidos. Os padrões espaciais observados na série histórica mantiveram-se nos cenários futuros, com variações temporais graduais, enquanto os efeitos climáticos projetados alteraram a magnitude do desempenho sem modificar a hierarquia espacial entre as cidades. A capacidade ideal de reservatório variou entre 1.500 L e 4.100 L, com forte dependência do regime pluviométrico local. No cenário SSP585, verificou-se maior variabilidade intertemporal e climática, embora sem prejuízo significativo à funcionalidade do sistema. De modo geral, os resultados sugerem que o desempenho futuro dos sistemas de aproveitamento de águas pluviais é condicionado pelo regime de precipitação de cada localidade e por como esse regime é modificado nos cenários climáticos analisados, refletindo-se em variações graduais ao longo dos períodos e cenários simulados, sem alterar a hierarquia espacial entre as cidades. O estudo reforça a viabilidade do uso de água pluvial em habitações de interesse social e sua relevância como estratégia complementar para fortalecer a segurança hídrica urbana.; Abstract: Rainwater harvesting has gained prominence as a strategy to strengthen urban water security under climate change. This study assessed the performance of a rainwater harvesting system in a social-housing single-family dwelling replicated across eight Brazilian cities, investigating the influence of temporal, climatic, and regional variability on system operation. A total of 1,296 simulations were conducted using the Netuno software, based on CMIP6 precipitation series for the SSP245 and SSP585 scenarios across three future periods (2025?2040, 2040?2055, and 2085?2100). The analysis used a historical series (1998?2013) as a reference to contextualize the climatic conditions observed across the cities. Potable water savings potential, optimal storage tank capacity, and climate patterns and trends relevant to future system performance were evaluated. Results indicated average potable water savings ranging from 6% to 35%, with contrasting trends among cities. Florianópolis and São Paulo showed consistent increases; Ribeirão Preto and Belo Horizonte remained stable; Manaus, Macapá, and Fortaleza exhibited declines; and Petrolina showed punctual gains despite low absolute values. The spatial patterns observed in the historical series were maintained in future scenarios, with gradual temporal variations, while projected climate effects altered the magnitude of performance without modifying the spatial hierarchy among cities. The optimal tank capacity ranged from 1,500 L to 4,100 L, strongly dependent on local rainfall regimes. Under SSP585, greater intertemporal and inter-scenario variability was observed, although without significant impairment to system functionality. Overall, the findings suggest that future rainwater harvesting performance is primarily conditioned by each locality?s precipitation regime and how it is modified under the assessed climate scenarios, leading to gradual changes across the simulated periods and scenarios without altering the spatial hierarchy among cities. The study reinforces the feasibility of rainwater harvesting for social-housing applications and its relevance as a complementary strategy to enhance urban water security. Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil, Florianópolis, 2026. Thu, 01 Jan 2026 00:00:00 GMT https://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/275113 2026-01-01T00:00:00Z https://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/275101 Benchmark de consumo de energia em instituições federais de ensino baseado em aprendizado de máquina Quevedo, Tiago de Castro As universidades apresentam um papel significativo no desenvolvimento de políticas sustentáveis, bem como na disseminação do conhecimento para a sociedade. Entretanto, as edificações universitárias apresentam potencial de redução do consumo de energia, influenciado principalmente pela ocupação, uso do espaço e pelo clima. Desta forma, é fundamental o desenvolvimento de estudos que auxiliem na identificação das edificações universitárias eficientes e quais as estratégias adotadas por essas universidades a fim de replicar para outras edificações, bem como quais os pontos críticos nas edificações ineficientes e como evitá-los, como o desenvolvimento de benchmarking. Porém, o desenvolvimento de benchmarks para universidades é complexo, uma vez que há múltiplas edificações dentro de um campus universitário com diferentes usos e ocupações e devido à dificuldade de acesso à informação de consumo de energia, bem como de ocupação e utilização dos espaços. Portanto, este trabalho tem como objetivo o desenvolvimento de um modelo de benchmarking energético de edificações universitárias que seja capaz de representar a realidade brasileira, baseando-se em características de uso, ocupação e histórico de consumo de energia, obtidos do estoque real de universidades brasileiras. Esse trabalho foi dividido em três principais etapas, a primeira desenvolveu um benchmark de consumo de energia de edificações universitárias utilizando uma base de dados criada por meio de simulação computacional e usando Máquinas de Vetores de Suporte para treino do modelo preditivo, utilizando o Energy Use Index (EUI ? kWh/m²) como dado de saída. Por utilizar uma base de dados de simulação, o modelo permitiu identificar melhores práticas adotadas por edificações eficientes, uma vez que é possível avaliar a envoltória e os sistemas, como iluminação e ar-condicionado. Na segunda etapa, foi desenvolvido um modelo preditivo considerando os dados de ocupação, eixos tecnológicos e o consumo real de edificações universitárias públicas. Com o objetivo de contornar as limitações dos modelos anteriores, um terceiro modelo de base de simulação foi desenvolvido, considerando os dados de ocupação levantados com dados medidos, um novo arquétipo e o uso de ventilação natural. Os resultados demonstram que considerar a ocupação, o uso do espaço e a ventilação natural é fundamental para entender o real consumo de energia de edificações de ensino superior no Brasil.; Abstract: Universities play a significant role in developing sustainable policies and disseminating knowledge to society. However, university buildings exhibit substantial energy consumption, primarily influenced by occupancy, space usage, and climate, while also presenting a high potential for consumption reduction. Therefore, it is essential to conduct studies that identify efficient university buildings, the strategies adopted by these institutions, critical shortcomings in inefficient ones and how to avoid them, such as through benchmarking development. However, developing benchmarks for universities is complex, given the multiple buildings within a campus with diverse uses and occupancies, coupled with challenges in accessing energy consumption data as well as occupancy and space utilization information. Thus, this study aims to develop an energy consumption benchmarking framework for university buildings in Brazil. The work is divided into two main stages. The first stage developed an energy consumption benchmark for university buildings using a database generated through computational simulation and trained a predictive model with Support Vector Machines, employing the Energy Use Intensity (EUI ? kWh/m²) as the output variable. By relying on a simulation-based database, the model enabled the identification of best practices in efficient buildings, as it allowed evaluation of the building envelope and systems such as lighting and air conditioning. The second stage developed a predictive model incorporating occupancy data, technological axes, and actual energy consumption from public university buildings. To address limitations of prior models, a third simulation-based model was created, integrating real occupancy data, a new archetype, and natural ventilation. The results demonstrate that accounting for occupancy, space usage, and natural ventilation is fundament Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil, Florianópolis, 2026. Thu, 01 Jan 2026 00:00:00 GMT https://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/275101 2026-01-01T00:00:00Z https://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/275100 Impact of future climate and heat wave definitions on building energy performance in Brazil Bracht, Matheus Körbes Esta tese de doutorado investiga de que forma projeções climáticas futuras e metodologias de detecção de ondas de calor influenciam o desempenho térmico e energético de edificações residenciais brasileiras, com ênfase no risco de superaquecimento interno e na exposição fisiológica dos ocupantes. Foram utilizadas ferramentas de Simulação de Desempenho Energético de Edificações (BES) para avaliar condições térmicas internas e demanda de resfriamento sob diferentes cenários climáticos, sendo a modelagem termo-fisiológica incorporada na etapa final para analisar o risco de superaquecimento associado a distintos métodos de detecção. Foram desenvolvidos conjuntos de dados climáticos futuros para capitais brasileiras a partir de múltiplas projeções de modelos climáticos e diferentes Cenários Climáticos (Representative Concentration Pathways ? RCPs), possibilitando a análise da variabilidade regional e das incertezas das projeções. Esses dados ampliam a disponibilidade de arquivos climáticos futuros de alta resolução para estudos de desempenho de edificações no Brasil e permitem avaliações de resiliência baseadas em múltiplos modelos. Os resultados indicam aumentos substanciais na demanda de resfriamento sob cenários de altas emissões (RCP8.5), enquanto cenários de menores emissões (RCP2.6) apresentam mudanças mais moderadas, porém ainda relevantes. Observou-se que a incerteza associada aos modelos climáticos se propaga diretamente para os indicadores de desempenho das edificações, reforçando a importância de abordagens multi-modelo. Em paralelo, foi conduzida uma revisão sistemática estruturada das definições de ondas de calor aplicadas à pesquisa em edificações, com o objetivo de classificar abordagens de detecção, identificar pressupostos metodológicos e mapear indicadores de desempenho interno. A revisão revelou significativa heterogeneidade nos critérios utilizados, dependência frequente da temperatura de bulbo seco e limitada consideração do estresse térmico cumulativo e da vulnerabilidade populacional. Para avaliar os impactos do calor extremo, diferentes métodos de detecção foram aplicados. As condições internas foram analisadas por meio de simulações de edificações combinadas com modelagem fisiológica (JOS-3), permitindo investigar a sincronização entre eventos externos de ondas de calor e o risco térmico interno. Os resultados mostram que ondas de calor definidas externamente nem sempre coincidem com períodos de maior estresse interno. Métodos sensíveis à umidade e baseados em percentis mais baixos tendem a identificar mais eventos, enquanto abordagens baseadas em anomalias apresentam melhor alinhamento com episódios raros de superaquecimento fisiológico. Indicadores convencionais, como o Heat Index, frequentemente sinalizam risco em climas quentes e úmidos, enquanto a temperatura corporal central raramente ultrapassa o limite fisiológico de segurança, exceto em cenários futuros. Esse resultado não deve ser interpretado como ausência de risco, mas como evidência de que o estresse fisiológico está associado à exposição térmica cumulativa e prolongada. Melhorias no envelope reduziram cargas de pico, mas não limitaram o estresse fisiológico cumulativo. O conjunto de metodologias desenvolvidas integra geração de dados climáticos futuros, revisão sistemática e integração de simulação da edificação com modelo fisiológico em uma abordagem estruturada para relacionar extremos climáticos externos à exposição interna e aos indicadores de desempenho. Em conjunto, os resultados contribuem para o aprimoramento da análise de riscos térmicos e subsidiam estratégias de projeto e políticas mais robustas frente a cenários climáticos extremos futuros.; Abstract: This doctoral thesis investigates how future climate projections and heat wave detection methodologies influence the thermal and energy performance of Brazilian residential buildings, with particular attention to indoor overheating risk and physiological exposure. Building Energy Simulation (BES) tools were employed to evaluate indoor thermal conditions and cooling demand under multiple climate scenarios, and thermo-physiological modelling was incorporated in the final stage to assess overheating risk across detection approaches. Future weather datasets were developed for Brazilian state capitals using multiple climate model projections and Representative Concentration Pathways (RCPs), enabling the analysis of regional climatic variability and projection uncertainty. This dataset expands the availability of high-resolution future weather files for building performance studies in Brazil and supports multi-model climate resilience assessment. Simulations indicate substantial increases in cooling demand under high-emission scenarios (RCP8.5), while lower-emission scenarios (RCP2.6) show more moderate yet significant changes. Climate-model uncertainty propagated directly into performance indicators, reinforcing the importance of multi-model approaches. In parallel, a structured systematic review of heat wave definitions in building research was conducted to classify detection approaches, identify methodological assumptions, and map indoor performance indicators. The review revealed substantial heterogeneity in criteria, frequent reliance on dry-bulb temperature alone, and limited consideration of cumulative thermal stress and population vulnerability. To assess extreme heat impacts, multiple detection approaches were applied. Indoor conditions were evaluated through building simulations combined with physiological modelling (JOS-3), enabling the analysis of the synchronization between outdoor heat wave events and indoor thermal risk. Results show that externally defined heat waves do not necessarily coincide with periods of maximum indoor stress. Humidity-sensitive and lower-percentile methods detect more events, whereas anomaly-based approaches better align with rare physiological overheating episodes. Conventional indicators such as the Heat Index frequently signal risk under hot-humid conditions, while core body temperature rarely exceeds the physiological safety threshold except in future scenarios, reflecting both the strict physiological nature of this limit and the influence of modelling assumptions. These results should therefore not be interpreted as absence of risk, but rather as evidence that physiological overheating is driven by cumulative and sustained indoor thermal exposure. Envelope improvements reduced peak loads but did not consistently limit cumulative physiological strain. The methodological framework developed in this thesis integrates future climate dataset generation, systematic methodological review, and building?physiological modelling into a structured approach for linking outdoor climatic extremes to indoor exposure and performance indicators. Climate projection variability and detection-method differences were examined in complementary but separate analytical stages, highlighting their influence on overheating assessment. Together, these findings advance overheating risk evaluation and support more informed design and policy strategies under future extreme climate conditions. Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil, Florianópolis, 2026. Thu, 01 Jan 2026 00:00:00 GMT https://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/275100 2026-01-01T00:00:00Z