Algoritmo genético aplicado à seleção multicritérios de isolantes térmicos em edificações

• Ano de defesa: 2018
• Autor(a) principal: Stamoulis, Michel Nikolaos
• Orientador(a): Santos, Gerson Henrique dos
• Banca de defesa: Freire, Roberto Zanetti, Behainne, Jhon Jairo Ramirez, Santos, Gerson Henrique dos
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Tecnológica Federal do Paraná; Ponta Grossa
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Algorítmos genéticos; Materiais isolantes; Conforto humano; Eficiência industrial; Processo decisório por critério múltiplo; Genetic algorithms; Insulating materials; Human comfort; Efficiency, Industrial; Multiple criteria decision making
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA
• Link de acesso: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/3777

A necessidade global de redução do consumo de energia, frente aos problemas econômicos e impactos ambientais em sua geração é responsável por estimular diversas pesquisas com o intuito de melhorar a eficiência energética em edificações. Entre as estratégias utilizadas para aumentar esta eficiência, destaca-se a aplicação de isolantes térmicos no envoltório das edificações. Deste modo, visando contribuir com a melhoria da relação custo x benefício, este estudo tem como objetivo fornecer uma ferramenta de otimização para a escolha do melhor isolante térmico para ser aplicado no telhado de uma edificação industrial do tipo galpão. Além do conforto térmico e custos levados em consideração na escolha, algumas propriedades higrotérmicas também são analisadas, na obtenção do melhor tipo do isolante. Para o uso da técnica de otimização, realizaram-se várias simulações termo-energéticas do ambiente utilizando-se o software DOMUS®. Neste caso, aplicaram-se 4 tipos de materiais isolantes (poliuretano, poliestireno expandido, lã de rocha e lã de vidro), combinando 10 espessuras diferentes de 0,5 cm a 5 cm, com a finalidade de obter diferentes índices de conforto térmico (PPD - Predicted Percentage of Dissatisfied) e carga térmica. Posteriormente, realizou-se o ranqueamento do melhor isolante, a partir dos pesos atribuídos aos parâmetros na função objetiva, utilizando a técnica do algoritmo genético (AG) aplicada à seleção multicritérios, sendo esta implementada no software MATLAB®. Os resultados de otimização mostraram que o isolante de poliuretano (PU), aplicado com uma espessura de 1 cm, é a melhor opção de instalação no telhado, considerando-se os parâmetros funcionais da edificação, atividade metabólica do ocupante, índice de vestimenta e condições de contorno em que impacta no índice de conforto térmico. Levando-se em conta a norma NBR 15220 que estabelece um coeficiente global de 2 W/m²K para as coberturas com isolamento, a lã de rocha com 2 cm mostrou-se como a melhor escolha. Deste modo, observou-se que a seleção ótima do isolante térmico pode variar em acordo com a função objetiva aplicada e a metodologia para análise de tomada de decisão. Além disso, a utilização do DOMUS® combinado com algoritmos de otimização mostrou-se uma ferramenta assertiva na seleção de materiais, promovendo a redução de custos e aumento de eficiência energética em edificações.