Algoritmos em linguagem R para análises de conforto térmico com base na ASHRAE Standard 55

Inicialmente, este projeto tinha como objetivo a comparação de diferentes índices de avaliação de conforto térmico a longo prazo de acordo com a ASHRAE Standard 55 (2013). Para isso foi necessário viabilizar o gerenciamento de uma grande quantidade de dados, bem como o cálculo dos índices de uma forma mais sistemática e prática. Assim, a melhor forma encontrada para viabilizar o cálculo dos índices de conforto térmico por meio da ASHRAE 55 foi o desenvolvimento de algoritmos computacionais. Foram desenvolvidos scripts em linguagem R  (que podem ser acessadas em qualquer computador por meio da função source) para o cálculo dos diferentes índices de conforto térmico envolvidos nos modelos de baixa e alta velocidade do ar (para ambientes condicionados artificialmente) conforme método descrito pela norma.

Os cinco primeiros scripts são denominados de “funções-base”, pois foram vetorizados para possibilitar seu uso com argumentos (variáveis de entrada). Eles são flexíveis e podem ser incorporados em outros scripts em R, dependendo da finalidade do usuário e do nível de conhecimento em programação.

Os três últimos scripts já foram desenvolvidos para o cálculo de arquivos “em lote”, ou seja, grandes conjuntos de arquivos de entrada (em formato “.csv”) e geram arquivos de saída (em formato “.csv”) para que o usuário possa avaliar todos os resultados de uma vez.

Scripts desenvolvidos:

  • f(x) pmvlow.R - Calcula os índices PMV e PPD de acordo com o modelo de baixa velocidade do ar para um conjunto de variáveis
  • f(x) setashrae.R - Calcula o índice SET para um conjunto de variáveis
  • f(x) pmvelev.R - Calcula os índices PMV e PPD de acordo com o modelo de alta velocidade do ar para um conjunto de variáveis.
  • f(x) pmvboth.R - Calcula os índices PMV e PPD escolhendo o modelo adequado em função da velocidade do ar para um conjunto de variáveis.
  • f(x) optemplimits.R - Calcula os limites inferiores e superiores de temperatura operativa (TO) considerando o limite de conforto térmico de -0,5 a +0,5 de PMV para um conjunto de variáveis.
  • f(x) comfortvectorfull.R - Calcula os índices PMV, PPD, SET e as TO limites para vários conjuntos de variáveis.
  • f(x) comfortvector.R - Calcula os índices PMV, PPD e SET para vários conjuntos de variáveis. Não calcula as TO limites, para agilizar o script.
  • f(x) comfortindices.R - Calcula 37 índices de conforto térmico a longo prazo de forma a agregar os indicadores individuais em um valor representativo para vários conjuntos de variáveis.

Este projeto gerou um artigo científico no periódico Building and Environment, um "pacote" com os scripts em linguagem R, e um relatório com informações importantes acerca da utilização dos scripts. Decidiu-se tornar público o acesso aos scripts por acreditar que os mesmos podem ser de grande utilidade para os pesquisadores na área de conforto térmico e na área de simulação computacional com foco no desempenho de edificações.

Silva, A.S., Ghisi, E. e Lamberts, R. Performance evaluation of long-term thermal comfort indices in building simulation according to ASHRAE Standard 55. Building and Environment, vol. 102, 95-105p. 2016.  https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2016.03.004

Dúvidas referentes à utilização dos scripts devem ser encaminhadas para o professor Arthur Santos Silva < arthurssilva07@gmail.com > e o assunto do e-mail deve iniciar com o texto "SCRIPTS CONFORTO TÉRMICO".

    Abaixo encontra-se o relatório do projeto, o tutorial para a aplicação dos scripts e dos datasets (in portuguese):

    Relatório do projeto

    Pacote de scripts

    Link para o Github:

    https://github.com/arthurssilva07/packass_thermalcomfort