O documento descreve uma nova abordagem para pesquisar o conforto térmico em residências usando smartphones. Os pesquisadores desenvolveram um aplicativo chamado "Comfort Chimp" para coletar dados de temperatura, umidade e respostas de questionários em tempo real de participantes. Os resultados iniciais de Sydney mostram padrões de uso de ar-condicionado e preferências térmicas que variam dos modelos tradicionais.

1. Novos métodos de pesquisa comportamental
ligados ao conforto térmico e condicionamento
artificial em ambientes residenciais
Prof. Richard de Dear
Dr. Christhina Cândido
Thomas Parkinson
Indoor Environmental Quality Laboratory
Faculty of Architecture, Design and Planning, The University of Sydney

2. História da pesquisa de Conforto Térmico
• Mais de 100 anos de pesquisa na área de conforto térmico
• A grande maioria das pesquisas estão focadas em ambientes
de escritórios, seguidos de:
– ambientes de saúde,
– escolas,
– cabines de veículos,
– ambientes externos e semi-externos.
• Mas, ainda existe uma crença de que um grande conjunto de
dados resultantes de experimentos em apenas um tipo de
ambiente possa ser generalizado para diferentes contextos –
lógica determinística.

3. O que está faltando?
• Tais estudos têm contribuído fortemente para a
compreensão do conforto térmico nos últimos 100
anos;
• No entanto, o que tem sido amplamente observado
é a falta de compreensão a respeito do conforto
térmico em residências
• Será que ainda gastamos a maior parte do tempo
dentro de nossas casas?

4. O que pode ser tão diferente em residências?
• Por que esperaríamos que conforto térmico em residências seja
tão diferente?
– Maiores oportunidades adaptativas;
– Padrões diferentes e mais flexíveis de vestimenta;
– O preço da energia elétrica afeta diretamente o conforto do
consumidor;
– Ocupantes exercem diferentes atividades nestes ambientes.
• Tais fatores contextuais certamente influenciam no processo de
percepção térmica do ocupante; Em contrapartida, pouco foi feito
considerando este contexto, já que não há exigência alguma para
padronização;
• Entretanto, existem fatores políticos significativos em termos de
energia gasta pela busca de conforto térmico no setor residencial.

5. Fatores Políticos
• Emissão de gases do efeito estufa
– Na Austrália, ao longo dos últimos 20 anos, houve um
crescimento de 40% nas emissões diretas de CO2 no
setor residencial
• Demanda de pico na eletricidade
– O ar condicionado representa um dos maiores
consumidores no uso final de energia do setor
residencial, crescendo significativamente nos últimos
anos;
– Em New South Wales (incl. Sydney), mais de 60% das
famílias já possuem pelo menos 1 aparelho de ar
condicionado em casa.

6. Australian Home Insulation Program
• “The Energy Efficient Homes Package,” que inclui o “Home Insulation
Program”
• Política impulsionada por tecnocratas, que ignoram o conforto humano e
dimensões comportamentais das emissões de gases do efeito estufa,
provenientes do aquecimento e resfriamento artificial do setor residencial
• Novamente, baseado na lógica determinística de conforto:
– SE o conforto permanece constante, E a eficiência da envoltória de uma
residência aumenta, ENTÃO a demanda de energia elétrica (incl. a
demanda de pico) e gases do efeito estufa diminuirão;
• Mas, e se os proprietários destas residências se comportarem de forma
diferente:
– SE a eficiência da envoltória de uma residência aumenta, E a demanda
de energia elétrica (e gases do efeito estufa) permanece constante, ou
até mesmo aumenta, ENTÃO o conforto pode aumentar;
– Este é o conceito comportamental economista do “rebound effect”

7. O “Rebound Effect”
• Definido como “As respostas sistêmicas comportamentais - ou
até mesmo outros tipos de respostas - à introdução de novas
tecnologias que aumentem a eficiência do uso de um recurso.
Estas respostas comportamentais tendem a compensar os
efeitos benéficos de uma nova tecnologia”.
• Como resultado do “rebound effect”, a poupança real de
eletricidade e gases do efeito estufa seria significativamente
menor que a poupança calculada pelos tecnocratas que
utilizam a lógica determinística de conforto.

8. Por que conforto em residências é tão
pouco pesquisado?
É claro que existem diversos bons motivos para entender conforto
térmico no setor residencial melhor do que fazemos no presente;
Então por que estudos de conforto em residências são tão raros?
• Em escritórios, nós temos permissão para obter avaliações
objetivas e subjetivas de conforto em uma amostra concentrada
(ou seja, é mais rápido e fácil)
• Residências são geograficamente dispersas, a programação e
logística são difíceis, existem problemas com instalações de
equipamentos a longo prazo, bem como preocupações éticas a
respeito da privacidade dos ocupantes;

9. Estudos anteriores em residências
• Hunt & Gidman (1982) encontraram um desvio em seus
dados para o período de frio durante o andamento das
medições – questões temporais de amostragem
• A iniciativa “Warm Front” após a onda de calor Europeia
contou apenas com experimentos iniciais, que deram
suporte à medições de 30 minutos de permanência
durante apenas 2 a 4 semanas em cada residência
• Lomas & Kane (2012) relataram possuir apenas 49% de
dados úteis provenientes de 312 residências após a
remoção de medições incompletas ou dados de
observações mal realizadas.

10. Nossa nova abordagem
através de Smart[phone]
• Crescimento fenomenal na introdução de smartphone ao
longo dos últimos anos (84% atualmente na Austrália, e
crescendo..)
• Dispositivos de toque interativos oferecem excelente
experiência ao usuário
• Sempre conectados e presos ao seu dono
• Geram dados com alta resolução temporal e espacial
• Entrevistados independentes não precisam ficar sentados o
tempo todo em seu espaço de trabalho para completar o
questionário
Smartphones apresentam uma ligação direta, sem
atrito, entre o pesquisador e o entrevistado

11. Introduzindo o “Comfort Chimp”
• Questionários criados através de um painel de controle online
• Participantes recebem um convite personalizado através de um SMS contendo
um hiperlink para o questionário
• Os questionários são emitidos para os ocupantes através de um acesso Gateway
SMS enviado pela operadora local de telecomunicações (< US$0.04 por cada
questionário SMS na maioria dos países)
• Cada resposta é codificada e atribuída a um usuário rapidamente
• As respostas podem ser observadas em tempo real pelos pesquisadores através
de um painel de controle online
Pesquisadores
Painel de Controle
Online
Internet SMS
Gateway
Operadora de
Telecomunicações Local
Smartphone dos
Participantes

13. “Comfort Chimp”
• Para fins de pesquisas longitudinais, nosso questionário de conforto
foi projetado para ser respondido rapidamente
(<1 minuto para completá-lo)
• Enviado para os ocupantes das residências durante os períodos mais
relevantes para a pesquisa, por exemplo:
– Quando os ocupantes estão em casa utilizando o ar condicionado
– Durante ondas de calor
– Durante as situações de picos de demanda de energia
– Durante ondas de frio, etc.
• Para os estudos realizados durante as ondas de calor, a frequência de
envio de questionários varia de 1x/semana a 3x/dia, dependendo do
clima
• A duração das pesquisas longitudinais é de 18 meses

14. Medição de Temperatura e UR
• Maxim “iButtons”
• Baratos (US$25),
autossuficientes e
hermeticamente selados
• Acuracidade de ±0.5°C
• Resolução de 0.5°C (8-bit)
• 3 meses de armazenamento
de amostras com intervalos
de 15 minutos de gravação
• 10 anos de bateria
• Versão com temperatura +
umidade relativa também
disponível (US$40)

15. Determinação dos padrões de
uso de AC
• iButtons são instalados dentro da zona de ocupação, e
em diferentes cômodos da casa
• Um iButton também é instalado na saída de ventilação
e suprimento de ar das unidades de AC
Olha eu aqui!!

16. Definindo a utilização de AC
• Planilha Excel em macro determina os “eventos
de utilização do AC”
– Se o dT/dt do suprimento de AC é >|X|, então o AC
está em modo ON
– SE ΔT entre as temperatura do AC e zona ocupada são
maiores que +X, então o sistema está no modo de
aquecimento; Se menor que –X, então estará no
modo resfriamento
– X é determinado empiricamente para cada residência

17. Questionários para Residências
• Informações complementares sobre a residência e
seus ocupantes são obtidas no momento da
instalação dos iButtons:
– Características físicas dos edifícios,
– Características demográficas dos ocupantes,
– Características socieconômicas,
– Equipamentos HVAC (tipo, cômodos onde estão instalados,
capacidade, idade, etc).

18. Resultados coletados em Sydney a
partir da utilização deste método…
• 220 anos de dados de temperatura provenientes de
45 residências
• 7,65 milhões de dados pontuais
• 2.100 respostas de questionários de dentro de casa
• 4.900 eventos de utilização de AC
• 11.800 horas de utilização de AC

19. Comportamento ligado à vestimenta
dentro de residências
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
0.2clo 0.4clo 0.6clo 1clo

20. Ocorrência de eventos de utilização
do AC por mês
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
NúmerodeEventosdeAC
Cooling HeatingResfriamento Aquecimento

21. Duração da utilização de AC
0
200
400
600
800
1000
1200
<1hr 1-2hrs 2-3hrs 3-4hrs 4-5hrs 5-6hrs 6-7hrs 7-8hrs 8-9hrs 9-10hrs >10hrs
NúmerodeEventosdeAC
Cooling HeatingResfriamento Aquecimento

22. Uso do AC x Período do dia
Resfriamento Aquecimento
00:00 - 06:00
06:00 - 10:00
10:00 - 16:00
16:00 - 00:00

23. Temperaturas de acionamento do AC
0%
5%
10%
15%
20%
25%
30%
35%
40%
8-10 10-12 12-14 14-16 16-18 18-20 20-22 22-24 24-26 26-28 28-30 30-32 32-34 34-36 36-38
Cooling HeatingResfriamento Aquecimento

24. Conforto Adaptativo
5
10
15
20
25
30
35
40
5 10 15 20 25 30
TemperaturaInternadeAcionamentodoAC
Temperatura Média do Ar Externo Predominante
Atendimento ao modelo adaptativo Resfriamento Aquecimento
Acima de 80% 23% 0%
Abaixo de 80% 1% 64%
Dentro do Intervalo 77% 36%

25. Temperatura de acionamento para resfriamento
0%
5%
10%
15%
20%
25%
30%
35%
40%
20-22 22-24 24-26 26-28 28-30 30-32 32-34
Daytime NightManhã Noite

26. Temperatura de acionamento para aquecimento
0%
5%
10%
15%
20%
25%
30%
35%
8-10 10-12 12-14 14-16 16-18 18-20 20-22 22-24 24-26
Morning NightManhã Noite

27. Temperatura nos quartos
10
12
14
16
18
20
22
24
26
28
30
Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec
temperaturanazonadeocupação(°C)
Temperatura média nos quartos durante a noite (10PM-7AM)
With AC Without ACCom AC Sem AC

28. Temperatura nas salas de estar
10
12
14
16
18
20
22
24
26
28
30
Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec
TemperaturadaZonadeOcupação(°C)
Temperatura média nas salas de estar durante o dia (7AM-10PM)
With AC Without ACCom AC Sem AC

29. Sensação térmica média nas salas de estar
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
23-24 24-25 25-26 26-27 27-28 28-29
Temperatura Interna do Ar (°C)
Without AC
With AC
Físico Fisiológico Psicológico Comportamental
Warm
Slightly
Warm
Neutral
73 19 102 26 94 35 67 22 59 19 31 12
Quente
Lev.
Quente
Neutro
Sem AC
Com AC

30. Sensação térmica média nas salas de estar
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
23-24 24-25 25-26 26-27 27-28 28-29
Temperatura Interna do Ar (°C)
Without AC
With AC
Warm
Slightly
Warm
Neutral
73 19 102 26 94 35 67 22 59 19 31 12
Psicológico Comportamental
Sem AC
Com AC
Quente
Lev.
Quente
Neutro

31. Conclusões
• O contexto importa!
• Conforto não é determinístico
(físico > fisiológico > psicológico > comportamental)
• Padrões de utilização do AC em residências não é 100%
racional
• A Austrália é uma economia com energia barata, onde a
aquisição de AC em residências tem crescido rapidamente,
com excessiva emissão de gases do efeito estufa per capita
• Implicações na demanda de energia de pico:
- tarifas de tempo de uso; mas e as tarifas de uso frívolo?
• Aparecimento dos BRICs?
Este é um método de pesquisa bem desenvolvido, pronto
para ser utilizado imediatamente; COLABORE VOCÊ TAMBÉM!

32. Obrigado pela atencao!