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Tese de Livre Docencia
DOI
Documento
Autor
Nome completo
Lúcia Helena de Oliveira
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 2018
Banca examinadora
Pimenta, Paulo de Mattos (Presidente)
Bevilacqua, Luiz
Campello, Eduardo de Morais Barreto
Proenca, Sergio Persival Baroncini
Wriggers, Peter
Título em português
Modelo para a simulação de vazões de projeto em sistemas prediais de água com medição individualizada empregando a lógica nebulosa e o método de Monte Carlo.
Palavras-chave em português
Lógica Fuzzy
Lógica nebulosa
Medição individualizada
Método de Monte Carlo
Sistema predial de água
Sistemas prediais de água
Vazões de projeto
Resumo em português
Atualmente, por facilidade de cálculo e também por recomendação da NBR 5626 (ABNT, 1998), a vazão de projeto em sistemas prediais de água é determinada pelo método empírico dos pesos relativos. O método probabilístico, apesar de ser citado na referida norma, não tem sido utilizado pelos projetistas. Vários trabalhos têm comprovado a eficiência do método probabilístico proposto por Gonçalves (1986), o qual tem sido considerado por pesquisadores da área o mais adequado, por levar em conta as condições reais de cada situação de projeto, que são representadas por variáveis aleatórias relacionadas ao uso da água no interior dos edifícios. Todavia, considerando-se que o uso de alguns aparelhos sanitários, em especial o do chuveiro, depende do comportamento subjetivo dos usuários, o objetivo deste trabalho é propor um modelo para a simulação de vazões de projeto em sistemas prediais de água com medição individualizada empregando os conceitos da lógica nebulosa, para as variáveis nebulosas, e do método de Monte Carlo, para as variáveis aleatórias, visando assim uma maior precisão nos resultados de vazão de projeto. A metodologia utilizada foi o desenvolvimento de um modelo teórico que contempla os conceitos de lógica nebulosa, para determinar o tempo de banho dos usuários, e o método de Monte Carlo para o estabelecimento da aleatoriedade de início de utilização dos aparelhos sanitários. Para validar os valores de duração de banho, determinados por lógica nebulosa, foi realizado um monitoramento em tempo real dos pontos de utilização de um apartamento habitado por três estudantes, por um período de vinte dias, cujos resultados favoráveis a abordagem da lógica nebulosa.Os resultados do modelo de simulação, em um ramal de alimentação de um sistema de medição individualizada, apresentaram valores de vazão cerca de 30% menores que os obtidos pelo método dos pesos relativos e similares aos do modelo probabilístico, porém com a vantagem de mostrar o comportamento das vazões durante todo o período de pico e não, somente, o valor máximo em uma dada seção. Assim, a determinação das vazões de projeto por meio deste modelo pode contribui para a obtenção de hidrômetros mais acuados e, também, para o dimensionamento mais adequado de tubulações e de componentes dos sistemas prediais de água.
Título em inglês
Modeling for simulation of design flow rates in water submetering building systems using fuzzy logic and Monte Carlo method.
Palavras-chave em inglês
Design flow rates
Fuzzy logic
Method Carlo method
Water submetering
Water supply building systems
Resumo em inglês
Nowadays, for ease of calculation and also on the recommendation of NBR 5626 (ABNT, 1998), the design flow rate in water supply systems is determined by the empirical method. Despite being cited in that standard, the probabilistic method has not been used by designers. Several papers have proven the efficiency of the probability method proposed by Gonçalves (1986). It has been considered by researchers of the area the most suitable method because it takes into account the more realistic conditions of each design. These conditions are represented as random variables intervening in the use of the water inside the buildings. Nevertheless, as the usage of some sanitary appliances, in special the shower, depend on the subjective behavior of the users, the aim of this work is to present a model that uses fuzzy logic for fuzzy variables and Monte Carlo method for random variables to achieve a more accurate assessment of design flow rate in water supply system of multifamily buildings. The methodology used was the development of a theoretical model that considers the concepts of the fuzzy logic to determine the duration of the shower as well as Monte Carlo method for the establishment of random starting of the use of sanitary appliances. For the validation of the fuzzy approach, all fixtures of an apartment with three students were monitored during a period of twenty days with the use of a water measurement system in real time. The results of the simulation method were compared with the results obtained by the method recommended by NBR 5626 and with those obtained by the probabilistic model. They showed about 30% smaller than those obtained by NBR 5626 and similar to the probability model, but with the advantage that it shows the behavior of flow rates throughout the peak period and not only the maximum value in a given section.Thus, this model, through more accurate design flow rate values, can contribute not only to obtain more accurate meters, but also for the most appropriate sizing piping and components of the water supply system.
 
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Data de Publicação
2019-05-23
 
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