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Ambiente Construído
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  This is an Open Access Journal Open Access journal
ISSN (Online) 1678-8621
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  • Editorial: Edição especial ENCAC 2017

  • Visual preferences of pre-school children: an experimental approach

    • Abstract: Resumo Em conforto visual, as pesquisas com crianças têm sido direcionadas ao estudo dos impactos da luz no desempenho acadêmico, e não propriamente na avaliação das preferências, o que evidencia a carência teórica e metodológica nessa linha de estudo. No caso de crianças mais novas, entre 4 e 7 anos de idade, como as habilidades básicas para o intercâmbio verbal estão em desenvolvimento, restringe-se a aplicação de testes escritos. Este artigo, resultado de um trabalho conjunto entre arquitetura e psicologia, apresenta uma abordagem experimental e multimétodos para levantar as preferências do ambiente luminoso, da paisagem e das características de uso de salas de aula de educação infantil. O estudo foi realizado em duas salas de aula do Colégio Logosófico González Pecotche, da cidade de Florianópolis, durante o mês de agosto de 2015. Neste estudo participaram aproximadamente 30 crianças entre 4 e 6 anos de idade. Os resultados obtidos permitem identificar a preferência das crianças por elementos da paisagem natural e por ambientes luminosos mais claros. Foi identificada a relação que as crianças fazem entre as condições de iluminação e as atividades realizadas. Finalmente, a abordagem metodológica se mostra efetiva na aproximação das crianças e na avaliação das preferências com relação ao ambiente luminoso das salas. Within the field of visual comfort, studiess with children have been focused on the study of the impact of lighting on academic performance and not in the assessment of preferences, evidencing the theoretical and methodological lack of this line of study. In the case of younger children, between 4 and 7 years old, the basics skills for verbal communication are still developing, restricting the use of written tests. This paper, a result of a joint work between architecture and psychology, presents an experimental and a multi-method approach to collect the preferences related to the luminous environment, the landscape and the characteristics of use of kindergarten classrooms. The study was conducted in two classrooms of the Colégio Logosófico González Pecotche, in the city of Florianópolis, during August of 2015. Thirty children between 4 and 6 years old participated in this study. The results allowed the identification of the children's preferences for elements of natural landscape and for clearer luminous environments. The relationship they construct between lighting conditions and activities performed was also identified. Finally, the methodological approach was effective in the approximation of the children and the evaluation of preferences regarding the luminous environment of the classrooms.
  • Dynamic metrics influence on the assessment of daylighting potential use
           at tropic climate

    • Abstract: Resumo Este artigo visa contribuir para a discussão das métricas dinâmicas Maximum Daylight Autonomy (Damax [Autonomia de Luz Natural Máxima]) e Useful Daylight Illuminance (UDI [Iluminância Natural Útil]) em análises de desempenho da luz natural em clima tropical. Devido à alta luminosidade nos trópicos, os resultados dessas métricas podem não fornecer indicações adequadas de uniformidade e disponibilidade da luz no ambiente. Foram realizadas simulações dinâmicas no software Daysim de salas multiúso com um sistema de abertura sombreado. Os modelos combinam fator de céu visível (FCV alto, médio e baixo) e percentual de abertura de fachada (PAF 20%, 40%, 60% e 90%), e foram analisados para três situações de iluminância mínima: 100 lux, 300 lux e 500 lux. Planilhas eletrônicas foram utilizadas para adequar os critérios de UDI e DAmax. Foram consideradas as métricas de DAmax para 100 lux, 300 lux e 500 lux, e três intervalos de UDI (100-2.000 lux, 300-3.000 lux e 500-5.000 lux), comparando os resultados convencionais com DAmax e UDI propostos. Os resultados demonstraram que o intervalo convencional de UDI e DAmax desconsideram ocorrências significativas de luz natural útil e uniformidade em situações de grande luminosidade. O estudo contribui ao propor intervalos de UDI e DAmax mais adequados para análises de desempenho luminoso nos trópicos. This paper aims to discuss the dynamic metrics Maximum Daylight Autonomy (DAmax) and Useful Daylight Illuminance (UDI) in daylight performance analysi in a tropical climate. Due to the high luminosity in the tropics, the results of these metrics may not provide adequate indications of uniformity and daylight availability in the room. Dynamic simulations were performed in Daysim software of a multipurpose room with a shaded fenestration system. The models combined visible sky factor (VSF high, medium and low) and window-to-wall ratio (WWR 20%, 40%, 60% and 90%), and were analyzed for three situations of minimum illuminance: 100 lux, 300 lux e 500 lux. Spreadsheets were used to customize the UDI and DAmax criteria. DAmax metrics for 100 lux, 300 lux, 500 lux, and three UDI intervals (100-2000 lux, 300-3.000 lux and 500-5.000 lux) were considered, comparing the conventional results with DAmax and UDI proposed by the spreadsheet. The results showed that conventional UDI and DAmax disregard significant occurrences of useful daylight in situations of high luminosity. The study contributes with proposed intervals of UDI and DAmax that showed more coherence in the analysis of luminous performance in the tropics.
  • Urban parameters and terrain slope influence over the daylight admission
           in residential buildings

    • Abstract: Resumo Em Belo Horizonte, os parâmetros urbanísticos municipais associados às características topográficas da malha urbana da cidade levaram a crer que a quantidade de luz natural admitida nos ambientes residenciais, especialmente em andares inferiores, poderia ser bastante reduzida. A proposta deste trabalho foi então analisar a admissão de luz natural em edifício residencial inserido na malha urbana da cidade sob a influência de diferentes topografias. Para isso, foram investigadas a declividade do terreno e a localização vertical da unidade residencial em quatro orientações geográficas por meio dos critérios propostos no RTQ-R e na NBR 15575-1. Para atendimento da NBR 15575-1, as iluminâncias internas foram obtidas de acordo com as partes 2 e 3 da NBR 15215 e também por simulação computacional. Verificou-se que pelo método prescritivo da NBR 15575-1 todos os ambientes atenderam aos limites para desempenho mínimo. Já por simulação, de 6% a 9% dos valores não atenderam a esses limites. A diferenciação em relação à topografia e à localização vertical da unidade foi notada mais significativamente na avaliação feita de acordo com o RTQ-R. Os resultados obtidos neste caso indicaram que apenas 19% dos ambientes situados no primeiro pavimento e 50% de todos os ambientes localizados na maior declividade atenderam aos requisitos para bonificação. Os resultados parecem indicar ainda que a legislação municipal deveria ser revisada nas situações de maiores declividades. In Belo Horizonte, the municipal urban parameters associated to the topographic characteristics of the city's urban mesh led to the belief that the amount of daylighting allowed in residential environments, especially on lower floors, could be greatly reduced. The purpose of the present study was to evaluate the daylight admission in residential building in the city's urban mesh under the influence of several different topographic. The analysis addressed the slope, the vertical location of the unit in 4 geographic orientations. The evaluations were carried out according to RTQ-R and to NBR 15575-1 requirements using NBR 15215 parts 2 and 3 and computer simulations. Using the NBR 15575-1 method all illuminances were within the minimum values. Using computer simulation 6% to 9% of the values did not meet the minimum established values. The difference between the slope and the vertical location of the unit was noticed more significantly in the evaluation made according to the RTQ-R. The results showed that 19% of the first floor rooms and 50% of all rooms located in the worst slope meet the RTQ-R bonus requirements. It was indicated that the city urban legislation should be revised including the analysis of the worst terrain slopes.
  • Pilot study for solar shading devices developed with parametric modeling
           and digital fabrication

    • Abstract: Resumo Este estudo piloto tem por objetivo analisar a transmissão de radiação solar, o desempenho lumínico e a capacidade de redução da probabilidade de ofuscamento de elementos de controle solar com formas complexas, desenvolvidos com modelagem paramétrica e fabricação digital. Como método, foi inicialmente utilizada a suíte de aplicativos Rhinoceros3D+Grasshopper para a modelagem paramétrica dos elementos de controle solar. As avaliações de desempenho foram realizadas empregando-se simulações computacionais e medições em protótipos. Para as simulações foram utilizados os plug-ins Diva-for-Rhino e Ladybug. Para as medições foi produzido, através de fabricação digital, um protótipo utilizado para avaliações de ofuscamento através de fotografias HDR. Como principais resultados, observa-se que o emprego dos elementos analisados contribuiu com o controle da admissão de radiação solar, melhorou a distribuição da luz natural e reduziu o ofuscamento nos ambientes de análise, confirmando a confiabilidade dos procedimentos metodológicos empregados. Destacam-se os efeitos da profundidade e inclinação nos elementos analisados respectivamente à distribuição da luz natural e à seletividade na admissão de radiação solar entre inverno e verão. Por fim, os mascaramentos demonstram que, apesar do desenvolvimento de ferramentas de modelagem e simulação, a simples compreensão da geometria da insolação segue imprescindível para o adequado desempenho dos elementos de controle solar. This pilot study aims to analyze the solar radiation transmission, the daylight performance and the glare reduction probability of complex shape solar control devices, developed with parametric modeling and digital fabrication. As methodology, initially the Rhinoceros3D+Grasshopper digital tools suite was used for the parametric modeling of solar control devices. The performance evaluations were performed by computational simulation and measurements in prototypes. For the simulations, the Diva-for-Rhino and Ladybug plug-ins were used. For the measurements was made, through digital fabrication, a prototype used for glare evaluations through HDR photographs. As main results, the solar control devices contributed to the control of solar radiation admission, better daylight distribution and glare reduction in the indoor analysis environment, confirming the reliability of the methodological procedures employed. Is important to highlight the effects of depth and inclination of the devices analyzed, respectively to the daylight distribution and selectivity in the admission of solar radiation between winter and summer. Finally, the shading masks show that despite all the development of modeling and simulation tools, the simple understanding of the solar geometry is still essential for the adequate performance of the solar control devices.
  • Domus method for predicting sunlit areas on interior surfaces

    • Abstract: This pilot study aims to analyze the solar radiation transmission, daylight performance and glare reduction probability of complex shape solar control devices, developed with parametric modeling and digital fabrication. As methodology, initially the Rhinoceros3D+Grasshopper digital tools suite was used for the parametric modeling of solar control devices. Performance evaluations were performed by computational simulation and measurements in prototypes. For the simulations, the Diva-for-Rhino and Ladybug plug-ins were used. For the measurements, through digital fabrication, a prototype used for glare evaluations through HDR photographs was made. As main results, the solar control devices contributed to the control of solar radiation admission, better daylight distribution and glare reduction in the indoor analysis environment, confirming the reliability of the methodological procedures employed. It is important to highlight the effects of depth and inclination of the devices analyzed, respectively on the daylight distribution and selectivity in the admission of solar radiation between winter and summer. Finally, the shading masks show that despite all the development of modeling and simulation tools, the simple understanding of the solar geometry is still essential for the adequate performance of the solar control devices.Resumo Este artigo apresenta uma aplicação da técnica de contagem de pixel (PxC) em um programa de simulação energética de edificações para avaliar a evolução da mancha solar nas superfícies internas de edificações. A contagem de pixel já foi reconhecida como uma técnica eficaz para cálculos de sombreamento em superfícies externas devido a sua eficiência para simular geometrias complexas com baixo custo computacional. Dessa maneira, a técnica foi estendida para ser aplicada em superfícies internas no software Domus. Neste artigo, uma validação comparativa da contagem de pixel implementada no Domus e um estudo do impacto da mancha solar sobre as temperaturas superficiais são apresentados. Para a validação, dois estudos de caso foram simulados e os resultados de mancha solar provenientes dos programas Domus e SHADING Tools Plugin, o qual também usa contagem de pixels, são comparados. Como resultado, Domus e SHADING Tools Plugin apresentam valores similares de fração solar. Usando uma zona única como estudo de caso, o impacto da mancha solar sobre as temperaturas internas são demonstradas. Observa-se a similaridade do movimento das manchas de sol e de temperatura superficial sobre o piso, e também a diferença de 4 °C entre as regiões sombreadas e ensolaradas, o que pode impactar a precisão da simulação de conforto térmico.
  • Correlational study between daylighting configurations and light and
           thermal perception in a climate chamber

    • Abstract: Resumo Interações ser humano e ambiente construído são mediadas por estímulos fisiológicos e psicológicos, que podem interferir na percepção de variáveis de conforto. Neste contexto, avaliou-se o grau de correlação entre diferentes configurações de iluminação ambiente e variáveis subjetivas de percepção térmica e de iluminação. Realizaram-se testes em câmara climática giratória, localizada em Karlsruhe, Alemanha (49ºN, 8,5ºE). 16 indivíduos permaneceram sob condições térmicas controladas (PMV±0,5) ao longo de 5 h (8h00 às 13h00 - horário local) por três estações do ano de 2015, totalizando nove dias de coleta por indivíduo, com 36 dias de experimentos no total. Levantaram-se variáveis objetivas com espectrorradiômetros e confortímetros. A percepção subjetiva das características de iluminação e de conforto térmico foi levantada por questionários. Correlacionaram-se estatisticamente (Spearman, rs) dados subjetivos com dados objetivos ambientais: iluminância (E - lux), temperatura de cor aparente (TCC - K), comprimento de onda dominante (DWl - nm) e fator de ação circadiano (acv) para a amostra total e para o grupo dos indivíduos com cronotipo indiferente (n=11). Observaram-se correlações significativas apenas entre a percepção de temperatura e as variáveis ambientais em situações com menor disponibilidade de luz natural (inverno, fachada não equatorial) para os dois grupos avaliados, sendo as correlações maiores para o grupo cronotipo indiferente. Human interactions in the built environment are mediated by physiological and psychological stimuli, which may interfere in the perception of environmental comfort variables. In this context, the degree of correlation between different ambient lighting configurations in terms of subjective thermal and light perception was evaluated. Tests were carried out in a rotating climatic chamber, located in Karlsruhe, Germany (49ºN, 8,5ºE). 16 subjects remained under controlled thermal conditions (PMV ± 0.5) over 5 h (8:00 a.m. to 1:00 p.m. local time) during three seasons in 2015, totalizing nine days of collection per individual, with 36 experimental sessions in total. Objective variables were assessed with spectroradiometers and comfort meters. Subjective perception of lighting characteristics and thermal comfort was obtained from questionnaires. Illuminance (E-lux), apparent color temperature (TCC-K), dominant wavelength (DWl-nm), and circadian action factor (acv) were correlated statistically (Spearman, rs) with objective environmental data: for the whole sample and for the group of individuals with indifferent chronotype (n = 11). Significant correlations were observed only between temperature perception and environmental variables in situations with less available natural light (winter, non equatorial façade) for the two groups evaluated, and the correlations were higher for the indifferent chronotype group.
  • Influence of body mass index and frequency of physical activities on human
           thermal comfort: statistical analysis of field study data with office
           occupants in Florianópolis, SC

    • Abstract: Resumo O objetivo deste trabalho é verificar a influência do índice de massa corpórea (IMC) e da frequência de atividades físicas na sensação, preferência, conforto e aceitabilidade térmica de pessoas que trabalham em escritórios com ventilação híbrida ou que operam com sistema de ar-condicionado central em Florianópolis, SC. Analisaram-se os resultados de 85 estudos de campo (medições ambientais e aplicação de questionários) em três edificações. Os dados foram separados conforme cada modo de operação e subdivididos em dois subgrupos, um de IMC e outro de frequência de atividades físicas; e submetidos a análises estatísticas com as variáveis de conforto térmico. Observou-se uma tendência de os valores de isolamento da vestimenta diminuírem conforme se aumentam os valores de IMC. Sensação, preferência e conforto térmico mostraram relação significativa com os dois modos de operação, quando levados em consideração os valores de IMC. Em geral, indivíduos com maiores IMCs sentem o ambiente mais aquecido, tendem a preferir ambientes mais resfriados e sentem-se mais confortáveis termicamente do que usuários com menores valores de IMC. Os resultados relacionados à frequência de atividades físicas não se mostraram conclusivos. The aim of this study was to verify the influence of body mass index (BMI) and frequency of physical activities on the thermal sensation, preference, comfort and acceptability of people working in offices with hybrid ventilation or operating with a central air-conditioning system in Florianópolis/SC. The results of 85 field studies (environmental measurements and application of questionnaires) were analysed in three buildings. Data were organised according to each mode of operation and subdivided into two subgroups, BMI and frequency of physical activity, and then submitted to statistical analysis with thermal comfort variables. A tendency of decreasing clothing insulation as BMI increased was observed. Thermal sensation, preference and comfort showed a significant relationship with the two modes of operation, when considering BMI values. Overall, individuals with higher BMIs feel warmer, tended to prefer cooler environments and feel more thermally comfortable than users with lower BMI values. Results related to the frequency of physical activities were not conclusive.
  • Calibration of the outdoor comfort index Physiological Equivalent
           Temperature (PET) for Curitiba

    • Abstract: Resumo A análise da relação entre conforto térmico e as condições climáticas de determinada localidade pode ser uma importante ferramenta de planejamento urbano. Uma das formas de avaliação é a utilização de índices de conforto, como, por exemplo, o PET (Physiological Equivalent Temperature), índice amplamente utilizado em estudos de conforto térmico em espaços abertos, contudo apenas após a devida calibração às preferências térmicas da população local. Este trabalho teve como objetivo apresentar uma calibração do índice PET para Curitiba, PR, cidade de clima temperado de altitude (Cfb), por três procedimentos distintos. Os dados climáticos e subjetivos foram obtidos em campanhas de monitoramento térmico entre 2009 e 2010, que abrangeram verão, outono e inverno. Para a calibração, foram utilizados três métodos, notadamente: (a) agrupamento dos votos de percepção térmica a partir de entrevistados para variações discretas de 1 ºC na escala PET; (b) identificação de categorias mais frequentes para votos agrupados de percepção térmica, por mesma variação de grau PET; e (c) método das curvas Probit. O segundo método foi considerado pouco preciso na definição dos limites para Curitiba, enquanto o método Probit gerou resultados semelhantes aos obtidos pelo primeiro método, a partir dos quais foi estabelecida uma faixa de conforto térmico para espaços externos. The analysis of the relationship between thermal comfort and the climatic conditions of a given location can be an important tool for urban planning. A possible way to perform such evaluation is by means of comfort indices, such as PET (Physiological Equivalent Temperature), which is widely used in thermal studies in open-air environments, after duly calibration to local thermal preferences. This study aims to calibrate the PET index for Curitiba, a city characterized by a temperate climate (Cfb), according to three distinct procedures. Climatic and subjective data were obtained in outdoor thermal monitoring campaigns during 2009 and 2010, covering summer, autumn and winter. Calibration procedures involved three distinct methods: 1) binning method for 1 ºC discrete variations in the PET scale; 2) identifying the most prevailing thermal sensation categories in each 1 ºC PET-bin; 3) Probit analysis. Method 2 was considered less precise in defining limits for Curitiba while Probit results corresponded well with those from Method 1, by which a comfort zone for outdoor spaces was obtained.
  • Identifying occupant behaviour profiles for multifamily residential
           buildings with natural ventilation in Florianópolis

    • Abstract: Resumo As interações entre o usuário e o ambiente construído compõem o comportamento do usuário. Esse conjunto de informações é essencial para aprimorar os resultados obtidos por meio de simulações computacionais, uma vez que o comportamento do usuário influencia o desempenho térmico e energético da edificação. Neste estudo, a influência do comportamento do usuário no desempenho térmico da edificação foi analisada a partir de simulações computacionais complementadas com dados de ocupação, operação de janelas e de persianas. Os perfis de comportamento do usuário foram identificados com a análise de agrupamento aplicada a uma base de dados monitorados em edificações residenciais multifamiliares de Florianópolis com ventilação natural. Os diferentes comportamentos do usuário foram responsáveis por variações superiores a 130% nos resultados de graus hora de resfriamento e graus hora de aquecimento. De modo geral, a ocupação foi o aspecto do comportamento do usuário com maior influência no desempenho térmico devido ao aumento da carga térmica interna e a sua associação com a operação dos elementos da edificação, marcando uma dependência temporal (rotina). Interactions between occupant and built environment define the occupant behaviour. This set of information is essential for improving results obtained from computer simulations, since occupant behaviour influences building thermal and energetic performance. In this study, the influence of the occupant behaviour on the thermal performance of a building was analysed through computer simulations implemented with data of occupancy, window and blind control. Occupant behaviour profiles were identified by means of cluster analysis based on data obtained from monitoring naturally-ventilated multifamily residential buildings in Florianópolis. Different occupant behaviours were responsible for up to 130% of variations on results of degree hours for cooling and degree hours for heating. In general, occupancy was the aspect of occupant behaviour with more influence on the thermal performance due to the increase in internal thermal load and its association with control of building elements, determining a time dependence (routine).
  • Acoustic simulation of a multipurpose room for musical practice:
           possibilities of adaptation to use

    • Abstract: Resumo Para que o músico desfrute de uma experiência satisfatória no ambiente de sua prática musical, um projeto acústico específico é essencial. Em um contexto em que cada vez mais um mesmo ambiente é utilizado para usos que requerem projetos acústicos distintos, as mesmas salas utilizadas para a palavra falada têm abrigado também a prática musical. O objetivo principal do trabalho foi demonstrar a contribuição da simulação computacional acústica na possibilidade de adaptação de uma sala de aula multiúso existente para o ensino e prática musical. Os principais parâmetros acústicos da sala foram obtidos experimentalmente, e, posteriormente, diferentes alternativas foram testadas fazendo uso da simulação computacional por meio do software Odeon, de forma que se obtivesse um modelo que adequasse a sala à prática musical. Esse modelo passou por diversas adaptações até que resultou em uma sala com valores de parâmetros acústicos dentro dos limites desejáveis, sendo, nas bandas de frequência de oitava de 500 Hz a 1.000 Hz, TR 1,25 s; EDT 1,25 s; C80 1,98 dB; D50 56,1%; e STI 0,56. O modelo computacional resultante permitiu adaptar a sala multiúso, modelada para diferentes realidades, para a prática musical, considerando nesse modelo a inserção ou a remoção de materiais e dispositivos acústicos. For the musician to enjoy a satisfactory experience in his/her musical practice environment a specific acoustic design is essential. Within a context where the same environmentis increasingly beings used for uses that require distinct acoustic projects, the same rooms used for spoken word have also been used for musical practice. The main objective of this work was to demonstrate the contribution of computational acoustics simulation within the possibility of adaptation of an existing multipurpose classroom for teaching and musical practice. The main acoustic parameters of the room were obtained experimentally and later, different alternatives were tested using the computer simulation using Odeon software in order to obtain a model that suited the room for musical practice. This model underwent several adaptations until it resulted in a room with values of acoustic parameters within the desirable limits, being, in the octave frequency bands of 500 to 1000 Hz: TR 1.25 s; EDT 1.25 s; C80 1.98 dB; D50 56.1%; STI 0.56. The resulting computational model allowed to adapt the multipurpose room, modeled for different realities, for musical practice considering in this model the insertion or removal of acoustic materials and devices.
  • Energetic behavior of representative urban mosaics (La Plata-Buenos
           Aires-Argentina): the influence of intra-urban thermal variations

    • Abstract: Resumen La carga térmica para climatización de edificios (Q) estima la demanda de energía en función de un coeficiente global de pérdidas (G) y de los grados día (GD) de refrigeración o calefacción. En general los GD se calculan con las temperaturas medias publicadas por organismos oficiales. Sin embargo, se ha demostrado que la ciudad afecta al clima urbano generando variaciones térmicas debido a sus condiciones morfológicas y materiales. Este trabajo analiza las condiciones térmicas externas en distintas zonas representativas (mosaicos urbanos [MU]) de la ciudad de La Plata para determinar cómo modifican las condiciones de demanda de energía teórica para climatización. La metodología involucra el registro de la temperatura exterior de diez sectores urbanos; el cálculo de los GD de calefacción (GD18) y de refrigeración (GD23); la comparación con los GD oficiales; el agrupamiento por zonas urbanas mediante técnicas de clustering de k-medias; y el cálculo de la demanda de energía teórica. Los resultados muestran que la demanda de energía calculada con las mediciones experimentales está sobrestimada en invierno y subestimada en verano comparado con el cálculo realizado con los datos oficiales. Asimismo, se encontraron distribuciones térmicas territoriales diferenciadas entre invierno y verano. Simplified HVAC models for buildings estimate energy demand based on a global loss coefficient (G) and the heating and cooling degree days (DD). The DD are calculated, from citie's average temperatures, published by official entities. However different researches have recorded that the city affects the urban climate with thermal variations due to its morphological and material conditions. This paper analyzes the external thermal situations in different representative areas of La Plata city to determine the degree to which the theoretical energy is demanded for thermal conditioning at the intra-urban level are modified. To address the research, the external temperatures of ten urban sectors were measured. Then, the DD were calculated and compared with the official records, different zones were grouped by the k-means technique and, finally, theoretical energy demand was calculated. Results show that energy demand calculated from experimental measurements is overestimated in winter and underestimated in summer regarding the calculation from official measurements. Also, different territorial thermal distributions were found between winter and summer.
  • Comparative analysis of the retraction through the drying shrinkage of new
           and recycled polyester fibers

    • Abstract: Resumo Analisando as características físicas das matrizes cimentícias, é possível destacar a retração como uma das mais influentes nos quesitos de durabilidade do material. Caso não seja previsto ou controlado, esse fenômeno tem potencial de causar graves problemas em sistemas, tal como a nucleação de fissuras. Devido ao efeito de retração da matriz, quando restringida, é inevitável deparar-se com a formação de fissuras nas idades iniciais do concreto em virtude do fenômeno da sua variação volumétrica. Sabe-se que a adição de fibras, respeitando a compatibilidade de dimensões entre os materiais constituintes e o teor adequado desse reforço, afeta as propriedades do compósito resultante, diminuindo seu potencial de fissuração. Nesse sentido, esta investigação avalia os efeitos causados pela inserção de fibras de poliéster novas e usadas na retração por secagem de concretos. Os resultados de resistência à compressão não sofreram alterações com a adição das fibras de poliéster no concreto de referência. Por meio do ensaio de anel restringido foi possível constatar ganhos de eficiência nas misturas com o uso de fibras, quando se refere à retração por secagem restringida da matriz de referência. As tensões de retração por secagem são aumentadas cerca de duas vezes com a inclusão dos reforços fibrosos. Pôde-se observar que a adição de fibras recicladas de poliéster proporcionou redução, cerca de 80%, na formação de fissuras na matriz quando comparada aos efeitos de reforço em concretos com adição das fibras virgens. Analyzing the physical characteristics of the cementitious matrices, it is possible to highlight the shrinkage as one of the most influential in the durability. If not predicted or controlled, this has the potential to cause serious problems in systems, such as cracking. Due to the shrinkage effect of the matrix it is inevitable to encounter cracks in the early ages of the concrete due to the phenomenon of their volumetric variation. It is known that the addition of fibers affects the properties of the resulting composite, reducing its cracking potential. In this sense, this research evaluates the effects caused by the insertion of new and used polyester fibers in the drying retraction of concretes. The results of the compressive strength did not change with the addition of the polyester fibers in the reference concrete. By means of the restricted ring test it was possible to observe efficiency gains in the blends with the use of fibers, when it refers to the retraction by means of the reference matrix. The shrinkage stresses on drying were increased about twice with the inclusion of the fibrous reinforcements. It could be observed that the addition of recycled polyester fibers provided a reduction, about 80%, in the formation of cracks in the matrix when compared to the reinforcing effects in concrete with addition of the virgin fibers.
  • Generating of damage maps of building façades through digital image
           processing captured by drones and use of digital photogrammetry

    • Abstract: Resumo O objetivo deste trabalho foi aplicar uma metodologia para geração automática de mapas de danos em ortoimagens de fachadas de edifícios, utilizando-se veículo aéreo não tripulado (Vant) para a captura das fotografias. A geração de mapas de danos visa auxiliar na inspeção visual, método empregado nas atividades de recuperação, manutenção ou intervenção em edifícios. Utilizando a técnica de dense stereo matching (DSM), modelos geométricos de edifícios foram gerados por nuvem de pontos no programa PhotoScan para a obtenção de ortoimagens. Após essa etapa, as ortoimagens foram submetidas à etapa de geração de mapas de danos de manchas escuras no Programa Tyche (2015), que mapeou e quantificou percentualmente essas manifestações patológicas. Os resultados dos mapas de danos foram classificados também qualitativamente. A aplicação de Vant demonstrou ser uma ferramenta eficiente para a atividade de inspeção de fachadas e para a captura de imagens a serem utilizadas por meio da técnica DSM. A geração de mapas de danos pelo Tyche (2015) demonstrou ser também eficaz, no entanto a interação do usuário mostrou-se importante para alcançar os resultados esperados. The aim of this study was to apply a methodology for automatic generation of maps of damages in orthoimages of façades, using UAVs to capture the photographs. The generation of maps of damages aimed to assist in the visual inspection method used in activities of maintenance, restoration or intervention in buildings. Using the dense stereo matching (DSM) method, geometric models of buildings weren generated by the point cloud in the PhotoScan program for obtaining orthoimages. After this step, the orthoimages were submitted to generation of maps of damages of staining in Tyche (2015) software, which mapped and quantified in percentage terms these defects. The results of the maps of damage were also classified qualitatively. The application of UAV proved to be an efficient tool for façade inspection activity and for capturing images to be used by DSM. The generation of maps of damages by Tyche (2015) proved also effective, however it was verified that the user interaction was important to achieve the expected results.
  • Effects of weathering on the roughness of Pinus sp.

    • Abstract: Resumo Esta pesquisa objetivou avaliar a influência do período de exposição ao intemperismo (0, 1, 2, 3 e 4 meses), do tipo de agente preservante (CCA ou CCB) e do tipo de revestimento superficial (resina à base de óleo de mamona ou à base de água com filtro solar) nos valores da rugosidade (Ra) de painéis de partículas fabricados com madeira de Pinus sp. e resina poliuretana à base de mamona, assim como, investigar a possibilidade da estimativa da rugosidade em função dos valores dos parâmetros colorimétricos (L*, a* e b*). Os valores de rugosidade (entre 0,07 e 2,82 µm) foram inferiores a 12,5 µm, o que categoriza os painéis produzidos na classe N10 da norma ABNT NBR 8404 (1984), evidenciando assim, a potencialidade dos compósitos fabricados. O uso do revestimento com resina poliuretana forneceu os menores valores da rugosidade, além disso, as rugosidades dos painéis envelhecidos durante os quatro meses foram estatisticamente equivalentes, o que demonstra o bom desempenho dos materiais fabricados quanto às intempéries, e a boa qualidade obtida dos modelos de regressão multivariáveis (R2 = 77,02%) evidenciam a possibilidade da estimativa da rugosidade por meio de parâmetros colorimétricos. The aim of this research was to evaluate the influence of the period of exposure (0, 1, 2, 3 and 4 months), the type of preservative agent (CCA and CCB) and the surface coating type (castor oil based polyurethane resin; water-based open pore coating with sunscreen) in the roughness values (Ra) of particleboards manufactured with wood Pinus sp.and castor oil based polyurethane resin, as well as to investigate the possibility of roughness estimation as a function of the measurements of colorimetric parameters (L*, a* and b*). The results of the roughness values (between 0.07 µm and 2.82 µm) were lower than 12.5 µm, which categorizes the panels produced in the N10 class of ABNT NBR 8404 (1984) standard, thus showing the potentiality of the composites manufactured. The use of the castor oil based polyurethane resin coating gave the lowest values of roughness and the roughness values of the aged panels during the four months were statistically equivalent, evidencing the good performance of the fabricated materials. The good quality obtained from the multivariable regression models (R2 = 77.02%) show the possibility of estimating the roughness by colorimetric parameters.
  • UnB's planning center: historical aspects, structural pathology mapping
           and intervention proposals

    • Abstract: Resumo Durabilidade é a capacidade de a estrutura se manter em condições plenas de utilização, não devendo apresentar danos que comprometam em parte ou totalmente o uso para o qual foi projetada. A construção do Pavilhão de Serviços Gerais 10 (SG-10) foi baseada em paredes de elementos pré-moldados em forma de "U" e cobertura de vigas pré-moldadas e protendidas. Desde o período de sua construção não se tem registro de intervenções que tenham sido realizadas de forma a prolongar sua vida útil. Partindo desse contexto, e sabendo que o conjunto de pavilhões de Serviços Gerais compreende edifícios representativos da Universidade de Brasília, este artigo tem o objetivo de avaliar a condição da estrutura de concreto do SG-10, mapear os níveis de deterioração dos elementos e apresentar propostas de intervenção. Como método de avaliação utilizou-se o Roteiro de Inspeções, que inclui a metodologia GDE/UnB (FONSECA, 2007) como base de quantificação de dano. Após a aplicação da metodologia verificou-se que o edifício do SG-10 precisa passar por um processo imediato de intervenção, sendo necessária a realização de serviços de recuperação da estrutura. Durability is the ability of the structure to remain in full conditions of utilization, without presenting showing damage that could compromise partly or totally the use for which it was designed. The construction of SG-10 was based on precast walls in form of "U" and coverage of precast prestressed beams. Since its construction has no record of interventions that have been undertaken in order to prolong its service life. Based on this context, and knowing that the set of General Departments pavilions comprises representative buildings of UnB, this article aimed to assess the condition of the SG-10 concrete structure and map the deterioration levels of the elements and present intervention proposals. As an evaluation method was used the Inspections Guide that includes the GDE/UnB methodology as a basis for quantifying damage. After applying the methodology, it was found that the building needs to undergo an intervention process immediately, once recovery services need to be performed.
  • Shear strength of steel fiber reinforced concrete beams without
           transversal reinforcement

    • Abstract: Resumo Nos últimos anos, pesquisas demonstram o concreto reforçado com fibras de aço como um compósito promissor que pode substituir parte das armaduras convencionais como estribos em vigas, uma vez que as fibras de aço aumentam a resistência ao cisalhamento e tenacidade, o que reduz a possibilidade de ruptura súbita. Neste trabalho foi desenvolvida uma pesquisa experimental para avaliar a influência da adição da fibra de aço na resistência ao cisalhamento e modo de ruptura de vigas de concreto armado sem armadura transversal com a variação da taxa de armadura longitudinal, teor de fibras de aço e resistência do concreto à compressão. Um total de doze vigas foi ensaiado à flexão em quatro pontos. Os resultados experimentais encontrados indicaram que o uso de fibras de aço com ganchos nas extremidades aumentam a resistência ao cisalhamento em vigas e alteram o padrão de fissuração com a formação de pelo menos duas fissuras diagonais e maior número de fissuras de flexão, que proporcionam uma ruptura mais avisada. During the last few years, researchers have demonstrated steel fiber reinforced concrete as a promising composite. This composite can replace part of the conventional reinforcement such as like stirrups in beams once the steel fiber increases the shear strength and stiffness, reducing the possibility of sudden rupture. An experimental study was conducted to evaluate the influence of the addition of steel fiber in the nominal shear strength and failure mode of reinforced concrete beams without transverse reinforcement to the variation of longitudinal reinforcement ratio, steel fiber content and concrete compressive strength. A total of twelve beams were tested using a four point bending test. The experimental results indicated that the use of hooked steel fiber increase the shear strength of beams and alter the pattern of cracks with the formation of at least two diagonal cracks and a greater number of bending cracks providing a warning of the impending beam failure.
  • Analysis of behavior of beam-column assembly connection for precast
           concrete structures

    • Abstract: Resumo Este artigo apresenta a avaliação de uma ligação viga-pilar de estrutura de concreto pré-moldado para ser usada como ligação provisória durante a montagem. A ligação é constituída de perfil metálico de seção transversal em "U" embutido no pilar e um perfil metálico de seção transversal retangular vazada embutido na viga. Na montagem da estrutura, a ligação é realizada pelo encaixe dos elementos metálicos embutidos. Para avaliar o comportamento estrutural dos componentes da ligação, consolo e dente metálico, realizou-se um estudo com uma parte analítica e uma parte experimental. A parte experimental foi constituída de um pórtico estrutural, com a ligação em estudo, submetido a um carregamento estático e monotônico. Os principais resultados obtidos experimentalmente foram: a) o momento último para o consolo metálico referente ao momento fletor de plastificação da seção transversal foi 37,9% maior que o valor determinado analiticamente e, em relação ao momento fletor de início de escoamento, o resultado obtido experimentalmente foi 15,8% superior ao determinado analiticamente; e b) a resistência referente ao momento fletor de início de escoamento para o dente metálico foi 61,1% superior ao valor obtido analiticamente. The paper presents the evaluation of pinned connection between precast columns and beams, which can be used as temporary connections during the assembly phase. The use of a "U" shaped steel corbel embedded in the column and a hollow rectamgular steel hanger embedded in the beam, was the proposed model for the connection. The connection between the beam and the column was accomplished by the fitting of elements. To evaluate the structural behavior of connections components, steel corbel and steel hanger, a both analytical and experimental study was conducted. The experimental part included a structural frame, with the temporary connection in study, which was submitted to a test with static and monotonic loadings. The main experimental results were: a) the last bending moment for the steel corbel, in relation to the bending moment of plastification of the cross section, was 37.9% higher than the analytically determined value and, in relation to the bending moment at the beginning of steel yielding, the result obtained experimentally was 15.8% higher than the one determined analytically; b) the strength related to the bending moment at the beginning of steel yielding, for the steel ranger, was 61.1% higher than that determined analytically.
  • Performance of external vertical panel design in Light Steel Framing
           composed of Mineralized Wood Board

    • Abstract: Resumo A atual concepção de painéis de vedação vertical deve atender aos diversos critérios normativos em vigor e os painéis industrializados oferecem algumas vantagens no atendimento desses requisitos: possuem padronização, são de rápida execução e apresentam flexibilidade na escolha dos materiais para sua composição. Dessa forma, eles se constituem em uma alternativa para sistemas de vedação vertical internos e externos (SVVIE) com potencial de atendimento aos níveis de desempenho. Este artigo objetivou determinar o nível de desempenho de segurança estrutural do painel de vedação vertical estruturado em Light Steel Framing (LSF), composto externamente por placa cimentícia e madeira mineralizada e internamente por placa de gesso. Foram realizados ensaios de impactos de corpo duro e de corpo mole, bem como de carregamento de cargas provenientes de peças suspensas em três corpos de prova do painel pesquisado. Os resultados indicaram atendimento aos requisitos do usuário, decorrentes da utilização normal da edificação de acordo com a norma de desempenho brasileira, alcançado o nível de desempenho mínimo. Comprova-se, portanto, por meio das analises de desempenho, o potencial de aplicação do SVVIE pesquisado para utilização em edificações. The current design of vertical sealing panels must attend the stated performance normative requirements and industrialized panels may offer some advantage to meet these requirements: they must bestandardized, able to be fastly executed and need to present flexibility in the materials’ choice of their composition. This way, they constitute an alternative for internal and external vertical sealing system (IEVS), presenting high potential to meet standards of performance levels. This article aimed to determine the structural performance level of a vertical sealing panel structured by Light Steel Framing, composed externally of mineralized wood board and internally of gypsum board. Hard/ soft body impacts and loading suspended parts were carried out on three specimens of the panel researched. The results indicated the attendance at the user requirements, following the normal use of the building in accordance with the Brazilian performance code, reaching the Minimum Performance Level. It was possible to prove, by performance analysis, the application potential of the IEVS researched for buildings use.
  • Brazilian light wood frame system overview

    • Abstract: Resumo O light wood frame (LWF) representa grande inovação para o setor de construção civil no Brasil, devido a suas características de racionalização de material, flexibilidade operacional, agilidade produtiva, custos competitivos e, também, pelos níveis eficientes de limpeza e tempo de montagem. Por esses motivos, esse sistema é considerado uma alternativa construtiva promissora. O objetivo deste estudo é explorar o potencial do sistema no Brasil. Esta pesquisa é um estudo exploratório que utiliza como instrumento de coleta um questionário de avaliação qualitativa aplicado com representantes da construção civil envolvidos com o LWF. O estudo propõe analisar as variáveis críticas que devem ser gerenciadas dentro do setor, investiga as necessidades e os potenciais do sistema construtivo e formula estratégias competitivas para a difusão do LWF no país. Os resultados da pesquisa mostram que a expansão do LWF no Brasil é fortemente dependente dos incentivos governamentais, do aumento da integração dos agentes tanto da cadeia de valor da construção civil como do setor de madeireiro, da necessidade de disseminar mais informações aos usuários finais como forma de combate ao preconceito em relação ao uso da madeira e, por fim, da necessidade de formar profissionais para atuar de forma direta com a construção em madeira. Light wood frame (LWF) represents a great innovation for the civil construction sector in Brazil, due to its characteristics of material rationalization, operational flexibility, productive agility, competitive costs and also the efficient levels of cleaning and assembly time. For these reasons, this system is considered a promising constructive alternative. The objective of this study is to explore the potential of the system in Brazil. This research is an exploratory study, which uses as a collection tool a questionnaire of qualitative evaluation, applied with representatives of the civil construction involved with the LWF. The study proposes to analyze the critical variables that must be managed within the sector; investigates the needs and potentials of the constructive system; formulates competitive strategies for the diffusion of LWF in the country. The research results show that the expansion of LWF in Brazil is heavily dependent on government incentives; the increase in the integration of agents in both the civil construction value chain and the lumber sector; the need to disseminate more information to end users as a way to combat prejudice with the use of wood; and finally the need to train professionals to work directly with wood construction.
  • Chemical shrinkage of cementitious pastes with metakaulin incorporation

    • Abstract: Resumen Este estudio muestra la influencia que produce la sustitución parcial de cemento Portland por metacaolín, en las reacciones de hidratación y retracción química de pastas cementicias. Para tal fin se elaboraron pastas utilizando reemplazos de metacaolín de 5, 10 y 20% en masa, además de una pasta de referencia, usando una relación constante agua/sólido de 0,5. La retracción química fue medida en forma continua automatizando el método de la dilatometría, también se evaluó la cinética de hidratación usando un calorímetro isotérmico. Adicionalmente, el desarrollo de la microestructura fue estudiado por análisis termogravimétrico y difracción de rayos X. Los resultados obtenidos muestran que existe una excelente relación entre la retracción química y la calorimetría y que la adición de metacaolín produce cambios en la cinética de hidratación, que también afectan a la retracción química. This study shows the influence of partial replacement of Portland cement by metakaolin in the hydration reactions and chemical shrinkage of cementitious pastes. For this, pastes were prepared using metakaolin replacements of 5, 10 and 20% by mass, and a reference paste, using a constant water/solid ratio of 0,5. Chemical shrinkage was measured continuously automating the method of dilatometry, hydration kinetics was evaluated using an isothermal conduction calorimetry. Additionally, the development of the microstructure was studied by thermogravimetric analysis and X-ray diffraction. The results show that there is an excellent relationship between chemical shrinkage and calorimetry and the addition of metakaolin leads to changes of the hydration kinetics, which also affect the chemical shrinkage.
  • Ventilated cladding systems: structural and drainability performance

    • Abstract: Cladding systems have significant effect on the performance and durability of building façades, contributing to the building watertightness, property valuation, aesthetic finishing, and decoration. Non-adherent cladding, also named rainscreen cladding or ventilated cladding, is currently used in residential and commercial buildings, new constructions, or retrofit operations, and it is considered an efficient measure to improve the moisture safety of building envelopes. Therefore, the absence of Brazilian normalization to ventilated cladding systems is one of the difficulties limiting its increased local application. In Brazil, a technical standard, NBR 15575, parts 1-6, (2013), establish the general performance requirements and test methods to evaluate residential building systems including structure, wall, floor, coverage, and hydraulic installation. However, this standard cannot be integrally applied to the cladding systems because it was developed considering the vertical wall system as a whole. In this study, we propose the criteria and test methods for assessing ventilated cladding systems while taking into account the structural safety (wind loads resistance, hard and soft impact resistance) and drainability requirements. The following activities are performed: literature review, practical case study, and tests on prototypes for validation of the proposal. The tests allow verification of the feasibility of the criteria and tests methods proposed. In addition, the proposal makes it possible to guide design, construction, and maintenance needs, thereby inducing the growth of this technology in Brazil.Resumo O sistema de revestimento não-aderido (RNA) influencia o desempenho da fachada dos edifícios, pois impacta na durabilidade, estanqueidade à agua, estética e valorização do imóvel. O RNA, também denominado pelo mercado como fachada ventilada, é frequentemente utilizado em fachadas de edifícios residenciais, comerciais, novas construções, renovações ou retrofit, considerado também uma forma eficiente de reduzir os problemas de umidade da fachada. Entretanto, a ausência de normalização técnica específica limita o crescimento do uso desta tecnologia no Brasil. Além disso, no Brasil, existe a NBR 15575, partes 1-6 (2013), que estabelece critérios de desempenho, bem como os respectivos métodos de avaliação para avaliar os principais sistemas do edifício: estrutura, piso, vedações verticais, cobertura e instalações. Entretanto, esta norma pode somente ser parcialmente adotada para o RNA, pois a NBR apresenta critérios considerando toda a fachada e, não somente, o revestimento. No presente artigo são propostos critérios de desempenho e métodos de ensaio aplicados para RNA, particularmente abordando os requisitos de segurança estrutural (resistência a cargas de vento, e a impactos de corpo mole e corpo duro) e drenabilidade. Para este estudo, as seguintes atividades foram realizadas: revisão bibliográfica, estudo de caso e ensaios em protótipo para validar a proposta de critérios e métodos de ensaios.
  • Numerical analysis of glued laminated timber beams reinforced by Vectran

    • Abstract: Some factors, such as environmental actions and load increases, can cause a necessity to restore a structural element. An efficient method typically used is to reinforce the structure with a high mechanical property´s material. In this study, a numerical approach of glued laminated timber beams reinforced with the following synthetic fibers: Vectran®, carbon and glass fibers was developed. Vectran® fibers have high performance and are employed in various areas, but not yet as a structural reinforcement. The beam models were designed on Ansys software-version 12 and the results were analyzed regarding the maximum stresses and displacements. When compared to unreinforced beam, the fiber reinforcement absorbed a great part of the acting stresses, reducing the tensile stress and the displacement maximum values. Considering mechanical properties and the material cost, Vectran® fiber is an interesting alternative for structural reinforcement, fitting its mechanical performance at an intermediate level between carbon fiber and glass fiber.Resumo Alguns fatores, tais como ações ambientais e aumento de carga, podem causar a necessidade de restaurar um elemento estrutural. Um método eficiente tipicamente utilizado é reforçar a estrutura com um material que apresente altas propriedades mecânicas. Neste estudo foi desenvolvida uma abordagem numérica de vigas de madeira laminada colada reforçadas com as seguintes fibras sintéticas: Vectran®, carbono e vidro. As fibras de Vectran® têm alto desempenho e são empregadas em várias áreas, mas ainda não como reforço estrutural. Os modelos das vigas foram desenvolvidos no software Ansys versão 12, e os resultados foram analisados considerando-se as máximas tensões e os deslocamentos. Quando comparado com vigas sem reforço, o reforço de fibra absorveu grande parte das tensões atuantes e reduziu os valores máximos de tensão de tração e de deslocamento. Considerando-se as propriedades mecânicas e o custo do material, a fibra de Vectran® é uma alternativa interessante para reforço estrutural, estando seu desempenho mecânico em um nível intermediário entre a fibra de carbono e a fibra de vidro.
  • Analysis support for the design process of school buildings

    • Abstract: This paper presents an analysis procedure to improve school design. The procedure uses design parameters, precedent examples and comparisons for a Brazilian context. A literature review on methods and tools to analyse and evaluate architectural school design projects was undertaken. Three methods were singled out to structure the procedure. Design parameters were selected specifically for the Foundation for Educational Development (Fundação para o Desenvolvimento da Educação - FDE). The FDE manages over 5,000 public (non-private) school buildings in the State of São Paulo, Brazil. The literature on school architecture supplied the precedent examples. The procedure contains a structured design analysis method based on design parameters and comparisons between precedents and local design solutions. Tests on 34 design proposals brought to light important parameters for school design and decision-making was more transparent and efficient. The procedure broadens reflections on multidisciplinary aspects of the contemporary school environment and is seen as a design process tool for various contexts to inspire school architecture with users and learning in mind.Resumo Este artigo apresenta um método de análise de projetos arquitetônicos escolares. Esse método utiliza parâmetros de projeto, projetos de referência e comparações para o contexto brasileiro como embasamento teórico. Apresenta-se uma revisão bibliográfica completa sobre métodos e ferramentas de análise e de avaliação dos projetos escolares. Três métodos foram selecionados para estruturar o método proposto. Parâmetros de projeto foram selecionados, especificamente para a Fundação para o desenvolvimento da Educação (FDE), responsável por gerenciar mais de 5000 escolas públicas do Estado de São Paulo, Brasil. O método contém uma estrutura de análise de projeto, baseado nos parâmetros de projeto e em comparações entre os projetos precedentes e as soluções locais de projeto. Testes realizados com 34 propostas de projeto apresentaram que comparações possibilitam maior transparência nos parâmetros de projeto escolares e o processo de tomada de decisão mostrou-se mais eficiente. O método amplia as reflexões sobre os aspectos multidisciplinares do ambiente escolar contemporâneo e é uma ferramenta de apoio ao processo de projeto para vários contextos para inspirar uma arquitetura escolar de qualidade e com o aprendizado como foco principal.
School of Mathematical and Computer Sciences
Heriot-Watt University
Edinburgh, EH14 4AS, UK
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