QUANTIFICAÇÃO, SIMULAÇÃO E EFICIÊNCIA ENERGÉTICA. Claudia Barroso-Krause Claudio Morgado Alice Brasileiro Ingrid Fonseca

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1 QUANTIFICAÇÃO, SIMULAÇÃO E EFICIÊNCIA ENERGÉTICA Claudia Barroso-Krause Claudio Morgado Alice Brasileiro Ingrid Fonseca

2 INTEGRAÇÃO E ESCOLHA Simulação e Decisão? Ou Decisão e Simulação? Ou Decisão com Simulação? Cláudia Barroso-Krause

3 Concepção de projeto comum...

4 Novas (?!) exigências ambientais: 8 higrotermicas, luminícas, visuais, sonoras, de qualidade do ar, de aproveitamento do Sol, de eficiência energética, de aproveitamento de água,...

5 INTEGRAÇÃO E ESCOLHA?!? Renzo Piano

6 TOPO, AMB 1 -> TI - > AMB 2: : CONFORTO HIGROTÉRMICO da sala de leitura diurna; INSOLAÇÃO na sala do acervo especial; Implantação de sistema de AQUECIMENTO SOLAR PASSIVO DE ÁGUA; Implantação DE SISTEMA FOTOVOLTAICO para geração de energia elétrica; Adequação dos REQUISITOS DE REFRIGERAÇÃO do acervo especial; VENTILAÇÃO NATURAL suficiente no verão no período de 10h ao meio dia na área de leitura matinal. ILUMINAÇÃO NATURAL no período de 10h ao meio dia ao longo do ano na área de leitura matinal. QUALIDADE ACÚSTICA das áreas de leitura; Objetivo : Compreensão e sensibilidade dos fenômenos a partir da decisão projetual e através experimentação sobre metas especificas de forma contemporânea à disciplina de PA Metodologia: Compreensão e sensibilidade monocritério dos fenômenos via decisão projetual e Na sequencia, análise qualitativa e comparativa multicritério a partir da conhecimento e experimentação adquirida sobre os projetos realizados

7 Requerimentos do Cliente (qualidade ambiental com sustentabilidade) CONFORTO HIGROTÉRMICO da sala de leitura diurna; INSOLAÇÃO na sala do acervo especial; Implantação de sistema de AQUECIMENTO SOLAR PASSIVO DE ÁGUA; Implantação DE SISTEMA FOTOVOLTAICO para geração de energia elétrica para iluminação Adequação aos REQUISITOS DE REFRIGERAÇÃO do acervo especial inclusive estética); VENTILAÇÃO NATURAL suficiente no verão no período de 10h ao meio dia na área de leitura matinal. ILUMINAÇÃO NATURAL no período de 10h ao meio dia ao longo do ano na área de leitura matinal. QUALIDADE ACÚSTICA das áreas de leitura nos períodos de funcionamento; Resumo do Programa a ser atendido: Biblioteca Protótipo 2 ambientes independentes de leitura do acervo impresso, focados no público alvo ;para 30 alunos cada (supletivo e infantil) 1 secretaria com local para devolução de livros e catalogação; para 2 funcionários 1 sala de guarda do acervo especial para 60 livros com área de consulta para 2 pessoas; 1 sala de guarda do acervo de uso cotidiano de livros, jornais e revistas de informação geral; banheiros com vestiário ( chuveiros). 1 cafeteria/lanchonete para café e pequenas refeições prontas, feitas in loco, para 15 pessoas; 1 unidade unifamiliar mínima (3 pessoas máximo) para o vigilante 1 pátio externo de leitura BUSCA DA SITUAÇAO IDEAL E O cliente DEPOIS escolhe o terreno que atenda ao que quer

8 Analysis Bio Exercício 1

9 Exercício 1 Analysis Bio Exercício 2 Dicas 2 SolAr

10 Exercício 1 Analysis Bio Exercício 2 Exercício 3 Dicas 2 SolAr Dicas 1 e 4

11 Exercício 1 Analysis Bio Exercício 4 Exercício 2 Dicas 3 Exercício 3 RadLite Dicas 2 SolAr Dicas 1 e 4

12 Exercício 1 Analysis Bio Exercício 4 Exercício 2 Dicas 3 Exercício 3 RadLite Dicas 2 SolAr Dicas 1 e 4 Opps.. O cliente comprou um terreno sem consultar Acustico 3.0 Exercício 5

13 Anteprojet o A Anteprojeto 4 Anteprojeto B Anteprojeto C Exercício 6 Anteprojeto 5

14 Exercício 1 Analysis Bio Exercício 4 Exercício 2 Dicas 3 Exercício 3 RadLite Dicas 2 SolAr Dicas 1 e 4 Acustico 3.0 Exercício 5

15 RTQ-C (Requisitos Técnicos da Qualidade para o Nível de Eficiência Energética de Edifícios Comerciais, de Serviços e Públicos)

16 RTQ-C

17 PROCEDIMENTOS PARA A DETERMINAÇÃO DA EFICIÊNCIA

18 PRÉ-REQUISITOS ESPECÍFICOS DA ENVOLTÓRIA

19 PRÉ-REQUISITOS ESPECÍFICOS DA ENVOLTÓRIA

20 A transmitância térmica (U) indica o comportamento da superficie em relação à transmissão de calor para o interior do ambiente. Quanto menor o valor de U, mais difícil será o calor atravessar o fechamento (maior isolamento térmico). PROPRIEDADES TÉRMICAS

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22

23 PROPRIEDADES TÉRMICAS A absortância à radiação solar (α) é a fração de radiação solar absorvida quando a radiação incide em uma superfície

24 Variáveis consideradas nas equações Equação-exemplo: ( ZB4 e ZB5, Ape<500m², limite FF máx 0,75)

25 EXEMPLOS DE TRABALHOS DE ALUNOS

26 ZB 1

27 ZB 3

28 ZB 5

29 ZB 7

30 Na FAU-UFRJ FAT 002 Eficiência Energética em Edificações Início da disciplina 2012/1 Aborda conceitos gerais de eficiência com o foco direcionado para o processo de avaliação das edificações com vistas à etiquetagem

31 Comerciais, de serviços e públicos Residenciais

32 PROCEDIMENTOS PARA A DETERMINAÇÃO DA EFICIÊNCIA Nas edificações residenciais, a classificação é feita a partir de 3 avaliações: Envoltória no Verão Envoltória no Inverno (ZB1 a ZB4) Aquecimento de água

33 Trabalho de avaliação de edificação residencial Dados: Configuração de residência unifamiliar, 42m², ZBs diferentes para cada grupo Solicitado: Complementação do projeto (orientação, aberturas, concepção da cobertura, constituição da envoltória) Classificação da ENCE Método Prescritivo

34 Alguns resultados: Lis Pamplona, Paulo Barcelos e Diana Schin Andre Godinho, Diane Bianchi e Fernanda Mercês Andrea Baran, Bruno Oliveira, Debora Botta e Marina Ferreira Adriano Martins, Mayara Corrêa, Taina Galdino e Vitor Nunes

35 Lis Pamplona, Paulo Barcelos e Diana Schin

36 Andre Godinho, Diane Bianchi e Fernanda Mercês

37 Apesar de utilizar o método prescritivo, alguns ensaios podem ser feitos: Planilha produzida pelo LabEEE, UFSC

38 Exemplo: Avaliação de sala de residência em ZB-3 Absortância (basicamente, a cor da parede externa) Envoltória p/ VERÃO Envoltória p/inverno

39 Exemplo: Avaliação de sala de residência em ZB-3 Fator de Ventilação (% de ar que passa pela esquadria) Envoltória p/ VERÃO Envoltória p/inverno

40 Fator de Ventilação (% de ar que passa pela esquadria) Janela de correr: 45% (média) Janela de abrir: 90% (média)

41 Exemplo: Avaliação de sala de residência em ZB-3 Fator de Ventilação (% de ar que passa pela esquadria) Envoltória p/ VERÃO Envoltória p/inverno

42 Exemplo: Avaliação de sala de residência em ZB-3 Somb (sombreamento das aberturas) Envoltória p/ VERÃO Envoltória p/inverno

43 Exemplo: Avaliação de sala de residência em ZB-3 Envoltória p/ VERÃO Envoltória p/inverno

44 Ou seja, dependendo da situação, simples alterações no projeto podem contribuir para a promoção da eficiência...

45 Avaliações de eficiência energética com apoio do Software Domus - Procel Edifica ensaios de diferentes alternativas construtivas no Rio de Janeiro Ingrid Fonseca

46 Objetivo Avaliar a eficiência energética de modelos com distintas características construtivas, localizados no Rio de Janeiro, com apoio do Programa de Simulação Higrotermoenergética de Edificações Domus - Procel Edifica 2013 (versão 2.0.0)*: Envoltória Sistema de iluminação artificial *Programa desenvolvido pelo Prof. Nathan Mendes, da PUC-PR ( com apoio do Procel/Eletrobrás

47 Modelo utilizado Dimensões da zona térmica: 20,00 x 15,00 x 3,00 Com 10 janelas de 1,00 x 1,00 orientadas a leste e a oeste

48 Fachada norte Fachadas leste e oeste

49 Características construtivas do modelo opção 1 Propriedades das camadas Cobertura Piso Paredes Concreto laje (20cm) Radier de concreto (10cm) + argamassa (2,5cm) + porcelanato (1cm) Argamassa (2,5cm) + tijolo 6 furos quadrados (9,0cm) + argamassa (2,5cm)

50 Características gerais Material Área de esquadria Percentual de área de abertura Horário de abertura Propriedades das aberturas Janelas Alumínio (pintura escura não metálica) + vidro comum 3mm Porta Madeira 15% - 100% 100% de segunda a sexta, das 8:00 às 18:00 -

51 Equipamentos Iluminação Ganhos internos 20 computadores 4 impressoras à laser 15,0 W/m 2 (sem cumprir os pré-requisitos) Pessoas 20 pessoas, com 60kg e 1,70m Horários de uso e funcionamento dos equipamentos e iluminação de segunda a sexta, das 8:00 às 18:00 Ganhos internos

52 Parâmetros de simulação x resultados para o Rio de Janeiro - ZB 8 -

53 Características construtivas do modelo e resultados - opção 2 - Cobertura Piso Paredes Propriedades das camadas Concreto laje (20cm) + câmara de ar (5cm) + gesso (3cm) Radier de concreto (10cm) + argamassa (2,5cm) + porcelanato (1cm) Argamassa (2,5cm) + tijolo 6 furos quadrados deitados (14,0cm) + lã de vidro (1cm) + argamassa (2,5cm)

54 Características construtivas do modelo e resultados - opção 3 - Cobertura Piso Paredes Propriedades das camadas Concreto laje (20cm) + câmara de ar (5cm) + gesso (3cm) Radier de concreto (10cm) + argamassa (2,5cm) + porcelanato (1cm) Argamassa (2,5cm) + tijolo 6 furos quadrados deitados (14,0cm) + lã de vidro (1cm) + argamassa (2,5cm) Equipamentos Iluminação Ganhos internos 20 computadores 4 impressoras à laser 9,0 W/m 2 (cumprindo os pré-requisitos) Pessoas 20 pessoas, com 60kg e 1,70m Horários de uso e funcionamento dos equipamentos e iluminação de segunda a sexta, das 8:00 às 18:00

55 Discussões Potencial como auxílio às decisões de projeto: seleção de materiais de fechamento, orientação, posicionamento de aberturas, necessidade de proteção, etc.; Fácil e imediata visualização de resultados de alterações nas características construtivas e nos locais de implantação; Facilidade de modelagem;

56 Cálculos automáticos dos dados necessários para aplicação da metodologia proposta pelo RTQ-C;

57 Possibilidade de monitoramento de variáveis como temperatura, umidade, consumo de energia anual, dentre outras.