Eficiência energética de edificações

Apresentação em tema: "Eficiência energética de edificações"— Transcrição da apresentação:

1 Eficiência energética de edificações
. Vanessa Gomes, Arq. Dr. DAC/FEC/UNICAMP, LEEDTM AP, USGBC Member Forum Permanente de Energia UNICAMP, gomes, 2007

2 Consumo de energia elétrica em edificações

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4 Uso responsável de energia
Gestão do uso de energia equilibra demanda justificável x fornecimento apropriado. Quatro passos Conscientização Conservação de energia Eficiência energética Uso primário de recursos energéticos renováveis

5 Prof. Fernando Ruttkay Pereira, LabCon - UFSC

6 Prof. Fernando Ruttkay Pereira, LabCon - UFSC

7 Iluminação Artificial
Eng. Enedir Ghisi, PhD, Labeee - UFSC

8 É só adicionar tecnologia?

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10 Estratégias Bioclimáticas

11 Estratégias Bioclimáticas

12 Estratégias Bioclimáticas

13 Área de janela x consumo energia
Eng. Enedir Ghisi, PhD, Labeee - UFSC

14 Lei do retorno decrescente
Limite de efetividade de custos STOP! Acúmulo de economias de energia Custo de melhoria de eficiência gasta-se mais que será recuperado ao longo do horizonte de investimento Conventional wisdom: The more you throw at a problem, the less bang for the buck you get There’s a point beyond which you are spending more than you will recover over your investment horizon The Natural Capitalism (Hawken et al. 1999)

15 Projeto integrado Custo marginal de melhorias Economias acumuladas
Tunneling through the cost barrier... Limite de efetividade de custos Custo marginal de melhorias Lovins’ Discontinuity Effect Retorno decrescente Economias acumuladas The Natural Capitalism (Hawken et al. 1999)

16 Projeto integrado Limite de efetividade de custos

17 Eficiência energética de edificações projeto tradicional
proj. estrutura proj. interiores proprietário usuários proj. sistemas prediais construtor arquiteto eng. mecânico / eletricista operador landscape architect

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19 Eficiência energética de edificações projeto integrado de uso de energia
consultor energia agente comissionamento usuários gerente de projeto proprietário Equipe de projeto eng. mecânico operador construtor landscape architect eng. eletricista arquiteto proj. interiores

20 Projeto integrado de uso de energia
Seis ações-chave Comprometimento do empreendedor/proprietário com o processo integrado de projeto provisão de tempo e recursos designação de um coordenador/facilitador de projeto Incorporação do processo integrado aos documentos de projeto: especificar diretrizes e padrões a serem seguidos pela equipe de projeto Incentivos e penalidades $$$ com base no desempenho obtido (até 0,3% do custo total do projeto) 71 a 92% % a 115% incentivos penalidades 108% 115% 92% 71% Caso Prefeitura Oakland $0 100%

21 Projeto integrado de uso de energia
Seis ações-chave Comprometimento do empreendedor/proprietário com o processo integrado de projeto Identificação de estratégias para reduzir custos ciclo de vida enquanto se melhora o conforto

22 Eficiência energética de edificações projeto integrado de uso de energia
Desenvolvimento projeto Documentos cosntrução Estudo Preliminar Economias de energia potencialmente cost-efective Programa Construção Ocupação Nível de esforço de projeto (e $$) Oportunidades de economia de energia x seqüência de projeto

23 Projeto integrado de uso de energia
Seis ações-chave Comprometimento do empreendedor/proprietário com o processo integrado de projeto Identificação de estratégias para reduzir custos ciclo de vida enquanto melhora conforto Melhorar a eficiência de componentes dos sistemas individualmente (lâmpadas, reatores, chillers, fans, bombas e motores)

24 Projeto integrado de uso de energia
Seis ações-chave Comprometimento do empreendedor/proprietário com o processo integrado de projeto Identificação de estratégias para reduzir custos ciclo de vida enquanto melhora conforto Melhorar a eficiência de componentes dos sistemas individualmente (lâmpadas, reatores, chillers, fans, bombas e motores) Reduzir perdas de energia – sensores, consumo de equipamentos em standby Recuperar energia perdida – edifícios rejeitam energia térmica via sistemas de exaustão e condensadores de ar-condicionado. trocador de calor na saída de exaustão recupera energia de refrigeração para pré-resfriar o ar captado trocador de calor recupera calor residual de ar-condicionado para aquecer água

25 Projeto integrado de uso de energia
Seis ações-chave Comprometimento do empreendedor/proprietário com o processo integrado de projeto Identificação de estratégias para reduzir custos ciclo de vida enquanto melhora conforto Trocar a tecnologia do sistema – ex resfriamento evaporativo direto/indireto é muito mais eficiente que sistemas a base de refrigerantes, assim como refrigeração por painéis radiantes é mais eficiente que sistemas que forcem movimentação de ar Reduzir demanda de pico – não necessariamente aumenta a eficiência energética, mas reduz custo global de energia. Uso de sistemas de acumulação térmica (gelo ou água gelada) reduz demanda nos chillers duratne períodos de pico Geradores standby

26 Projeto integrado de uso de energia
Seis ações-chave Comprometimento do empreendedor/proprietário com o processo integrado de projeto Identificação de estratégias para reduzir custos ciclo de vida enquanto melhora conforto Gerar energia on-site co-geração energia elétrica ou térmica, para aquecimento ou resfriamento edifícios com carga constante ao longo do ano até 90% eficiência x 21% convencional Usar sistemas renováveis Iluminação natural, PV 40 a 65% redução demanda Atenção para necessidades de capacitação para manutenção!

27 Projeto integrado de uso de energia
Seis ações-chave Comprometimento do empreendedor/proprietário com o processo integrado de projeto Identificação de estratégias para reduzir custos ciclo de vida enquanto melhora conforto Análise do edifício como um sistema global Característica do edifício Edifício-padrão Edifício eficiente Economia densidade potência iluminação 1,6 W/ft2 31,3% 31,3% tipo de vidro Simples, fumê, SC 0,5 Alto desemp, SC 0,34 sistema de refrigeração 240 ft2/ton 475 ft2/ton 49,5% req. fornecimento ar 1,7 CFM/ft2 0,85 CFM/ft2 49,5% potência fans 0,8 W/CFM; 1,3 W/ft2 0,6 W/CFM; 0,5 W/ft2 25%; 62,1% energia fans 4 kWh/ft2 1,5 kWh/ft2 62,1% eficiência sistema refrig. 8,5 EER 12 EER 29,2% consumo sistema refrig. 5,9 kWh/ft2 2,1 kWh/ft2 64,2% total ilumin, refrig, fans 14,7 kWh/ft2 6,9 kWh/ft2 52,9%

28 Projeto integrado de uso de energia
Seis ações-chave Comprometimento do empreendedor/proprietário com o processo integrado de projeto Identificação de estratégias para reduzir custos ciclo de vida enquanto melhora conforto Análise do edifício como um sistema global Ferramentas de projeto e simulação Simulação usa dados típicos em vez de pior situação (normas) Resultados hora-a-hora (ou menos) Energy-10 – concepção e projeto inicial – decisão entre alternativas – single zone (só para edifícios pequenos) DOE 2.2 EnergyPlus simulação completa – desenvolvimento de projeto e dimensionamento IES

29 Projeto integrado de uso de energia
Seis ações-chave Comprometimento do empreendedor/proprietário com o processo integrado de projeto Identificação de estratégias para reduzir custos ciclo de vida enquanto melhora conforto Análise do edifício como um sistema global Tomada de decisões com base nos custos do ciclo de vida

30 Projeto ruim = absenteísmo+ rejeição+ segurança+ desempenho
Payback pode ser impressionante! Superior Die Set Corporation (Oak Creek, Wisconsin) 45% do custo de operação e manutenção (=US$2.148/ano) produtividade (US$42.836/ano) +  taxa de rejeição,  absenteísmo e  segurança… (dífícil valorar) = Payback de menos de 24 dias! 5% de aumento de produtividade em uma situação de 200 funcionários x R$1000/mês = R$ já economiza R$ /ano

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Seis ações-chave Comprometimento do empreendedor/proprietário com o processo integrado de projeto Identificação de estratégias para reduzir custos ciclo de vida enquanto melhora conforto Análise do edifício como um sistema global Tomada de decisões com base nos custos do ciclo de vida Payback (2 a 4 anos) x LCC quão rápido o investimento se paga lucratividade longo prazo ignora custos e ganhos após o payback não diferencia alternativas com # vida útil Ignora valor do dinheiro no tempo (economia custos em valor presente futura contra investimento inicial) (compara $ em épocas #) Payback de 4 anos ou menos... = aceitar apenas taxa de retorno > 12% ...

32 Payback simples (anos)
Payback simples x LCC 18% 12% Taxa de retorno (%) 6% 4 8 12 16 Payback simples (anos) Payback de 4 anos ou menos... = aceitar apenas taxa de retorno > 12% ... Opções com payback simples de até 15 anos podem ser atrativas!

33 Projeto integrado de uso de energia
Seis ações-chave Comprometimento do empreendedor/proprietário com o processo integrado de projeto Identificação de estratégias para reduzir custos ciclo de vida enquanto melhora conforto Análise do edifício como um sistema global Tomada de decisões com base nos custos do ciclo de vida Acompanhamento para assegurar que a integridade das melhorias planejadas é mantida ao longo do processo de construção (comissionamento!) Verificação, ao final do projeto, se o desempenho atende às expectativas Comissionamento – verifica se equipamentos funcionam como previsto em projeto Mensuração – verifica se a economia de energia prevista na etapa de projeto foi efetivamente obtida APO – desempenho real, índice de satisfação e eventuais medidas preventivas para novos projetos

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53 Conclusões Abordagem para reduzir o consumo de energia
Identificar a disponibilidade, potencial e viabilidade de utilizar fontes renováveis de energia (solar, vento, biogás e geotérmica) para satisfazer as necessidades justificáveis do empreendimento em termos de energia. Aplicar os melhores princípios de implantação e projeto arquitetônico para reduzir a demanda de energia e minimizar a necessidade de utilidades consumidores de energia (ar-condicionado, aquecedores de água, iluminação artificial...). Tornar a produção e uso de energia um componente viável do desenvolvimento sustentável. Aumentar as experiências de usuários e visitantes pela conscientização dos problemas de uso de energia e o uso de dispositivos eficientes, métodos de conservação, e fontes renováveis de energia. Instalar medidores de energia para monitorar e ilustrar o consumo de energia.

54 O que realmente importa?
! O que realmente importa? integrar soluções isoladas em uma abordagem global... RADICAL SUSTAINABLE CONSTRUCTION: ENVISIONING NEXT-GENERATION GREEN BUILDINGS (Kibert; Grosskopf) five major features: (1) Integration with local ecosystems, (2) Closed loop materials systems, (3) Maximum use of passive design and renewable energy, (4) Optimized building hydrologic cycles and (5) Full implementation of Indoor Environmental Quality measures. radical green buildings should be far more integrated with ecological systems to create a synergistic relationship between human and natural environments. Natural systems can process waste, uptake stormwater, assist with heating/cooling, create natural amenity, and provide calories in the form of food. Radical green buildings should also be comprised of materials and products that are reusable and recyclable in a deconstructable building. Greatly reduced energy and potable water use, perhaps by as much as Factor 10, are required for buildings to sustain their consumption of energy. Finally, radical green buildings should integrate all Indoor Environmental Quality measures, to include air quality, noise and sound control, temperature/humidity, light quality, and odor control, into an integrated approach.

55 Eficiência energética de edificações
. Vanessa Gomes, Arq. Dr. DAC/FEC/UNICAMP, LEEDTM AP, USGBC Member Forum Permanente de Energia UNICAMP, gomes, 2007