Efici�ncia energ�tica by 1V9SbF03

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									Eficiência energética de
edificações
.




                                                Vanessa Gomes, Arq. Dr.
                                               DAC/FEC/UNICAMP, LEEDTM AP, USGBC Member




Forum Permanente de Energia UNICAMP, 04set07
@vanessa gomes, 2007
Consumo de energia elétrica em edificações
 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
Prof. Fernando Ruttkay Pereira, LabCon - UFSC
Prof. Fernando Ruttkay Pereira, LabCon - UFSC
Eng. Enedir Ghisi, PhD, Labeee - UFSC


                                        Iluminação Artificial
É só adicionar tecnologia?
Estratégias Bioclimáticas
Estratégias Bioclimáticas
       Estratégias Bioclimáticas
http://eetd.lbl.gov/CoolRoofs
Eng. Enedir Ghisi, PhD, Labeee - UFSC



                                        Área de janela x consumo energia
   Lei do retorno decrescente



           Custo de melhoria de eficiência
                                                          STOP!        Retorno decrescente




                                             Limite de efetividade
                                                                     gasta-se mais que será
                                                        de custos
                                                                     recuperado ao longo do
                                                                     horizonte de investimento




                                                     Acúmulo de economias de energia




The Natural Capitalism (Hawken et al. 1999)
                                      Projeto integrado

  Custo marginal de melhorias                                     Tunneling through
                                                                  the cost barrier...

                                Limite de efetividade de custos



                                                                      Lovins’
                                                                      Discontinuity
                                                                      Effect
                                      Retorno
                                      decrescente



 0
                                      Economias acumuladas

The Natural Capitalism (Hawken et al. 1999)
          Projeto integrado


Limite de efetividade de custos
   Eficiência energética de edificações
                              projeto tradicional




                           proj. estrutura      proj. interiores
proprietário
                           proj. sistemas prediais                             usuários
               arquiteto                                     construtor
                           eng. mecânico /                                operador
                           eletricista          landscape architect
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
     Projeto integrado de uso de energia
     Seis ações-chave
         1.      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% 100 + 8% 108 a 115%



              incentivos
$0
                                                                             penalidades


                            71%                  92%       100%     108%      115%
      Caso Prefeitura Oakland
Projeto integrado de uso de energia
Seis ações-chave
   1.   Comprometimento do empreendedor/proprietário com o processo
        integrado de projeto
   2.   Identificação de estratégias para reduzir custos ciclo de vida
        enquanto se melhora o conforto
   Eficiência energética de edificações
              projeto integrado de uso de energia




                                             Desenvolvimento




                                                               Documentos




                                                                            Construção
                                                               cosntrução
                     Programa




                                Preliminar




                                                                                         Ocupação
                                             projeto
                                Estudo
 Economias de
 energia
 potencialmente
 cost-efective




 Nível de esforço
 de projeto (e $$)




Oportunidades de economia de energia x seqüência de projeto
  Projeto integrado de uso de energia
Seis ações-chave
   1.   Comprometimento do empreendedor/proprietário com o processo
        integrado de projeto
   2.   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)
  Projeto integrado de uso de energia
Seis ações-chave
   1.   Comprometimento do empreendedor/proprietário com o processo
        integrado de projeto
   2.   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
  Projeto integrado de uso de energia
Seis ações-chave
   1.   Comprometimento do empreendedor/proprietário com o processo
        integrado de projeto
   2.   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
  Projeto integrado de uso de energia
Seis ações-chave
   1.   Comprometimento do empreendedor/proprietário com o processo
        integrado de projeto
   2.   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!
       Projeto integrado de uso de energia
 Seis ações-chave
       1.       Comprometimento do empreendedor/proprietário com o processo
                integrado de projeto
       2.       Identificação de estratégias para reduzir custos ciclo de vida
                enquanto melhora conforto
       3.       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%
  Projeto integrado de uso de energia
Seis ações-chave
   1.   Comprometimento do empreendedor/proprietário com o processo
        integrado de projeto
   2.   Identificação de estratégias para reduzir custos ciclo de vida
        enquanto melhora conforto
   3.   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
  Projeto integrado de uso de energia
Seis ações-chave
   1. Comprometimento do empreendedor/proprietário com o processo
      integrado de projeto
   2. Identificação de estratégias para reduzir custos ciclo de vida enquanto
      melhora conforto
   3. Análise do edifício como um sistema global
   4. Tomada de decisões com base nos custos do ciclo de vida
• 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$2.400.000 já economiza R$120.000/ano
  Projeto integrado de uso de energia
Seis ações-chave
   1. Comprometimento do empreendedor/proprietário com o processo
      integrado de projeto
   2. Identificação de estratégias para reduzir custos ciclo de vida enquanto
      melhora conforto
   3. Análise do edifício como um sistema global
   4. 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% ...
                                Payback simples x LCC


                      18%
Taxa de retorno (%)




                      12%




                      6%




                            0        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!
  Projeto integrado de uso de energia
Seis ações-chave
   1.   Comprometimento do empreendedor/proprietário com o processo
        integrado de projeto
   2.   Identificação de estratégias para reduzir custos ciclo de vida
        enquanto melhora conforto
   3.   Análise do edifício como um sistema global
   4.   Tomada de decisões com base nos custos do ciclo de vida
   5.   Acompanhamento para assegurar que a integridade das melhorias
        planejadas é mantida ao longo do processo de construção
        (comissionamento!)
   6.   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
                            Conclusões
  Abordagem para reduzir o consumo de energia
1. 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.

2. 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...).

3. 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.
O que realmente importa?

 integrar soluções
 isoladas em uma
abordagem global...
Eficiência energética de
edificações
.




                                                Vanessa Gomes, Arq. Dr.
                                               DAC/FEC/UNICAMP, LEEDTM AP, USGBC Member




Forum Permanente de Energia UNICAMP, 04set07
@vanessa gomes, 2007

								
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