Eficiência energética de edificações

Eficiência energética de edificaçõesEficiência energética de edificações

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

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

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Iluminação ArtificialE

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É só adicionar tecnologia?

Estratégias Bioclimáticas

Estratégias Bioclimáticas

Estratégias Bioclimáticas

http://eetd.lbl.gov/CoolRoofs

Área de janela x consumo energiaE

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Lei do retorno decrescente

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

Retorno decrescente

Limite de efetividadede custos

STOP!

Acúmulo de economias de energia

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The Natural Capitalism (Hawken et al. 1999)

Projeto integrado

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Economias acumuladas

Retorno decrescente

Limite de efetividade de custos

Tunneling through the cost barrier...

Lovins’ Discontinuity Effect

The Natural Capitalism (Hawken et al. 1999)

Projeto integrado

Limite de efetividade de custos

Eficiência energética de edificações projeto tradicional

construtor

proj. interiores

arquiteto

landscape architect operador

proprietáriousuáriosproj. sistemas prediais

proj. estrutura

eng. mecânico / eletricista

Eficiência energética de edificaçõesprojeto integrado de uso de energia

Equipe deprojeto eng. mecânico

construtor

eng. eletricista

proj. interiores

arquiteto

landscape architect

operador

proprietário

consultor energia

agente comissionamento

gerente de projeto

usuários

Projeto integrado de uso de energiaSeis 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

penalidades

108% 115%92%71%

Caso Prefeitura Oakland

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100%

Projeto integrado de uso de energiaSeis 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

Oportunidades de economia de energia x seqüência de projeto

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Economias de energia potencialmente cost-efective

Nível de esforço de projeto (e $$)

Projeto integrado de uso de energiaSeis 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 energiaSeis 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 energiaSeis 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 energiaSeis 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 energiaSeis 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

densidade potência iluminação

tipo de vidro

sistema de refrigeração

req. fornecimento ar

potência fans

energia fans

eficiência sistema refrig.

consumo sistema refrig.

total ilumin, refrig, fans

Edifício-padrão

1,6 W/ft2

Simples, fumê, SC 0,5

240 ft2/ton

1,7 CFM/ft2

0,8 W/CFM; 1,3 W/ft2

4 kWh/ft2

8,5 EER

5,9 kWh/ft2

14,7 kWh/ft2

Edifício eficiente

31,3%

475 ft2/ton

0,85 CFM/ft2

0,6 W/CFM; 0,5 W/ft2

1,5 kWh/ft2

12 EER

2,1 kWh/ft2

6,9 kWh/ft2

Economia

31,3%

49,5%

49,5%

25%; 62,1%

62,1%

29,2%

64,2%

52,9%

Alto desemp, SC 0,34

Projeto integrado de uso de energiaSeis 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 energiaSeis 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 energiaSeis 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 LCCquão 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

12%

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Payback simples (anos)4 8 12 160

6%

18%

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 energiaSeis 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

ConclusõesAbordagem 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...

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