Método de Simulação -...

Rio de Janeiro, Outubro de 2011

Roberto Lamberts, PhD

Veridiana A. Scalco, Dra

Gabriel Iwamoto

Rogério Versage, MSc

Apoio:

Márcio Sorgato, Carolina Carvalho e Mariana G. Bottamedi.

Método de Simulação Edifícios comerciais, de serviços e públicos

ESTRUTURA DO CURSO

08:00 - 10:00 RTQ-C

10:00 - 10:30 Coffee break10:30 - 12:00 Tópicos sobre o RAC-C

13:30 - 15:30 Abordagem prática

15:30 - 16:00 Coffee break16:00 - 18:00 Avaliação

1. RTQ-C

1.1. Pré-requisitos específicos

1.1.1. Programa de simulação1.1.2. Arquivo climático

1.2. Procedimentos para simulação

1.2.1. Metodologia para a modelagem da envoltória e sistemas

2. RAC-C

3. Abordagem prática

Simulação Comercial

Simulação: RTQ Comercial, serviços e públicos

1. Simulação: RTQ-C

Comparar a edificação real com 4 modelos de referência:

A B C D

1.1. Pré-requisitos específicos

1.1.1. Programa de simulação

• Ser um programa para a análise do consumo de energia;

• Ser validado pela ASHRAE Standard 140;

• Modelar 8760 horas por ano;

• Modelar variações horárias de ocupação, potência de iluminação e equipamentos e sistemas de ar condicionado, para cada dia da semana e feriados;

1. Pré-requisitos específicos

• Modelar efeitos de inércia térmica;

• Modelar efeitos de multi-zonas térmicas;

• Para o item 6.2.2 (PT Ed. condicionados avaliados completamente por simulação): capacidade de simular as estratégias bioclimáticas adotadas no projeto;

• Caso o edifício proposto possua sistema de condicionamento de ar, o programa deve permitir modelar os sistemas de condicionamento de ar utilizados na edificação;

• Determinar a capacidade solicitada pelo Sistema de Condicionamento de Ar;

• Produzir relatórios horários do uso final de energia.

1. Pré-requisitos específicos

1.1.2. Arquivo climático

• Valores horários para todos os parâmetros relevantes requeridos pelo programa, tais como temperatura e umidade, direção evelocidade do vento e radiação solar;

• Caso o local do projeto não possua arquivo climático, deve-se utilizar dados climáticos de uma região próxima que possua características climáticas semelhantes;

• Devem ser utilizados arquivos climáticos disponibilizados:Departamento de Energia dos Estados Unidos: www.eere.energy.gov

O arquivo climático deve ser aprovado pelo laboratório de referência.

1.2. Procedimentos para simulação

Para quais edifícios?

Condicionados artificialmente, edifícios não condicionados ou parcialmente condicionados.

Como?

Comparação do desempenho do edifício real com um edifício similar (de referência):

Portanto, dois modelos devem ser construídos: o modelo representando o edifício real e o modelo de referência (de acordo com o nível de eficiência pretendido).

Portanto, deve-se construir para a avaliação: um mo delo representando a edificação real e quatro modelos de referência (A, B, C e D).

Consumo de energia do projeto ≤ ao consumo do modelo de referência pretendido.

1.2. Procedimentos para simulação

1.2.1. Metodologia para modelagem de envoltória e sistemas

Para classificações visando as etiquetas parciais, o modelo real deve conter asseguintes alterações:

Simular com os sistemas deiluminação especificados para omodelo do edifício de referência, deacordo com o nível de eficiênciapretendido

Simular com o sistema decondicionamento de ar atendendoas tabelas 6.1, 6.2 e 6.3, quandofor o caso, e com o COP como domodelo de referência, de acordocom o nível de eficiência pretendido

Parcial da Envoltória:

1.2. Procedimentos para simulação

2. Procedimentos para simulação

1.2. Procedimentos para simulação

1.2.1. Metodologia para modelagem de envoltória e sistemas

Para classificações visando as etiquetas parciais, o modelo real deve conter asseguintes alterações:

Simular com os sistemas deiluminação especificados para omodelo do edifício de referência, deacordo com o nível de eficiênciapretendido

Simular com o sistema decondicionamento de ar atendendoas tabelas 6.1, 6.2 e 6.3, quandofor o caso, e com o COP como domodelo de referência, de acordocom o nível de eficiência pretendido

Parcial da Envoltória:

Parciais da Envoltória e doSistema de Iluminação:

Parciais da Envoltória e doSistema de Condicionamentode ar:

2. Procedimentos para simulação

Para classificação visando a etiqueta parcial da en voltória:(não havendo sistema de iluminação e condicionamento de ar especificados):

Carga térmica do projeto ≤ carga térmica do modelo de referência pretendido

O modelo real deve conter as seguintes alterações:

- Simular com os sistemas de iluminação especificados para o modelo daedificação de referência, de acordo com o nível de eficiência (utilizar as taxaslimites do método prescritivo, de acordo com o uso);

- O sistema de condicionamento de ar deve estar modelado utilizando o métodoIdeal Loads, uma vez que o objetivo é somente a comparação entre as cargastérmicas do modelo real e dos modelos de referência.

A B C D

1.2. Procedimentos para simulação

Características em comum para o Modelo do Edifício Real e de Referência

• Programa de simulação e arquivo climático;• Geometria e orientação com relação ao Norte Geográfico;• Padrão de uso (ocupação real do edifício) e operação dos sistemas;• Valor de DCI em equipamentos;

• Padrão de uso de pessoas, com o mesmo valor de calor dissipado;

• Tipo de sistema de condicionamento de ar. Entretanto, modelo de referencia deve-se utilizar o COP estabelecido pelo método prescritivo, de acordo com o nível de eficiência pretendido.

• Setpoint de resfriamento e aquecimento.

1.2. Procedimentos para simulação

Modelo do Edifício Real

• Utilizar todas as características da edificação de acordo com o projeto (transmitâncias, absortâncias, tipo de vidro, PAFT, AVS, AHS...)

• Se possuir diferentes sistemas de condicionamento de ar, representá-los para cada zona térmica;

• Se possibilitar o uso do sistema de condicionamento de ar em somente alguns períodos do ano, a simulação poderá incluir a ventilação natural, desde que seja comprovado conforto térmico;

• Utilizar a Densidade de Potencia de Iluminação do projeto proposto;

• Considerar os dispositivos de sombreamento;

• Sombreamento do entorno (opcional): somente no modelo do edifício real.

A B C D

1.2. Procedimentos para simulação

Modelo do Edifício de Referencia

• Deve-se adotar o valor de ICenv do limite máximo do intervalo do nível de classificação almejado.;

• Na classificação geral, o modelo de referência deve atingir o nível de eficiênciapretendido de acordo com a distribuição dos pesos na equação de classificaçãogeral (Equação 2.1);

• Devem ser utilizados os valores máximos de transmitância térmica e de absortancia solar para o nível de eficiência pretendido, definidos nos de pré-requisitos específicos da envoltória; As Tabelas 6.4, 6.5 e 6.6 apresentam os valores limites:

1.2. Procedimentos para simulação

�√

�√

1.2. Procedimentos para simulação

�√

1.2. Procedimentos para simulação

�√

1.2. Procedimentos para simulação

�√

1.2. Procedimentos para simulação

• deve-se adotar um PAFT calculado de acordo com os itens abaixo:

a) utilizar a fórmula do ICenv referente a envoltória do edifício de acordo com a Zona Bioclimática da localização do edifício;

b) adotar AVS=0 e AHS=0; entretanto o autosombreamento deve ser considerado;

c) adotar um vidro simples 3mm, com um Fator Solar de 0,87;

d) o valor de PAFT deve ser o maior possível para o nível de eficiência pretendido cada nível de eficiência pretendido (A, B, C e D);

1.2. Procedimentos para simulação

e) as áreas do PAFT calculadas para os diferentes níveis de eficiência (A, B, C e D) devem ser dispostas nos modelos de referência de forma proporcional às aberturas existentes no modelo real.

�√

Modelo real

Referência Referência

1.2. Procedimentos para simulação

Passo-a-passo para calcular o PAFT dos modelos de r eferência:

1

2

Fonte: S3eElaboracaoModelosReferencia.pdf

Fonte: S3eElaboracaoModelosReferencia.pdf

1.2. Procedimentos para simulação

Passo-a-passo:

3

4

Fonte: S3eElaboracaoModelosReferencia.pdf

Fonte: S3eElaboracaoModelosReferencia.pdf

1.2. Procedimentos para simulação

1.2. Procedimentos para simulação

1.2. Procedimentos para simulação

1.2. Procedimentos para simulação

• iluminação zenital (PAZ maior que 5% no modelo real): modelos de referência A e B: PAZ de 2% com vidro claro e fator solar de 0,87modelos para os níveis C e D: PAZ igual ao modelo real (mínimo 2%)

• a DPI deve ser modelada dentro dos limites da Tabela 4.1 (áreas) ou 4.2 (atividades);

...

1.2. Procedimentos para simulação

• deve-se adotar o mesmo Sistema de Condicionamento de Ar proposto no ModeloReal, sendo que a eficiência deve estar de acordo com as tabelas do Item 5 (A, B, C, D ou E) e ter capacidade de atender à carga térmica do modelo de referência;

• o numero máximo de horas não atendidas nos modelos (real e referência) = 10% das horas de funcionamento do sistema de condicionamentode ar; o número de horas não atendidas nos modelos (real e referência) não deve exceder a 25 horas mensais em cada um dos meses que o sistema de condicionamento de ar estiver operando;

• a capacidade do sistema de condicionamento de ar dos modelos de referênciadeve ser dimensionada de forma a atender à carga térmica e a exigência das horas não atendidas limite.

1.2. Procedimentos para simulação

Pontuação Total (PT) de edifícios totalmente simula dos (E + I + C)

O equivalente numérico de simulação (EqNumS) será calculado através de interpolação linear entre os consumos dos modelos de referencia:

Se o consumo da edificação real for menor que o consumo do modelo de referência para nível A, deve-se utilizar para a interpolação o intervalo estabelecido entre os consumos dos modelos de referência para nível A e para nível B.

1.2. Procedimentos para simulação

Observações:

• Edifícios condicionados avaliados completamente pelo método da simulaçãopoderão receber a ENCE Geral e o ponto de bonificação apenas quando esta não estiver presente na simulação que gerou o equivalente numérico de simulação (EqNumS).

• Edifícios que possuírem sistema de condicionamento de ar e ventilação natural:

EqNumV ≥ EqNumS

Não atendida a condição: classificação final será dada pelo EqNumV

• Edifícios que possuírem apenas ventilação natural: Equação 2.1 para PTtotal

1.2. Procedimentos para simulação

Aplicação dos pré-requisitos específicos:

• O não atendimento aos pré-requisitos gerais implica na queda do nível de eficiência:

• Os pré-requisitos específicos de envoltória não precisam ser atendidos

• Os pré-requisitos específicos do sistema de iluminação serão avaliados por ambiente. 80% da potência total deve atender aos pré-requisitos do nível desejado.

• Os pré-requisitos específicos do sistema de condicionamento de ar serão verificados por equipamento. 80% da potência total deve atender aos pré-requisitos do nível desejado.

1.2. Procedimentos para simulação

Ambientes naturalmente ventilados ou não condiciona dos

Para edifícios naturalmente ventilados ou que possuam áreas de longa permanência não condicionadas:

Obrigatório comprovar por simulação que o ambiente interno proporciona temperaturas dentro da zona de conforto durante o POC:

1.2. Procedimentos para simulação

1.2. Procedimentos para simulação

Simulação: RACComercial, serviços e públicos

Método de SimulaçãoMétodo de Simulação

RAC-C Vigente

• Narrativa da edificação, com ilustrações 3D visualizando todas as fachadas;

• Narrativa da simulação realizada;

1. 2. Método de simulação

Inspeção da simulação:

Procedimentos de verificação (arquivo)

Observações:

• A inspeção da simulação poderá ser realizada em duas etapas;

• Não atendendo a algum dos itens da avaliação simplificada, a avaliação passa obrigatoriamente a ser do tipo completa;

• As primeiras 10 inspeções do OIA deverão ser do tipo completa;

• O OIA deverá ter no mínimo uma avaliação do tipo completa a cada 10 inspeções.

Simulação: Prática Comercial, serviços e públicos

Ferramenta Domus

Prof. Nathan Mendes, Dr. Eng. Nathan.mendes@pucpr .br

Pontifícia Universidade Católica do Paraná – PUCPRPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica - PPGEMLaboratório de Sistemas Térmicos - LST

www.pucpr.br/LST

Domus – Procel Edifica: Versão Beta

Convênio

ECV 283/08PUCPR

Domus – Procel Edifica

Domus - Procel Edifica Envoltória

Domus - Procel Edifica DLL RTQ

Domus - Procel Edifica DLL RTQ

Domus - Procel Edifica DLL RTQ

Ferramenta S3e

APRESENTAÇÃO

� O S3E é uma ferramenta que permite avaliar o nível

de eficiência energética de edificações comerciais

segundo o Programa Brasileiro de Etiquetagem.

APRESENTAÇÃO

� Desenvolvido para simplificar o emprego da

simulação de edificações, sendo muito útil nas fases

iniciais de projeto quando são tomadas as decisões

que terão maior impacto no desempenho

energético.

APRESENTAÇÃO

� Os materiais construtivos, os perfis de uso,

equipamentos e demais dados foram modelados

para representar a realidade do mercado brasileiro.

PERFIS DE USO

MATERIAIS CONSTRUTIVOS

EQUIPAMENTOS

APRESENTAÇÃO

� O S3E possui entrada de dados simplificada

e intuitiva através de uma interface web

com acesso gratuito.

APRESENTAÇÃO

� As simulações são realizadas em

um servidor remoto com emprego

do software EnergyPlus™.

� Os resultados das simulações serão

armazenados e estarão disponíveis ao

usuário através de login.

CARACTERÍSTICAS DO S3E:

� Gratuito;

� Fácil e intuitivo;

� Pode ser utilizado em qualquer computador;

� Os resultados estão acordo com o RTQ-C.

USE O S3E PARA:

� Obter o nível de eficiência da sua edificação (ENCE – Procel-Edifica);

� Calcular o consumo mensal e anual de energia;

� Identificar a contribuição de cada uso final no consumo total;

� Otimizar o desempenho energético da envoltória;

� Definir o tipo de sistema de condicionamento de ar e seus parâmetros de

funcionamento;

� Dimensionar o sistema de condicionamento de ar.

RECURSOS DISPONÍVEIS:

� Acesso gratuito via web;

� Interface gráfica amigável, com entrada reduzida de dados totalmente em

português;

� Arquivos climáticos das principais cidades brasileiras;

� Materiais e componentes construtivos nacionais;

� Ganhos internos (iluminação, equipamentos e ocupantes);

RECURSOS DISPONÍVEIS:

� 13 padrões de uso (escritório, hotel, supermercado, restaurante, etc);

� 6 formas geométricas pré-definidas;

� Opções de sombreamento vertical e horizontal nas aberturas, e sombreamento

de entorno;

� 7 modelos de sistemas de condicionamento de ar.

PARA SABER MAIS ACESSE:

WWW.S3E.UFSC.BR

MAURÍCIO NATH LOPES

MAURICIO@LABEEE.UFSC.BR

GABRIEL IWAMOTO

GABRIEL.IWAMOTO@LABEEE.UFSC.BR

DÚVIDAS, CRÍTICAS E SUGESTÕES:S3E@LABEEE.UFSC.BR

Fim!

www.procelinfo.com.br/etiquetagem_edificios

http://www.inmetro.gov.br/

www.labeee.ufsc.br/etiquetagemetiquetagem@labeee.ufsc.br

http://www.certi.org.br/oi3e@certi.org.br