REABILITAÇÃO DO PARQUE PÚBLICO EDIFICADO · Intervenção de reabilitação de baixo custo 3. Comportamento térmico passivo e comportamentos 4. ... Consumo de energia, avaliação

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REABILITAÇÃO DO

PARQUE PÚBLICO

EDIFICADOEficiência energética no campus do LNEC

e comportamento térmico passivo

Armando Pinto

[email protected]

Workshop: RePublic_ZEB, ZEROING IN ON ENERGY.

Refurbishment of the public building stock towards nZEB

Lisboa, LNEG, 11 de dezembro de 2015

Agenda

1. O campus do LNEC e infraestruturas

2. Consumos de energia

3. ECO-AP

1. ECO.AP Comportamento térmico passivo e proposta de reabilitação NZEB de 2012

2. Intervenção de reabilitação de baixo custo

3. Comportamento térmico passivo e comportamentos

4. Notas finais

Armando Pinto LNEC | 2

mailto:[email protected]

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1. O campus do LNEC

• Campus de 22 hectares

• 25 edifícios

• Área de construção total

~70.000 m2

• Escritórios, laboratórios de

ensaio, auditórios, datacenter,

infantário, refeitório, alojamento.


1. O campus do LNEC

• Edifício Principal, Arantes e Oliveira, de 1952 (Arq Pardal Monteiro).

• Edifício Sísmica, Ferry Borges, de 1996

• Campus do LNEC foi classificado como Monumento de Interesse Público em dezembro de 2012.

• Jardins Gonçalo Ribeiro Telles e Fernão Vaz Pinto


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1. O campus do LNEC

• Número de trabalhadores do LNEC

de 2008 a 2011

• Potência de iluminação de ~700kW

(~10W/m2)

• Potência de aquecimento de 3,6MW

• Potência de arrefecimento de

2,2MW


Espaços climatizados, com vários tipos de sistemas,

ex.:, caldeiras a gás, chiller/bomba de calor, VRF,

close control, radiadores elétricos e com idades e

eficiências diversas.

2. Consumo de Energia: Eletricidade e gás

Consumo de energia elétrica


Fonte: Relatório n.º 317/2012-DED/NAICI

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2. Consumo de Energia: Eletricidade


2. Consumo de Energia: Energia primária

Desagregação por fonte Intensidade de energia primária


Fonte: Relatório n.º 317/2012-DED/NAICI e

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3. ECO.AP

• Resolução do Conselho de Ministros

n.º2/2011

• ECO.AP: promoção da eficiência energética

nos edifícios da administração Pública,

aumentando a eficiência energética em 30%

até 2020, face aos valores de consumo atual.

• LNEC: Investimento EE últimos 3 anos em

reabilitação de sistemas de iluminação, postos

de transformação e reabilitação de um

edifício.

• Notas sobre iniciativas desenvolvidas em

2012


3.1 ECO.AP: Comportamento térmico passivo e proposta de reabilitação NZEB

de 2012

• O edifício de 1980 (Figura 1), Lisboa, 1800m2.

• Gabinetes individuais expostos a sul (625 m2)

e nave de ensaios a norte. Laboratórios

climatizados permanentemente a 22±2ºC

(cerca de 75 m2)

• Aquecedores elétricos nos gabinetes (cerca

de 54 kW de potência).

• A iluminação dos gabinetes fluorescente, com

balastros eletrónicos (cerca de 12 W/m2,

DPI=2.2 W/m2.100lx, perfazendo cerca de

8kW); nave de ensaios com lâmpadas de

iodetos metálicos (cerca de 13 kW).

• Equipamentos: 2.5 W/m2

• A.U=6160W/K, duas vezes superior RECSref


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3.1 ECO.AP: Comportamento térmico passivo

Diagnóstico: Critérios

• Conforto térmico

20 a 25ªC (Climatização)

Adaptativo (norma EN)

• Qualidade do ar

984/1476 ppm [CO2]

35 m3/(h.p)

• Consumo de energia elétrica:

Perfis RSECE 8.6 kWh/m2.ano

15.5MWh.ano

Critério conforto adaptativo



Diagnóstico: Conforto térmico, avaliação experimental

• Resultados de medições: No verão comportamento globalmente satisfatório (bom

sombreamento exterior), no inverno temperatura relativamente baixa.


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• Semana mais quente • Semana mais fria

Diagnóstico: Conforto térmico, avaliação experimental

Nas semanas mais quente e mais frias são evidenciados os problemas de conforto no inverno.

Os diferentes comportamento diferentes, explicam os diferentes resultados nos gabinetes.



• Clima dados do campus do LNEC

• Diferença Med vs simulação relevante (ocupantes, janelas, etc)

• Apesar das incertezas, é previsto que em cerca de 99% tempo ocupação é satisfeito o critério da classe III da norma europeia aplicável a edifícios existentes

Diagnóstico: Conforto térmico,

Previsão numérica


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Concentração de CO2

• Inferior a 984 ppm

Taxa de renovação de ar

• 0,4 Rph 15 m3/h inferior 35 m3/h

RSECE

Apesar de Qar < Qmin RSECE, QAI satisfatória (CO2)

Qar RSECE superior ao necessário em espaços com ocupação temporária

Diagnóstico: QAI e ventilação, avaliação experimental



• Aquecimento determinado por

simulação TRY e é 60% acima do

limite RSECE!

Diagnóstico: Consumo de energia, avaliação experimental


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3.1 ECO.AP: Proposta de reabilitação NZEB de 2012

• Intervenção na qualidade térmica da

envolvente (paredes, cobertura e

janelas) e na ventilação natural, permite

reduzir substancialmente as

necessidades térmicas de aquecimento

e de arrefecimento.

• Melhoria no sistema de iluminação

artificial, melhor aproveitamento da luz

natural com utilização de tubos de luz,

permite reduzir significativamente

necessidades de energia



• Funcionamento passivo aceitável com

20mm de isolamento (<10% do tempo,

60mm).

• É vantajoso aplicar isolamento pelo

exterior. Contudo, a diferença para

isolamento pelo interior é pouco

significativa, podendo ser muito mais

económica.

• Climatização

As necessidades térmicas são relativamente

baixas.

• Viabilidade económica das medidas com

períodos de retorno excessivos.


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• Para se obter um edifício

NZEB, preconizou-se uma

instalação fotovoltaica, com

uma potência de

sensivelmente 25 kWp, para

compensar os consumos de

energia de equipamentos e

de iluminação .

• Investimento significativo se

período de retorno

excessivo (principalmente

nas medidas passivas),

inviabilizou intervenções

ECO.AP/ NZEB.


3.2 ECO.AP: Intervenções de reduzido investimento


• Janelas de aço, com vidro simples, sem

vedantes.

• Problemas de infiltração de água e infiltrações

de ar.

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• Ensaios com porta ventiladora para avaliar

permeabilidade ao ar.

• Ensaios para avaliar estanquidade à água

• Avaliação do isolamento sonoro.

• Ensaios destinados a avaliar estado atual

e melhorias.


• Colocando vedantes e efetuando

rasgos de drenagem nas janelas

conseguiu-se melhorar a

estanquidade à água, reduzir a

permeabilidade ao ar e aumentar o

isolamento sonoro em 3 dB.

• Intervenção SCE?


(kWh) EUR kgCO2

Consumo atual 242 24 114

Consumo possivel vedando janelas 186 19 87

Redução de 23% 56 6 26

Estanquidade à água

Pressão

(Pa)

Estado inicial Janela reabilitada com

vedantes e rasgos

0 Surgiu água Estanque

50 - Estanque

100 - Surge água.

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3.3. Comportamento térmico passivo e comportamentos

• Boas práticas:

Atuação dos toldos do edifícios principal

Vigilantes nas rondas asseguram que a

iluminação se encontra desligada

Controlo do sistema de distribuição de água

quente

Manter desligados equipamentos e iluminação

durante períodos de não utilização/ocupação.

• Constrangimentos:

Aspetos de segurança inviabilizam que as

janelas permaneçam abertas durante o

período noturno.



• Dos resultados anteriores, evidencia-se que os ocupante influenciam de forma significativa as condições ambientais interiores (QAI, térmica, iluminação, consumos de energia).

• Na regulamentação e nos estudos de viabilidade técnica e económica dos edifícios de serviços o fator humano e de controlo é considerado de forma aproximada: Dispositivos de sombreamento atuados quando oa

radiação incidente na fachada excede 300 W/m2 (ou 60% do vão)

As temperaturas interior situam-se entre 20-25ºC, ou 19 a 27ºC nos edifícios passivos.

Ventilação natural caudal constante (não considera free-cool pela abertura das janelas). Sistemas mecânicos controlo automático de ar novo em função de concentração de CO2.

Fatores de controlo automático por sensores de ocupação e de disponibilidade de luz natural (0.8 a 1.0)

• Fator humano pode ter grande influência no uso de energia (iluminação, aproveitamento de ganhos solares, etc), sendo referidos fatores de 1:5 nos consumos de energia.


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• Fonte: Pinto, A. - Occupant behavior and impact on indoor thermal environment

Window and shading opening and closing on passive office building in Lisbon. OB

14, Nottingham, 4 August 2014

• Manobras de janelas e persianas, varias com

utilizador


Figure 1 - Number of windows openings

Figure 2 - Number of roller shutters manoeuvres


• O momento das manobras está muito diretamente relacionado com as horas de

entrada e de saída e com a temperatura interior.


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• Estes utilizadores apresentam um padrão de uso das janelas substancialmente diferente do indicado na norma.

• A manutenção de janelas aberturas é mais influenciada pela temperatura interior do que pela temperatura exterior.

• A manutenção das persianas fechadas é influenciada por maior radiação e maior temperatura. Uso de 60% não é desajustado.


Figure C.1 - Proportion of window opening specifies in EN 15242

4. Notas finais

• No LNEC existem edifícios e espaços com necessidades térmicas quase nulas,

devido a uma adequada exposição solar e comportamentos adaptados ao clima.

• A evolução para edifícios de necessidades energéticas quase nulas é possível,

mas o período de retorno do investimento pode ser excessivamente longo, na

ausência de financiamento externo.

• Algumas soluções de melhoria de baixo custo podem ser exploradas e

implementadas, melhorando a eficiência energética e minimizando outros

problemas construtivos, sendo importante uma perspetiva integrada.

• Foi evidenciado que existe potencial de aumento da eficiência energética

associado à melhoria de comportamentos.


Obrigado.

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