05 Alexandre GonçAlves 10 Dec 2009 Madeira

FERRAMENTAS PARA A SIMULAÇÃO DINÂMICA

PROJECTAR PARA UM BOM DESEMPENHO ENERGÉTICOAMBIENTAL

10 de Dezembro de 2009

Alexandre M F Gonçalves


CONTEXTO HISTÓRICO

1967 – Primeiro programa de simulação de edifícios (APEC Heating and Cooling Peak Load Calculation HCC)

1978 – É lançado o sofware DOE-2 pelo Lawrence Berkeley Laboratory (LBL), com o objectivo de avaliar a performance energética e custos dos edifícios

1990s – Programas com interface melhorado e simplificação de dados de entrada

BLASTBSIMDEMETERDESTDOEECOTECTENER-WINENERGY EXPRESSENERGY-10


LISTA DE PROGRAMAS (ASHRAE 140)

ENERGYPLUS EQUESTESP-RHAPHEEDIDA ICEIESPOWERDOMUSSUNREL

TASTRACETRNSYS…


HAP (CARRIER)

HAP (CARRIER)- Preenchimento de dados de entrada bastante

intuitivo- Compatibilidade com a codificação gbXML- Custos computacionais reduzidos- Relatórios energéticos bem estruturados


TRACE 700 (TRANE)

TRACE 700 (TRANE)- Preenchimento de dados de entrada bastante intuitivo- Compatibilidade com a codificação gbXML- Custos computacionais reduzidos- Base de sistemas de climatização bastante alargada

(incluindo bombas de calor)


IES VE

IES VE- Integração directa com as aplicações REVIT e google

SketchUP- Permite análise visual 3D (incluindo projecção de

sombras)

- Possibilidade de criação de sistemas AVAC

- Filtro de dados e gestão de informação avançado

- Bundle de aplicações estruturadas para a filosofia de projecto BIM


IES VE

Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec Jan

500

450

400

350

300

250

200

150

100

50

0

Sys l

oad (

kW)

Date: Fri 01/Jan to Fri 31/Dec

Boilers load: (08014_sim_11_08_08.aps) Chillers load: (08014_sim_11_08_08.aps)

1 0 A u g 1 7 : 0 0

S u n c a s t i m a g e : View time = 10 Aug 17:00

Site Latitude = 38.78

Longitude diff. = -9.13

Model Bearing = 220.00

Sun: azi = 266.56 alt = 29.22

Eye: azi = 110.00 alt = 30.00


IES VE

PROJECTAR PARA UM BOM DESEMPENHO ENERGÉTICO E AMBIENTAL

BIM - BUILDING INFORMATION MODELING

BIM - BUILDING INFORMATION MODELING- Modelo dinâmico de âmbito mais alargado- Análises ao nível do edifício (ou edifícios)- Melhor interligação entre as fases de projecto e

construção- Nova metodologia de trabalho entre especialidades





Google SketchUp (Windows) REVIT Autodesk (Windows)



EXEMPLOS DE SOFTWARES COM CARACTERÍSTICAS PARA O CONCEITO BIM

OpenStudio (Google SketchUp plugin)(Windows e Mac)

Demeter (Google SketchUp plugin)(Windows e Mac)


gbXML - GREEN BUILDING XML- Intercâmbio de informação entre especialidades- Optimização dos recursos especializados - Nova metodologia de trabalho entre especialidades

Referência recomendadahttp://www.gbxml.org


GREEN DESIGN

gbXML

BIMGreen Design


BOAS PRÁTICAS

BIM

1. Volumetria

2. Condições simulação dinâmica

3. Tipo análise

4. Interpretação

5. Decisão

BIM Workflow

3

As três formas acima representadas foram criadas pela equipe de arquitectura para um promotor da construção de um complexo de escritórios, que pretendia uma área para comercialização de aproximadamente 18,600 m2.

21


CASOS DE ESTUDO

Aplicação do workflow recomendado

Objectivo: Arranque do projecto

Questões para solucionar:1) Qual o melhor lay-out (do ponto de vista energético)?2) A que situação corresponde o pico de potência de climatização

maior?3) Que modelo gera maiores emissões?4) Existem outras diferenças importantes a considerar?

1

2

3


CASOS DE ESTUDO

Análise de performance

Inputs comuns aos três modelos:1) Densidade de equipamentos2) Requisitos de iluminação3) Densidade de ocupação4) Tipo de sistema de

climatização

Resultados:

A=18.411 m2

SPLIT + MCAV

A=20.009 m2

SPLIT + MCAV

A=18.912 m2

SPLIT + MCAV

Energia[kWh/ano] [kWh/m2.ano]

1 3.443.336 187,03

2 3.595.696 179,70

3 3.196.630 169,03

1

2

3

Análise de resultados

A=18.411 m2

SPLIT + MCAV

A=20.009 m2

SPLIT + MCAV

A=18.912 m2

SPLIT + MCAV


CASOS DE ESTUDO

1) O lay-out 3 apresenta os melhores resultados, esta situação deverá despoletar outras comparações:- % envidraçados- Condições interiores- Pico de potência de climatização

1) Em termos de consumos por área, os três edifícios estão muito próximos entre si com o lay-out 3 posicionado 10% abaixo do máximo


CASOS DE ESTUDO

Conclusão

- Estética / Enquadramento urbanístico- Condições interiores- Desempenho energético comparativo- Pico de climatização

BIM

Próximos passos

- Estudo do sistema de climatização- Optimização das soluções de envolvente- Traçar objectivos em termos de classificação energética e certificação


PARÂMETROS QAI AVALIADOS

CO2; CO; O3; COV; FORMALDEÍDO; NOX; SOX

BACTERIAS; FUNGOS

TEMP. AR; HUMIDADE; VELOC. AR

PARÂMETROS QUÍMICOS

PARÂMETROS BIOLÓGICOS

PARÂMETROS FÍSICOS

PARÂMETROS QUÍMICOS AVALIADOS EM SIMULAÇÃO DINÂMICA

POR ANÁLISE DIRECTA: CO2 (HAP / TRACE / IES)

POR PROGRAMAÇÃO DAS TAXAS DE EMISSÃO E DECAÍMENTO: Todas as fontes poluidoras/emissoras conhecidas ( IES)


PARÂMETROS QAI AVALIADOS

Exemplo HAP:


INFLUÊNCIA DOS REQUISITOS QAI

PRINCIPAIS REQUISITOS QAI - RSECE

1) Artigo 4.º - Requisitos exigenciais- Velocidade do ar interior < 0,2 m/s

1) Artigo 12.º - Garantia da qualidade do ar2) Artigo 29.º - Requisitos de qualidade do ar

- materiais não ecologicamente limpos +50% ar →novo- eficiência de ventilação

1) ANEXO VI - CAUDAIS MÍNIMOS DE AR NOVO2) ANEXO VII - CONCENTRAÇÕES MÁXIMAS DE

REFERÊNCIA DE POLUENTES NO INTERIOR DOS EDIFÍCIOS EXISTENTES


INFLUÊNCIA DOS REQUISITOS QAI - CASO PRÁTICO

EFICIÊNCIA DE VENTILAÇÃO

Actividade Caudal de ar

novo base [m3/h]

Eficiência ventilação [m3/h]

0,6 0,8 1

Supermercados 9150 15250 11420 9150

% de ar novo - 50,8% 38,1% 30,5%

Notas adicionaisTipo de sistema de climatização: Unidades ar-ar

compactasLocalização: Faro

Distribuição de consumos - Energia primária

Iluminação41%

Equipamento18%

Outros18%

Consumos climatização

23%



ANÁLISE DE CONSUMOS



IEE ref

Supermercado

[kgep/m2ano]

IEE nom [kgep/m2ano]

Eficiência ventilação [kgep/m2ano]0,6 0,8 1

70 65,4 64,6 64,1

ANÁLISE DE CONSUMOS


PROJECTAR PARA UM BOM DESEMPENHO ENERGÉTICOAMBIENTAL

AGRADECIMENTOS

Real Estate

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