Os sistemas energéticos descritos neste subcapítulo estão associados aos dois layouts do
edifício, visto não existirem diferenças significativas nos parâmetros de iluminação,
equipamentos e sistemas AVAC.
4.4.1 Iluminação
O sistema de iluminação proposto pressupõe a utilização de lâmpadas LED, visto serem cada
vez mais utilizadas em edifícios de serviços devido à sua poupança energética face às lâmpadas
convencionais. As respetivas densidades de potência de iluminação (DPI) respeitam o valor
máximo exigido pelo RECS, como demonstrado na Tabela 4.4 (Portaria 349-D, 2016; EN
12464-1, 2003).
Tabela 4.4 – Densidade de potência de iluminação
Zona DPI utilizada [W/m
2] DPI máxima, RECS [W/m
2]
Escritórios 7,5 12,5
Circulações 7,5 9
Zonas Técnicas 5 -
Parques de
De forma a diminuir o consumo de iluminação considerou-se a utilização de dimming, que
consiste na regulação de fluxo em cada lâmpada, em função da iluminação natural. Esta
regulação é realizada através de sensores que foram modelados a 76 cm do pavimento (altura
de uma secretária padrão), parâmetro que garante que a densidade de potência de iluminação
mínima é garantida para os utilizadores do espaço. Foram modelados sensores de iluminação
nos escritórios, visto terem elevada área envidraçada e, consequentemente, muita iluminação
natural. Tipicamente este tipo de sistema permite obter poupanças energéticas na ordem dos
30-50%, face ao sistema de iluminação sem dimming. Os perfis de iluminação e de dimming
podem ser consultados no Anexo D.
4.4.2 Equipamentos
A utilização de equipamentos de escritório que consomem energia elétrica é uma necessidade
do nosso quotidiano, pelo que a sua utilização ponderada é cada vez mais importante. Neste
caso de estudo foram considerados equipamentos de escritórios comuns, como impressoras e
computadores, com densidade de potência de iluminação de 10 W/m
2. Este é um valor tipo
recomendado pela ASHRAE para edifícios de escritórios (Handbook, A. F., 2016).
O perfil de utilização dos equipamentos pode ser consultado no Anexo E.
4.4.3 Sistemas AVAC
Neste subcapítulo, além dos próprios sistemas de climatização, serão também descritos os
restantes parâmetros associados, nomeadamente a envolvente do edifício, perfis de ocupação e
cálculo dos caudais de ar novo.
Envolvente
As soluções construtivas utilizadas neste projeto originam valores dos coeficientes de
transmissão térmica da envolvente iguais aos valores de referência descritos na Portaria nº
17-A/2016 do RECS. Estes valores correspondem atualmente aos valores máximos admissíveis
para a envolvente opaca que, em casos excecionais, podem ser ultrapassados desde que
provoquem uma redução dos consumos energéticos.
Relativamente aos vãos envidraçados, também o valor do fator solar de referência foi admitido,
para a zona climática V2, como representado na Tabela 4.5.
Tabela 4.5 – Parâmetros térmicos da envolvente
Zona corrente da envolvente U
REF[W/(m
2.ºC)]
Elementos opacos verticais 0,70
Elementos opacos horizontais 0,50
Vãos envidraçados exteriores 4,30
g
REFFator solar do vão 0,20
Área de fachada envidraçada [%]
Norte 91,2
Sul 96,9
Este 99,7
Oeste 95,8
Ocupação
O perfil de ocupação teve em conta o horário de trabalho regular num edifício de escritórios,
contemplando algumas horas de menor afluência, tal como a hora de almoço, apresentado no
Anexo F. A densidade de ocupação utilizada foi de 10 m
2/pessoa, valor recomendado para
escritórios pela ASHRAE. Consideraram-se ainda os ganhos internos provocados pelos
ocupantes como 55 W/pessoa de calor latente e 75 W/pessoa de calor sensível, para uma
atividade moderadamente ativa num edifício de escritórios (Handbook, A. F., 2016).
Caudal de ar novo
O caudal mínimo de ar novo necessário em cada espaço foi calculado assumindo o maior valor
entre duas condições: a carga poluente devida à ocupação e a carga poluente devida às
características do edifício (Portaria 353-A, 2013). Foram assim utilizados os valores de 24
m
3/(hora.pessoa) de forma a retirar a carga poluente devida à ocupação e 3 m
3/(hora.m
2) de
forma a retirar a carga poluente originada pelas características físicas do próprio edifício e as
atividades nele desenvolvidas.
Sistemas de climatização
Como já mencionado, foram considerados três sistemas de climatização distintos com o intuito
de verificar qual seria mais adequado ao edifício de estudo, ou seja, qual provocará menores
consumos energéticos e, em última instância, permitirá obter um maior número de pontos na
certificação LEED.
Dois dos sistemas utilizados consistem em Unidades de Tratamento de Ar Novo (UTAN’s) e
Ventiloconvectores (VC’s). Foi modelada uma UTAN por cada piso, de forma a introduzir a
quantidade mínima de ar novo necessária, e um VC em cada espaço climatizado, com o objetivo
de remover a carga térmica e manter o ar nas condições de temperatura pretendidas, como
demonstrado na Figura 4.6.
Figura 4.6 – Modelo em IES do circuito de ar para o piso 0, para os sistemas UTAN’s+VC’s.
A diferença entre estes dois sistemas de climatização está associada à rede de água fria, em que
foram considerados dois tipos de chillers, com arrefecimento a água (Figura 4.7) e com
arrefecimento a ar, permitindo assim verificar qual levaria a um menor consumo de energia. Na
produção de água quente os dois sistemas são iguais, utilizando duas caldeiras com iguais
capacidades (Figura 4.8).
Figura 4.7 – Modelo em IES do circuito de água fria, para o sistema UTAN+VC e chillers com arrefecimento a água.
Por último optou-se por um sistema de Volume de Refrigerante Variável (VRV), que não tem
necessidade de redes de água quente e fria porque as trocas de calor necessárias realizam-se
diretamente com o fluído refrigerante. Este sistema permite obter aquecimento e arrefecimento
simultâneo em espaços diferentes, pois as unidades interiores podem funcionar como
condensadores ou evaporadores em função da temperatura interior. Tem também a vantagem
de conseguir aproveitar o calor rejeitado de um espaço com necessidades de arrefecimento para
aquecer outro, com necessidades de aquecimento.
As especificações técnicas de todos os equipamentos e os parâmetros considerados nos sistemas
de AVAC poderão ser consultadas no Anexo G, mencionando aqui as características mais
pertinentes:
• Tanto os ventiladores das UTAN’s como dos VC’s foram modelados com caudal
constante, colocando o ar entre as temperaturas de 20 e 25 ºC;
• O ventilador da torre de arrefecimento (sistema com chiller a água) considerou-se ter
caudal variável, de forma ajustar a sua velocidade às necessidades de arrefecimento da
água do circuito de condensação;
• As bombas do circuito primário, tanto de água quente como de água fria, foram
modeladas com caudal constante;
• Nos circuitos secundários considerou-se caudal variável, de forma a este ser ajustado
em função das necessidades de aquecimento ou arrefecimento das baterias;
• No circuito de condensação (sistema com chiller a água) consideraram-se bombas com
caudal constante;
• Para produção de frio considerou-se um chiller a água com EER=6,0, um chiller a ar
com EER=3,0 e um sistema VRV com EER=3,0;
• Para a produção de quente considerou-se uma caldeira com η=90% (para os dois
sistemas com circuito de água) e um sistema VRV com COP=3,5.
Os valores utilizados, além de respeitarem o RECS, são também considerados valores padrão
para equipamentos regularmente instalados.
4.4.4 Água Quente Sanitária
Para um edifício de escritórios é essencial considerar um sistema de AQS para a equipa técnica
e equipa de limpeza. Assim sendo foram utilizados valores recomendados pela norma da
ASHRAE 90.1 para a utilização de chuveiros, neste tipo de edifício. Considerando a mesma
densidade utilizada para as zonas climatizadas, 10 m2/pessoa, estimei a existência de 5 técnicos
de manutenção e 10 técnicos de limpeza, originando 8 banhos por dia, como mostra a Tabela
4.6.
Tabela 4.6 – Parâmetros utilizados no sistema de AQS
Parâmetros Valor utilizado
Banhos/dia 8
Dias/ano 260
Rendimento da caldeira 0,92
Caudal chuveiros [l/min] 8
Tempo [min/banho] 5
No documento
Performance energética no contexto do sistema de certificação LEED
(páginas 45-51)