Aula Inicial - Parte 2

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Fontes renováveis de energia - Introdução

Aula Inicial - Parte 2

...Eiii! Quanto faz

a sua por m²?

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Redução da demanda de aquecimento

• Coeficientes menores na relação A/V • Isolamento da envoltória

• Energia solar ativa/passiva • Fontes de energia renovável • Uso da massa térmica

• Ventilação com recuperação de calor

Sondas geotérmicas para aquecimento / refrigeração

10 15 20 25 30 A/Ve-Verhältnis m-1 Ä q u iv a le n te D ä m m dic ke n ich t tr an sp ar e n te r H ü llf lä ch e n [c m ] 10 15 20 25 30 A/Ve-Verhältnis m-1 Ä q u iv a le n te D ä m m dic ke n ich t tr an sp ar e n te r H ü llf lä ch e n [c m ] 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 + 3 cm + 0,1 Índice A/V m-1 Iso la m en to e qu iv al en te [cm ]

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Redução da demanda de refrigeração

• Ventilação noturna

• Utilização de massa térmica

• Otimização das estratégias de sombreamento com uso da iluminação natural

• Redução da iluminação artificial

• Integracao entre iluminação natural e artificial • Correto uso do WWR%

• Redução das cargas de calor internas • Aumento das trocas de ar

• Integração de vegetação e espelhos de água

Kosten [€/m²] K ü h lle is tu n g [ W /m ²] 20 40 60 80 100 Thermische Bauteilaktivierung Kühldecken Kapillarmatten 70-80 €/m² 100-120 €/m² 50 75 100 125 25 40-50 €/m² Kosten [€/m²] K ü h lle is tu n g [ W /m ²] 20 40 60 80 100 K ü h lle is tu n g [ W /m ²] 20 40 60 80 100 Thermische Bauteilaktivierung Kühldecken Kapillarmatten 70-80 €/m² Kapillarmatten 70-80 €/m² 100-120 €/m² 50 75 100 125 25 50 75 100 125 25 40-50 €/m² K ü h lle is tu n g [ W /m ²] Temperaturspreizung ∆θ∆θ∆θ∆θ(∆θ∆θ∆θ∆θ_Zu- ∆θ∆θ∆θ∆θ_R) [K] 10 15 20 25 30 35 5 2 4 6 8 10 n = 2 n = 4

gilt für eine durchschnittliche Raumhöhe von 3 m

θ θθ θ_R θ θ θ θ_Z u _Raum Luftwechsel n [1/h] n = 1 n = 6 K ü h lle is tu n g [ W /m ²] Temperaturspreizung ∆θ∆θ∆θ∆θ(∆θ∆θ∆θ∆θ_Zu- ∆θ∆θ∆θ∆θ_R) [K] 10 15 20 25 30 35 5 2 4 6 8 10 n = 2 n = 4

gilt für eine durchschnittliche Raumhöhe von 3 m

θ θθ θ_R θ θ θ θ_Z u _Raum Luftwechsel n [1/h] Raum Luftwechsel n [1/h] n = 1 n = 6 Diferença de temperatura P ot ên ci a de R ef rig er aç ão [W /m ²] Trocas de Ar [1/h] P ot ên ci a de R ef rig er aç ão [W /m ²] Custo

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• Escolha criteriosa da tipologia, orientação e posição da janela

• Especificar os vidros de acordo com a orientação

• Sistema de sombreamento automatizado com redirecionamento da luz natural e proteção contra ofuscamento

• Uso da iluminação zenital (áreas centrais) • Evitar a iluminação artificial

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Eficiência Energética: Sistema de Certificação Brasileiro

• Atualmente não obrigatória (2013/2014) • Consumidores mais exigentes

• Diferencial para as construtoras • Incentivos fiscais e financeiros

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Sustentabilidade: Sistemas de Certificação

Leadership in Energy and Environmental Design (LEED) U.S Green Building Council (USGBC)

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Wärmepumpe

HeizungFußbodenkühlungüber Erdsonden(ohne WP) Fußbodenheizungüber Wärmepumpeund Erdsonden

Kühlung

ErdsondenLüftungFernsterlüftungFassadeSSV und ISSSommerWinterWärmepumpeErdsonden

max. 100mSTROM

Simulação da edificação e equipamentos

• Divisão do edifício em zonas de uso semelhante, de

equipamentos técnicos, etc. (Ex: escritórios, salas de conferências, cafeteria,...)

• Definição do perfil de uso (Ex: 8:00-18:00) e condições de entorno (adiabática/cargas internas)

• Definição dos requisitos de conforto (Ex: limitando a temperatura operativa no período de Verão em 26 °C) • Uso de anos climáticos de referencia e casos

extremos

• Cálculo das curvas de carga para aquecimento e refrigeração -20 -10 0 10 20 30 40

Jan Jan Feb Mrz Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez Monat T em p er at u r [° C ] 0 50 100 150 200 250 300 H ei z-/K ü h lle is tu n g [ kW ]

tL_Aussen_[ｰC] QH_Ges_[kW] QK_Ges_[kW] QH,max = 212 kW

QK,max = 205 kW

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Zone 1

Zona 1, Térreo, Sala de Conferências

Análise individual de zonas especiais

- Simulação térmica

Uso de Ferramentas modernas de projeto – Simulação dinâmica

Parâmetro Especificação/Valor Resultado Final

A e V Líquida Perfil de uso Ocupação Equipamentos Iluminação Ventilação Var. Híbrida Vidros Sistema de sombreamento A = 204,0 m², V= 622,2 m³ 08:00 – 16:00 horas 90 Pessoas

3 PC com Projetor (3 salas ocup.)

Min. de higiene 30 m³/h.pessoa

WSV/SSV com 15% de esquadria Persiana Interna refletiva com r = 0,6 ou Persiana externa com Fc = 0,25

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Simulação

Comparação das variantes Temperatura (estatística) Simulação Anual

Simulação pontual (extremos)

WSV … Vidro 1 SSV … Vidro 2

Fe …. Ventilação Natural Diurna N … Ventilação Noturna (n = 4 h-1₎

RLT … Ventilação mecânica (equipam.) BTA … CCA

BTA24… CCA 24h

ZLK … Pré-resfriamento

K YX … YX W/m² Carga de refrigeração aSS … Proteção solar externa

iSS … Proteção solar interna / ofuscamento KM Condensadoras e evaporadoras 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 t_max (VDI 2078) 35.68 31.58 34.28 30.87 29.62 26.18 30.22 29.15 >32 125 0 45 0 0 0 0 0 30-32 225 25 143 9 0 0 1 0 28-30 247 79 227 58 8 0 42 16 26-28 212 159 264 129 283 8 162 98 24-26 205 231 255 192 575 574 311 264 22-24 1034 267 1096 294 1185 1449 695 529 20-22 562 1767 581 1794 561 580 1399 1694 <20 0 82 0 134 0 0 1 11 WSV 71/59; RLT;

iSS WSV 71/59; RLT_N; iSS WSV 71/59; RLT; aSS RLT_N, aSSWSV 71/59; WSV 71/59; RLT; iSS; K30_ZLK WSV 71/59; RLT; aSS; K30_ZLK WSV 71/59; RLT; aSS; BTA WSV 71/59; RLT; aSS; BTA24 Alte Oldenburger

Vechta Zone_1

Análise individual de zonas especiais - Simulação térmica

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35°C

30°C

25°C

20°C

Dia quente de Verão Perfil do Átrio às 14:00h Variante:

Coeficiente de

sombreamento z = 0,5

Temperatura média do Átrio 29,4 °C

Temperatura de entrada do ar 29,3 °C

Temperatura média do Átrio 27,8 °C Temperatura de entrada do ar 29,3 °C

Aerodinâmica da construção - simulação de fluxo de um átrio

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Wärmepumpe

HeizungFußbodenkühlungüber Erdsonden(ohne WP) Fußbodenheizungüber Wärmepumpeund Erdsonden

Kühlung

ErdsondenLüftungFernsterlüftungFassadeSSV und ISSSommerWinterWärmepumpeErdsondenmax. 100mSTROM

Exemplo: Sala de conferencia – Variação do tipo e proporção de vidro (WWR%) Variante 1:

Janelas norte com vidros solares (SSV 50/25) U_g = 1,1 W/m²·K τ = 0,50 g = 0,25 1 4 7 10 R1 R9 0 2 4 6 8 10 12 D [%] Raumtiefe Raumbreite Seminarraum Variante 1 ohne Oberlicht

10-12 8-10 6-8 4-6 2-4 0-2

Ferramenta de simulação - Otimização do uso da luz natural

1 4 7 10 R1 R9 0 2 4 6 8 10 12 D [%] Raumtiefe Raumbreite Variante 2 mit Oberlicht und Sonnenschutzverglasung (t = 50%)

10-12 8-10 6-8 4-6 2-4 0-2 Variante 2:

+ zenital com vidros solares (SSV 50/25) U_g = 1,1 W/m²·K τ = 0,50

g = 0,25

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Prevenção contra Pontes de Calor

• Otimização nas conexões de componentes

• Através de técnicas construtivas e arquitetônicas

• Uso de programas de simulação específica para pontes

de calor

• Background em medições Termográficas