Eficiência energética de edificações

1. Eficiência energética de edificações . Vanessa Gomes, Arq. Dr.DAC/FEC/UNICAMP, LEEDTM AP, USGBC Member Forum Permanente de Energia UNICAMP, 04set07@vanessa gomes, 2007

2. Consumo de energia elétrica em edificações

4. Uso responsável de energia • Gestão do uso de energia • equilibra demanda justificável x fornecimento apropriado. • Quatro passos • Conscientização • Conservação de energia • Eficiência energética • Uso primário de recursos energéticos renováveis

5. Prof. Fernando Ruttkay Pereira, LabCon - UFSC

6. Prof. Fernando Ruttkay Pereira, LabCon - UFSC

7. Iluminação Artificial Eng. Enedir Ghisi, PhD, Labeee - UFSC

8. É só adicionar tecnologia?

10. Estratégias Bioclimáticas

11. Estratégias Bioclimáticas

12. Estratégias Bioclimáticas http://eetd.lbl.gov/CoolRoofs

13. Área de janela x consumo energia Eng. Enedir Ghisi, PhD, Labeee - UFSC

14. STOP! Retorno decrescente Limite de efetividadede custos Custo de melhoria de eficiência Acúmulo de economias de energia Lei do retorno decrescente gasta-se mais que será recuperado ao longo do horizonte de investimento The Natural Capitalism (Hawken et al. 1999)

15. Projeto integrado Tunneling through the cost barrier... Limite de efetividade de custos Custo marginal de melhorias Lovins’ Discontinuity Effect Retorno decrescente 0 Economias acumuladas The Natural Capitalism (Hawken et al. 1999)

16. Projeto integrado Limite de efetividade de custos

17. Eficiência energética de edificaçõesprojeto tradicional proj. estrutura proj. interiores proprietário usuários proj. sistemas prediais construtor arquiteto eng. mecânico / eletricista operador landscape architect

19. Eficiência energética de edificaçõesprojeto integrado de uso de energia consultor energia agente comissionamento usuários gerente de projeto proprietário Equipe deprojeto eng. mecânico operador construtor landscape architect eng. eletricista arquiteto proj. interiores

20. incentivos $0 penalidades 71% 92% 100% 108% 115% Caso Prefeitura Oakland Projeto integrado de uso de energia Seis ações-chave • Comprometimento do empreendedor/proprietário com o processo integrado de projeto • provisão de tempo e recursos • designação de um coordenador/facilitador de projeto • Incorporação do processo integrado aos documentos de projeto: especificar diretrizes e padrões a serem seguidos pela equipe de projeto • Incentivos e penalidades $$$ com base no desempenho obtido (até 0,3% do custo total do projeto)71 a 92% 100 + 8% 108 a 115%

21. Projeto integrado de uso de energia Seis ações-chave • Comprometimento do empreendedor/proprietário com o processo integrado de projeto • Identificação de estratégias para reduzir custos ciclo de vida enquanto se melhora o conforto

22. Eficiência energética de edificaçõesprojeto integrado de uso de energia Oportunidades de economia de energia x seqüência de projeto Desenvolvimentoprojeto Documentoscosntrução EstudoPreliminar Construção Programa Economias de energia potencialmente cost-efective Ocupação Nível de esforço de projeto (e $$)

23. Projeto integrado de uso de energia Seis ações-chave • Comprometimento do empreendedor/proprietário com o processo integrado de projeto • Identificação de estratégias para reduzir custos ciclo de vida enquanto melhora conforto • Melhorar a eficiência de componentes dos sistemas individualmente (lâmpadas, reatores, chillers, fans, bombas e motores)

24. Projeto integrado de uso de energia Seis ações-chave • Comprometimento do empreendedor/proprietário com o processo integrado de projeto • Identificação de estratégias para reduzir custos ciclo de vida enquanto melhora conforto • Melhorar a eficiência de componentes dos sistemas individualmente (lâmpadas, reatores, chillers, fans, bombas e motores) • Reduzir perdas de energia – sensores, consumo de equipamentos em standby • Recuperar energia perdida – edifícios rejeitam energia térmica via sistemas de exaustão e condensadores de ar-condicionado. • trocador de calor na saída de exaustão recupera energia de refrigeração para pré-resfriar o ar captado • trocador de calor recupera calor residual de ar-condicionado para aquecer água

25. Projeto integrado de uso de energia Seis ações-chave • Comprometimento do empreendedor/proprietário com o processo integrado de projeto • Identificação de estratégias para reduzir custos ciclo de vida enquanto melhora conforto • Trocar a tecnologia do sistema – ex resfriamento evaporativo direto/indireto é muito mais eficiente que sistemas a base de refrigerantes, assim como refrigeração por painéis radiantes é mais eficiente que sistemas que forcem movimentação de ar • Reduzir demanda de pico – não necessariamente aumenta a eficiência energética, mas reduz custo global de energia. • Uso de sistemas de acumulação térmica (gelo ou água gelada) reduz demanda nos chillers duratne períodos de pico • Geradores standby

26. Projeto integrado de uso de energia Seis ações-chave • Comprometimento do empreendedor/proprietário com o processo integrado de projeto • Identificação de estratégias para reduzir custos ciclo de vida enquanto melhora conforto • Gerar energia on-site • co-geração • energia elétrica ou térmica, para aquecimento ou resfriamento • edifícios com carga constante ao longo do ano • até 90% eficiência x 21% convencional • Usar sistemas renováveis • Iluminação natural, PV • 40 a 65% redução demanda Atenção para necessidades de capacitação para manutenção!

27. Projeto integrado de uso de energia Seis ações-chave • Comprometimento do empreendedor/proprietário com o processo integrado de projeto • Identificação de estratégias para reduzir custos ciclo de vida enquanto melhora conforto • Análise do edifício como um sistema global Edifício-padrão Característica do edifício Edifício eficiente Economia densidade potência iluminação 1,6 W/ft2 31,3% 31,3% tipo de vidro Simples, fumê, SC 0,5 Alto desemp, SC 0,34 sistema de refrigeração 240 ft2/ton 475 ft2/ton 49,5% req. fornecimento ar 1,7 CFM/ft2 0,85 CFM/ft2 49,5% potência fans 0,8 W/CFM; 1,3 W/ft2 0,6 W/CFM; 0,5 W/ft2 25%; 62,1% energia fans 4 kWh/ft2 1,5 kWh/ft2 62,1% eficiência sistema refrig. 8,5 EER 12 EER 29,2% consumo sistema refrig. 5,9 kWh/ft2 2,1 kWh/ft2 64,2% total ilumin, refrig, fans 14,7 kWh/ft2 6,9 kWh/ft2 52,9%

28. Projeto integrado de uso de energia Seis ações-chave • Comprometimento do empreendedor/proprietário com o processo integrado de projeto • Identificação de estratégias para reduzir custos ciclo de vida enquanto melhora conforto • Análise do edifício como um sistema global Ferramentas de projeto e simulação Simulação usa dados típicos em vez de pior situação (normas) Resultados hora-a-hora (ou menos) • Energy-10 – concepção e projeto inicial – decisão entre alternativas – single zone (só para edifícios pequenos) • DOE 2.2 • EnergyPlus simulação completa – desenvolvimento de projeto e dimensionamento • IES

29. Projeto integrado de uso de energia Seis ações-chave • Comprometimento do empreendedor/proprietário com o processo integrado de projeto • Identificação de estratégias para reduzir custos ciclo de vida enquanto melhora conforto • Análise do edifício como um sistema global • Tomada de decisões com base nos custos do ciclo de vida

30. Projeto ruim = absenteísmo+ rejeição+ segurança+ desempenho • Payback pode ser impressionante! • Superior Die Set Corporation (Oak Creek, Wisconsin) • 45% do custo de operação e manutenção (=US$2.148/ano)+ • produtividade (US$42.836/ano)+ taxa de rejeição,  absenteísmo e  segurança… (dífícil valorar)= Payback de menos de 24 dias! 5% de aumento de produtividade em uma situação de 200 funcionários x R$1000/mês = R$2.400.000 já economiza R$120.000/ano

31. Projeto integrado de uso de energia Seis ações-chave • Comprometimento do empreendedor/proprietário com o processo integrado de projeto • Identificação de estratégias para reduzir custos ciclo de vida enquanto melhora conforto • Análise do edifício como um sistema global • Tomada de decisões com base nos custos do ciclo de vida Payback (2 a 4 anos) x LCC quão rápido o investimento se paga lucratividade longo prazo ignora custos e ganhos após o payback não diferencia alternativas com # vida útil Ignora valor do dinheiro no tempo (economia custos em valor presente futura contra investimento inicial) (compara $ em épocas #) Payback de 4 anos ou menos... = aceitar apenas taxa de retorno > 12% ...

32. Payback simples x LCC 18% 12% Taxa de retorno (%) 6% 0 4 8 12 16 Payback simples (anos) Payback de 4 anos ou menos... = aceitar apenas taxa de retorno > 12% ... Opções com payback simples de até 15 anos podem ser atrativas!

33. Projeto integrado de uso de energia Seis ações-chave • Comprometimento do empreendedor/proprietário com o processo integrado de projeto • Identificação de estratégias para reduzir custos ciclo de vida enquanto melhora conforto • Análise do edifício como um sistema global • Tomada de decisões com base nos custos do ciclo de vida • Acompanhamento para assegurar que a integridade das melhorias planejadas é mantida ao longo do processo de construção (comissionamento!) • Verificação, ao final do projeto, se o desempenho atende às expectativas • Comissionamento – verifica se equipamentos funcionam como previsto em projeto • Mensuração – verifica se a economia de energia prevista na etapa de projeto foi efetivamente obtida • APO – desempenho real, índice de satisfação e eventuais medidas preventivas para novos projetos