Author(s): Rebelo, Vasco Manuel de Noronha
Date: 2012
Persistent ID: http://hdl.handle.net/10400.22/7141
Origin: Repositório Científico do Instituto Politécnico do Porto
Subject(s): Eficiência energética; Sistemas de AVAC; Efeito de estufa; ASHRAE 140-2004; Energias renováveis; Arquitectura bioclimática; Ventilação natural; Energetic efficiency; HVAC systems; Greenhouse effect; ASHRAE 140-2004; Renewable energy; Bioclimatic architecture; Natural ventilation
A presente tese tem como principal objectivo abordar o tema da eficiência energética em edifícios, no que se refere aos sistemas de climatização. O desenvolvimento deste projecto realizou-se em torno dos consumos energéticos dos diferentes sistemas de climatização estudados (e por conseguinte da envolvente do edifício), focando o cumprimento dos requisitos térmico e energéticos das normas vigentes (RCCTE e RSECE) em Portugal, tendo como objectivo identificar os parâmetros com maior impacto e a relação tendencial entre as soluções construtivas e tecnológicas adoptadas, sempre com o horizonte de maximizar a eficiência energética e diminuir a dependência face à energia primária e consequentemente a emissão de gases que provocam o efeito de estufa. É âmbito desta tese comparar diferentes tipos de sistemas de climatização a nível energético e torná-los os mais eficientes possíveis, para que também se possam tornar monetariamente aliciantes e aumentar o rácio entre benefício/custo. Para tal, numa primeira fase foi feito um estudo térmico da envolvente do edifício, tendo sido utilizado um software de simulação energética de edifícios acreditado pela norma ASHRAE 140-2004 para se poder compreender como o edifício se comportava ao longo do ano, e introduzir algumas correcções na respectiva envolvente, para baixar as potências térmicas/eléctricas dos equipamentos do sistema de AVAC. De seguida foram estudados três sistemas possíveis de climatização para o edifício, de modo a identificar o mais eficiente numa base anual, bem como a possibilidade de combinar o uso de fontes de energia renováveis com o intuito de satisfazer ao máximo as necessidades térmicas do edifício e, ainda, de minimizar o consumo de energia de origem não renovável. Por fim, para avaliar as diferentes potencialidades de cada sistema de climatização estudado, fez-se o respectivo estudo à sua viabilidade económica. Nas considerações finais da presente tese é realizado um estudo aos benefícios que uma possível alteração da arquitectura do edifício pode trazer no aumento da iluminação natural do mesmo integrado com um controlo da iluminação artificial necessária para os diferentes espaços climatizados. Os resultados obtidos foram comparados entre si e corrigir a envolvente exterior reduz os consumos energéticos do edifício em cerca de 11%. As medidas correctivas propostas no sistema de climatização base originam uma redução energética igual a 43%. A nível ambiental, é possível a redução do número de emissões de CO2 em cerca de 72.1%.
This thesis has as main objective to address the issue of energy efficiency in buildings, in the case of Heating, Ventilation and Air Conditioning systems. The development of this project took place around energy consumption of different HVAC systems studied (and therefore of the building envelope), focusing on meeting the energy and thermal requirements of existing rules (RCCTE and RSECE) in Portugal, aiming to identify the parameters with the highest impact trend and the relationship between the constructive and technological solutions adopted, where the horizon to maximize energy efficiency and decrease dependence the primary energy and hence the emission of gases which causes the greenhouse effect. The scope of this thesis is to compare different types of HVAC systems at the energy level and make them the most efficient possible, so that can become monetarily attractive and increase the ratio of benefit/cost. For this purpose, initially a thermal study was made of the building, making use of simulation software accredited by the energy of buildings ASHRAE 140-2004 standard, in order to understand how the building behaved throughout the year, and made some corrections in surrounding the same, to lower the thermal/electrical power equipment of the HVAC system. Then were studied three possible HVAC systems for the building to see which would be more efficient throughout the year, as well as the possibility of combining the use of renewable energy sources in order to meet the maximum needs of the building thermal and, also, minimize the power consumption of non-renewable source. Finally, to evaluate the suitability of the different systems, a study was made about economic viability. In the concluding remarks of this thesis is a study of the benefits that a possible change in the building's architecture can bring in increasing the daylighting of the same integrated with a control of artificial lighting required for different air-conditioned spaces. The results were compared and correct the external envelope reduces energy consumption of the building by about 11%. The corrective measures proposed in HVAC system based energy originate a reduction equal to 43%. The environmental level, it’s possible to reduce the number of CO2 emissions by approximately 72.1%.
