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Simulação Dinâmica do Edifício E do ISEP
| Summary: | O presente trabalho tem como objetivo a realização de uma simulação dinâmica do Edifício E do Instituto Superior de Engenharia do Porto (ISEP), com vista à análise do seu desempenho energético e identificação de medidas de melhoria que contribuam para a redução dos consumos e das emissões associadas. Numa fase inicial, foi efetuado o levantamento detalhado dos equipamentos elétricos existentes no edifício, bem como da sua taxa de ocupação e dos sistemas de aquecimento, ventilação e ar condicionado (AVAC) em funcionamento. Posteriormente, procedeu-se à modelação do edifício recorrendo ao software OpenStudio, onde foram introduzidos todos os elementos construtivos relevantes, nomeadamente paredes, coberturas, pavimentos e vãos envidraçados, de forma a representar fielmente a envolvente térmica do edifício. Os resultados iniciais da simulação evidenciaram um consumo total anual de 558,45 MWh, valor significativamente superior ao consumo faturado de 240,13 MWh, representando uma diferença de 236%. A análise permitiu concluir que os principais consumidores de energia correspondem ao servidor associado ao edifício, responsável por cerca de 39% do consumo total, e aos equipamentos de arrefecimento, com aproximadamente 32%. De modo a reduzir as discrepâncias entre os resultados simulados e os valores reais, foram realizadas várias calibrações ao modelo, ajustando-se o funcionamento e os horários dos equipamentos de AVAC, bem como os perfis de utilização e de cargas internas. Após este processo, obteve-se uma diferença de apenas 17% face ao consumo real, valor considerado aceitável para efeitos de validação do modelo. Numa fase posterior, foram estudadas diversas medidas de melhoria energética, abrangendo três eixos principais: melhoria da envolvente opaca e envidraçada, substituição e otimização de equipamentos por soluções de maior eficiência, e integração de sistemas de produção de energia renovável. A aplicação combinada destas medidas permitiu reduzir o consumo anual do edifício para 201 MWh, o que representa uma diminuição significativa face ao cenário de referência. Por fim, a instalação de uma central fotovoltaica com 440 m² de painéis solares demonstrou um elevado potencial de autoconsumo, permitindo cobrir aproximadamente 78% da energia total necessária ao edifício. Estes resultados comprovam a eficácia das medidas propostas e evidenciam a importância da simulação dinâmica como ferramenta de apoio à decisão na reabilitação energética de edifícios de serviços. |
|---|---|
| Main Authors: | COELHO, BRUNO OLIVEIRA |
| Subject: | dynamic simulation energy efficiency NZEB buildings OpenStudio EnergyPlus Simulação dinâmica Edifício de serviços Eficiência energética Painéis fotovoltaicos Calibração de modelos |
| Year: | 2025 |
| Country: | Portugal |
| Document type: | master thesis |
| Access type: | open access |
| Associated institution: | Instituto Politécnico do Porto |
| Language: | Portuguese |
| Origin: | Repositório Científico do Instituto Politécnico do Porto |
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Os resultados iniciais da simulação evidenciaram um consumo total anual de 558,45 MWh, valor significativamente superior ao consumo faturado de 240,13 MWh, representando uma diferença de 236%. A análise permitiu concluir que os principais consumidores de energia correspondem ao servidor associado ao edifício, responsável por cerca de 39% do consumo total, e aos equipamentos de arrefecimento, com aproximadamente 32%. De modo a reduzir as discrepâncias entre os resultados simulados e os valores reais, foram realizadas várias calibrações ao modelo, ajustando-se o funcionamento e os horários dos equipamentos de AVAC, bem como os perfis de utilização e de cargas internas. Após este processo, obteve-se uma diferença de apenas 17% face ao consumo real, valor considerado aceitável para efeitos de validação do modelo. Numa fase posterior, foram estudadas diversas medidas de melhoria energética, abrangendo três eixos principais: melhoria da envolvente opaca e envidraçada, substituição e otimização de equipamentos por soluções de maior eficiência, e integração de sistemas de produção de energia renovável. A aplicação combinada destas medidas permitiu reduzir o consumo anual do edifício para 201 MWh, o que representa uma diminuição significativa face ao cenário de referência. Por fim, a instalação de uma central fotovoltaica com 440 m² de painéis solares demonstrou um elevado potencial de autoconsumo, permitindo cobrir aproximadamente 78% da energia total necessária ao edifício. Estes resultados comprovam a eficácia das medidas propostas e evidenciam a importância da simulação dinâmica como ferramenta de apoio à decisão na reabilitação energética de edifícios de serviços.engThe present work aims to perform a dynamic simulation of Building E of the Instituto Superior de Engenharia do Porto (ISEP), with the purpose of analysing its energy performance and identifying improvement measures that contribute to reducing energy consumption and associated emissions. Initially, a detailed survey of the existing electrical equipment, occupancy profiles, and HVAC systems was carried out. The building was then modelled using OpenStudio, incorporating all relevant construction elements such as walls, roofs, floors, and glazed areas, in order to accurately represent the thermal envelope of the building. The initial simulation results indicated an annual total energy consumption of 558.45 MWh, significantly higher than the billed consumption of 240.13 MWh, corresponding to a 236% deviation. The analysis revealed that the server room accounted for approximately 39% of total energy use, while cooling equipment represented around 32%. Several calibration stages were performed, adjusting HVAC operating schedules and internal loads to better match real conditions. After calibration, the difference between simulated and real consumption was reduced to 17%, which is considered acceptable for model validation. Subsequently, various energy efficiency measures were proposed, focusing on three main areas: improvement of the building envelope, replacement of existing equipment with more efficient systems, and integration of renewable energy sources. Implementing these measures reduced the total annual energy consumption to 201 MWh. 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