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Rio de Janeiro, Outubro de 2011
Roberto Lamberts, PhD
Veridiana A. Scalco, Dra
Gabriel Iwamoto
Rogério Versage, MSc
Apoio:
Márcio Sorgato, Carolina Carvalho e Mariana G. Bottamedi.
Método de Simulação Edifícios comerciais, de serviços e públicos
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ESTRUTURA DO CURSO
08:00 - 10:00 RTQ-C
10:00 - 10:30 Coffee break10:30 - 12:00 Tópicos sobre o RAC-C
13:30 - 15:30 Abordagem prática
15:30 - 16:00 Coffee break16:00 - 18:00 Avaliação
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1. RTQ-C
1.1. Pré-requisitos específicos
1.1.1. Programa de simulação1.1.2. Arquivo climático
1.2. Procedimentos para simulação
1.2.1. Metodologia para a modelagem da envoltória e sistemas
2. RAC-C
3. Abordagem prática
Simulação Comercial
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Simulação: RTQ Comercial, serviços e públicos
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1. Simulação: RTQ-C
Comparar a edificação real com 4 modelos de referência:
A B C D
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1.1. Pré-requisitos específicos
1.1.1. Programa de simulação
• Ser um programa para a análise do consumo de energia;
• Ser validado pela ASHRAE Standard 140;
• Modelar 8760 horas por ano;
• Modelar variações horárias de ocupação, potência de iluminação e equipamentos e sistemas de ar condicionado, para cada dia da semana e feriados;
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1. Pré-requisitos específicos
• Modelar efeitos de inércia térmica;
• Modelar efeitos de multi-zonas térmicas;
• Para o item 6.2.2 (PT Ed. condicionados avaliados completamente por simulação): capacidade de simular as estratégias bioclimáticas adotadas no projeto;
• Caso o edifício proposto possua sistema de condicionamento de ar, o programa deve permitir modelar os sistemas de condicionamento de ar utilizados na edificação;
• Determinar a capacidade solicitada pelo Sistema de Condicionamento de Ar;
• Produzir relatórios horários do uso final de energia.
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1. Pré-requisitos específicos
1.1.2. Arquivo climático
• Valores horários para todos os parâmetros relevantes requeridos pelo programa, tais como temperatura e umidade, direção evelocidade do vento e radiação solar;
• Caso o local do projeto não possua arquivo climático, deve-se utilizar dados climáticos de uma região próxima que possua características climáticas semelhantes;
• Devem ser utilizados arquivos climáticos disponibilizados:Departamento de Energia dos Estados Unidos: www.eere.energy.gov
O arquivo climático deve ser aprovado pelo laboratório de referência.
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1.2. Procedimentos para simulação
Para quais edifícios?
Condicionados artificialmente, edifícios não condicionados ou parcialmente condicionados.
Como?
Comparação do desempenho do edifício real com um edifício similar (de referência):
Portanto, dois modelos devem ser construídos: o modelo representando o edifício real e o modelo de referência (de acordo com o nível de eficiência pretendido).
Portanto, deve-se construir para a avaliação: um mo delo representando a edificação real e quatro modelos de referência (A, B, C e D).
Consumo de energia do projeto ≤ ao consumo do modelo de referência pretendido.
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1.2. Procedimentos para simulação
1.2.1. Metodologia para modelagem de envoltória e sistemas
Para classificações visando as etiquetas parciais, o modelo real deve conter asseguintes alterações:
Simular com os sistemas deiluminação especificados para omodelo do edifício de referência, deacordo com o nível de eficiênciapretendido
Simular com o sistema decondicionamento de ar atendendoas tabelas 6.1, 6.2 e 6.3, quandofor o caso, e com o COP como domodelo de referência, de acordocom o nível de eficiência pretendido
Parcial da Envoltória:
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1.2. Procedimentos para simulação
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2. Procedimentos para simulação
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1.2. Procedimentos para simulação
1.2.1. Metodologia para modelagem de envoltória e sistemas
Para classificações visando as etiquetas parciais, o modelo real deve conter asseguintes alterações:
Simular com os sistemas deiluminação especificados para omodelo do edifício de referência, deacordo com o nível de eficiênciapretendido
Simular com o sistema decondicionamento de ar atendendoas tabelas 6.1, 6.2 e 6.3, quandofor o caso, e com o COP como domodelo de referência, de acordocom o nível de eficiência pretendido
Parcial da Envoltória:
Parciais da Envoltória e doSistema de Iluminação:
Parciais da Envoltória e doSistema de Condicionamentode ar:
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2. Procedimentos para simulação
Para classificação visando a etiqueta parcial da en voltória:(não havendo sistema de iluminação e condicionamento de ar especificados):
Carga térmica do projeto ≤ carga térmica do modelo de referência pretendido
O modelo real deve conter as seguintes alterações:
- Simular com os sistemas de iluminação especificados para o modelo daedificação de referência, de acordo com o nível de eficiência (utilizar as taxaslimites do método prescritivo, de acordo com o uso);
- O sistema de condicionamento de ar deve estar modelado utilizando o métodoIdeal Loads, uma vez que o objetivo é somente a comparação entre as cargastérmicas do modelo real e dos modelos de referência.
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A B C D
1.2. Procedimentos para simulação
Características em comum para o Modelo do Edifício Real e de Referência
• Programa de simulação e arquivo climático;• Geometria e orientação com relação ao Norte Geográfico;• Padrão de uso (ocupação real do edifício) e operação dos sistemas;• Valor de DCI em equipamentos;
• Padrão de uso de pessoas, com o mesmo valor de calor dissipado;
• Tipo de sistema de condicionamento de ar. Entretanto, modelo de referencia deve-se utilizar o COP estabelecido pelo método prescritivo, de acordo com o nível de eficiência pretendido.
• Setpoint de resfriamento e aquecimento.
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1.2. Procedimentos para simulação
Modelo do Edifício Real
• Utilizar todas as características da edificação de acordo com o projeto (transmitâncias, absortâncias, tipo de vidro, PAFT, AVS, AHS...)
• Se possuir diferentes sistemas de condicionamento de ar, representá-los para cada zona térmica;
• Se possibilitar o uso do sistema de condicionamento de ar em somente alguns períodos do ano, a simulação poderá incluir a ventilação natural, desde que seja comprovado conforto térmico;
• Utilizar a Densidade de Potencia de Iluminação do projeto proposto;
• Considerar os dispositivos de sombreamento;
• Sombreamento do entorno (opcional): somente no modelo do edifício real.
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A B C D
1.2. Procedimentos para simulação
Modelo do Edifício de Referencia
• Deve-se adotar o valor de ICenv do limite máximo do intervalo do nível de classificação almejado.;
• Na classificação geral, o modelo de referência deve atingir o nível de eficiênciapretendido de acordo com a distribuição dos pesos na equação de classificaçãogeral (Equação 2.1);
• Devem ser utilizados os valores máximos de transmitância térmica e de absortancia solar para o nível de eficiência pretendido, definidos nos de pré-requisitos específicos da envoltória; As Tabelas 6.4, 6.5 e 6.6 apresentam os valores limites:
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1.2. Procedimentos para simulação
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1.2. Procedimentos para simulação
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1.2. Procedimentos para simulação
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1.2. Procedimentos para simulação
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1.2. Procedimentos para simulação
• deve-se adotar um PAFT calculado de acordo com os itens abaixo:
a) utilizar a fórmula do ICenv referente a envoltória do edifício de acordo com a Zona Bioclimática da localização do edifício;
b) adotar AVS=0 e AHS=0; entretanto o autosombreamento deve ser considerado;
c) adotar um vidro simples 3mm, com um Fator Solar de 0,87;
d) o valor de PAFT deve ser o maior possível para o nível de eficiência pretendido cada nível de eficiência pretendido (A, B, C e D);
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1.2. Procedimentos para simulação
e) as áreas do PAFT calculadas para os diferentes níveis de eficiência (A, B, C e D) devem ser dispostas nos modelos de referência de forma proporcional às aberturas existentes no modelo real.
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Modelo real
Referência Referência
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1.2. Procedimentos para simulação
Passo-a-passo para calcular o PAFT dos modelos de r eferência:
1
2
Fonte: S3eElaboracaoModelosReferencia.pdf
Fonte: S3eElaboracaoModelosReferencia.pdf
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1.2. Procedimentos para simulação
Passo-a-passo:
3
4
Fonte: S3eElaboracaoModelosReferencia.pdf
Fonte: S3eElaboracaoModelosReferencia.pdf
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1.2. Procedimentos para simulação
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1.2. Procedimentos para simulação
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1.2. Procedimentos para simulação
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1.2. Procedimentos para simulação
• iluminação zenital (PAZ maior que 5% no modelo real): modelos de referência A e B: PAZ de 2% com vidro claro e fator solar de 0,87modelos para os níveis C e D: PAZ igual ao modelo real (mínimo 2%)
• a DPI deve ser modelada dentro dos limites da Tabela 4.1 (áreas) ou 4.2 (atividades);
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1.2. Procedimentos para simulação
• deve-se adotar o mesmo Sistema de Condicionamento de Ar proposto no ModeloReal, sendo que a eficiência deve estar de acordo com as tabelas do Item 5 (A, B, C, D ou E) e ter capacidade de atender à carga térmica do modelo de referência;
• o numero máximo de horas não atendidas nos modelos (real e referência) = 10% das horas de funcionamento do sistema de condicionamentode ar; o número de horas não atendidas nos modelos (real e referência) não deve exceder a 25 horas mensais em cada um dos meses que o sistema de condicionamento de ar estiver operando;
• a capacidade do sistema de condicionamento de ar dos modelos de referênciadeve ser dimensionada de forma a atender à carga térmica e a exigência das horas não atendidas limite.
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1.2. Procedimentos para simulação
Pontuação Total (PT) de edifícios totalmente simula dos (E + I + C)
O equivalente numérico de simulação (EqNumS) será calculado através de interpolação linear entre os consumos dos modelos de referencia:
Se o consumo da edificação real for menor que o consumo do modelo de referência para nível A, deve-se utilizar para a interpolação o intervalo estabelecido entre os consumos dos modelos de referência para nível A e para nível B.
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1.2. Procedimentos para simulação
Observações:
• Edifícios condicionados avaliados completamente pelo método da simulaçãopoderão receber a ENCE Geral e o ponto de bonificação apenas quando esta não estiver presente na simulação que gerou o equivalente numérico de simulação (EqNumS).
• Edifícios que possuírem sistema de condicionamento de ar e ventilação natural:
EqNumV ≥ EqNumS
Não atendida a condição: classificação final será dada pelo EqNumV
• Edifícios que possuírem apenas ventilação natural: Equação 2.1 para PTtotal
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1.2. Procedimentos para simulação
Aplicação dos pré-requisitos específicos:
• O não atendimento aos pré-requisitos gerais implica na queda do nível de eficiência:
• Os pré-requisitos específicos de envoltória não precisam ser atendidos
• Os pré-requisitos específicos do sistema de iluminação serão avaliados por ambiente. 80% da potência total deve atender aos pré-requisitos do nível desejado.
• Os pré-requisitos específicos do sistema de condicionamento de ar serão verificados por equipamento. 80% da potência total deve atender aos pré-requisitos do nível desejado.
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1.2. Procedimentos para simulação
Ambientes naturalmente ventilados ou não condiciona dos
Para edifícios naturalmente ventilados ou que possuam áreas de longa permanência não condicionadas:
Obrigatório comprovar por simulação que o ambiente interno proporciona temperaturas dentro da zona de conforto durante o POC:
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1.2. Procedimentos para simulação
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1.2. Procedimentos para simulação
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Simulação: RACComercial, serviços e públicos
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Método de SimulaçãoMétodo de Simulação
RAC-C Vigente
• Narrativa da edificação, com ilustrações 3D visualizando todas as fachadas;
• Narrativa da simulação realizada;
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1. 2. Método de simulação
Inspeção da simulação:
Procedimentos de verificação (arquivo)
Observações:
• A inspeção da simulação poderá ser realizada em duas etapas;
• Não atendendo a algum dos itens da avaliação simplificada, a avaliação passa obrigatoriamente a ser do tipo completa;
• As primeiras 10 inspeções do OIA deverão ser do tipo completa;
• O OIA deverá ter no mínimo uma avaliação do tipo completa a cada 10 inspeções.
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Simulação: Prática Comercial, serviços e públicos
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Ferramenta Domus
Prof. Nathan Mendes, Dr. Eng. Nathan.mendes@pucpr .br
Pontifícia Universidade Católica do Paraná – PUCPRPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica - PPGEMLaboratório de Sistemas Térmicos - LST
www.pucpr.br/LST
Domus – Procel Edifica: Versão Beta
Convênio
ECV 283/08PUCPR
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Domus – Procel Edifica
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Domus - Procel Edifica Envoltória
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Domus - Procel Edifica DLL RTQ
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Domus - Procel Edifica DLL RTQ
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Domus - Procel Edifica DLL RTQ
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Ferramenta S3e
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APRESENTAÇÃO
� O S3E é uma ferramenta que permite avaliar o nível
de eficiência energética de edificações comerciais
segundo o Programa Brasileiro de Etiquetagem.
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APRESENTAÇÃO
� Desenvolvido para simplificar o emprego da
simulação de edificações, sendo muito útil nas fases
iniciais de projeto quando são tomadas as decisões
que terão maior impacto no desempenho
energético.
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APRESENTAÇÃO
� Os materiais construtivos, os perfis de uso,
equipamentos e demais dados foram modelados
para representar a realidade do mercado brasileiro.
PERFIS DE USO
MATERIAIS CONSTRUTIVOS
EQUIPAMENTOS
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APRESENTAÇÃO
� O S3E possui entrada de dados simplificada
e intuitiva através de uma interface web
com acesso gratuito.
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APRESENTAÇÃO
� As simulações são realizadas em
um servidor remoto com emprego
do software EnergyPlus™.
� Os resultados das simulações serão
armazenados e estarão disponíveis ao
usuário através de login.
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CARACTERÍSTICAS DO S3E:
� Gratuito;
� Fácil e intuitivo;
� Pode ser utilizado em qualquer computador;
� Os resultados estão acordo com o RTQ-C.
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USE O S3E PARA:
� Obter o nível de eficiência da sua edificação (ENCE – Procel-Edifica);
� Calcular o consumo mensal e anual de energia;
� Identificar a contribuição de cada uso final no consumo total;
� Otimizar o desempenho energético da envoltória;
� Definir o tipo de sistema de condicionamento de ar e seus parâmetros de
funcionamento;
� Dimensionar o sistema de condicionamento de ar.
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RECURSOS DISPONÍVEIS:
� Acesso gratuito via web;
� Interface gráfica amigável, com entrada reduzida de dados totalmente em
português;
� Arquivos climáticos das principais cidades brasileiras;
� Materiais e componentes construtivos nacionais;
� Ganhos internos (iluminação, equipamentos e ocupantes);
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RECURSOS DISPONÍVEIS:
� 13 padrões de uso (escritório, hotel, supermercado, restaurante, etc);
� 6 formas geométricas pré-definidas;
� Opções de sombreamento vertical e horizontal nas aberturas, e sombreamento
de entorno;
� 7 modelos de sistemas de condicionamento de ar.
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PARA SABER MAIS ACESSE:
WWW.S3E.UFSC.BR
MAURÍCIO NATH LOPES
GABRIEL IWAMOTO
DÚVIDAS, CRÍTICAS E SUGESTÕES:[email protected]
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Fim!
www.procelinfo.com.br/etiquetagem_edificios
http://www.inmetro.gov.br/
www.labeee.ufsc.br/[email protected]
http://www.certi.org.br/[email protected]