UNIVERSIDADE FEDERAL DE MATO GROSSO FACULDADE DE ARQUITETURA, ENGENHARIA E TECNOLOGIA DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELTRICA

TUTORIALBSICODOPROGRAMA ENERGYPLUS

Arnulfo Barroso de Vasconcellos, Dr. Luciana oliveira da Silva, Acad. Introduo ao EnergyPlus Instrutor: Fernando Simon Westphal Engenheiro Civil, M. Eng. Coordenador do LabEEE: Prof. Roberto Lamberts, PhD.Verso: junho de 2006

Cuiab-MT, Maro de 2011 1

NDICE INTRODUO .................................................................................................................................................................. 3 O PROGRAMA ENERGYPLUS (E+):................................................................................................................................... 3 INSTALAO DO ENERGYPLUS ....................................................................................................................................... 4 EXERCCIO 1 MODELO: MINIMAL.IDF ....................................................................................................................... 8 IMPORTAR DADOS DO EXCEL ........................................................................................................................................ 13 TRAANDO GRFICOS NO EXCEL .................................................................................................................................. 14 OCULTANDO COLUNAS PARA GERAR GRFICOS NO EXCEL .......................................................................................... 15 EXERCCIO 2 MODELO: UMAPAREDE.IDF ............................................................................................................... 17 ADICIONANDO UM MATERIAL CONSTRUTIVO: ............................................................................................................... 17 SISTEMA DE COORDENADAS DA ZONA: ......................................................................................................................... 18 ADICIONANDO A PAREDE .............................................................................................................................................. 18 ADICIONANDO NOVAS VARIVEIS AO RELATRIO DE SADA ......................................................................................... 20 EXERCCIO 3 MODELO: UMAPAREDEGROSSA.IDF .................................................................................................. 22 ALTERANDO A ESPESSURA DA PAREDE ......................................................................................................................... 22 COMPARAO ENTRE OS DOIS TIPOS DE PAREDE .......................................................................................................... 23 EXERCCIO 4 MODELO: UMAPAREDEGROSSACLARA.IDF....................................................................................... 24 ALTERANDO A COR DA PAREDE .................................................................................................................................... 24 COMPARAO ENTRE OS 3 TIPOS DE PAREDE ................................................................................................................ 24 EXERCCIO 5 MODELO: UMAZONA.IDF .................................................................................................................. 25 RENOMEANDO O ARQUIVO ............................................................................................................................................ 25 INSTALAO DO VISUALIZADOR DE VISUALIZAO CAD.VIEWER.V7.0 ..................................................................... 28 VISUALIZAO 3D DO SEU MODELO ............................................................................................................................. 29 GRFICO DA TEMPERATURA INTERNA E EXTERNA DE UMA ZONA ................................................................................ 30 EXERCCIO 6 MODELO: UMAZONAJANELA.IDF ...................................................................................................... 32 UTILIZANDO A BASE DE DADOS DE MATERIAIS ............................................................................................................. 32 COPIANDO UM TIPO DE VIDRO PARA O MODELO ............................................................................................................ 32 ADICIONANDO A JANELA .............................................................................................................................................. 32 EXERCCIO 7 MODELO: UMAZONAINF.IDF ............................................................................................................. 34 DETERMINANDO A VAZO DE AR NOMINAL .................................................................................................................. 34 SCHEDULES .................................................................................................................................................................. 34 CONFIGURANDO UMA SCHEDULE COMPACT ................................................................................................................. 34 CONFIGURANDO O OBJETO ZONEINFILTRATION:DESINGFLOWRATE ............................................................................... 35 EXERCCIO 8 MODELO: UMAZONACARGASINTERNAS.IDF ..................................................................................... 37 ADICIONANDO O SISTEMA DE ILUMINAO .................................................................................................................. 37 ADICIONANDO OS EQUIPAMENTOS ELTRICOS .............................................................................................................. 37 CRIANDO A SCHEDULE DE ATIVIDADE (METABOLISMO) ................................................................................................ 37 EXERCCIO 9 MODELO: UMAZONASCHEDULES.IDF ................................................................................................ 39 CRIANDO UMA SCHEDULE DE OCUPAO ..................................................................................................................... 39 CONFIGURANDO UM RELATRIO DE USO FINAL DE ENERGIA......................................................................................... 40 EXERCCIO 10 MODELO: UMAZONAARIDEAL.IDF .................................................................................................. 46 OBTENDO OS DADOS DE CARGA TRMICA DO MODELO ................................................................................................. 47 PICOS DE CARGA ........................................................................................................................................................... 48 EXERCCIO 11 MODELO: UMAZONAARSPLIT.IDF................................................................................................... 49 INSERINDO UM APARELHO SPLIT DO TIPO HVACTEMPLATE ........................................................................................ 49 AUTODIMENSIONAMENTO............................................................................................................................................. 50 CONFIGURANDO OS DIAS DE PROJETO ........................................................................................................................... 50 RODANDO A SIMULAO PARA OS DIAS DE PROJETO .................................................................................................... 51 SELECIONANDO AS VARIVEIS DE SADA ...................................................................................................................... 51 INCLUINDO O AR-CONDICIONADO NO RELATRIO DE USO FINAL ................................................................................... 51 USO FINAL DE ENERGIA ELTRICA DO MODELO ............................................................................................................. 53 EXERCCIO 12 MODELO: UMAZONABRISE.IDF ....................................................................................................... 56 ADICIONANDO O BRISE AO MODELO ............................................................................................................................. 56 DEFININDO AS COORDENADAS DO BRISE ....................................................................................................................... 56

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IntroduoEsta apostila apresenta uma srie de exerccios que permitem ao leitor instalar e estudar os recursos bsicos para iniciar a simulao do desempenho trmico e energtico de edificaes no programa EnergyPlus verso 6.0.0.23.

Oprograma EnergyPlus (e+):OEnergyPlus umprogramacomputacional,criadoapartirdos programas BLAST e DOE-2 e distribudo pelo Departamento de Energia dos EstadosUnidos,desenvolvido para simulao de carga trmica e anlise energtica de edificaes e seus sistemas. O programa possui capacidade de simulao diferenciada, tais como time-step de clculo menor que uma hora, sistema modular, possibilidade de clculo de infiltrao de ar diferenciada para cada zona trmica, clculo de ndices de conforto trmico e integrao com outros sistemas (fotovoltaico, aquecimento solar, etc...). O programa EnergyPlus apresenta algumas caractersticas que o colocam frente de diversos programas de simulaes termoenergticas, como: a) Soluo simultnea e integrada em que a resposta do prdio e o sistema primrio e secundrio esto acoplados; b) Intervalos de tempos definidos pelo usurio, com frao de hora, parainterao entre as zonas trmicas e o ambiente, e intervalos de tempo varivel parainteraoentreazonatrmicaeosistemaHVAC(automaticamente varivel para assegurar uma soluo estvel); c) Arquivosdeentrada,sadaeclimticaqueincluemcondies ambientaishorriasousub-horrias(atumquartodehora)erelatrios padres reajustveis pelo usurio; d) Tcnica de soluo baseada no balano de energia para as cargastrmicasprediais,quepermiteoclculosimultneodosefeitosradiantee convectivo na superfcie interior e exterior, durante cada intervalo de tempo; e) Conduo de calor transiente atravs dos elementos do prdio como paredes, tetos, pisos, etc, usando funes de transferncia; modelo de conforto trmico, baseado na atividade, temperatura de bulbo seco interna, umidade; f) Modelo de cu anisotrpico para clculos mais complexos da radiao difusa sobre superfcies inclinadas; g) Clculodebalanodecalordejanelasquepermiteocontroleeletrnico de persianas, balano trmico camada por camada, o que permite aidentificao do comprimento de onda da energia solar absorvida pelo vidro da janela; h) Possui uma biblioteca verstil com diversos modelos comerciais de janela; controle da luz do dia, incluindo clculos da iluminncia interior, controle dos brilhos das luminrias e do efeito da iluminao artificial; i) Sistemas de condicionamento de ar configurveis, que permitem ao usuriosimular sistemas tpicos comuns e sistemas poucos modificados, sem ter que recompilar o cdigo fonte do programa;entre outras. Alm disso, o programa EnergyPlus integra vrios mdulos que trabalhamjuntos para calcular a energia requerida para aquecer ou resfriar um edifcio usando uma variedade de sistemas e fontes de energia. Ele faz isso simulando o 3

edifcioeossistemasassociadosemdiferentescondiesambientaise operacionais. A essncia da simulao est no modelo do edifcio que utilizaprincpios fundamentais de balano energtico.

Instalao do EnergyPlus1) Faa o download do programa no site: http://apps1.eere.energy.gov/buildings/energyplus/

2) Voc ser redirecionado para a pgina a seguir, onde dever informar o seu endereo de e-mail para receber a senha de ativao da sua conta:

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3) Abra uma nova aba, e verifique no e-mail informado o recebimento da mensagem com a sua senha de cadastro. Caso o e-mail no esteja na caixa de entrada, verifique a caixa de spam e lixeira. Copie sua senha (ctrl+c).

4) Volte para a tela de cadastro e informe seus dados, conforme a figura abaixo. Cole a senha copiada do e-mail nocampo correspondente. Se for digitar, o programa sensitivo a maisculo-minscula. Clique em Submit.

5) Aps ser redirecionado para sua conta recm-criada, clique em download, no menu esquerdo.

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6) Selecione a verso do e+ e o sistema operacional e aceite o contrato para continuar.

7) Aps ser redirecionado, faa o download e copie a senha de instalao do programa.

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8) Execute o arquivo baixado e clique em I Agree e em next at a tela onde dever informar a senha. Cole a senha no campo correspondente e clique em OK e posteriormente, em Associate Files e aguarde finalizar a instalao.

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Exerccio 1 Modelo: minimal.idfA quantidade de objetos em um arquivo IDF pode variar dependendo da complexidade da edificao modelada. O arquivo minimal.idf contm, como o prprio nome sugere, os objetos mnimos necessrios para a simulao de um modelo no EnergyPlus. Uma boa estratgia para iniciar a explorao do IDF-Editor e executar a primeira simulao no EnergyPlus comear pelo modelo minimal.idf. Objetivo: Iniciar um primeiro contato com o programa e com as variveis escolhidas segundo arquivo climtico escolhido (no nosso caso, Cuiab: BRA_Cuiaba-Marechal.Ron.833620_SWERA.epw). Neste exemplo aprenderemos a identificar as variveis de entrada do programa e a gerar grficos de tempoXAmbiente com Incidncia solar difuSa e direta. Identificaremos atravs dos grficos as diferenas de ambas incidncias durante um dia.

1) Abra o 2) Localize o diretrio C:\EnergyPlusV1-3-0\ExampleFiles 3) Encontre o arquivo minimal.idf e execute-o com um clique duplo. O EP-Launch ir abrir com uma tela semelhante a esta:

Selecione esta aba para visualizar o painel de acesso rpido

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4) Clique no boto ir abrir com este aspecto:

para ter acesso ao editor dearquivos IDF. O editorBarra de Menu

Comentrios IDF

Lista de Classes

Explicao de Palavras chaves Objetos

5) Na barra de menus, selecione a opo: View Show Classes with Objects OnlyCtrl+L (ou tecle diretamente ) O campo ClassList ser atualizado, mostrando apenas os objetos que aparecem no arquivo idf:

6) Tecle novamente para alternar entre o modo de visualizao de todas as classes e objetos e o modelo de visualizao apenas dos objetos presentes no arquivo IDF. 7) Navegue pelos objetos existem para descobrir como feita a configurao deste modelo no IDF-Editor. 8) Pare no objeto ReportVariable(final) e verifique quais so as variveis selecionadas para serem publicadas no relatrio de sada do programa. Ao todo so 7 variveis: 1. Outdoor DryBulb 2. Outdoor WetBulb 3. Outdoor Dew Point 4. Solar AzimuthAngle 5. Solar Altitude Angle 6. Direct Solar 7. Diffuse Solar 9

9) Verificadaalistadevariveis,selecioneo objetoSimulationControl (acima).Para queasimulaoseja executadapara o ano inteiro (8760 horas), utilizando o arquivo climtico selecionado,altere os seguintes parmetros: Run Simulation for Sizing Periods:No Run Simulation for Weather File Run Periods:Yes Para fazer essas alteraes, clique com o boto esquerdo do mouse sobre o campo correspondente. Uma caixa de combinao ser ativada e a opo desejada pode ser selecionada a partir da lista de variveis disponveis. A tela dever ficar conforme ilustrado abaixo:

10) Agora selecione o objeto RunPeriod e verifique que a simulao est programada para o perodo do dia 1 de janeiro 31 de dezembro.

11) Salve oseumodelodentro de uma C:\EnergyPlusV6-0-0\seunome. Siga os passos:

pasta

com

o

seu

nome

no

diretrio

FileSave.As...Meu Computador Disco Local C EnergyPlusV6-0-0 seunomeminimal.idf Copie para a mesma pasta o arquivo climtico: BRA_Cuiaba-Marechal.Ron.833620_SWERA.epw 12) Volte para a janela do EP-Lauch. Selecione o arquivo climtico para realizar a simulao na caixa WeatherFile (Segunda caixa). Para escolher um arquivo que no aparea na lista, clique no boto Browse, abaixo desta caixa. Localize no seu microcomputador o arquivo climtico de Cuiab (BRA_CuiabaMarechal.Ron.833620_SWERA.epw). Execute a simulao clicando no boto .. 10

13) Neste ponto, uma janela do DOS ir abrir, mostrando os passos da simulao.

14) Ao final da simulao o programa emite uma janela de mensagem com o status final do processo, listando: a quantidade de erros do tipo warning e severe; e o tempo decorrido na simulao.

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15) Clique em OK para fechar esta janela. 16) Para visualizar o arquivo com relatrio de erros da simulao voc pode optar por uma das 3 opes: Clique no boto no painel de acesso rpido; ou Selecione na barra de menus: View Single File ERR File; ou Tecle . 17) O arquivo Minimal.err ser aberto no Bloco de Notas do Windows:

18) Observe que ocorreu 3 erros, e do tipo Warning. O EnergyPlus emite 3 nveis de erro, que exigem aes distintas: Warning: Erroleve,quedevesercorrigidoquandoaplicvel. No compromete o andamento da simulao. Severe:deve ser corrigido obrigatoriamente. Fatal: Simulao ser abortada. O Warning apresentado aps a simulao do arquivo Minimal.idf indica que foi utilizado um arquivo climtico para executar a simulao e o arquivo IDF j possua um objeto Location, definindo a latitude, longitude e altitude do local do modelo. Atravs desse Warning o programa est avisando que ser considerada na simulao os dados de localizao da cidade que constam no arquivo climtico. 12

19) Para abrir o arquivo com os resultados das simulaes (relatrio de variveis horrias) no Excel 2007, faa o seguinte:

Importar dados do Excela) Abra o Excel. Selecione a aba dados de texto (no guia obter dados externos). b) Localize o arquivo Minimal.csv na janela que aparece e clique em importar(arquivo Minimal.id tipo Excel-pasta que est salvo seu documento Mininal IDF). c) Clique em avanar Marque a caixa de seleo vrgula como delimitador e desmarque tabulao, como mostrado na figura, e clique em avanar.

d) Clique em Avanado, para alterar o marcador de decimal e de milhar:

e) Como separador decimalselecione . (ponto) f) Como separador de milhar selecione , (virgula) 13

g) Clique em: Ok concluir Ok h) Salve a planilha do Excel com o nome minimal dentro da pasta: C:\EnergyPlusV6-0-0\Luciana

Verifique que a primeira coluna da planilha corresponde data e hora; e as colunas seguintes correspondem s sete variveis horrias solicitadas no arquivo IDF.

Traando grficos no Excela) Trace um grfico do dia 1 de janeiro com as temperaturas de: bulbo seco, bulbo mido e ponto de orvalho; selecionando as clulas A1:D97. b) Clique em inserir Grfico de Linhas. O resultado ser este:40 35 30 25 20 15 10 5 0 00:15:00 02:00:00 03:45:00 05:30:00 07:15:00 09:00:00 10:45:00 12:30:00 14:15:00 16:00:00 17:45:00 19:30:00 21:15:00 23:00:00 Environment:Outdo or Dry Bulb [C](TimeStep) Environment:Outdo or Dew Point [C](TimeStep) Environment:Outdo or Wet Bulb [C](TimeStep)

01/01 01/01 01/01 01/01 01/01 01/01 01/01 01/01 01/01 01/01 01/01 01/01 01/01 01/01

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Ocultando Colunas para gerar grficos no Excela) Gere um grfico com os dados de radiao solar deste mesmo dia 1 de janeiro (colunas E e F, linhas 1 a 97), b) Selecione as colunas B, C e D, posicionando o mouse sobre o topo da coluna B, (o mouse vira uma seta para baixo), clique e com o boto do mouse ainda pressionado, deslize at a coluna D, conforme ilustrado:

Topo da coluna B

c) Clique com o boto direito do mouse sobre a rea selecionada e escolha ocultar.

d) As colunas B, C e D sero ocultadas.

e) Selecione as clulas A1:F97. f) Clique em inserir Grfico de Linhas. O resultado ser este:800 700 600 500 400 300 200 100 0 00:15:00 01:45:00 03:15:00 04:45:00 06:15:00 07:45:00 09:15:00 10:45:00 12:15:00 13:45:00 15:15:00 16:45:00 18:15:00 19:45:00 21:15:00 22:45:00

Environment:Diffuse Solar [W/m2](TimeStep) Environment:Direct Solar [W/m2](TimeStep)

01/01 01/01 01/01 01/01 01/01 01/01 01/01 01/01 01/01 01/01 01/01 01/01 01/01 01/01 01/01 01/01

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Curiosidade: Observe que neste dia h um aumento denebulosidade a partir do meio-dia, pois a radiao direta diminui bruscamente e a difusa aumenta. 20) Observe que ao lado das variveis h o termo TimeStep, indicando que os valores apresentados so os resultantes de cada TimeStep da simulao. Verifique na coluna A que o intervalo de tempo entre uma linha e outra de 15 minutos. 21) Se voc voltar para o IDF-Editor e selecionar o objeto TIMESTEP INHOUR voc ver que h o nmero 4, indicando que o balanoenergtico ser realizado pelo EnergyPlus em 4 passos dentro de uma hora, ou seja, de 15 em 15 minutos. 22) Verifique que os objetos OutputVariable contm o Reporting_Frequency ajustado para Timestep. Experimente mudar esse parmetro para hourly em todas as variveis para ver o resultado no arquivo CSV. No esquea desalvar, compilar e importar os dados para o Excel para visualizar os resultados. 23) Experimente tambm obter as mdias mensais dessas variveis climticas, selecionando o Reporting_Frequency igual a monthly. 24) A grande utilidade desse modelo Minimal.idf a possibilidade de visualizao dos dados climticos de um determinado arquivo EPW.

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Exerccio 2 Modelo: UmaParede.idfObjetivo: Modelagem de uma edificao, no caso Uma parede, com certos parmetros que iremos inserir passo a passo. Plotagem de grficos nas quais identificaremos a temperatura das superfcies parede de acordo com a hora do dia (tambm possvel identificar a diferena de temperatura nas superfcies de dentro e fora de uma parede). Para iniciar a montagem do modelo de uma edificao no EnergyPlus, passo a passo, vamos inserir primeiro apenas uma parede, voltada para o oeste, com 6 m de comprimento por 3 m de altura, composta por concreto macio de 10 cm de espessura. Salve o arquivo anterior (Minimal.idf) em um outro diretrio (ex: c:\aula) e com outro nome, por exemplo:UmaParede.idf. Dica: Voc pode salvar o arquivo IDF com outro nome, em outro local,atravs do IDF-Editor, no menuFileSave as...

Adicionando um material construtivo:1) Abra o arquivo no IDF-Editor o arquivo que voc renomeou para UmaParede.idf. 2) Localize a classe de objetos denominada SurfaceConstructionElements 3) Selecione o grupo de objetos denominado MATERIAL 4) Adicioneumnovoobjetoaestegrupo,clicandonoboto 5) Preencha os campos deste objeto com estes valores sugeridos: Name: Concreto Roughness:rough (utilize as opes disponveis no editor) Thickness (m): 0,1 Conductivity (W/m-K): 1.75 Density (kg/m3): 2300 Specific Heat (J/kg-K): 1000 ThermalAbsorptance: 0,0001 (esse valor x deve obedecer: 0< x 0,9999) SolarAbsorptance 0.7 VisibleAbsorptance 0.7

6) Selecione o grupo de objetos CONSTRUCTION, e adicione um novo objeto a ele. 7) Preencha os campos deste objeto com os valores sugeridos: 17

Name: Parede de concreto OutsideLayer: Concreto (utilize a caixa de combinao para a seleo deste parmetro)

Sistema de coordenadas da zona:1) Localize a classe de objetos denominada Thermal Zone andSurfaces; 2) Selecione o grupo de objetos Zone e adicione um novo objeto para estegrupo; 3) Preencha os campos deste objeto com os seguintes valores: Name: Zona01 Directionofrelative North:0 X origin:0 Y origin:0 Z origin:0 Para os demais campos deixar os valores default sugeridos pelo programa. Obs.: Neste exerccio vamos simular apenas o desempenho trmico de uma parede, porm necessrio informar ao EnergyPlus qual zona trmica que esta parede pertence, mesmo que esta zona no esteja com todas as suas superfcies necessrias para montar um slido fechado.

Adicionando a parede1) Localize a classe de objetos ThermalZonesandSurfaces. 2) Verifique as configuraes do objeto GlobalGeometryRules. Elas representam o seguinte: SurfaceStartingPosition:UpperLeftCorner Significa que ao inserir as coordenadas do vrtice de uma superfcie, o usurio deve comear pelo vrtice superior esquerdo. VertexEntry:CounterClockWise Significa que a sequencia dos vrtices deve seguir o sentido antihorrio. CoordinateSystem:WorldCoordinateSystem Significa que as coordenadas de cada zona devem respeitar a um sistema global de coordenadas. Recomenda-se a alterao deste parmetro para a opo: relative. Neste caso, cada zona ter o seu sistema de coordenadas e fica mais prtico copiar zonas existentes. 3) O esquema de coordenadas descrito acima corresponde a entrar com os vrtices de uma parede desta maneira (a ordem correta dos vrtices obtida sempre enxergando cada superfcie de fora para dentro da zona):

4) Adicione um novo objeto ao grupo BuildingSurface:Detalied. 18

Neste objeto feita a caracterizao geomtrica de cada superfcie. A parede que queremos montar apresenta essas dimenses:

5) Preencha os campos do novo objeto com essas informaes (observe que para alguns campos o programa oferece opes conforme os objetos j configurados no modelo): Name: P.Oeste Surface Type: WALL (use wall = parede, roof=telhado, floor = piso) Construction Name: Parede de concreto Zone Name: Zona01 Outside Boundary Condition: Outdoors Outside Boundary Condition Object: Sun Exposure: SunExposed Wind Exposure: WindExposed View Factor to Ground: 0.5 (paredes); 0 (cobertura) e 1 (piso) Number of Surface Vertex Group: 4 Vertex 1 X-coordinate: 0 Vertex 1 Y-coordinate: 6 Vertex 1 Z-coordinate: 3 Vertex 2 X-coordinate: 0 Vertex 2 Y-coordinate: 6 Vertex 2 Z-coordinate: 0 Vertex 3 X-coordinate: 0 Vertex3 Y-coordinate: 0 Vertex3 Z-coordinate: 0 Vertex4 X-coordinate: 0 Vertex4 Y-coordinate: 0 Vertex4 Z-coordinate: 3

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Pronto! A simulao j pode ser executada. 6) Salve o arquivo. Execute a simulao atravs do EP-Launch para ver se h algum erro (arquivo ERR) no modelo e quais variveis que estaro disponveis para esta simulao (arquivo RDD).

Adicionando novas variveis ao relatrio de sada

7) Aps executar a simulao, abra o arquivo UmaParede.err (teclando ) 8) Verifique que ocorreram 3warnings: O primeiro era o mesmo que ocorria no modelo Minimal.idf, referente ao objeto Location; o segundo warning avisa que a zona possui menos de 6 superfcies e por isso o balano trmico ser comprometido; e o terceiro warning acusa a inexistncia de piso na Zona1. Todos esses warnings eram esperados, j que a zona configurada no possui todas as superfcies necessrias para compor um volume fechado. Porm a simulao foi executada at o fim e as variveis relacionadas a este modelo j podem ser exploradas. 9) De volta ao EP-Launch, abra UmaParede.rdd), teclando . a lista de variveis disponveis (arquivo:

10) Observe que a quantidade de variveis disponveis aumentou consideravelmente. 11) Localize as variveis Zone,Average,SurfaceInsideTemperature [C] e Zone,Average,SurfaceOutsideTemperature [C]. Vamos coloc-las no nosso modelo. 12) Volte ao IDF-Editor e localize o grupo de objetos Output:Variable. (est bem ao final) 13) Delete todos os objetos deste grupo, exceto o obj1, que contm a varivel OudoorDryBulb. Para apagar cada objeto, selecione a coluna correspondente ecliquenoboto Issodeveserfeito para um objeto de cada vez.

14) Adicione um novo objeto e digite esses parmetros: Key_Value: * Variable_Name: SurfaceInsideTemperature Reporting_Frequency: hourly Schedule_Name: eediteonomeda varivel para

15) Dupliqueesteobjetoclicandonoboto SurfaceOutsideTemperature.

16) Mude o parmetro Reporting_Frequency do objeto 1 para hourly. 17) Execute a simulao. 20

18) Importe os dados do arquivo UmaParede.csv para o Excel, e salve a planilha com o nome UmaParede. 19) Experimente plotar um grfico com os dados do primeiro dia de simulao (clulas A1:D25). Voc ter algo do tipo:60 50 40 30 20 10 0 01/01 01:00:00 01/01 03:00:00 Environment:Outdoor Dry Bulb [C](Hourly) PAREDE OESTE:Surface Inside Temperature [C](Hourly)

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20) Observe o pequeno amortecimento e atraso trmico que ocorre da superfcie externa para a interna. O pico de temperatura externa ocorre s 14 horas, enquanto que a temperatura mxima na superfcie interna verificada s 17 horas.

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PAREDE OESTE:Surface Outside Temperature [C](Hourly)

Exerccio 3 Modelo: UmaParedeGrossa.idf Alterando a espessura da paredeNo exerccio anterior voc conseguiu visualizar o atraso trmico proporcionado por uma parede de 10 cm de concreto exposta a oeste. Agora, vamos testar como seria o atraso trmico se a mesma parede fosse feita com 20 cm de concreto ao invs de 10 cm. 1. Ainda no IDF-Editor, salve o arquivo UmaParede.idf com outro nome, por exemplo: UmaParedeGrossa.idf. (copie o arquivo UmaParede.idf com o nome UmaParedeGross.idf na mesma pasta) 2. Localize o grupo de objetos denominado MATERIAL 3. Edite a espessura do material Concreto de 0.1 para 0.2 m. Deixe os demais campos inalterados. 4. Salve o arquivo. 5. Volte para o EP-Launch. 6. Localize o novo arquivo UmaParedeGrossa.idf clicando no boto File. 7. Execute a simulao. 8. Terminada a simulao, importe os dados deUmaParedeGrossa.csv.para o Excel, e salve a planilha com o nome UmaParedeGrossa. 9. Como no exerccio anterior, experimente plotar um grfico com os dados do primeiro dia de simulao (clulas A1:D25). Voc ter algo do tipo:60 50 40 30 20 10 0 01/01 01:00:00 01/01 03:00:00 Environment:Outdoor Dry Bulb [C](Hourly) PAREDE OESTE:Surface Inside Temperature [C](Hourly)

em Input

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Veja como o atraso trmico e o amortecimento aumentaram em relao parede anterior, de 10 cm de espessura. Agora, vamos comparar a temperatura da superfcie interna da parede deste 22

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PAREDE OESTE:Surface Outside Temperature [C](Hourly)

modelo com a do modelo anterior: parede de 10 cm de espessura.

Comparao entre os dois tipos de paredeAteno: Sempre que for mencionada planilha, est se referindo ao documento do Excel para onde os dados foram importados, e que foram salvos com a extenso do Excel e no aos arquivos separados por vrgula *.csv. 10. Localize e abra a planilha UmaParede. 11. Copie daplanilha UmaParedeGrossa as clulas C1:C25. 12. Cole os dados na planilha UmaParede.xls, selecionando a clula E1. 13. Renomeie o ttulo da clulaC1 para PAREDE OESTE:10cm e clulaE1 para PAREDE OESTE:20cm 14. Oculte a coluna D da planilha UmaParede (BOTO DIRETO DO MOUSE) 15. Solicite um grfico selecionando os dados das clulas A1:E25. Voc ter um grfico deste tipo:60 50 40 30 20 10 0 01/01 01:00:00 01/01 03:00:00 PAREDE OESTE:20cm Environment:Outdoor Dry Bulb [C](Hourly) PAREDE OESTE:10cm

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Veja o atraso trmico (cerca de 5 horas) e o amortecimento (cerca de 5C) proporcionado pela nova parede em relao anterior.

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01/01 23:00:00

Exerccio 4 Modelo: UmaParedeGrossaClara.idfAgora que voc j sabe como editar as propriedades de uma material construtivo, vamos ver como ficaria o comportamento da mesma parede do exerccio anterior, se fosse pintada com uma cor mais clara.

Alterando a cor da parede1. Mantenha todas as duas planilhas abertas (UmaParede e UmaParedeGrossa). Voc ir precisar deles neste exerccio. 2. Volte ao IDF-Editor, salve o arquivo UmaParedeGrossa.idf com outro nome, por exemplo: UmaParedeGrossaClara.idf. 3. Localize o grupo de objetos denominado MATERIAL 4. Edite os valores de absortncia de 0.7 para 0.2, simulando uma parede pintada com tinta branca nova. Assim: SolarAbsorptance: 0.2 VisibleAbsorptance:0.2 Obs.: Os valores de solar absortncia e visbleabsortncia referente ao acabamento (cor) de uma superfcie so praticamente os mesmos. Por isso os campos acima devem ser editados em conjunto. 5. Salve o arquivo. 6. Volte ao EP-Launch. 7. LocalizeonovoarquivoIDF(UmaParedeGrossaClara.idf)clicando e execute a simulao. no boto

Comparao entre os 3 tipos de parede8. Terminada a simulao, importe os dados UmaParedeGrossaClara.csv para o Excel e salve a planilha com o nome UmaParedeGrossaClara. Vamos agrupar os resultados com a planilha anteriorUmaParede, que j possua os dados de temperatura do dia 01/01 das paredes de 10 cm e 20 cm. 9. Copieda planilhaUmaParedeGrossaClaraasclulasC1:C25. 11. Cole os dados na planilha UmaParede, selecionando a clula F1. 12. Vamos editar o nome das 3 colunas. Coloque, por exemplo, esses nomes nas respectivas clulas: Clula C1: PAREDE OESTE:10cm Clula E1: PAREDE OESTE:20 cm Clula F1: PAREDE OESTE:20 cm Clara

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13. Solicite um grfico de linhas com os dados das clulas A1:F25. Voc ter um grfico deste tipo:60 50 40 30 20 10 0 01/01 01:00:00 01/01 03:00:00 01/01 05:00:00 01/01 07:00:00 01/01 09:00:00 01/01 11:00:00 01/01 13:00:00 01/01 15:00:00 01/01 17:00:00 01/01 19:00:00 01/01 21:00:00 01/01 23:00:00 PAREDE OESTE:20 cm Clara Environment:Outdoor Dry Bulb [C](Hourly) PAREDE OESTE:10cm PAREDE OESTE:20cm

Veja como a mudana da cor da parede reduziu a sua temperatura superficial interna. Voc pode comparar tambm o impacto causado na temperatura superficial externa das 3 paredes.

Exerccio 5 Modelo: UmaZona.idfVamos completar a nossa zona trmica, inserindo as outras paredes, acobertura e o piso; compondo uma pequena edificao de 8 m de largura,por 6 m de profundidade e 3 m de altura (p-direito).

Renomeando o arquivo1) No IDF-Editor, abra o arquivo UmaParede.idf e salve-o com outronome, por exemplo: UmaZona.idf. 2) Localize a classe de objetos denominada BuildingSurface:Detalied. 3) Adicione um novo objeto. Cada novo objeto adicionado ser uma nova superfcie da zona, por issovoc dever adicionar um total de 5 superfcies. Inicie pela parede Sul, edepois percorra a zona no sentido anti-horrio visto de cima (parede Lestee Norte). Insira uma parede de cada vez, e por ltimo coloque a coberturae o piso. Para obter as coordenadas de cada vrtice, lembre-se do sistema decoordenadas apresentado no exerccio 2. A ordem corretas dos vrtices obtida enxergando-se cada superfcie defora da zona. A mesma considerao deve ser feita para a cobertura(enxergando-a do cu para baixo) e para o piso (enxergando-o do solopara cima). Vamos montar nossa zona com 6 metros de profundidade (paredes Oestee Leste), 8 metros de largura (paredes Sul e Norte) e p-direito de 3metros. Alm das coordenadas de cada superfcie, voc precisar definircorretamente os valores dos campos: 25

Name: Parede Sul, Parede Leste... Cobetura e Piso Surface Type: WALL (use wall = parede, roof=telhado, floor = piso) Construction Name: Parede de concreto Zone Name: Zona01 Outside Boundary Condition: Outdoors Outside Boundary Condition Object: Sun Exposure: SunExposedou NoSun (para o piso) Wind Exposure: WindExposedou No Wind (para o piso) View Factor to Ground: 0.5 (paredes); 0 (cobertura) e 1 (piso) Number of Surface Vertex Group: 4 Antes de comear a editar os vrtices no IDF-Editor, examine o desenhoda zona a seguir e procure anotar as coordenadas de cada vrtice natabela abaixo. A ordem correta dos vrtices obtida sempre enxergando cada superfcie de fora para dentro da zona

P. SUL

P. Leste 26

P. Norte

Cobertura

Piso

1 X: 1 Y: 1 Z: 2 X: 2 Y: 2 Z: 3 X: 3 Y: 3 Z: 4 X: 4 Y: 4 Z:

4) Depois de inseridas todas as superfcies, salve o arquivo, e execute asimulao. 5) Terminada a simulao, abra o arquivo de erros, teclando , para verificar se no houve alguma incorreo quanto aos valores das coordenadas. Caso tenha problemas com as coordenadas dos pontos,utilize a tabela a seguir como referncia.

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Aps certificar-se que seu modelo no apresenta mais nenhum erro emrelao definio das superfcies, vamos solicitar o relatrio detemperatura interna da zona e o arquivo grfico em formato DXF. 6) No IDF-Editor, localize o grupo de objetos Output:Variable, apagueos objetos: SurfaceInsideTemperature SurfaceOutsideTemperature 7) Adicione uma nova varivel: ZoneMean Air Temperature, devendo ficar assim:

8) Localize o objeto Output:Surfaces:Drawing e adicione um novo objeto comestes parmetros: Report Type:DXF Report Specifications1: Thick Polyline 9) Salve o modelo e execute a simulao.

Instalao do visualizador de VisualizaoCAD.Viewer.v7.0a) Para visualizar o seu modelo em 3D (trs dimenses) necessrio ter um programa onde seja possvel visualizar arquivos com a extenso dxf. (AutoCAD ou similar). b) Para este tutorial vamos utilizar o CAD.Viewer.v7.0.que pode ser baixado no www.4shared.com.br (na caixa de pesquisa procure pelo nome do programa pesquisar download. c) Aps o download, descompacte o arquivo e clique em vwsetup7a23.exe d) Next selecione I acceptedtheagreemente clique emnextclique emnextat comear a instalaofinishOk.

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e) O computador ser reiniciado e o atalho do programa ser criado na rea de trabalho. f) Abra a pasta onde o CAD wiewer foi descompactado. Copie o arquivo viewer7.exee cole dentro da pasta onde o programa foi instalado, substituindo o programa existente. No caso, o programa foi instalado dentro da pasta: C:\Arquivos de programas\CADViewer7 g) Execute o programa CAD wiewer pelo atalho na rea de trabalho. Clique em RegisterInsira o nome de usurio e a senha que esto no documento ser.no.txt Ok. h) O Programa foi instalado com sucesso.

Visualizao 3D do seu modeloa) No EP-Launch clique em DXF. O CAD wiewer abrir com o modelo 2D (duas dimenses).

Orientao

Modelo em 2D

b) Para visualizar o modelo em 3D clique em View 3DViews (Predefined).

c) SelecioneTop Front Left.

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d) Aparecer a visualizao em 3D do seu modelo.

Grfico da temperatura Interna e Externa de uma zona5. Importe o arquivo UmaZona.csv para o Excel, e salve a planilha com o nome UmaZona e gere um grfico com as temperaturas do primeirodia de janeiro. (Selecione as Clulas A1:C25 Inserir Grfico de Linha). O resultado ser este:

30

60 50 40 30 20 10 0 01:00:00 03:00:00 05:00:00 07:00:00 09:00:00 11:00:00 13:00:00 15:00:00 17:00:00 19:00:00 21:00:00 23:00:00

Environment:Outd oor Dry Bulb [C](Hourly) ZONA1:Zone Mean Air Temperature [C](Hourly)

Agora voc pode tambm criar novos componentes construtivos pararepresentar a cobertura e o piso, e utilizar ainda cores diferentes paracada componente. Note que a elevada temperatura interna da zona se deve s paredes serem finas e revestidas com um cor escura. 6. Localize o grupo de objetos denominado MATERIAL 7. Edite os valores de absortncia de 0.7 para 0.4, simulando uma parede pintada com tinta clara. Assim: SolarAbsorptance: 0.4 VisibleAbsorptance:0.4 8. Em relao ao piso, para deix-lo em contato com o solo, dentro do objeto BuildingSurface:Detailed o valor doparmetro OutsideBoundaryCondition para Ground (no piso). 9. Importe o arquivo UmaZona.csv para o Excel, e salve a planilha com o nome UmaZonaClara e gere um grfico com as temperaturas do primeirodia de janeiro. (Selecione as Clulas A1:C25 Inserir Grfico de Linha). O resultado ser este:40 35 30 25 20 15 10 5 0 01:00:00 03:00:00 05:00:00 07:00:00 09:00:00 11:00:00 13:00:00 15:00:00 17:00:00 19:00:00 21:00:00 23:00:00

01/01 01/01 01/01 01/01 01/01 01/01 01/01 01/01 01/01 01/01 01/01 01/01

Environment:Outdo or Dry Bulb [C](Hourly) ZONA1:Zone Mean Air Temperature [C](Hourly)

01/01 01/01 01/01 01/01 01/01 01/01 01/01 01/01 01/01 01/01 01/01 01/01

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Exerccio 6 Modelo: UmaZonaJanela.idfVamos inserir uma janela de 12 m (6,00 x 2,00 m L x h) no centro da parede norte do nosso modelo de uma zona, o que equivale a uma rea de janela de 66% da rea da parede. 1. Salve o arquivo UmaZona.idf com outro nome, por exemplo: UmaZonaJanela.idf. O programa EnergyPlus distribudo com uma base de dados com materiais construtivos, tipos de vidro, curvas de aparelhos de condicionamento de ar, schedules, etc. Essa base de dados, na verdade, composta por arquivos IDF localizados no diretrio C:\EnergyPlusV1-3-0\DataSets com os objetos correspondentes aos diferentes tipos de materiais construtivos, vidros, etc.Vamos utilizar as informaes contidas nesta base para criar a nossa janela.

Utilizando a base de dados de materiais2. Ainda no IDF-Editor, localize e 0\DataSets\WindowGlassMaterials.idf abra o arquivo C:\EnergyPlusV1-3-

3. Verifique que neste arquivo, apenas o grupo MATERIAL:WINDOWGLASS possui objetos pressionando Ctrl+L. 4. Selecione o objeto referente ao vidro CLEAR 2.5MM (Obj1). Copie-o utilizando o boto . 5. Cole-onoarquivoUmaZonaJanela.idfusandooboto . (Utilize omenuWindowdoIDF-Editorparaselecionar esse arquivo). 6. No arquivo UmaZonaJanela.idf, localize e adicione um novo objeto CONSTRUCTION, que ser o tipo de janela com o vidro claro. O nome deste objeto poder ser Janela e terapenasumacamada(OutsideLayer)como objeto CLEAR 2.5MM.

Copiando um tipo de vidro para o modelo

Adicionando a janela7. Localizeeadicionedentro da classe ThermalZonesandSurfaces, um novo objeto Window, que ter as caractersticasda janela, com osseguintes parmetros: Name: Janela Norte Construction Name: Janela Building Surface Name: Parede Norte Multiplier:1 StartingXCoordinate:1 StartingYCoordinate:0,5 Lenght:6 Height:2

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8. Salve o modelo e execute a simulao. 9. Importe os dados do arquivo UmaZonaJanela.csv para o Excel e salve a planilha com o nome UmaZonaJanela. 10. Compare a temperatura interna do primeiro dia de janeiro deste modelo com o anterior, sem janela. (Veja o item Comparao entre os dois tipos de parede. Agora, selecione da planilha UmaZonaJanela as clulas C1:C25 e cole na clula D1 da planilha UmaZona. Altere o nome da clula C1 para Uma Zona e D1 para Uma Zona Janela. Selecione as clulas A1:D25 e gere o grfico.)40 35 30 25 20 15 10 5 0

Environment:Outdo or Dry Bulb [C](Hourly) Uma Zona

01:00:00 03:00:00 05:00:00 07:00:00 09:00:00 11:00:00 13:00:00 15:00:00 17:00:00 19:00:00 21:00:00 23:00:00

Uma Zona Janela

Observa-se que no h grandes alteraes na temperatura internaporque grande parte da carga trmica adquirida pela janela reemitida para o exterior pelas paredes, cobertura e piso, j que atransmitncia trmica desses componentes muito alta (em tornode 4,40 W/m.K). 11. No EP-Launch, clique em DXF e visualize o seu modelo em 3D com a janela.

01/01 01/01 01/01 01/01 01/01 01/01 01/01 01/01 01/01 01/01 01/01 01/01

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Exerccio 7 Modelo: UmaZonaInf.idfVamos adicionar uma taxa de infiltrao de ar externo nossazona trmica. Considere uma taxa de uma troca por hora, ou seja,todo o volume de ar da zona trocado uma vez a cada hora. O EnergyPlus possui dois modos de representao da infiltrao de ar externo na edificao: 1. Objeto INFILTRATION: o modo mais simples de caracterizar a infiltrao de ar em cada zona trmica e consiste em definir uma vazo nominal de ar e uma schedule que ser aplicada sobre essa vazo. 2. Algoritmo COMIS: Desenvolve os clculos para determinar as taxas de infiltrao por frestas e ventilao natural atravs de portas e janelas, entre a edificao e o ambiente externo e entre as zonas trmicas do modelo. Neste curso, vamos estudar apenas a configurao mais simples, atravs do objeto INFILTRATION. A utilizao do algoritmo COMIS exige um estudo avanado do programa e conhecimento terico sobre os processos que regem os fluxos de ar em uma edificao.

Determinando a vazo de ar nominalPara a caracterizao do objeto INFILTRATION ser necessriodeterminar a vazo de ar mxima na zona e uma schedule, que irrepresentar em quais horas do dia essa vazo de ar estocorrendo. Como vamos modelar a vazo de uma troca de ar por hora, bastacalcular o volume da zona e dividi-lo por 3.600 segundos paraobter a vazo em m/s: Volume = 6,00 x 8,00 x 3,00 = 144 m Vazo de ar = 1troca/h = 144m/h = 144m/3600 s = 0,04m/s

SchedulesAs schedules so utilizadas no EnergyPlus, assim como na maioriados programas de simulao horria, para representar os padresde uso e operao da edificao e seus sistemas, tais como operodo de utilizao do sistema de iluminao, temperaturas decontrole dos sistema de ar-condicionado, etc. Para padres de uso pouco complicados, como no caso do nossoexerccio, podese usar uma schedule do tipo COMPACT. Para simplificar o estudo, vamos considerar inicialmente que ainfiltrao de ar ocorre em todas as horas do ano com a vazonominal determinada acima. Acompanhe as etapas a seguir:

Configurando uma Schedule Compact1. Salve o arquivo UmaZona.idf com outro nome, por exemplo: UmaZonaInf.idf. 2. Localize a classe Schedules e adicione um objeto ao grupo Schedule:TypeLimits. Digite os parmetros abaixo: Name: Qualquer Lower Limit Value: 0 Upper Limit Value:1000 Numeric Type: Continuous Unit Type: Dimensionless 3. Adicione um objeto ao grupo SCHEDULE:COMPACT e defina os parmetros abaixo: Name: Sch_Infiltracao 34

Schedule Type: Qualquer Complex Field #1: Through:31 December Complex Field #2: For:alldays Complex Field #3: Until:24:00 Complex Field #4: 1

No IDF-Editor, a digitao desses parmetros ter este aspecto:

Obs.: Talvez o objetoSCHEDULE:COMPACTseja o maiscomplicado de entender neste curso. Para os iniciantes na simulao, recomenda-se um estudo mais detalhado sobre a configurao de schedules no manual InputOutputReference.idf. Para aqueles que j sabem do que se trata, segue apenas alguns comentrios sobre os ComplexFields acima: O Complex Field #1 indica a data final vlida para esta schedule. No nosso caso o padro estipulado ser o mesmo para o ano inteiro, por isso a data final 31 de dezembro. Poderamos dividir o ano em estaes, estabelecendo schedules diferentes para perodos distintos do ano (vamos ver um exemplo deste tipo quando definirmos as cargas internas do modelo) O Complex Field #2 indica para quais dias da semana o padro definido nos campos seguintes ser vlido. No nosso caso o padro aplica-se a todos os dias da semana. Poderamos colocar padres diferentes para cada dia (monday, tuesday, wednesday...) O Complex Field #3 indica at que horas o percentual de uso definido abaixo ser vlido. O Complex Field #4 indica o valor da schedule para o intervalo de horas definido no campo superior. No nosso caso o valor 1, indicando que 100% da taxa nominal da infiltrao ocorre at as 24 horas. Outros exemplos de definio de schedules sero estudados mais adiante. Agora, vamos partir para a caracterizao da infiltrao de ar na nossa zona trmica.

Configurando o objeto ZoneInfiltration:DesingFlowRate4. Localize a classe de objetos denominada Zone Airflow. 5. Adicione um objeto do tipo ZoneInfiltration:DesingFlowRate e entre com esses parmetros: Name: Infiltracao Zona1 Zone or ZoneListName: Zona1 Schedule Name: Sch_Infiltracao Design Volume Flow Rate Calculation Method:Flow/Zone Design Flow Rate m3/s: 0.04 Constant TermCoefficient: 1 Todos os demais campos deixar como esto. 35

6. Salve o modelo e execute a simulao. 7. Importe os dados do arquivo de resultados UmaZonaInf.csvpara o Excel, salve com o nome do modelo e compare as temperaturas internas de 01/01 com as da planilhaUmaZonaJanela. O resultado dever ser este:40 35 30 25 20 15 10 5 0 01/01 01:00:00 01/01 03:00:00 01/01 05:00:00 01/01 07:00:00 01/01 09:00:00 01/01 11:00:00 01/01 13:00:00 01/01 15:00:00 01/01 17:00:00 01/01 19:00:00 01/01 21:00:00 01/01 23:00:00 Uma Zona Janela Environment:Outdoor Dry Bulb [C](Hourly) Uma Zona Infiltrao

Repare que a infiltrao de ar melhorou um pouco o desempenho trmico do modelo, pois neste dia a temperatura externa est mais baixa do que a interna em todas as horas do dia, ou seja, a entrada de ar externo ajuda a reduzir a carga trmica absorvida pelo envelope (uma parede clara).

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Exerccio 8 Modelo: UmaZonaCargasInternas.idfVamos adicionar as cargas internas ao nosso modelo: Iluminao = 700 W Equipamentos = 1600 W Ocupao = 4 pessoas em atividade de escritrio Para facilitar o exerccio, vamos considerar, inicialmente, que todos os sistemas so solicitados 24 horas por dia, assim como a ocupao.

Adicionando o sistema de iluminao1. Salve o arquivo UmaZonaInf.idf com outro nome, ex.:UmaZonaCargasInternas.idf. 2. Localize a classe de objetos InternalGains e adicione um objeto do tipo LIGHTS. Defina estes parmetros: Name: Iluminao Zona1 Zone Name: Zona1 SCHEDULE Name: Sch_Infiltracao Design Level: 700 Return Air Fraction: 0 Fraction Radiant: 0.42 FractionVisible: 0.18 Deixe os demais campos com os valores default. Os valores dos 3 ltimos campos acima foram obtidos da tabela 12 da pgina 258 (pg. 295 do pdf) do manual InputOutputReference.pdf, que se referem a um sistema deiluminao com lmpadas fluorescentes e luminrias suspensas.

Adicionando os equipamentos eltricos3. Adicione um objeto ELECTRIC EQUIPMENT e defina os parmetros: Name: Equip Zona1 Zone Name: Zona1 SCHEDULE Name: Sch_Infiltracao Design Level: 1600 Fraction Latent: 0 Fraction Radiant: 0.5 Fraction Lost: 0 End-Use Category: General A frao de calor radiante um coeficiente difcil de ser obtido e uma boa estimativa o valor 0,5. O coeficiente FractionLost indica quanto do calor gerado pelo equipamento que no adicionado zona. No nosso caso, todo o calor gerado pelo equipamentos ser levado em considerao no balano trmico da zona, por isso o coeficiente FractionLost igual a zero.

Criando a schedule de atividade (metabolismo)Antes de configurar a ocupao de pessoas no modelo precisamos criar uma schedule que ir representar a taxa metablica das pessoas ao longo do dia. 37

Considerando que as pessoas desempenham atividades de escritrio, uma estimativa de metabolismo seria 65 W/m de rea de pele. E levando-se em conta uma rea de pele mdia de 1,8 m a taxa de metabolismo total seria de 117 W. Essas informaes podem ser obtidas na pgina 246 (pg. 283 do pdf) do manual InputOutputReference.idf. 4. Localize o objeto SCHEDULE:COMPACT e duplique a schedule Sch_Infiltration. 5. Renomeie a nova schedule para Sch_Atividade e altere o valor 1 da ltima linha para 117.

Adicionando pessoas6. Adicione um objeto PEOPLE e defina os parmetros: Name: Pessoas Zona1 Zone Name: Zona1 Number of People Schedule Name: Sch_Infiltracao Number of People Calculation Method: People Number of People: 4 Fraction Radiant: 0.6 Activity level Schedule Name: Sch_Atividade CarbonDioxideGeneration Rate: 0,0000000382 Os demais campos deixem como esto. 7. Salve o modelo e execute a simulao. Compare os dados de temperatura interna da zona com os do modelo anterior para ver o impacto das cargas internas no desempenho trmico do modelo. O resultado para 01/01 ser este:45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 01/01 01:00:00 01/01 03:00:00 01/01 05:00:00 01/01 07:00:00 01/01 09:00:00 01/01 11:00:00 01/01 13:00:00 01/01 15:00:00 01/01 17:00:00 01/01 19:00:00 01/01 21:00:00 01/01 23:00:00

Environment:Outdoor Dry Bulb [C](Hourly) Zona Cargas Internas Uma Zona Infiltrao

Observe que as cargas internas provocaram um aumento na temperatura interna da zona, em relao ao modelo anterior.Voc pode explorar as novas variveis disponveis para este modelo e entender melhor o balano trmico na edificao.

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Exerccio 9 Modelo: UmaZonaSchedules.idfVamos modificar um pouco a schedule de ocupao e uso dos sistemas e solicitar um relatrio com o consumo de energia eltrica por uso final.

Criando uma schedule de ocupao1. Salveo modelo anterior UmaZonaCargasInternas.idfcomoutronome, por exemplo: UmaZonaSchedules.idf. 2. Duplique o objeto Sch_Infiltracao usando o boto .

3. Renomeie a nova schedule para Sch_Ocupacao e edite os campos a partir do Complex Field #3: Complex Field #3: Until:8:00 Complex Field #4: 0 Complex Field #5: Until:12:00 Complex Field #6: 1 Complex Field #7: Until:14:00 Complex Field #8: 0.5 Complex Field #9: Until:18:00 Complex Field #10: 1 Complex Field #11: Until:24:00 Complex Field #12: 0

Os objetos SCHEDULE:COMPACT deste modelo estaro desta forma:

4. Edite os objetos Lights, Electric Equipment e People para adotar a nova schedule (Sch_Ocupacao). 5. Execute a simulao e compare a temperatura interna do dia 1 de janeiro deste modelo com o modelo anterior. Verifique como h um aumento na temperatura mais evidente no horrio em que h ocupao e uso de 100% das instalaes (das 8 horas s 12 horas e das 14 s 18 horas). O grfico dever ser semelhante ao grfico abaixo.

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45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 01/01 01:00:00 01/01 03:00:00 01/01 05:00:00 01/01 07:00:00 01/01 09:00:00 01/01 11:00:00 01/01 13:00:00 01/01 15:00:00 01/01 17:00:00 01/01 19:00:00 01/01 21:00:00

Temperatura Externa Temperatura Carga Interna

Configurando um relatrio de uso final de energiaAgora vamos solicitar um relatrio de consumo mensal por uso final de energia eltrica 6. Abra o arquivo RDD e verifique que algumas variveis possuem o termo Meter antes do nome delas. Iremos selecionar algumas para montar nosso relatrio de uso final de energia. 7. Ainda no modelo UmaZonaSchedules.idf, insira um objeto do OutputControl:Table:Style, e defina os campos: ColumnSeparator: Tab(vai gerar um arquivo com a extenso .tab) UnitConversion: JtoKWH(vai converter o de Joule para kWh) 8. Insira um objeto Output:Table:Montlhy, e defina os parmetros: Name: Relatrio de uso final de energia eltrica DigitsAfterDecimal: 0 VariableOrMeterName01: InteriorLights:Electricity AggregationType01: SumOrAverage VariableOrMeterName02: InteriorEquipment:Electricity AggregationType02: SumOrAverage VariableOrMeterName03: Electricity:Facility AggregationType03: SumOrAverage Execute a simulao e abra o arquivo Tab (UmaZonaSchedulesTable.tab) usando o painel de acesso rpido (boto ) ou tecle no EP-Launch. tipo

40

01/01 23:00:00

Temperatura Schedules

Dever ser aberto um documento no bloco de notas com alguns dados da simulao. Os resultados que precisamos se encontra no final do documento, como ilustrado na figura abaixo:

41

Selecione os dados sinalizados pela figura acima e cole em uma planilha do Excel. Voc ter uma planilha deste tipo:

Verifique se o consumo anual obtido foi este: Iluminao = Equipamentos = 2300 kWh 5256 kWh

TOTAL = 7555 kWh Selecione as clulas que contm os dados:

42

Inserir grfico de pizzaClique na aba Inserir Pizza clique no 1 desenho em forma de pizza que ir aparecer conforme a figura abaixo:

Voc obter o seguinte grfico:

Iluminao kwh

Equipamentos kWh

Para adicionar o rtulo dos dados clique com o boto direito sobre o grfico de pizzaAdicionar Rtulo de Dados.

43

O grfico abaixo ser obtido:

Clique com o boto direito sobre os valores do grfico:

Selecione as opes Valor e Porcentagem para que elas possam aparecer no grfico:

O grfico final ficar dever ficar desta forma:44

2300, 30% 5256, 70% Iluminao kwh

Agora j podemos partir para a caracterizao do sistema de condicionamento de ar do nosso modelo.

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Exerccio 10 Modelo: UmaZonaArIdeal.idfA caracterizao do sistema de condicionamento de ar em um modelo para simulao no EnergyPlus um processo complexo e trabalhoso. Por isso, em cada nova verso do programa os desenvolvedores buscam maneiras de simplificar e facilitar esta etapa da modelagem.O sistema mais simples disponvel no programa o HVACTemplate:Zone:IdealLoadsAirSystem. Este modelo representa um sistema virtual (na realizada ele no existe, pois corresponde a um sistema 100% eficiente, sem consumo de energia) que proporciona a carga trmica necessria para atingir a temperatura de controle em cada hora. Ele pode tanto adicionar carga trmica (aquecimento) quanto retirar a carga (resfriamento) em busca da temperatura de controle (setpoint). Vamos estudar o exemplo para o IdealLoadsAirSystem, configurando um sistema deste tipo, com capacidade infinita, ajustado para manter a temperatura da zona entre 20oC e 25oC, 24 horas por dia, o ano inteiro. 1. Salve o modelo anterior UmaZonaSchedules.idf com outro nome, por exemplo: UmaZonaArIdeal.idf. 2. Localize a classe de objetos HVACTemplates e adicione um objeto HVACTemplate:THERMOSTAT. Este objeto ir definir como ser o controle da temperatura interna da zona trmica condicionada. 3. Configure os parmetros desta forma: ThermostatName: Termostato Zona1 Thermostat Heating Setpoing Schedule: Thermostat Constant HeatingSetpoing: 20 Thermostat Cooling Setpoing Schedule: Thermostat Constant CoolingSetpoing: 25 4. Insira um objeto do tipo HVACTemplate:Zone:IdealLoadsAirSystem e defina o nome da zona (Zona1) e o nome do termostato para esta zona (Termostato Zona1, caracterizado acima). 5. Execute a simulao e veja como ficou a temperatura interna ao longo do ano. Experimente plotar um grfico para o ano inteiro e veja como a temperatura da zona mantida sempre entre 20 e 25oC. Para isso, importe o arquivo UmaZonaArIdeal.csv para o Excel, selecione as clulas A1:C8761 e insira um grfico de linha.

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45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 01:00:00 22:00:00 19:00:00 16:00:00 13:00:00 10:00:00 07:00:00 04:00:00 01:00:00 22:00:00 19:00:00 16:00:00 13:00:00 10:00:00 07:00:00 04:00:00 01:00:00 22:00:00 19:00:00 16:00:00 13:00:00 10:00:00 07:00:00

Temperatura Externa

Temperatura Ar Ideal

Observe que a temperatura interna da zona se manteve dentro da faixa adotada (20 a 25C), onde para os dias quentes o ambiente foi refrigerado e para os dias frios,

com temperatura menor que 20C, o ambiente foi aquecido. Sem dvidas este seria um sistema ideal.Agora, compare a temperatura interna do dia 1de janeiro deste modelo com o modelo anterior (UmaZonaSchedules.idf). O resultado ser semelhante a este:45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 01/01 01:00:00 01/01 03:00:00 01/01 05:00:00 01/01 07:00:00 01/01 09:00:00 01/01 11:00:00 01/01 13:00:00 01/01 15:00:00 01/01 17:00:00 01/01 19:00:00 01/01 21:00:00 01/01 23:00:00 Temperatura Externa Temperatura Ar Ideal Temperatura Schedules

Obtendo os dados de carga trmica do modeloO objeto HVACTemplate:Zone:IdealLoadsAirSystem muito til para o dimensionamento de sistemas de condicionamento de ar, j que fornece toda a carga trmica necessria para atingir as temperaturas de setpoint da zona, tanto para aquecimento, quanto para resfriamento. Vamos agora verificar qual a carga trmica do nosso modelo para saber qual capacidade adequada de um aparelho de condicionamento de ar para essas condies. 7. Abra o arquivo RDD e veja que existem algumas variveis tratando de Cooling Rate, Heating Rate, Cooling Energy. (Para localizar facilmente estas variveis, com o arquivo RDD aberto, digite ctrl+f e digite SensibleCooling Rate e clique em localizar 47

01/01 01/16 02/01 02/17 03/05 03/21 04/06 04/22 05/08 05/23 06/08 06/24 07/10 07/26 08/11 08/27 09/12 09/27 10/13 10/29 11/14 11/30 12/16

prxima). Procure saber a definio correta de cada uma delas atravs do manual InputOutputReference.idf. No nosso modelo, vamos solicitar as variveis: HVAC,Average,Ideal Loads Air Sensible Cooling Rate [W] HVAC,Average,IdealLoads Air Total Cooling Rate [W] HVAC,Average,Ideal Loads Air Heating Rate [W] que correspondem s cargas de resfriamento sensvel e total retiradas pelo HVACTemplate:Zone:IdealLoadsAirSystem e carga de aquecimento adicionada pelo HVACTemplate:Zone:IdealLoadsAirSystem. 8. Localize o objeto Output:Variablese adicione trs novos objetos; 9. Selecione as variveis abaixo relacionadas em cada objeto. Ideal Loads Air Sensible Cooling Rate Ideal Loads Air Total Cooling Rate [W] Ideal Loads Air Heating Rate [W] A figura abaixo ilustra o preenchimento correto para as novas variveis de sada:

Picos de carga10. Salve o modelo e execute a simulao. Importe o arquivo de resultados csvparao Excel. Procure identificar quando ocorre o maior valor de carga trmica e qual este valor. Confira com as informaes abaixo: Pico de carga de resfriamento: Data e hora: 01/09 s 17 horas Temperatura externa: 33,48oC Carga trmica total: 9433 W Carga trmica sensvel: 8337 W Pico de carga de aquecimento: Data e hora: 07/06 s 8 horas Temperatura externa: 11,07oC Carga trmica total: 2067W

Dica: Para localizar esta informao, proceda da seguinte forma:Pico de carga de resfriamento:Selecione a coluna com o ttulo ZONA1ZONEHVAC: IDEALLOADSAIRSYSTEM: Ideal Loads Air Total CoolingRate[W](Hourly). Clique em classificardo maior para o menor selecione expandir seleo Classificar O valor a ser apresentado na primeira linha o da maior carga trmica. Basta coletar os dados requeridos. Pico de carga de aquecimento: De forma anloga ao anterior, selecione a colunaHeating Rate.

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Exerccio 11 Modelo: UmaZonaArSplit.idf Inserindo um aparelho Split do tipo HVACTemplateAdicionar um sistema de condicionamento de ar do tipo split no modelo,utilizando a classe dos objetos HVAC Templates. 1. Salve o modelo anterior UmaZonaArIdeal.idf com outro nome, por exemplo: UmaZonaArSplit.idf. 2. Apague o objeto ,HVACTEMPLATE:ZONE:IDEALLOADSAIRSYSTEM 3. Adicione um objeto COMPACT:HVAC:SYSTEM:UNITARY e defina apenas estes parmetros. Air Handling System Name: Sistema1 System Availability Schedule: Sch_Ocupacao Control Zone Name or Thermostat Location: Zona1 Zone Name: Zona1 Supply Fan Operating Mode: Cycling Cooling Coil Availability Schedule: Sch_Ocupacao Heating Coil Type: Electric Heating Coil Availability Schedule: Sch_Ocupacao Vasculhe todos os demais campos e deixe com os valores , para no gerarFatal Error e abortar a simulao.

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4. Adicione um objeto COMPACT:HVAC:ZONE:UNITARY e defina os parmetros: Zone Name: Zona1 Air Handling System Name: Sistema1 ThermostatName: Termostato Zona1 Vasculhe todos os demais campos e deixe com os valores , para no gerarFatal Error e abortar a simulao.

AutodimensionamentoComo deixamos alguns parmetros com o termo autosize, o programa precisa rodar a simulao para os dias de projeto (Design Days) para estabelecer a capacidade nominal do sistema de condicionamento de ar. Por isso, so necessrias mais algumas modificaes neste modelo.

Configurando os dias de projeto5. Localize a Classe de grupos LocationandClimatee apague os objetosSiteLocationeSizingPeriod:DesignDayexistentes.Esses objetos eram referentes cidade de Denver, nos Estados Unidos. Vamos configurar os nossos objetos de acordo com a cidade de Cuiab, que corresponde ao clima que estamos utilizando nas simulaes at agora. 6. Insira um objeto Location e caracterize estes parmetros: LocationName: Cuiab Latitude:-15.65 Longitude: -56.10 TimeZone: -4.0 Elevation: 182.0

7. Insira dois objetos SizingPeriod:DesignDaye caracterize estes parmetros: DesignDayName: MaximumDry-Bulb Temp.: Daily Temperature Range: HumidityIndicating Cond.: BarometricPressure: Wind Speed: Wind Direction: Sky Clearness: Day ofMonth: Month: Day Type: CBA_Umido 26 11.20 24.70 99265 3.00 270 0 21 12 Wednesday CBA_Seco 35 11.20 4.70 99265 0.70 0 1 21 5 Wednesday

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Agora precisamosconfigurar o EnergyPlus para rodar os dias deprojeto.

Rodando a simulao para os dias de projeto8. Localize o objeto SimulationControl e mude os dois primeiros campos para Yes: Do the zone sizing calculation: Yes Do the system sizing calculation: Yes

Selecionando as variveis de sadaLocalize a classe de objetos Output:Variable e exclua os objetos que foram includos para mostrar os dados de refrigerao e de aquecimento para o sistema ideal, utilizado no exerccio anterior. Devero ficar apenas os objetos 1 e 2.

Incluindo o ar-condicionado no relatrio de uso final9. Execute a simulao e gere o grfico para a temperatura interna e externa para 01 de janeiro. (Importe o arquivo de dados csv para o Excel e gere o grfico de linhas selecionando as cluasA1:C25.)Veja como ficou a temperatura interna ao longo do dia. Note como a temperatura interna da zona se manteve abaixo da temperatura externa durante o horrio de ocupao da zona.

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40 35 30 25 20 15 10 5 0 ZONA1:Zone Mean Air Temperature [C](Hourly) Environment:Outdoor Dry Bulb [C](Hourly)

01/01 21:00:00

01/01 01:00:00

01/01 03:00:00

01/01 05:00:00

01/01 07:00:00

01/01 09:00:00

01/01 11:00:00

01/01 13:00:00

01/01 15:00:00

01/01 17:00:00

10. Abra o arquivo UmaZonaArSplitTable.tab e veja que o consumo total da edificao (ELECTRICITY:FACILITY) no mais a soma do consumo de iluminao e equipamentos, pois agora tempos um sistema de condicionamento de ar consumindo energia no nosso modelo. OBS: para ficar mais fcil de visualizar, abra o arquivo .tab, v para o final do arquivo e copie os dados do relatrio de uso final de energia eltrica e cole em uma nova planilha do Excel.RELATRIO DE USO FINAL DE ENERGIA ELTRICA Meter INTERIORLIGHTS: ELECTRICITY [kWh] 195. 176. 195. 189. 195. 189. 195. 195. 189. 195. 189. 195. 2300. 176. 195. INTERIOREQUIPMENT: ELECTRICITY [kWh] 446. 403. 446. 432. 446. 432. 446. 446. 432. 446. 432. 446. 5256. 403. 446. ELECTRICITY: FACILITY [kWh] 1351. 1213. 1401. 1292. 1307. 1240. 1190. 1350. 1363. 1500. 1342. 1428. 15976. 1190. 1500.

January February March April May June July August September October November December Annual Sum orAverage MinimumofMont hs MaximumofMont hs

Vamos incluir o ar-condicionado no relatrio de consumo de energia por uso final. 11. Volte ao IDF-Editor, localize o objeto Output:Table:Monthly einsira as linhas abaixo do objeto j existente. Mas temos que mudar o total da energia consumida para a 52

01/01 19:00:00

01/01 23:00:00

ultimacoluna do relatrio. Logo altere os valores segundo expresso abaixo: VariableOrMeterName03: Fans:Electricity AggregationType03: SumOrAverage VariableOrMeterName04: Heating:Electricity AggregationType04: SumOrAverage VariableOrMeterName05: Cooling:Electricity AggregationType05: SumOrAverage VariableOrMeterName06: Electricity:Facility AggregationType06: SumOrAverage

Uso final de energia eltrica do modelo12.Salve e simule o modelo. Abra oarquivo .Tab e ploteumgrfico de uso final de energia eltrica do seu modelo. Para isso abra o arquivo .tab, va para o final do arquivo, copie os dados do relatrio de uso final de energia eltrica e cole em uma nova planilha do Excel.

Para gerar o grfico, vamos precisar selecionar os dados. Abaixo, monte uma tabela com os dados segundo a imagem abaixo: preciso remover os (.) para que o Excel o reconhea como nmero. Para isso, no aps colar os dados no Excel, proceda da seguinte forma: ctrl+L 53

substituirlocalizar: .substituir por:, substituir tudo.

Selecione as cluasC22:G23 Inserir grfico de pizza. Para adicionar o rtulo dos dados, clique com o boto direito sobre a pizza do grfico adicionar rtulos dos dados.

2300, 14% 7227, 45% 5256, 33%

Iluminao Equipamentos Ventilao Aquecimento Refrigerao

6, 0% 1188, 8%

800.00 600.00 400.00 200.00 0.00

Iluminao Equipamentos Ventilao Aquecimento Refrigerao

Os dados de dimensionamento do sistemafeito pelo programa esto disponveis no arquivo UmaZonaApJanela.eio. Abra esse arquivo com o bloco de notas e localize as 54

ltimas linhas, conforme ilustrado na figura.

Identificar a capacidade deresfriamento (12.572,65 W), aquecimento (1.531,59 W) e ventilao (0,75951 m/s) definidos pelo programa.

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Exerccio 12 Modelo: UmaZonaBrise.idfINTRODUO

Adicionando o brise ao modelo Definindo as coordenadas do briseVamos adicionar uma proteo solar (brise horizontal) sobre a janela do nosso modelo e ver o impacto no consumo de energia eltrica do sistema de condicionamento de ar.

Adicionando a janela1. Salve o modelo anterior UmaZonaArSplit.idf com outro nome, por exemplo: UmaZonaBrise.idf. 2. Ainda no IDF-Editor, localize e 0\DataSets\WindowGlassMaterials.idf abra o arquivo C:\EnergyPlusV1-3-

3. Verifique que neste arquivo, apenas o grupo MATERIAL:WINDOWGLASS possui objetos pressionando Ctrl+L. 4. Selecione o objeto referente ao vidro CLEAR 2.5MM (Obj1). Copie-o utilizando o boto . 5. Cole-onoarquivoUmaZonaJanela.idfusandooboto . (Utilize omenuWindowdoIDF-Editorparaselecionar esse arquivo). 6. No arquivo UmaZonaJanela.idf, localize e adicione um novo objeto CONSTRUCTION, que ser o tipo de janela com o vidro claro. O nome deste objeto poder ser Janela e ter apenasumacamada(OutsideLayer)como objeto CLEAR 2.5MM.

Copiando um tipo de vidro para o modelo

Adicionando a janela7. Localize e adicione dentro da classe ThermalZonesandSurfaces, um novo objeto Window, que ter as caractersticasda janela, com osseguintes parmetros: Name: Janela Norte Construction Name: Janela Building Surface Name: Parede Norte Multiplier:1 StartingXCoordinate:1 StartingYCoordinate:0,5 Lenght:6 Height:2

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2. Na classe de objetos ThermalZonesandSurfaces, adicione um objeto do tipo Shading:Zone:Detailed e defina os parmetros: User Supplied Surface Name: Brise horizontal Base SurfaceName: Parede Norte TransSchedShadowSurf: Nubmer of Surface Vertex Groups: 4 As figuras abaixo ilustra como dever se situar a brise na zona. Observe que a brise fica na mesma cota (z=2,75)

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Tente definir as coordenadas de cada vrtice do brise (1,50 m de projeo e largura de 7,00 m) e confira com os dados abaixo: Vertex1 X-coordinate: 0.50 Vertex1 Y-coordinate: 7.50 Vertex1 Z-coordinate: 2.75 Vertex2 X-coordinate: 0.50 Vertex2 Y-coordinate: 6.00 Vertex2 Z-coordinate: 2.75 Vertex3 X-coordinate: 7.50 Vertex3 Y-coordinate: 6.00 Vertex3 Z-coordinate: 2.75 Vertex4 X-coordinate: 7.50 Vertex4 Y-coordinate: 7.50 Vertex4 Z-coordinate: 2.75 3. Salve o modelo e execute a simulao. Repare que o processo de simulao agora ficou levemente mais lento, devido complexidade do modelo, que est aumentando. 4. Abra o arquivo .Tab e plote um grfico de uso final de energia eltrica do seu modelo. 5. Para isso abra o arquivo .tab, v para o final do arquivo, copie os dados do relatrio de uso final de energia eltrica e cole em uma nova planilha do Excel. 6. Para gerar o grfico, vamos precisar selecionar os dados. Abaixo, monte uma tabela com os dados segundo a imagem abaixo: 7. preciso remover os (.) para que o Excel o reconhea como nmero. Para isso, no aps colar os dados no Excel, proceda da seguinte forma: ctrl+L substituir localizar: .substituir por:, substituir tudo.

Uso Final de Energia Eltrica kWh/ano

2300, 15%Iluminao

7125, 45% 5256, 33%

Equipamentos Ventilao Aquecimento Refrigerao

5, 0% 1170, 7%

Abra o arquivo DXF para ver o desenho do brise sobre a janela.

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Exerccio 13 Modelo: DuasZonas.idfNo ltimo exerccio deste curso de introduo ao EnergyPlus vamos adicionar uma zona trmica fachada leste do nosso modelo. Para facilitar o exerccio, vamos apenas duplicar a zona existente.

Duplicando a zona existente1. Salve o modelo anterior UmaZonaBrise.idf com outro nome, por exemplo: DuasZonas.idf. 2. Na classe de objetos Thermal Zone andSurfaces, Duplique o objeto ZONE existente e mude o nome da nova zona para Zona2. E o X Origin para 8. 3. Duplique todas as BuildingSurfaceDetailed existentes e altere o nome de cada superfcie acrescentando o sufixo Zn2, para no confundir: Ex: Parede Norte Parede Norte Zn2 4. Mude o campo Inside Face Environment de cada nova superfcie para Zona2. 5. Para representar o contato entre as duas zonas necessrio alterar o campo OutsideFaceEnvironment e OutsideFaceEnvironmentObjectdas paredes que fazem ocontato entre as duas zonas. No nosso modelo, essas paredes seriam: Parede Leste da Zona 1e Parede Oeste da Zona 2 6. No objeto Parede Leste, altere os campos: OutsideFaceEnvironment: Zone OutsideFaceEnvironmentObject: ParedeOeste Zn2 Sun Exposure: NoSun Wind Exposure: NoWind 7. E no objeto Parede Oeste Zn2, altere os campos: OutsideFaceEnvironment: Zone OutsideFaceEnvironmentObject: ParedeLeste Sun Exposure: NoSun Wind Exposure: NoWind Salve o modelo e execute a simulao. Verifique os efeitos da adio desta nova zona no consumo de energia eltrica anual do modelo UmaZonaBrise.idf (reduo de 4%) e veja como ficou o desenho em 3D no arquivo DXF. Agora voc pode adicionar a esta nova zona: uma janela, cargas internas, infiltrao e tudo o mais que foi visto no decorrer dos exerccios at aqui.

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Exerccio 14 CustoFinalO Energyplus tambm emite uma listagem com o custo do consumo final de energia eltrica. 1. Salve o modelo UmaZonaBrise.idf com outro nome, por exemplo: UmaZonaBriseFatura.idf. 2. Localize a classe de objeto Economics e insira um novo objeto noCurrencyType. Este campo especifica a moeda a ser utilizada para os valores da tarifa. Monetary Unit: BRL (R$ ser adicionado ao relatrio). Para que o Energyplus simule corretamente as tarifas, necessrio criar duas schedules, uma de pico e outra de estaes do ano. 3. Insira novos objetosSchedule CompactUtilityCost:Tariff com os seguintes dados:Field Name Schedule TypeLimitsName Field 1 Field 2 Field 3 Field 4 Field 5 Field 6 Field 7 Field 8 Obj5 Sch_Pico Qualquer Through:31 December For:alldays Until:17:30 3 Until:20:30 1 Until:24:00 1 Obj6 Sch_Estacao Qualquer Through:31 December Until:24:00 1 Obj7 Sch_Conv Qualquer Through:31 December Until:24:00 3

Obs: Sch_Pico:O valor 1 corresponde ao pico e o valor 3 for a de pico Sch_Estacao:O valor 1 corresponde ao inverno; o valor 2 corresponde a primavera, ovalor 3 corresponde ao vero e o valor 4 corresponde ao outono 4. Insira um novo objeto UtilityCost:Tariff com os seguintes dados: Name: HSV HSA Output meter name: electricity:facility electricity:facility Conversionfactorchoice: kWh kWh Time of use period schedule name: Sch_Pico Sch_Pico Season Schedule name: Sch_Estacao Sch_Estacao Demandwindowlenght: quarterhour quarterhour Para facilitar, vamos utilizar a legenda: HSV: Horo sazonal verde HSA: Horo Sazonal azul CONV: Convencional 5. Insira novos objetos seguintesdados: no UtilityCost:Charge:Simple com os

CONV electricity:facility kWh Sch_Conv Sch_Estacao quarterhour

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Field Charge VariableName TariffName SourceVariable CategoryVariableName Cost per Unit or Variable Name

Tarifa Horo-Sazonal Verde CPU_HSV CPS_HSV CFPU_HSV HSV HSV HSV peakenergy peakenergy offpeakenergy Annual Annual Annual EnergyCharges EnergyCharges EnergyCharges CPUHSV CPSHSV CFPUHSV

CFPS_HSV HSV offpeakenergy Annual EnergyCharges CFPSHSV

DEM_HSV HSV peakenergy Annual DemandCharges DEMHSV

Field Charge VariableName TariffName SourceVariable CategoryVariableName Cost per Unit or Variable Name

CPU_HSA HSA peakenergy Annual EnergyCharges CPUHSA

CPS_HSA HSA peakenergy Annual EnergyCharges CPSHSA

Tarifa Horo-Sazonal Azul CFPU_HSA HSA offpeakenergy Annual EnergyCharges CFPUHSA

CFPS_HSA HSA offpeakenergy Annual EnergyCharges CFPSHSA

DEMP_HSA HSA peakenergy Annual DemandCharges DEMPHSV

DEMFP_HSA HSA peakenergy Annual DemandCharges DEMFPHSA

Tarifa Convencional Field C_CONV Charge VariableName HSV TariffName offpeakenergy SourceVariable Annual CategoryVariableName EnergyCharges Cost per Unit or Variable Name CCONV

DEM_CONV HSV offpeakenergy Annual DemandCharges DEMCONV

Para a tarifa convencional, vale lembrar que h tarifao apenas para consumo e demanda. Mas como estamos realizando a simulao utilizando a Schedule de pico, termos que considerar a energia consumida durante o horrio de pico e fora de pico, com a mesma tarifa.

6. Insira novos objetos no UtilityCost:Variable com os dados das tarifas de energia eltrica. No caso, vamos utilizar as tarifas da CEMAT de 05 de abril de 2011, enquadrando como consumidor do subgrupo A4: 61

Tarifa Horo-Sazonal VerdeName TariffName VariableType JanuaryValue FebruaryValue MarchValue AprilValue May Value JuneValue July Value August Value SeptemberValue OctoberValue NovemberValue DecemberValueCPUHSV HSV Energy 1,37684 1,37684 1,37684 1,37684 0 0 0 0 0 0 0 1,37684 CPSHSV HSV Energy 0 0 0 0 1,4069 1,4069 1,4069 1,4069 1,4069 1,4069 1,4069 0 CFPUHSV HSV Energy 1,18035 1,18035 1,18035 1,18035 0 0 0 0 0 0 0 1,18035 CFPSHSV HSV Energy 0 0 0 0 0,19779 0,19779 0,19779 0,19779 0,19779 0,19779 0,19779 0 DEMHSV HSV Energy 13,87 13,87 13,87 13,87 13,87 13,87 13,87 13,87 13,87 13,87 13,87 13,87 CPUHSA HSA Energy 0,28613 0,28613 0,28613 0,28613 0 0 0 0 0 0 0 0,28613 CPSHSA HSA Energy 0 0 0 0 0,31619 0,31619 0,31619 0,31619 0,31619 0,31619 0,31619 0

Tarifa Horo-Sazonal AzulCFPUHSA HSA Energy 0,18035 0,18035 0,18035 0,18035 0 0 0 0 0 0 0 0,18035 CFPSHSA HSA Energy 0 0 0 0 0,19779 0,19779 0,19779 0,19779 0,19779 0,19779 0,19779 0 DEMPHSV HSA Energy 46,97 46,97 46,97 46,97 46,97 46,97 46,97 46,97 46,97 46,97 46,97 46,97 DEMFPHSA HSA Energy 13,97 13,97 13,97 13,97 13,97 13,97 13,97 13,97 13,97 13,97 13,97 13,97

Tarifa ConvencionalCCONV CONV Energy 0,20069 0,20069 0,20069 0,20069 0,20069 0,20069 0,20069 0,20069 0,20069 0,20069 0,20069 0,20069 DEMCONV CONV Energy 33,52 33,52 33,52 33,52 33,52 33,52 33,52 33,52 33,52 33,52 33,52 33,52

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6) Execute a simulao; 7) Abra o arquivo Table.csv e observe o custo final da edificao com autilizao da tarifa HSV, HSA e Convencional.

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