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Proposta de métodos para avaliação da eficiência energética

Edificações residenciais

MÉTODO PRESCRITIVO

Checklist

MÉTODO PRESCRITIVO - checklist

MÉTODO PRESCRITIVO

VANTAGENS

- Simplificação, agilidade e redução de custos do processo de etiquetagem

- Possibilidade maior de disseminação da etiquetagem e de edificações eficientes

ABRANGÊNCIA

- Habitações de interesse social (HIS) unifamiliares

- Outras tipologias de HIS em estudo

MCMV


MÉTODO PRESCRITIVO


MÉTODO PRESCRITIVO

Limites de aplicação em definição

Classificação nível A em eficiência energética

NÍVEL A = cumprimento de TODOS os 5 requisitos do método!


MÉTODO PRESCRITIVO - ENCE

Apenas nível A

Requisitos a serem cumpridos para obtenção da ENCE

Informativos de geração de energia e uso racional de água

Informação sobre a limitação do método


MÉTODO PRESCRITIVO - ENCE

Escopo do método

Limites de aplicação

Descrição dos requisitos

Limites das propriedades térmicas ou sistemas de cada requisito

Características da edificação real para cada requisito

Descrição dos sistemas de geração de energia e uso racional de água

ENCE Residencial

Método simplificado e método de simulação

ENCE Residencial – método simplificado e método de simulação

ENCE ATUAL

ENCE ATUAL

Bonificações excluídas do método proposto.

Sintetização das informações do cabeçalho.

Sistemas avaliados pelo consumo (kWh), incluídos no quadro principal.

Mudança do indicador.



NOVA ENCE


NOVA ENCE

Classificação final da edificação com base no consumo de energia primária

Percentual de horas ocupadas em conforto

Percentual de água economizada pelo uso racional

Percentual de energia gerada por fontes locais renováveis

INFORMATIVO

Emissão de CO2


NOVA ENCE

Páginas de informações complementares

Pág. 2 – Consumos Pág. 3 – Condições de conforto

ENCE


NOVA ENCE – 2ª página

Consumo em energia primária

Parcial de consumo em energia elétrica

Parcial de consumo em gás

Percentual proveniente de geração local

Consumos e classificações parciais por sistema avaliado

Consumo médio estimado de equip.

Descrição do sistema de geração local de energia

renovável

Descrição dos sistemas de uso racional de água da chuva

Emissão de CO2


NOVA ENCE – 3ª página

Condições de conforto do método de avaliação

Condições de acionamento do cond. de ar

Considerações sobre o aquecimento de água (em desenvolvimento)

Considerações sobre a emissão de CO2 (em desenvolvimento)

MÉTODO SIMPLIFICADO

Unidades Habitacionais Autônomas

MÉTODO PROPOSTO – Unidades Habitacionais Autônomas

MÉTODO ATUAL x MÉTODO PROPOSTO MÉTODO ATUAL MÉTODO PROPOSTO

Regressão linear múltipla Redes neurais – maior precisão! EQUAÇÕES

Apenas informativo Incluso no consumo final aproximação com o consumo real!

CONDICIONAMENTO DE AR

Graus-hora [°C.ano] refrigeração

Consumo relativo [kWh/m².ano]

aquecimento e refrigeração

Consumo total [kWh/ano]

possibilita comparações e fácil entendimento

Percentual de horas ocupadas em conforto

indicador de conforto térmico

INDICADORES

RESULTADOS Equivalentes numéricos ponderados Somatório dos consumos finais em energia primária

GERAÇÃO DE ENERGIA E USO RACIONAL DE ÁGUA

Bonificações Geração de energia descontada do consumo de energia elétrica Informações complementares

MÉTODOS

Simulação Prescritivo

Simulação Simplificado – nomenclatura correta

Prescritivo – checklist

Avaliação dos equipamentos Avaliação dos sistemas completos AQUECIMENTO DE ÁGUA


MÉTODO PROPOSTO – Motivações, vantagens e premissas

Indicador de desempenho de fácil entendimento e comparação: kWh/ano Informação relacionada ao conforto térmico do usuário: % horas ocupadas em conforto

Gráfico de conforto adaptativo com ajuste de clo para 18 oC




Gráfico de conforto adaptativo com ajuste de clo para 18 oC

Dormitórios: - Período noturno.

Salas: - Período diurno com 50% da ocupação.

TEMPERATURAS PARA ACIONAMENTO DO CONDICIONAMENTO DE AR

Temperatura ambiente

Temperatura do termostato

INVERNO 18 °C 21 °C

VERÃO Conforme gráfico do conforto adaptativo.

24 °C

COP = 3,5




Representação do consumo de edificações condicionadas artificialmente

Avaliação da eficiência do sistema de aquecimento de água completo

Maior precisão nos resultados do método simplificado: redes neurais

Inclusão de geração local de energia no cálculo do consumo de energia elétrica:

Aproximação dos resultados com o consumo real.


Exemplo



EDIFICAÇÃO REAL - características reais

EDIFICAÇÃO NA CONDIÇÃO DE REFERÊNCIA - mesmas áreas, mesmo pé-direito - características construtivas nível D:

envoltória – NBR 15.575 aq. de água – em definição

Envoltória

MÉTODO SIMPLIFICADO – ENVOLTÓRIA

MÉTODO SIMPLIFICADO – ENVOLTÓRIA

Ambientes avaliados: todos os APPs

Pré-requisitos específicos: excluídos

Resultados:

Consumo para refrigeração Consumo para aquecimento

Percentual de horas ocupadas em conforto térmico quando ventilada naturalmente

Redes neurais

Envoltória - exemplo

Passo 1

Levantamento de dados da edificação real

MÉTODO PRESCRITIVO – ENVOLTÓRIA – EDIFICAÇÃO EXEMPLO

EDIFICAÇÃO EXEMPLO

Residência unifamiliar térrea Área útil: 63 m²

3 ambientes de permanência prolongada (APP)

sala: 21 m²

dormitório 1: 15,05 m²

dormitório 2: 12 m²

Localização: Florianópolis/SC – Zona bioclimática 3

Dorm. 2

Dorm. 1

Sala

Cozinha

BWC

Dimensões dos APPs

SALA DORM. 1 DORM. 2

Área útil 21 m² 15,05 m² 12 m²

Áreas de paredes externas 5,81 m² - norte 14,70 m² - leste

12,04 m² - sul 5,83 m² - oeste

6,00 m² - norte 11,20 m² - oeste

Área de abertura 2,94 m² 2,10 m² 2,10 m²

Área de parede interna 20,37 m² 20,37 m² 18,13 m²

Pé-direito 2,60 m 2,60 m 2,60 m

MÉTODO SIMPLIFICADO MÉTODO PRESCRITIVO – ENVOLTÓRIA – EDIFICAÇÃO EXEMPLO


Características das aberturas


Área de vão 2,94 m² 2,10 m² 2,10 m²

Percentual de área para ventilação

50% 50% 50%

Percentual de área para iluminação

90% 90% 90%

Sombreamento 100% 100% 100%

Fator solar 0,44 0,44 0,44



Propriedades térmicas das paredes


Capacidade térmica (CT) 161 kJ/m²K 161 kJ/m²K 161 kJ/m²K

Transmitância térmica (U) 1,85 W/m²K 1,85 W/m²K 1,85 W/m²K

Absortância (α) 0,30 0,30 0,30




Paredes externas

Paredes internas





Propriedades térmicas da cobertura



Condição da cobertura

Voltada para o exterior.

Passo 2

Caracterização da condição

de referência

Dorm. 2

Dorm. 1

Sala

Cozinha

BWC


EDIFICAÇÃO EXEMPLO – Referência nível D

Mesmas áreas

Mesmo pé-direito

Mesma localização

Mesma orientação

Propriedades térmicas diferentes – NBR 15.575 Nível D



Características das aberturas


Área de vão 2,94 m² 2,10 m² 1,68 m²

Percentual de área para ventilação

50% 50% 50%

Percentual de área para iluminação

90% 90% 90%

Sombreamento 0% 0% 0%

Fator solar 0,87 0,87 0,87



Propriedades térmicas das paredes






Paredes externas

Paredes internas




Capacidade térmica (CT) 22,87 kJ/m²K 22,87 kJ/m²K 22,87 kJ/m²K



Propriedades térmicas da cobertura

Condição da cobertura

Voltada para o exterior.

Passo 3

Inserção de dados na rede

e resultados



Inserem-se os parâmetros levantados na rede neural – uma linha por ambiente

Extraem-se os resultados do consumo para refrigeração e do consumo para aquecimento

Continua... Referência nível D

Características reais

Refrigeração Aquecimento Refrigeração Aquecimento

Sala 323,72 kWh 58,77 kWh 923,72 kWh 35,95 kWh

Dorm. 1 43,01 kWh 161,44 kWh 84,18 kWh 161,65 kWh

Dorm. 2 22,75 kWh 134,22 kWh 92,42 kWh 141,44 kWh

TOTAL 389,48 kWh 354,43 kWh 1100,32 kWh 339,04 kWh

Características reais Referência nível D



Inserem-se os parâmetros levantados na rede neural – uma linha por ambiente

Extraem-se, também, o percentual de horas ocupadas em conforto térmico quando

ventilada naturalmente

Continua... Referência nível D

Características reais

Sala 76,72% 53,57%

Dorm. 1 79,93% 74,99%

Dorm. 2 79,39% 72,70%

TOTAL 78,39% 65,06%

Características reais Referência nível D

Média ponderada pela área útil

Sistema de aquecimento de água

MÉTODO SIMPLIFICADO – SISTEMA DE AQUECIMENTO DE ÁGUA

SISTEMA DE AQUECIMENTO DE ÁGUA

Metodologias apresentadas baseadas nas normas BS EN 15316 partes 1, 2 e 3, de 2007


SISTEMA DE AQUECIMENTO DE ÁGUA

DADOS DE ENTRADA

Consumo de água

Rendimento dos aparelhos

Comprimento das tubulações

CONSUMO DE ENERGIA NO ATENDIMENTO DA DEMANDA DE ÁGUA QUENTE

CONSUMO DE ENERGIA PARA SUPRIR AS PERDAS TÉRMICAS

Eficiência do equipamento de aquecimento

CONSUMO TOTAL DE ENERGIA PARA AQUECIMENTO DE ÁGUA [kWh/ano]

Fator de conversão para energia primária

CONSUMO TOTAL DE ENERGIA PRIMÁRIA PARA AQUECIMENTO DE ÁGUA [kWh/ano]

Consumo de energia no atendimento

da demanda de água quente [MJ/dia]EW 15.06 15.06

Consumo de energia para suprir perdas

térmicas [MJ/dia]EW,per 0.00 1.67

Eficiência equipamento de

aquecimentonaq 0.98 0.85

Consumo de energia total considerado

no aquecimento de água [MJ/dia]EW,tot 15.36 19.68


no aquecimento de água [kWh/ano]EW,tot 1557.58 1995.33

Fator de conversão energia

elétrica/gás em primáriafc 1.5 1.1

Consumo de energia primária

(kWh/ano)CAQp 2336.37 2194.87

Consumo de um sistema de aquecimento de

água

Aquecedor elétrico de

passagemAquecedor à gás de passagem


EXEMPLO – SISTEMA DE AQUECIMENTO DE ÁGUA

Um chuveiro Uma torneira do banheiro Uma torneira da cozinha

CONDIÇÃO DE REFERÊNCIA

CONDIÇÃO REAL


Método em desenvolvimento. Valores sujeitos à alteração.


EXEMPLO – SISTEMA DE AQUECIMENTO DE ÁGUA

Um chuveiro Uma torneira do banheiro Uma torneira da cozinha

CONDIÇÃO DE REFERÊNCIA

CONDIÇÃO REAL


Uso de redutores de vazão na edificação real, reduziriam o consumo de água e energia para aquecimento

Consumo de energia no atendimento

da demanda de água quente [MJ/dia]EW 15.06 15.06

Consumo de energia para suprir perdas

térmicas [MJ/dia]EW,per 0.00 1.67

Eficiência equipamento de

aquecimentonaq 0.98 0.85


no aquecimento de água [MJ/dia]EW,tot 15.36 19.68


no aquecimento de água [kWh/ano]EW,tot 1557.58 1995.33

Fator de conversão energia

elétrica/gás em primáriafc 1.5 1.1

Consumo de energia primária

(kWh/ano)CAQp 2336.37 2194.87

Consumo de um sistema de aquecimento de

água

Aquecedor elétrico de

passagemAquecedor à gás de passagem

Método em desenvolvimento. Valores sujeitos à alteração.

Geração local de energia renovável

MÉTODO SIMPLIFICADO – AVALIAÇÕES INFORMATIVAS

Edificação

Forma

Pavimentos

Área da cobertura (m²)

Retangular

1

50.02

Resultados

Número de módulos

Irradiação adotada (kWh/m²/dia)

Geração estimada (MWh/ano)

3

4.7

1.00

GERAÇÃO LOCAL DE ENERGIA RENOVÁVEL

Módulo solar fotovoltaico

Dimensões

Orientação Solar (°)

Área unitária (m²)

Eficiência módulo (%)

Potência nominal (Wp)

165 cm x 99 cm

0°

260

1.63

15.9

Consumo total



Somatório dos consumos de energia elétrica, descontando a geração local de energia limpa [kWh/ano]

Consumo para refrigeração

CEE = CR + CA + CAA + CEQ- GEE

Consumo para aquecimento


de água, quando elétrico

Geração local de energia limpa

Consumo médio estimado de

equipamentos

Somatório dos consumos de energia térmica [kWh/ano]

Consumo para aquecimento de

água

CET = CAA



Consumo total da edificação em

energia primária [kWh/ano]

Consumo de energia elétrica

CEP = CEE*fcE + CET*fcT

Consumo de energia

térmica Coeficientes de conversão para energia primária

Consumo condição de referência

Percentuais de economia em definição!

A B C D E Classificação baseada em

percentuais de economia em relação à condição de referência

Consumo edificação real


EXEMPLO DO CÁLCULO FINAL

Condição real Condição de referência – nível D

CEE = 389,48 + 354,43 + 1203,84 - 1000 CEE = 947,75 kWh/ano

*Valores fictícios, apenas para fins de exemplificação – aguardando definição da condição de referência do sistema.

CEE = CR + CA + CEQ- GEE CET = CAA

Consumo para refrigeração


Consumo médio estimado de

equipamentos Geração local de

energia limpa


de água

CET = 1995,33 kWh/ano

CEE = 1100,32 + 339,04 + 1203,84 + 1557,58 CEE = 4200,78 kWh/ano



CEP = 947,75*fcE + 1995,33*fcT CEP = 4200,78*fcT

CEP = 947,75*1,5 + 1995,33*1,1 = 3616,49 kWh CEP = 4200,78*1,5 = 6301,17 kWh

Consumo total da edificação em

energia primária [kWh/ano]


CEP = CEE*fcE + CET*fcT

Consumo de energia

térmica Coeficientes de conversão para energia primária

Condição real Condição de referência – nível D



Verifica-se o percentual de economia em relação à referência nível D

≤ 6301,17 kWh

≤ 5986,11 kWh

≤ 5671,05 kWh

≤ 5356,00 kWh

≥ 6301,17 kWh

5%*

10%*

15%*

Condição de referência

*percentuais de economia em definição

Edificação real 3616,49 kWh

NÍVEL A

ENERGIA PRIMÁRIA

Informativos

MÉTODO SIMPLIFICADO – INFORMATIVOS

PERCENTUA DE HORAS OCUPADAS EM CONFORTO térmico quando ventilado naturalmente

78,39%

térmico quando ventilado naturalmente


AVALIAÇÕES PARCIAIS DE CONSUMO


Aquecimento

Refrigeração

Aquecimento de água


Consumo de energia elétrica Ou consumo de energia térmica




&

&

&

354,43 kWh/ano (29,54 kWh/mês)

389,48 kWh/ano (32,46 kWh/mês) 584,22 kWh/ano

531,65 kWh/ano

2194,86 kWh/ano 61,66 m³/ano (5,14 m³/mês)


PARCIAIS DE CONSUMO POR FONTE DE ENERGIA

Avaliações de caráter informativo:

Consumo de energia elétrica [kWh/ano]

Refrigeração + aquecimento + aquecimento de água + carga média de equipamentos

Consumo de energia térmica [L/ano ou m³/ano]


PAR

CIA

IS D

E

CO

NSU

MO

Consumo médio per capita: 401,28 kWh/ano (33,44 kWh/mês)

Consumo médio por residência: 167,2 kWh/mês (EPE, 2014) Média de pessoas por residência: 3,3 pessoas (CENSO 2010) Descontam-se 24% do chuveiro elétrico e 20% do cond. de ar (PROCEL, 2007)

x nº de pessoas na residência Considerando: 2 pessoas no 1º dormitório 1 pessoa em cada um dos demais


PARCIAIS DE CONSUMO POR FONTE DE ENERGIA

Avaliações de caráter informativo:

Consumo de energia elétrica [kWh/ano]

Refrigeração + aquecimento + carga média de equipamentos

Consumo de energia térmica [L/ano ou m³/ano]


PAR

CIA

IS D

E

CO

NSU

MO

Consumo médio per capita: 401,28 kWh/ano (33,44 kWh/mês)

Consumo médio por residência: 167,2 kWh/mês (EPE, 2014) Média de pessoas por residência: 3,3 pessoas (CENSO 2010) Descontam-se 24% do chuveiro elétrico e 20% do cond. de ar (PROCEL, 2007)

x nº de pessoas na residência Considerando: 2 pessoas no 1º dormitório 1 pessoa em cada um dos demais

947,75 kWh/ano

61,66 m³/ano


INFORMATIVOS COMPLEMENTARES

% redução de consumo de água - uso da água da chuva - equipamentos economizadores

% de geração em relação ao consumo Total de energia gerada

Geração local de energia renovável

Uso racional de água

Emissão anual estimada pelo consumo de energia t/ano

Emissão de CO2

MÉTODO SIMPLIFICADO –INFORMATIVOS

Primeiro passo: Definição da tipologia, do número de usuários e de equipamentos que integram o sistema

Segundo Passo: Determinar o consumo anual de água segundo um modelo de referência utilizando um padrão de

uso e de ocupação

Dispositivo Vazão Tempo de

uso (min)

Usos

(usos/dia.p

essoa)

Consumo total

(l/ano)

Bacia sanitária 6,00 - 3 13.140,00

Chuveiro 9,50 8,0 1 110.960,00

Torneira de cozinha 1,90 0,3 1 693,50

Torneira de lavatório 1,90 0,5 3 4.161,00

Consumo

total ref. 128.954,50

USO RACIONAL DE ÁGUA


Terceiro passo: Determinar o consumo anual de água na edificação real considerando os sistemas de economia

Banheiro: -Bacia sanitária (3 L/descarga) -Chuveiro (vazão de 8 L/min) -Torneira de lavatório (vazão de 1,5 L/min)

Cozinha: -Torneira de cozinha (vazão de1,5 L/min)

Dispositivo Vazão Tempo de

uso (min)

Usos

(usos/dia.pe

ssoa)

Consumo

total (l/ano)

Bacia sanitária 3,00 - 3 6.570,00

Chuveiro 8,00 8,0 1 93.440,00

Torneira de cozinha 1,50 0,3 1 547,50

Torneira de lavatório 1,50 0,5 3 3.285,00

Consumo total

real (L/ano)103.842,50



Quarto passo: Determinar a oferta anual de água não potável proporcionada por sistemas de uso racional, quando existentes

*Foi adotado 20% de oferta de água pluvial, em relação à oferta total da edificação real

Quinto passo: cálculo da economia de água.

Consumo total real

(L/ano)103.842,50

OA nãopotável (L/ano)20.768,50

Economia gerada 35,58%


Obrigada!

proposta de métodos para avaliação da eficiência...

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