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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

- Tipologias uni e multifamiliares simples (estudo em desenvolvimento)


MÉTODO PRESCRITIVO

Verificar grupo climático


MÉTODO PRESCRITIVO

Limites de aplicação em definição

Classificação classe A em eficiência energética

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


MÉTODO PRESCRITIVO - ENCE

Apenas classe 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

QR Code de acesso à segunda página


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



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

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



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

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 classe C:

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%

Sombreamento 100% 100% 100%

Fator solar do vidro 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 classe D

Mesmas áreas

Mesmo pé-direito

Mesma localização

Mesma orientação

Propriedades térmicas diferentes – NBR 15.575 classe C



Características das aberturas


Área de vão 2,94 m² 2,10 m² 1,68 m²

Percentual de área para ventilação

50% 50% 50%

Sombreamento 0% 0% 0%

Fator solar do vidro 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* de carga térmica para refrigeração e de carga térmica para aquecimento

Continua... Referência classe C

Características reais

Refrigeração Aquecimento Refrigeração Aquecimento

Sala 1133,02 kWh 205,70 kWh 3233,02 kWh 125,83 kWh

Dorm. 1 150,54 kWh 565,04 kWh 294,63 kWh 565,78 kWh


TOTAL 1363,18 kWh 1240,51 kWh 3851,12 kWh 1186,64 kWh

Características reais Referência classe C

*neste exemplo os resultados foram extraídos de uma rede em teste. Pode haver divergência entre estes resultados e os resultados da rede final.



Dividem-se as cargas térmicas extraídas das redes neurais pela eficiência do sistema de condicionamento de ar (COP)

Refrigeração Aquecimento Refrigeração Aquecimento

Sala 349,70 kWh 63,49 kWh 997,85 kWh 38,83 kWh



TOTAL 420,73 kWh 382,87 kWh 1188,62 kWh 366,25 kWh



𝐶𝑅 = 𝐶𝑔𝑇𝑅𝐶𝑂𝑃𝑅

𝐶𝐴 = 𝐶𝑔𝑇𝐴𝐶𝑂𝑃𝐴

Carga térmica

Eficiência do sistema (3,24)

Consumo para aquecimento

ou

Consumo para refrigeração



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 classe C

Características reais

Sala 76,72% 53,57%

Dorm. 1 79,93% 74,99%

Dorm. 2 79,39% 72,70%

TOTAL 78,39% 65,06%


Média ponderada pela área útil




Classificação parcial da envoltória:

> 1554,87 kWh

≤ 1554,87 kWh

≤ 1399,38 kWh

≤ 1119,51 kWh

≥ 1710,36 kWh

10%*

20%*

Condição de referência

*percentuais de economia em definição

10%*

CONDIÇÃO REAL

Consumo para refrigeração: 420,73 kWh/ano Consumo para aquecimento: 382,87 kWh/ano Consumo total: 803,60 kWh/ano

CONDIÇÃO DE REFERÊNCIA

Consumo para refrigeração: 1188,62 kWh/ano Consumo para aquecimento: 366,25 kWh/ano Consumo total: 1554,87 kWh/ano

Condição real Classe A

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

MÉTODO SIMPLIFICADO – SISTEMA DE AQUECIMENTO DE ÁGUA

SISTEMA DE AQUECIMENTO DE ÁGUA

DADOS DE ENTRADA

Consumo de água

Rendimento dos aparelhos

Comprimento das tubulações

ENERGIA NECESSÁRIA PARA O ATENDIMENTO DA DEMANDA DE ÁGUA QUENTE

ENERGIA NECCESSÁRIA 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]

ENERGIA GERADA POR ENERGIA SOLAR TÉRMICA OU SISTEMAS RECUPERADORS DE CALOR PARA AQUECIMENTO DE ÁGUA

SISTEMAS COM ARMAZENAMENTO

Energia para atendimento da demanda de AQ (kWh/dia) 9,30 9,30

Energia para aquecimento de água de sistemas que recuperam calor ou energia solar térmica (kWh/dia) 0,00 -2,79

Energia para suprir perdas na tubulação (kWh/dia) 2,75 1,40

Energia para suprir perdas no armazenamento (kWh/dia) 1,13 1,13

Energia para suprir perdas na recirculação (kWh/dia) 0,00 0,00

Eficiência do equipamento de aquecimento 0,85 0,81

Consumo de energia total (kWh/dia) 15,51 11,16

Dias de uso do sistema 365 365 Consumo de energia total considerado no aquecimento de água [kWh/ano] 5659,41 4073,87

fator de conversão para energia primária 1,50 1,10

Consumo de energia primária (kWh/ano) 8489,12 4481,26

Percentual de economia de energia primária (%) Referência 47,21%

MÉTODO SIMPLIFICADO – SISTEMA DE AQUECIMENTO DE ÁGUA – EDIFICAÇÃO EXEMPLO

EXEMPLO – SISTEMA DE AQUECIMENTO DE ÁGUA


CONDIÇÃO REAL

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

Condição real da edificação:

• Aquecimento termosolar atendendo 30% da demanda com complemento de aquecedor de passagem a gás classe A.

• Com reservatório de 100 L • 10 metros de tubulação • 4 pessoas, 50 L/pessoa • Temperatura de armazenamento

= 60°C

MÉTODO SIMPLIFICADO – SISTEMA DE AQUECIMENTO DE ÁGUA – EDIFICAÇÃO EXEMPLO


Classificação parcial de aquecimento de água em energia primária:

≤ 8489,12 kWh

≤ 7640,21kWh

≤ 6112,21 kWh

≤ 5942,38 kWh

> 8489,12 kWh

10%*

20%*



30%*

CONDIÇÃO REAL

Consumo em energia térmica: 4073,87 kWh/ano Fator de conversão para energia primária: 1,10 Consumo total: 4481,26 kWh/ano


Consumo em energia elétrica: 5659,41 kWh/ano Fator de conversão para energia primária: 1,50 Consumo total: 8489,12 kWh/ano

Condição real Classe A

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]


CEE = CR + CA + CAA + CEQ- GEE



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 – classe C

CEE = 420,73 + 382,87 + 1021,32 - 1000 CEE = 824,93 kWh/ano


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



Consumo médio estimado de

equipamentos

Geração local de energia limpa

Consumo para aquecimento de

água (quando térmico) Consumo de

aquecimento de água (quando

elétrico)

CET = 4073,87 kWh/ano

CEE = 1100,32 + 339,04 + 1021,32 + 5659,41 CEE = 8120,09 kWh/ano



CEP = 824,93*fcE + 4073,87*fcT CEP = 8120,09*fcE

CEP = 824,93*1,5 + 4073,87*1,1 = 5718,65 kWh CEP = 8120,09*1,5 = 12180,14 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 – classe C



Verifica-se o percentual de economia em relação à referência classe C:

> 12180,14 kWh

≤ 12180,14 kWh

≤ 10962,12 kWh

≤ 9744,11 kWh

≥ 13398,15 kWh

10%*

20%*



10%*

Edificação real 5718,65 kWh

classe 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




&

&

&

382,87 kWh/ano (31,91 kWh/mês)

420,73 kWh/ano (35,06 kWh/mês) 631,10 kWh/ano

574,31 kWh/ano

4481,26 kWh/ano 398,24 m³/ano (33,18 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 estimada de equipamentos

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


PAR

CIA

IS D

E

CO

NSU

MO

Consumo médio per capita: 340,44 kWh/ano (28,37 kWh/mês) 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 estimada de equipamentos

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


PAR

CIA

IS D

E

CO

NSU

MO

x 3 pessoas Considerando: 2 pessoas no 1º dormitório 1 pessoa em cada um dos demais

803,60 kWh/ano

398,24 m³/ano

Consumo médio per capita: 340,44 kWh/ano (28,37 kWh/mês)


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

Obrigada!

proposta de métodos para avaliação da eficiência...

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