sustentabilidade e eficiência energética

SUSTENTABILIDADE E EFICINCIA ENERGTICA

Jorge Santos Pato

Lisboa, 6 de Novembro de 2014

Auditrio da Ordem dos Engenheiros

Gesto Eficiente da Energia nas Organizaes Industriais

10-11-2014 2 Gesto Eficiente da Energia nas Organizaes Industriais


Reflexes Iniciais Importantes

Sustentabilidade e eficincia energtica so conceitos complementares mas distintos, que importa serem devidamente assimilados e adequadamente implementados nas nossa sociedade

e organizaes laborais.

A utilizao de um material de construo sustentvel no implica necessariamente que este contribua de forma positiva para a eficincia energtica do edifcio em causa

Um material de construo com caractersticas que contribuam para a reduo das perdas de calor para o exterior, por exemplo, pode no ser necessariamente um material de cariz

sustentvel, devido energia associada ou incorporada no seu processo de fabrico e/ou

transporte, manuteno e demolio. Assim, interessa, no apenas conhecer o comportamento

individual de cada material, mas tambm do sistema construtivo, como um todo

Um bom sistema construtivo, por si s, pode no ser sinnimo da qualidade desejvel, j que o seu desempenho depende tambm da forma como este aplicado em obra, pelo que

importante garantir o adequado controlo da qualidade, quer dos materiais utilizados, quer dos

processos e sistemas construtivos seleccionados.



Tipos de Abordagem:

- Ao nvel global, no mbito industrial, poltico-social e

organizacional que decorre das exigncias regulamentares

nacionais e comunitrias, do desenvolvimento sustentvel e dos

impactos ambientais, com reflexos directos e indirectos na gesto

das empresas e do sector.

- Ao nvel particular, do material Beto como opo estrutural na

construo, que implica um melhor e necessrio aproveitamento

tcnico e comercial dos seus atributos no domnio trmico, para

aumentar a sua competitividade como opo de base do recurso ao

Beto Pronto nas solues construtivas, desde a fase de concepo

e projecto, em funo dessas propriedades especficas.



Beto (Material e Indstria): que Requisitos?

Resistncia Mecnica capacidade de desempenho estrutural, face s solicitaes actuantes.

Durabilidade - manuteno ao longo da vida til, da sua capacidade de resistncia e da sua integridade estrutural, face a fenmenos de degradao (mecnicos, fsicos e

qumicos) devidos exposio ambiental ou actividade humana.

Sustentabilidade aces inerentes ao equilbrio entre o desenvolvimento social, a prosperidade econmica e a proteco do ambiente, conduzindo satisfao das

necessidades das geraes do presente sem hipotecar as das futuras.

Eficincia Energtica meios para optimizao do rendimento na gesto, converso e utilizao da energia nas organizaes .

Ecoeficincia meios para a gesto integrada da eficincia dos recursos adstritos a um processo produtivo, produzindo mais e melhor, reduzindo impactos ambientais,

consumos e desperdcios, com obteno de mais valias socioeconmicas concretas.



Consumo de Energia em Edifcios

Sector de edifcios responsvel por cerca de 40% da energia final

na Europa, (mas mais de 50% pode ser reduzido atravs de medidas de eficincia energtica, implicando a reduo de CO2 ).



Directiva sobre Desempenho Energtico dos Edifcios (EPBD)

(2002/91/EU de 16/12/2002)

Vigncia: transposio regulamentar nacional desde 2006

Objectivo: reduzir o consumo de energia na Europa.

Notas:

- estabelece requisitos mnimos para o desempenho energtico dos edifcios.

- requer a sua verificao em edifcios finalizados.

- impe um sistema de certificao energtica.

- necessidade de ter em conta o aquecimento passivo e o arrefecimento.

- insiste em que o desempenho energtico no deve colidir com a qualidade do ar interior.



Exigncias da Directiva EPBD em Projectos de Edifcios

- Caracterizao trmica do edifcio

- Instalaes de aquecimento e distribuio de guas quentes (e isolamento)

- Sistemas de Ar Condicionado (A/C)

- Sistemas de Ventilao Mecnica

- Instalaes de iluminao incorporadas

- Posio e orientao do edifcio

- Sistemas solares passivos e de proteco solar

- Ventilao natural

- Condies climticas interiores.

- Norma de referncia: EN ISO 13790 Thermal performance of buildings- calculation of energy use for space heating and cooling (CEN 2005) que define a avaliao da massa trmica e estanquicidade ao ar.



Legislao Nacional Relevante:

Decreto-Lei n78/2006 Certificao Energtica e da Qualidade do Ar Interior dos Edifcios

Decreto-Lei n79/2006 Regulamento dos Sistemas Energticos de Climatizao dos Edifcios (RSECE)

Decreto-Lei n80/2006 Regulamento das Caractersticas do Comportamento Trmico de Edifcios (RCCTE)

Decreto- Lei n 71/2008 Regulamento do Sistema de Gesto dos Consumos Intensivos de Energia (SGCIE)

Directiva n 2010/31/EU do Parlamento Europeu e do Conselho Regula e promove o Desempenho Energtico dos Edifcios. Reformula e substitui a anterior Directiva n

2002/91/EU.

Resoluo do Conselho de Ministros n 20/2013 Reviso e aprovao do PNAEE para o perodo 2013-2016 e do PNAER para o perodo de 2013-2020



Pressupostos da Valorizao da Eficincia Energtica em Edifcios

Objectivo: Reduo das necessidades energticas

- utilizao de solues passivas

- optimizao de ganhos solares

- uso de sistemas de tratamento e renovao do ar interior

- uso de sistemas de iluminao e ventilao natural

- eliminao de pontes trmicas dos modelos tradicionais

- utilizao de equipamentos eficientes

- aproveitamento de guas pluviais para uso em sanitrios

- optimizao trmica da envolvente

- utilizao profusa de novos materiais e sistemas construtivos com menores

consumos energticos associados.



Fluxo de energia dentro do edifcio

Energia transportada atravs de

transmisso (conduo), conveco

(movimento do ar) e/ou radiao.

Transmisso condutividade/isolamento trmico dos materiais.

Conveco ventilao; estanquicidade.

Radiao vidros; latitude; orientao.

Calor obtido atravs da radiao solar e ganhos internos ( iluminao, aquecimento,

ocupantes, etc.)

Calor perdido via fugas de ar, ventilao, janelas(radiao/conduo), paredes, pisos.

Calor armazenado e libertado devido massa trmica do edifcio.



Beto - Benefcios da Massa (Inrcia)Trmica (Thermal Mass) - I

Princpio Base: Um edifcio com maior peso prprio mantm condies

interiores de conforto durante um perodo maior quando comparado com um edifcio mais leve, tanto em climas quentes como frios.

A combinao inteligente do aquecimento, ventilao, sombreamento solar, arrefecimento nocturno e concepo estrutural dos edifcios pode potenciar a capacidade de utilizao da massa trmica do Beto, produzindo estruturas mais adaptadas s variaes trmicas e mantendo o seu grau de conforto sem recurso intenso ao A/C.

Beneficirios Directos: Ocupantes, Proprietrios e Ambiente (CO2)

Actualmente, a energia usada para aquecimento (mais de 50% do total), iluminao e arrefecimento dos edifcios, representa 40% da energia primria consumida.



Beto - Benefcios da Massa (Inrcia) Trmica (Thermal Mass) - II

Massa Trmica (Thermal Mass): Capacidade de um material absorver

calor/energia trmica.

Os materiais com elevada massa trmica actuam como esponjas trmicas que absorvem calor durante o Vero e assim arrefecem o edifcio, e armazenam energia solar e/ou dos aquecimentos, para a libertar durante a noite. No substitui o isolamento trmico, pois este interrompe o fluxo de calor, mas a adequada combinao dos dois factores em conjunto com uma justa concepo do projecto que permita a captura da luz solar e calor, pode melhorar o desempenho trmico dos edifcios, requerendo menos consumo de energia.

Potencial de Armazenagem de Energia (FES): Capacidade do Beto e outros materiais pesados em absorver e armazenar calor/energia. A FES reduz as emisses de CO2 at 50%, e a massa do beto pode reduzir os picos trmicos em 3 a 4 graus centgrados e retardar at 6 horas o seu incio.

Para maximizar o FES, o beto deve estar exposto (ex: paramentos das lajes), e no revestido por tectos falsos ou outros materiais, obtendo-se melhores resultados nos edifcios em que os picos de temperatura coincidem com as horas de ocupao mxima.



Beto - Benefcios da Massa (Inrcia)Trmica (Thermal Mass) - III

- Elevada massa trmica conduz estabilidade ou inrcia trmica, que poupa

energia e melhora o ambiente/conforto interior para os ocupantes.

- Optimiza benefcios dos ganhos solares.

- Reduz consumo de energia de aquecimento em 2 a 15%.

- Aligeira as variaes da temperatura interna.

- Retarda os picos de temperatura nos escritrios e edifcios de servios.

- Reduz amplitudes trmicas e permite dispensar A/C.

- Pode ser usado com ventilao nocturna para evitar a necessidade do arrefecimento diurno.

- Associado ao A/C pode reduzir a energia de arrefecimento at 50%.

- Redues de energia de aquecimento e ventilao diminuem emisses CO2

- Contribui para defender os edifcios contra as anunciadas variaes do clima.



Influncia da Massa (Inrcia)Trmica no Conforto



Inrcia trmica durante o Vero

Dia:

Noite:

Janelas fechadas ( abertas para ventilar com temp.

inferiores); sombras; arrefecimento devido massa

trmica.

Com dias quentes, janelas abertas para permitir

arrefecimento nocturno da massa trmica.



Inrcia trmica durante o Inverno

10h17h

23h-7h

17h-23h

7h-10h



Beto - Benefcios da Massa (Inrcia) Trmica : Exemplos:

1- Edifcios residenciais na Sucia

Edifcio pesado com janelas viradas a Sul Aquecimento: 54,5 KWh/m2 +Arrefecimento:12,4 KWh/m2 = 66,9 KWh/m2 por ano.

Edifcio leve com janelas viradas a Sul Aquecimento: 60,1KWh/m2 + Arrefecimento: 15 KWh/m2 = 75,1 KWh/m2 por ano.

Saldo Final: 8,2 KWh/m2/ano de poupana de energia.

2 Edifcio Torre Verde em Lisboa (Expo 98)

Edifcio de 12 andares (7200 m2) emite menos 24 toneladas de CO2 por ano que um edifcio convencional da mesma dimenso.

O sistema solar de aquecimento fornece 70% da energia calorfica necessria para uso domstico nas guas sanitrias.



Eficincia Energtica nas Instalaes Industriais de Beto Pronto

I - Objectivo: Reduo da Factura Energtica

Optimizao/Eficincia Energtica

Racionalizao dos Consumos

Aces de Desenvolvimento Sustentvel

II - Etapas:

Caracterizao Energtica Prvia das Instalaes (Diagnstico Energtico)

Optimizao Contratual da Energia versus Perfil de Consumo (ver slides)

Sistema de Gesto de Consumos (monitorizao do consumo e desperdcios)

Solues de Melhoria e Racionalizao Energtica para Reduo de Consumos

Implementao Medidas de Efic. Energtica (ver slide Medidas Transversais)




III - Planos de Utilizao Racional da Energia

- Conceitos chave: Gesto de Recursos Energticos (controlos de energia, adquirida, consumida, matrias primas, etc.)

Gesto da Procura da Energia (consumo racional, utilizao e conservao eficientes da Energia)

Substituio da Energia

- Fases de Actuao na Gesto de Energia:

Recolha de dados relevantes Anlise dos dados

Relatrios

Aco (Interpretao e Implementao de Medidas)




IV- Optimizao tarifria ajustada ao perfil de consumo da Instalao a)

Potncia a contratar relativa ao grau de utilizao e ao n. de equipamentos a funcionar em simultneo + iluminao:

- BTN 41,4 KVA;

- BTE 41,4 KVA;

- MT = Tenso entre fases de 1KV a 45 KV; PC > 80 KVA*

- AT = Tenso entre fases 45 KV a 110 KV PC > 6 MW;

- MAT = Tenso entre fases >110 KV PC > 25 MW.

Opes Tarifrias relativas s caractersticas de consumo (tempo e forma) e perfil de consumo dirio:

- Tarifa de curtas utilizaes;

- Tarifa de mdias utilizaes;

- Tarifa de longas utilizaes.

Ciclo Horrio Tipo de utilizao horria da energia:

- Ciclo Semanal;

- Ciclo Dirio.




IV - Optimizao tarifria ajustada ao perfil de consumo da Instalao b)

Ciclo Temporal Perodo utilizado por trimestres (I e IV), (II e III):

- Horas de Inverno;

- Horas de Vero.

Energia Activa Tipo de energia utilizada de acordo com o horrio dirio:

- Energia de Vazio normal;

- Energia de Super vazio;

- Energia de Cheias;

- Energia de Pontas.

Factor de Potncia Variaes de carga provocadas na rede

- Energia Reactiva consumida fora de vazio fornecida pela rede;

- Energia Reactiva fornecida em vazio fornecida rede.

Qualidade de Energia Tipo de Qualidade de servio de acordo com

a Norma Europeia, EN NP 50160:




V - Medidas Transversais Aplicveis Indstria

Sistemas Accionados por motores Elctricos (Ex. optimizao de Motores, sistemas de Bombagem, Ventilao e Compresso).

Produo de Calor e Frio (Ex. Cogerao, Sistemas de Combusto, Combustveis Alternativos, Recuperao de Calor, Frio Industrial, Climatizao)

Iluminao (Tipologia de Iluminao, Lmpadas, Luminrias, Sistemas de Controlo de Iluminao, Integrao da Iluminao nos Sistemas de Climatizao)

Eficincia do Processo industrial e Outras ( Monitorizao e controlo, Tratamento de Efluentes, Integrao de processos ,Manuteno de equipamentos, Isolamentos Trmicos, Transportes, Formao e sensibilizao de Recursos Humanos, Reduo da energia reactiva, etc.



Algumas Reflexes Finais:

Enquadramento adequado da realidade de cada organizao/ universo

industrial nos paradigmas da Sustentabilidade e da Eficincia

Energtica.

Autodiagnstico Energtico e Avaliao interna dos diferentes perfis de

consumo e cenrios energticos.

Concepo e Explorao de Planos de Gesto e Utilizao Racional da

Energia.

Implementao de normas de boas prticas e medidas tecnolgicas de

mbito transversal ou especfico, e de actuao comportamental.

Reduo da dependncia energtica actual atravs da integrao de

meios materiais e sistemas produtivos inovadores e recurso a fontes

de energias alternativas

Operacionalizao de Sistemas Sustentveis de Gesto de Energia.

Adopo de modelos de Sistemas Certificados integrados.



MUITO OBRIGADO!

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