Exemplo de aplicação da Proposta de método simplificado para avaliação da eficiência energética Edificações residenciais
Exemplo de aplicação da Proposta de método simplificado para avaliação da eficiência energética
Edificações residenciais
MÉTODO SIMPLIFICADO
MÉTODO SIMPLIFICADO
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
MÉTODO SIMPLIFICADO – ENVOLTÓRIA
MÉTODO SIMPLIFICADO – ENVOLTÓRIA
Ambientes avaliados: todos os APPs
Pré-requisitos específicos: excluídos
Resultados:
Carga térmica para refrigeração Carga térmica para aquecimento
Percentual de horas ocupadas em conforto térmico quando ventilada naturalmente
Redes neurais
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
EDIFICAÇÃO EXEMPLO
Características das aberturas
SALA DORM. 1 DORM. 2
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
MÉTODO SIMPLIFICADO MÉTODO PRESCRITIVO – ENVOLTÓRIA – EDIFICAÇÃO EXEMPLO
EDIFICAÇÃO EXEMPLO
Propriedades térmicas das paredes
SALA DORM. 1 DORM. 2
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
Capacidade térmica (CT) 161 kJ/m²K 161 kJ/m²K 161 kJ/m²K
MÉTODO SIMPLIFICADO MÉTODO PRESCRITIVO – ENVOLTÓRIA – EDIFICAÇÃO EXEMPLO
EDIFICAÇÃO EXEMPLO
Paredes externas
Paredes internas
SALA DORM. 1 DORM. 2
Capacidade térmica (CT) 185 kJ/m²K 185 kJ/m²K 185 kJ/m²K
Transmitância térmica (U) 1,79 W/m²K 1,79 W/m²K 1,79 W/m²K
Absortância (α) 0,35 0,35 0,35
Propriedades térmicas da cobertura
MÉTODO SIMPLIFICADO MÉTODO PRESCRITIVO – ENVOLTÓRIA – EDIFICAÇÃO EXEMPLO
EDIFICAÇÃO EXEMPLO
Condição da cobertura
Voltada para o exterior.
Dorm. 2
Dorm. 1
Sala
Cozinha
BWC
MÉTODO PRESCRITIVO – ENVOLTÓRIA – EDIFICAÇÃO EXEMPLO
EDIFICAÇÃO EXEMPLO – Referência classe C
Mesmas áreas
Mesmo pé-direito
Mesma localização
Mesma orientação
Propriedades térmicas diferentes – NBR 15.575 classe C
MÉTODO PRESCRITIVO – ENVOLTÓRIA – EDIFICAÇÃO EXEMPLO
EDIFICAÇÃO EXEMPLO – Referência classe C
Características das aberturas
SALA DORM. 1 DORM. 2
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
MÉTODO PRESCRITIVO – ENVOLTÓRIA – EDIFICAÇÃO EXEMPLO
EDIFICAÇÃO EXEMPLO – Referência classe C
Propriedades térmicas das paredes
SALA DORM. 1 DORM. 2
Capacidade térmica (CT) 158 kJ/m²K 158 kJ/m²K 158 kJ/m²K
Transmitância térmica (U) 3,65 W/m²K 3,65 W/m²K 3,65 W/m²K
Absortância (α) 0,60 0,60 0,60
Capacidade térmica (CT) 158 kJ/m²K 158 kJ/m²K 158 kJ/m²K
Paredes externas
Paredes internas
MÉTODO PRESCRITIVO – ENVOLTÓRIA – EDIFICAÇÃO EXEMPLO
EDIFICAÇÃO EXEMPLO – Referência classe C
SALA DORM. 1 DORM. 2
Capacidade térmica (CT) 22,87 kJ/m²K 22,87 kJ/m²K 22,87 kJ/m²K
Transmitância térmica (U) 2,29 W/m²K 2,29 W/m²K 2,29 W/m²K
Absortância (α) 0,60 0,60 0,60
Propriedades térmicas da cobertura
Condição da cobertura
Voltada para o exterior.
MÉTODO PRESCRITIVO – ENVOLTÓRIA – EDIFICAÇÃO EXEMPLO
EDIFICAÇÃO EXEMPLO
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/ano 205,70 kWh/ano 3233,02 kWh/ano 125,83 kWh/ano
Dorm. 1 150,54 kWh/ano 565,04 kWh/ano 294,63 kWh/ano 565,78 kWh/ano
Dorm. 2 79,63 kWh/ano 469,77 kWh/ano 323,47 kWh/ano 495,04 kWh/ano
TOTAL 1363,18 kWh/ano 1240,51 kWh/ano 3851,12 kWh/ano 1186,64 kWh/ano
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.
MÉTODO PRESCRITIVO – ENVOLTÓRIA – EDIFICAÇÃO EXEMPLO
EDIFICAÇÃO EXEMPLO
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/ano 63,49 kWh/ano 997,85 kWh/ano 38,83 kWh/ano
Dorm. 1 46,46 kWh/ano 174,40 kWh/ano 90,94 kWh/ano 174,62 kWh/ano
Dorm. 2 24,58 kWh/ano 144,99 kWh/ano 99,84 kWh/ano 152,79 kWh/ano
TOTAL 420,73 kWh/ano 382,87 kWh/ano 1188,62 kWh/ano 366,25 kWh/ano
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.
𝐶𝑅 = 𝐶𝑔𝑇𝑅𝐶𝑂𝑃𝑅
𝐶𝐴 = 𝐶𝑔𝑇𝐴𝐶𝑂𝑃𝐴
Carga térmica
Eficiência do sistema (3,24)
Consumo para aquecimento
ou
Consumo para refrigeração
MÉTODO PRESCRITIVO – ENVOLTÓRIA – EDIFICAÇÃO EXEMPLO
EDIFICAÇÃO EXEMPLO
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%
Características reais Referência classe C
Média ponderada pela área útil
*neste exemplo os resultados foram extraídos de uma rede em teste. Pode haver divergência entre estes resultados e os resultados da rede final.
MÉTODO PRESCRITIVO – ENVOLTÓRIA – EDIFICAÇÃO EXEMPLO
EDIFICAÇÃO EXEMPLO
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
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 DE REFERÊNCIA
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
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%*
Condição de referência
*percentuais de economia em definição
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
CONDIÇÃO DE REFERÊNCIA
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
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
MÉTODO SIMPLIFICADO
MÉTODO SIMPLIFICADO
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
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
MÉTODO SIMPLIFICADO
MÉTODO SIMPLIFICADO
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
MÉTODO SIMPLIFICADO
EXEMPLO DO CÁLCULO FINAL
Condição real Condição de referência – classe C
CEE = 420,73 + 382,87 + 1021,32 - 1000 CEE = 824,93 kWh/ano
*neste exemplo os resultados foram extraídos de uma rede em teste. Pode haver divergência entre estes resultados e os resultados da rede final.
CEE = CR + CA + CEQ + CAA - GEE CET = CAA
Consumo para refrigeração
Consumo para aquecimento
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
MÉTODO SIMPLIFICADO
EXEMPLO DO CÁLCULO FINAL
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]
Consumo de energia elétrica
CEP = CEE*fcE + CET*fcT
Consumo de energia
térmica Coeficientes de conversão para energia primária
Condição real Condição de referência – classe C
MÉTODO SIMPLIFICADO
EXEMPLO DO CÁLCULO FINAL
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%*
Condição de referência
*percentuais de economia em definição
10%*
Edificação real 5718,65 kWh
classe A
ENERGIA PRIMÁRIA
MÉTODO SIMPLIFICADO – INFORMATIVOS
PERCENTUA DE HORAS OCUPADAS EM CONFORTO térmico quando ventilado naturalmente
78,39%
térmico quando ventilado naturalmente
MÉTODO SIMPLIFICADO – INFORMATIVOS
AVALIAÇÕES PARCIAIS DE CONSUMO
Consumo de energia elétrica
Aquecimento
Refrigeração
Aquecimento de água
Consumo de energia elétrica
Consumo de energia elétrica Ou consumo de energia térmica
Consumo em energia primária
Consumo em energia primária
Consumo em energia primária
&
&
&
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)
MÉTODO SIMPLIFICADO – INFORMATIVOS
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]
Aquecimento de água
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
MÉTODO SIMPLIFICADO – INFORMATIVOS
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]
Aquecimento de água
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)
MÉTODO SIMPLIFICADO – INFORMATIVOS
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