Eficiência energética
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Eficiência energética Consumo de energia elétrica no mundo 1991 a 2004 EUA 12000 Austrália 10000 Alemanha Japão 8000 Inglaterra 6000 Brasil África do Sul 4000 Tailândia 2000 China Bangladesh 2004 2003 2002 2001 2000 1999 1998 1997 1996 1995 1994 1993 1992 0 1991 kWh / hab 14000 800 600 400 200 Ano RESIDENCIAL PÚBLICO COMERCIAL PIB 2005 2003 2001 1999 1997 1995 1993 1991 1989 0 PIB (bilhão US$) 1000 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 1987 Consumo (TWh) Crescimento do consumo de eletricidade no Brasil versus o PIB 1987 a 2005 Edificações & Consumo de energia elétrica Grande potencial de conservação de energia Fonte: Balanço Energético Nacional BEN 2006 Edificações & Consumo de energia elétrica Grande potencial de conservação de energia Setor Residencial Participação dos eletrodomésticos no consumo de eletricidade BRASIL TV 9% Lava Roupa 0,4% Microondas 0,1% Som Ferro Geladeira 3% 3% 22% Freezer 5% Ar Condicionado 20% Chuveiro 24% Lampadas 14% Fonte: Relatório da pesquisa de Posse de Eletrodomésticos e Hábitos de Consumo (Residencial) PROCEL 2007 Setor Residencial Participação dos eletrodomésticos no consumo de eletricidade NORTE NORDESTE Lava Roupa 0,5% Lava Roupa 0,3% TV 11% Som 5% Ferro 3% Microondas 0,1% TV 9% Som Ferro 3% 3% Microondas 0,04% Geladeira 25% Geladeira 29% Freezer 4% Ar Condicionado 27% Chuveiro 9% Freezer 5% Lampadas 11% Ar Condicionado 40% Chuveiro 2% Lampadas 14% Fonte: Relatório da pesquisa de Posse de Eletrodomésticos e Hábitos de Consumo (Residencial) PROCEL 2007 Setor Residencial Participação dos eletrodomésticos no consumo de eletricidade SUL SUDESTE Lava Roupa Microondas 0,4% 0,1% Lava Roupa 1% TV 10% Ar Condicionado 11% Som Ferro 3% 3% Microondas 0,2% TV 7% Geladeira 22% Som Ferro 2% 3% Geladeira 16% Freezer 7% Freezer 5% Lampadas 8% Ar Condicionado 32% Chuveiro 26% Lampadas 19% Chuveiro 25% Fonte: Relatório da pesquisa de Posse de Eletrodomésticos e Hábitos de Consumo (Residencial) PROCEL 2007 Setor Residencial Participação dos eletrodomésticos no consumo de eletricidade CENTRO-OESTE Lava Roupa 1% TV 7% Som Ferro 3% 3% Microondas 0,1% Geladeira 24% Ar Condicionado 18% Freezer 4% Chuveiro 28% Lampadas 12% Fonte: Relatório da pesquisa de Posse de Eletrodomésticos e Hábitos de Consumo (Residencial) PROCEL 2007 17/10/2001 – Lei nº 10.295 Dispõe sobre a Política Nacional de Conservação e Uso Racional de Energia e dá outras providências. Objetiva desenvolver a eficiência Energética no país. Todos os equipamentos e edificações deverão respeitar níveis mínimos de eficiência 19/12/2001 – Decreto nº 4.059 Regulamenta a Lei no 10.295. Os níveis mínimos de eficiência energética, deverão ser estabelecidos segundo regulamentação específica; Cria o Comitê Gestor de Indicadores e Níveis de Eficiência Energética - CGIEE Definição • A Eficiência energética pode ser entendida como a obtenção de um serviço com baixo dispêndio de energia. Portanto, um edifício é mais eficiente energeticamente que outro quando proporciona as mesmas condições ambientais com menor consumo de energia. ¾ Elemento 1: o edifício deve ser eficiente: deve adotar tecnologias eficientes, que, quando operando conforme projetado, irá efetivamente reduzir o uso de energia. Ex. Impossível um edifício ser eficiente se for “pobremente” isolado em um clima frio, ou ter um chiller com baixo COP em um clima quente. ¾ Elemento 2: o edifício deve fornecer as amenidades e características apropriadas para aquele tipo de edifício. Ex. um edifício de escritório deve fornecer 40 horas/semana de níveis adequados de iluminação, condicionamento de ar, e equipamentos. ¾ Elemento 3: o edifício deve ter um baixo consumo de energia. A evidência disso é o edifício possuir uma baixa demanda de energia para aquecimento ou refrigeração comparado com outro edifício similar. αcob Ucob Carga Térmica FP Fator de Projeção Densidade de Carga Interna FS Fator Solar Upar Transmitância Térmica Absortância αpar Capacidade Térmica 1112 1 2 10 9 3 8 4 7 65 Critérios a serem adotados nos edifícios objetivando a eficiência energética ¾ Uso da vegetação como sombreamento ¾ Uso de cores claras (paredes, telhados) ¾ Emprego da ventilação cruzada sempre que possível ¾ Escolha adequada de vidros ¾ Reduzir transmitância térmica de coberturas ¾ Uso de proteções solares em aberturas ¾ Uso racional da iluminação ¾ Uso de equipamentos eficientes ¾ Indicação de uso correto da edificação ao usuário USO DE CORES CLARAS Cobertura verde_esc verde_claro branco 30 25 uma espessura de 5 cm de isolamento com pintura externa da telha na cor branca equivale a 10 cm de isolamento com pintura verde-claro Q (W/m2) 20 15 10 5 0 0 0,02 0,04 0,06 0,08 0,1 0,12 Espessura (m) Relação do fluxo de calor com a espessura de isolamento para as diferentes cores de pintura externa da telha (Urucu - Amazonas). O TIPO DE VIDRO SIMPLES ABSORVENTE REFLEXIVO vidro verde, fumê α+ρ+τ=1 películas e vidro reflexivo VIDROS COM MÚLTIPLAS CAMADAS O TIPO DE VIDRO Fator Solar: o fator solar de uma abertura pode ser entendido como a razão entre a quantidade de energia solar que atravessa a janela pelo que nela incide. Superfícies Separadoras Fator Solar VIDROS Transparente simples 3mm 6 mm Transparente Duplo 3 mm Cinza (fume) 3 mm 6 mm Verde 3 mm 6 mm Reflexivo 3 mm 0,87 0,83 0,75 0,72 0,60 0,72 0,60 0,26 – 0,37 PELÍCULAS Reflexiva Absorvente 0,25 – 0,50 0,40 – 0,50 ACRÍLICO Claro Cinza ou Bronze 0,85 0,64 POLICARBONATO Claro Cinza ou Bronze 0,85 0,64 DOMOS Claro Translúcido 0,70 0,40 FS = U.α.Rse + τ TIJOLO DE VIDRO 0,56 O TIPO DE VIDRO Vidros Low-E (baixa emissividade): vidros Low-E possuem cobrimentos especiais que reduzem a transmissão de calor através das aberturas. Os cobrimentos são muito finos, filmes quase invisíveis (óxido de metal ou semi-condutores) que são colocados diretamente sobre uma ou mais superfícies de vidro ou sobre filmes plásticos entre dois ou mais panos de vidro. O TIPO DE VIDRO Vidros Refletivos: A especificação de vidros refletivos requer estudos de suas características de desempenho e de elementos como a transmissão de luz, calor, refletividade, cor do vidro, região em que se localiza a obra e a finalidade da edificação. O desempenho fotoenergético do vidro refletivo, que filtra os raios solares através da reflexão da radiação, garante controle eficiente da intensidade de luz e de calor transmitidos para os ambientes internos. O TIPO DE VIDRO Vidro Insulado: Eficiente como isolante do fluxo de calor por condução, o vidro insulado é composto por duas ou mais chapas, separadas por câmaras de ar. O quadro de vidro é selado em todo o seu perímetro, a fim de evitar que ocorram trocas entre a atmosfera interna da câmara e a do ambiente externo. A câmara interna pode conter uma mistura de ar com nitrogênio, argônio ou outros gases. Devido à inércia térmica do ar, essa câmara constitui um elemento isolante que reduz o coeficiente de transmissão de calor, dificultando a passagem deste de um ambiente para outro. Uso Racional de Iluminação Eficiência Luminosa Uma fonte de luz ideal seria aquela que converteria toda sua potência de entrada [W] em luz [lm]. Infelizmente, qualquer fonte de luz converte parte da potência em radiação infravermelho ou ultravioleta. A habilidade da fonte de converter potência em luz é chamada de eficiência luminosa, η: LÂMPADAS • • • Lâmpadas incandescentes Baixa eficiência luminosa (5-20 lm/W) Lâmpada 60W – 730 lm > 12 lm/W • • • • • Lâmpadas fluorescentes Melhor eficiência luminosa (60-103 lm/W) Lâmpada T12 40W – 2600 lm > 65 lm/W Lâmpada T8 32W – 2350 lm > 73 lm/W (2600 lm > 81 lm/W) Lâmpada T5 28W – 2900 lm > 103 lm/W • • • Lâmpadas fluorescentes compactas Melhor eficiência luminosa (44-69 lm/W) Lâmpada 15W – 900 lm > 60 lm/W USO RACIONAL DA ILUMINAÇÃO USO DE EQUIPAMENTOS EFICIENTES Lâmpadas T5 (28W) Lâmpadas fluorescentes compactas Iluminação de Tarefa USO RACIONAL DA ILUMINAÇÃO Distribuição racional dos circuitos para acionamento independente das luminárias ¾ redução no consumo de energia ¾ manual ou automático Sistemas de controle iluminação artificial tem a função de fornecer a quantidade de iluminância somente quando esta é necessária. Tipos de sistemas de controle: ¾ sensores de ocupação ¾ sistemas com sensores fotoelétricos ¾ sistemas de programação de tempo DISTRIBUIÇÃO RACIONAL DOS CIRCUITOS Acionamento independente da fileira de luminárias mais próxima à janela SISTEMAS CARACTERÍSTICAS BÁSICAS: Fornecem a quantidade adequada de luz DE CONTROLE Minimizam o consumo de energia Permitem o acionamento independente de lâmpadas Podem ser automáticos ... • Sensor de ocupação – detector de movimento (ondas ultra-sônicas ou radiação infravermelha) – unidade de controle recebe sinal e controla a potência da luz • Sistema de controle fotoelétrico – identificam a presença de luz natural fazendo a diminuição ou até mesmo o bloqueio da luz artificial de maneira automática (dimers) • Sistema de programação de tempo – temporizadores – dimers PROJETO DE ILUMINAÇÃO EFICIENTE EXEMPLO DE REFORMA NO SISTEMA DE ILUMINAÇÃO Influência da arquitetura no desempenho luminoso de ambientes Alguns recursos arquitetônicos para explorar a luz natural LUZ NATURAL Influência da arquitetura no desempenho luminoso de ambientes Controle da radiação solar – Proteções horizontais – Brises marquises (mais conhecidas) – Prateleiras de luz – Redirecionam luz parte mais interna – Diminuem nível iluminação perto janela – Eficiência depende das dimensões, orientação solar, material, acabamento e refletância – Proteções verticais – Indicadas orientações leste e oeste Fonte: Lamberts et al, 1997. – Proteções móveis – Controle do usuário (luz e/ou ganho térmico) Congresso Espanha, Norman Foster. João Filgueiras Lima Centro de Reabilitação Infantil Sarah-Rio, Rio de Janeiro http://www.arcoweb.com.br/ Programa Brasileiro de Etiquetagem Uso de equipamentos eficientes • Programa de conservação de energia, que atua através de etiquetas informativas, com o objetivo de alertar o consumidor quanto a eficiência energética de alguns dos principais eletrodomésticos nacionais. • As tabelas apresentam todos os produtos aprovados no Programa Brasileiro de Etiquetagem (PBE) e que, portanto, estão autorizados a ostentar a Etiqueta Nacional de Conservação de Energia (ENCE). Estas tabelas são atualizadas periodicamente e representam o estágio atual em termos de consumo de energia e/ou de eficiência energética dos diversos produtos enfocados. As informações contidas nas diversas tabelas são de responsabilidade dos fabricantes e são colocadas à disposição dos usuários/consumidores como uma fonte de auxílio na escolha do melhor produto, na hora da compra, em termos de consumo elétrico e/ou eficiência energética. • http://www.inmetro.gov.br/consumidor/tabelas_New.asp Tabela CA ENCE – Etiqueta Nacional de Conservação de Energia Critérios 2006 Selo PROCEL de Economia de Energia CONDICIONADOR DE AR Data 8/11/2006 Coeficiente de eficiência energética (W/W) Categoria 1 ≤ 9.495kJ/h ≤ 9.000 BTU/h Classes Categoria 2 9.496 a 14.769 9.001 a 13.999 Categoria 3 14.770 a 21.099 14.000 a 19.999 Total de model os por classe Categoria 4 ≥ 21.100 ≥20.000 A 2,91 33 66,0% 3,02 24 60,0% 2,87 7 38,9% 2,82 1 8,3% 65 B 2,68 6 12,0% 2,78 11 27,5% 2,70 6 33,3% 2,62 6 50,0% 29 C 2,47 0 0,0% 2,56 2 5,0% 2,54 3 16,7% 2,44 0 0,0% 5 D 2,27 0 0,0% 2,35 0 0,0% 2,39 2 11,1% 2,27 2 16,7% 4 E <2,27 11 22,0% <2,35 3 7,5% <2,39 0 0,0% <2,27 3 25,0% 17 50un 40un 18u 12u n 120un n Índices Mínimos para Condicionadores de Ar BRASIL CHINA BRASIL Portaria MME-MCT-MDIC 364/2007 Os índices mínimos chineses estão parecidos com o nosso A.... Selos de Eficiência Energética • Os produtos etiquetados que apresentam o melhor desempenho energético em sua categoria poderão também receber um selo de eficiência energética. Isto significa que estes produtos foram premiados como os melhores em termos de consumo específico de energia e faz a distinção dos mesmos para o consumidor. Para os equipamentos elétricos domésticos etiquetados é concedido anualmente o Selo Procel. Para aparelhos domésticos a gás é concedido o Selo Conpet. Lições aprendidas de edifícios de Alto desempenho ¾ Proprietários fornecem a principal motivação para edifícios de baixo consumo de energia; ¾ Foram estabelecidos objetivos “agressivos” de conservação de energia (a partir de 40% acima do mínimo de norma); ¾ Muitas decisões não foram motivadas pelo custo; ¾ Aplicar as tecnologias disponíveis para o edifício atingir baixos níveis de consumo de energia, (propriamente integradas no projeto); ¾ Um método de projeto integrado do edifício como um todo é uma boa maneira de baixar o uso e o custo de energia; ¾ Os edifícios de baixo consumo de energia nem sempre operam de acordo como eles foram projetados; ¾ Monitoramento do desempenho de energia fornece valioso feedback que pode ajudar a manter o desempenho de sistemas para garantir que os objetivos de projeto sejam alcançados; Lessons Learned from Case Studies of Six High-Performance Buildings: P. Torcellini, S. Pless, M. Deru, B. Griffith, N. Long, and R. Judkoff – Technical report – June, 2006
