Modelação dos Consumos Energéticos no
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Modelação dos Consumos Energéticos no Pavilhão de Civil do IST e Definição de Medidas de Racionalização dos Consumos Energéticos João Miguel de Almeida Nunes Patrício Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Mecânica Júri Presidente: Prof. Mário Manuel Gonçalves da Costa Orientador: Prof. Paulo Manuel Cadete Ferrão Coorientador: Engenheiro Mário Miguel Franco Marques de Matos Vogal: João Luís Toste de Azevedo Maio de 2013 Índice Resumo ..............................................................................................................................................9 Abstract ..............................................................................................................................................9 1. Introdução..................................................................................................................................... 10 1.1 Contexto e Motivação ............................................................................................................. 10 1.2 Legislação .............................................................................................................................. 12 2. Metodologia .................................................................................................................................. 15 2.1 Introdução .............................................................................................................................. 15 2.2 Recolha Prévia de Informação sobre o Edifício ....................................................................... 15 2.3 Levantamento de Espaços ...................................................................................................... 16 2.4 Levantamento Energético ....................................................................................................... 16 2.4.1 Introdução ....................................................................................................................... 16 2.4.2 Inquéritos......................................................................................................................... 16 2.4.3 Espaços Comuns............................................................................................................. 17 2.4.4 Salas de Aulas................................................................................................................. 17 2.4.5 Gabinetes, Secretariados e Salas de Bolseiros ................................................................ 17 2.4.6 Laboratórios .................................................................................................................... 18 2.4.7 Espaços do Centro de Congressos .................................................................................. 18 2.4.8 Medições Durante o Levantamento Energético ................................................................ 18 2.4.9 Climatização .................................................................................................................... 19 2.4.10 Gás Natural ................................................................................................................... 20 2.4.11 Desagregação dos Consumos de Energia com Base no Levantamento Energético........ 20 2.5 Medições nos Quadros Elétricos do Edifício ............................................................................ 20 2.5.1 Elaboração do Diagrama de Distribuição da Rede Elétrica no Edifício .............................. 20 2.5.2 Equipamentos Utilizados.................................................................................................. 21 2.5.3 Medições nos Quadros Elétricos não Associados à Climatização..................................... 23 2.5.4 Medições nos Quadros Elétricos e Equipamentos Associados à Climatização ................. 23 2.6 Construção do Modelo de Consumo Energético...................................................................... 25 2.6.1 Análise das Medições ...................................................................................................... 25 2 2.6.2 Desagregação dos Consumos Energéticos em cada Medição ......................................... 25 2.6.3 Extrapolação para o Modelo de Consumo Anual .............................................................. 26 2.7 Avaliação do Potencial de Economia ...................................................................................... 28 3. Descrição do Edifício .................................................................................................................... 29 3.1 Dados Gerais.......................................................................................................................... 29 3.2 Envolvente.............................................................................................................................. 30 3.3 Divisão dos Espaços ............................................................................................................... 31 3.4 Áreas Construídas .................................................................................................................. 33 3.5 Sistemas Energéticos ............................................................................................................. 33 3.5.1 Iluminação ....................................................................................................................... 33 3.5.2 Sistema de Climatização.................................................................................................. 34 3.6 Rede Elétrica .......................................................................................................................... 39 3.7 Rede de Distribuição de Água ................................................................................................. 40 3.8 Central de Ar Comprimido....................................................................................................... 41 3.9 Meios de Movimentação de Cargas ........................................................................................ 41 3.10 Equipamentos de Laboratório de Grande Porte..................................................................... 41 3.11 Elevadores............................................................................................................................ 41 4. Resultados da Auditoria Energética............................................................................................... 42 4.1 Consumo Anual de todas as Formas de Energia no Pavilhão de Civil do IST .......................... 42 4.2 Desagregação do Consumo Anual de Eletricidade no Edifício ................................................. 43 4.3 Desagregação do Consumo Anual de Gás Natural no Edifício ................................................ 46 4.3 Custos e Emissões de CO2 associados ao Consumo de Energia no Edifício ........................... 46 4.4 Desagregação do Consumo Anual de Eletricidade nos Regimes Considerados ...................... 47 4.4.1 Consumos Elétricos Não Associados à Climatização ou Concessões .............................. 47 4.4.2 Consumos Elétricos Associados à Climatização .............................................................. 47 4.5 Desagregação do Consumo de Eletricidade Associado à Climatização, por Tipo de Equipamento ................................................................................................................................ 48 4.6 Consumo Específico de Energia ............................................................................................. 51 5. Potencial de Economia.................................................................................................................. 52 3 5.1 Introdução .............................................................................................................................. 52 5.2 Estratégias de Controlo para Redução dos Consumos de Energia .......................................... 52 5.2.1 Consumos Associados ao Sistema de Climatização ........................................................ 52 5.2.2 Consumos Associados aos Gabinetes, Secretariados e Salas de Bolseiros ..................... 56 5.2.3 Consumos Associados à Iluminação ................................................................................ 58 5.2.4 Redução de Custos e Consumo Específico de Energia .................................................... 60 5.3 Alterações Propostas para a Parcela de Iluminação ................................................................ 60 5.4 Alterações Propostas para o Sistema de Climatização Atual do Edifício .................................. 62 5.4.1 Introdução ....................................................................................................................... 62 5.4.2 Supressão do Circuito de Condensação .......................................................................... 62 5.4.3 Substituição das UTAs e Unidades Terminais de Expansão Direta .................................. 63 5.4.4 Substituição das Eletrobombas e Circuladores................................................................. 65 5.4.5 Redução de Custos e Consumo Específico...................................................................... 67 5.5 Substituição do Sistema de Climatização Atual por um Sistema Assistido por Energia Solar ... 68 5.5.1 Introdução ....................................................................................................................... 68 5.5.2 Descrição do Sistema Proposto ....................................................................................... 69 5.5.3 Investimento Requerido e Poupança Anual ...................................................................... 74 5.6 Síntese de Estudos Existentes Relativos à Envolvente do Edifício .......................................... 76 5.7 Análise Conjunta de todas as Medidas Propostas ................................................................... 77 5.8 Análise Financeira de Investimentos Economicamente Viáveis ............................................... 77 6. Recomendações ........................................................................................................................... 79 7. Gestão de Energia ........................................................................................................................ 80 8. Conclusões ................................................................................................................................... 82 9. Referências Bibliográficas ............................................................................................................. 84 Anexos ............................................................................................................................................. 86 Anexo 1 – Potências medidas com Analisadores de Tomada ............................................................ 87 Anexo 2 – Listagem de Medições...................................................................................................... 89 A.2.1 – Medições com Analisadores de Energia Não Associadas à Climatização .......................... 89 A.2.2 – Medições com Pinça Multimétrica Não Associadas à Climatização ................................... 92 4 A.2.3 – Medições com Analisadores de Energia Associadas à Climatização ................................. 93 A.2.4 – Medições com Pinça Multimétrica Associadas à Climatização........................................... 94 Anexo 3 – Consumos Diários de Referência ..................................................................................... 95 A.3.1 – Regimes Considerados..................................................................................................... 95 A.3.2 – Consumos Diários de Referência Não Associados à Climatização .................................... 97 A.3.3 – Consumos Diários de Referência Associados à Climatização ......................................... 102 Índice de Gráficos Gráfico 1 - Consumos Anuais do Pavilhão de Civil de 2008 a 2012 em kWh ..................................... 10 Gráfico 2 - Consumos Anuais do Pavilhão de Civil de 2008 a 2012 em tep........................................ 11 Gráfico 3 - Parcela do Consumo do Pavilhão de Civil Face a Outros Edifícios no Campus em 2012.. 11 Gráfico 4 - Desagregação do Consumo Anual de Eletricidade por Tipo de Equipamento ................... 43 Gráfico 5 - Desagregação do Consumo Anual de Eletricidade por Tipo de Espaço ............................ 43 Gráfico 6 - Desagregação do Consumo Elétrico Anual, Não Associado a Climatização ou Concessões, nos Regimes Considerados ......................................................................................... 47 Gráfico 7 – Desagregação do Consumo Anual Associado à Climatização nos Regimes Considerados ......................................................................................................................................................... 47 Gráfico 8 - Desagregação do Consumo Anual do AVAC por Tipo de Equipamentos .......................... 48 Gráfico 9 - Desagregação do Consumo Associado ao AVAC em Regime de Arrefecimento .............. 49 Gráfico 10 - Desagregação do Consumo Associado ao AVAC em Regime de Aquecimento.............. 49 Gráfico 11 - Desagregação do Consumo Associado ao AVAC no Período Entre Estações ................ 50 Gráfico 12 - Potências Observadas na Medição do QGAC1 em Julho de 2012 ................................. 53 Gráfico 13 - Potências Observadas na Medição do QGAC2 em Novembro de 2012 .......................... 53 Gráfico 14 - Potências Observadas na Medição do QGAC1 em Janeiro de 2013 .............................. 54 Gráfico 15 - Potências Observadas na Medição da Climatização do LTI em Julho de 2012 ............... 54 Gráfico 16 - Potências Observadas na Medição da Climatização do LTI em Janeiro de 2013 ............ 55 Gráfico 17 - Potências Observadas na Medição do Q.D.3.2 em Maio de 2012 .................................. 57 Gráfico 18 - Potências Observadas na Medição do Q.D.3.2 em Janeiro de 2013............................... 57 5 Gráfico 19 - Variação da Capacidade de Refrigeração do Chiller de Adsorção com a Variação da Temperatura de Entrada da Água Quente ......................................................................................... 70 Gráfico 20 - Curvas Características de Coletores Solares Térmicos .................................................. 72 Gráfico 21 - Investimento Associado a Valores de Poupança na Iluminação com PRS fixo................ 78 Gráfico 22 - Investimento Associado a Valores de Poupança no AVAC com PRS fixo ....................... 78 Índice de Tabelas Tabela 1 - Evolução do consumo anual do Pavilháo de Civil face ao restante Campus do IST .......... 11 Tabela 2 - Dados da Envolvente do Edifício, Paredes e Cobertura .................................................... 30 Tabela 3 - Dados da Envolvente do Edifício, Vãos Envidraçados ...................................................... 30 Tabela 4 - Áreas de Pavimento Construídas ..................................................................................... 33 Tabela 5 - Consumo Anual de Todas as Formas de Energia Não Associados à Climatização ........... 42 Tabela 6 - Consumo Anual de Todas as Formas de Energia Associados à Climatização................... 42 Tabela 7 - Consumos Anuais de Eletricidade Indicados pelas Leituras dos Contadores em 2012 ...... 44 Tabela 8 – Parcelas Anuais do Consumo Elétrico Associadas à Climatização, Concessões e Restantes, Contagens e Modelo ....................................................................................................... 44 Tabela 9 – Consumo Elétrico Associado à Climatização Primeiro Trimestre Contagens e Modelo ..... 45 Tabela 10 - Consumo Gás Natural no Bar e Restaurante em 2012.................................................... 46 Tabela 11 - Custos Associados ao Consumo Global de Energia do Pavilhão de Civil ........................ 46 Tabela 12 - Consumo Anual Associado à Climatização nos Regimes Considerados ......................... 48 Tabela 13 - Desagregação do Consumos Associado ao AVAC dentro de cada regime...................... 50 Tabela 14 - Valor de Referência para o Consumo Específico de Energia Elétrica no Edifício............. 51 Tabela 15 - Poupança Anual de Energia Expectável com Redução de Consumos Associados à Climatização nos Regimes Noturno e de Fim-de-Semana ................................................................. 56 Tabela 16 - Poupança Anual de Energia Estimada nos Espaços de Gabinetes ................................. 58 Tabela 17 - Valores de Iluminação Medidos em Zonas Comuns do Edifício....................................... 59 Tabela 18 - Poupanças Anuais com Estratégias de Controlo ao Nível da Iluminação ........................ 59 Tabela 19 - Poupanças Anuais com a Implementação de Estratégias de Controlo em todas as Parcelas Consideradas ..................................................................................................................... 60 6 Tabela 20 - Poupança Anual com Substituição das Lâmpadas T8 nos Corredores ............................ 61 Tabela 22 - Investimento e Poupança Anual Associada à Substituição das UTAs ............................. 63 Tabela 23 - Investimento e Poupança Anual Associada à Substituição das Bombas de Calor por Ventiloconvetores ............................................................................................................................. 65 Tabela 24 - Classes de Eficiência das Eletrobombas e Circuladores Existentes e Poupança Anual Expectável ........................................................................................................................................ 67 Tabela 25 - Investimento e Poupança Anual com Alteração do AVAC Existente ................................ 67 Tabela 26 - Dados Climáticos e Rendimento dos Coletores .............................................................. 72 Tabela 27 - Frações Solares nas Necessidades de Climatização com 400 coletores ......................... 73 Tabela 28 - Frações Solares nas Necessidades de Climatização com 670 coletores ......................... 74 Tabela 29 - Poupança Anual e Investimento Requerido pelo Sistema de Coletores Solares .............. 75 Tabela 30 - Investimento e Poupança Anual Total do Sistema AVAC Solar ....................................... 76 Tabela 31 - Poupança Anual Global com Implementação de Todas as Medidas Apresentadas ......... 77 Tabela 32 - Recomendações para a Promoção da Eficiência Energética no Edifício ......................... 79 Tabela 33 - Matriz de Gestão da Energia .......................................................................................... 81 Índice de Figuras Figura 1 - Analisador de Tomada ―Energy Logger 4000‖ ................................................................... 19 Figura 3 – Circutor CIRe3 3 E-Flex 54 CM ........................................................................................ 21 Figura 2 - Esquema Geral de Distribuição da Rede Elétrica .............................................................. 21 Figura 5 - Pinça Multimétrica Modelo F205 da Chauvin Arnaux ......................................................... 22 Figura 4 - Analisador de Corrente Elétrica da Chauvin Arnaux ML-900.............................................. 22 Figura 6 - Medições de Quadros e Circuitos não Associados à Climatização..................................... 23 Figura 7 - Medições de Quadros e Circuitos Associados à Climatização ........................................... 24 Figura 8 - Modelo de Consumo Anual de Cada Parcela .................................................................... 27 Figura 9 - Fachada Sul do Pavilhão de Civil do IST ........................................................................... 29 Figura 10 - Fachada Nascente do Pavilhão de Civil do IST ............................................................... 29 Figura 11 - Átrio Interior do Pavilhão com Vista da Torre Central ....................................................... 31 Figura 12 - Sistema de Distribuição do AVAC em Regime de Aquecimento ....................................... 35 7 Figura 13 - Permutador de Placas Nº4 do Circuito de Água Quente .................................................. 36 Figura 14 - Sistema de Distribuição do AVAC em Regime de Arrefecimento ..................................... 37 Figura 15 - Eletrobombas na Central Térmica do Piso 03 .................................................................. 38 Figura 16 - Distribuição da Rede Elétrica no Pavilháo de Civil do IST ................................................ 39 Figura 17 - Configuração das Lâmpadas Retrofit T5 propostas [14] ................................................... 61 Figura 18 - Sistema de Distribuição AVAC com Supressão do Circuito de Condensação .................. 62 Figura 19 - Esquema do Ciclo de Adsorção....................................................................................... 68 Figura 20 – Esquema Geral do Sistema AVAC Assistido por Energia Solar Proposto ........................ 69 Listagem de Acrónimos AVAC – Aquecimento, Ventilação e Ar Condicionado HVAC – Heating, Ventilating and Air Conditioning PRE - Plano de Racionalização do Consumo de Energia RSECE - Regulamento dos Sistemas Energéticos de Climatização em Edifícios RCCTE - Regulamento das Características de Comportamento Térmico dos Edifícios IEE – Indicador de Eficiência Energética IST – Instituto Superior Técnico GOP – Gabinete Organização Pedagógica LTI – Laboratório de Tecnologias de Informação LERM – Laboratório de Estruturas e Resistência dos Materiais UTA – Unidade de Tratamento de Ar UTAN - Unidade de Tratamento de Ar Novo VAC – Volume Ar Constante VRV – Volume Refrigerante Variável LOR – Light Output Ratio 8 Agradecimentos Um agradecimento especial a todos os que de alguma forma contribuíram em todas as fases deste projeto nomeadamente, Eng. Mário de Matos, Prof. Paulo Ferrão, Eng. Onésimo Silva, Tiago Vilhena e Miguel Correia. Um abraço especial para todos os funcionários do edifício pela sua disponibilidade sempre que necessária. Resumo O trabalho que se segue teve como principal objetivo a desagregação dos consumos energéticos no Pavilhão de Civil do Instituto Superior Técnico no Campus da Alameda. Os resultados foram obtidos através de medições da energia consumida nos quadros elétricos do edifício, utilizando analisadores de energia elétrica apropriados para a tarefa. O consumo de gás natural foi determinado com base nas leituras dos contadores existentes. A análise destes resultados permitiu desagregar o consumo de energia do edifício nas suas diversas parcelas e estabelecer algumas medidas de poupança com base apenas na eliminação de alguns consumos desnecessários, nomeadamente no regime noturno. Foram igualmente propostas algumas alterações aos sistemas instalados, principalmente na climatização, com base num estudo prévio que procurou determinar a poupança anual no consumo de energia e uma estimativa para os investimentos necessários. Palavras-Chave: Consumo Energético, Auditoria Energética, Desagregação, Potencial de Economia Abstract The main objective of the following paper was the disaggregation of the energy consumption in Pavilhão de Civil from Instituto Superior Técnico in Alameda Campus. The results were obtained through measurements of the energy consumed in the switchboards in the building, using power analyzers appropriated for the task. The Natural Gas consumption was determined based on the existing meter readings. The analysis of these results allowed the disaggregation of the building’s energy consumption in its many plots and the setting of some saving measures based only in the elimination of unnecessary consumption, mainly in night regime. Some changes in the installed systems were also proposed, mainly in HVAC, based in a preliminary study that tried to determine the annual energy saving and an estimate for the investments required. Keywords: Energy Consumption, Energy Audit, Disaggregation, Savings Potential 9 1. Introdução 1.1 Contexto e Motivação O conceito de eficiência energética está na ordem do dia. Os esforços para reduzir o consumo de energia em todas as suas formas são hoje em dia transversais a todos os setores. As estratégias para reduzir o consumo de energia têm como base uma auditoria energética, a qual origina um documento onde são caracterizados detalhadamente todos os equipamentos consumidores intensivos de energia, de forma a determinar um modelo anual do consumo de energia e elaborar um Plano de Racionalização do Consumo de Energia (PRE). Este trabalho surge associado ao Projeto Campus Sustentável do Instituto Superior Técnico, o qual decorre no âmbito da Iniciativa em Energia, supervisionada pelo Engenheiro Mário de Matos, coorientador deste trabalho. Um grupo de trabalho foi composto para promover a realização de auditorias energéticas em todos os edifícios do Instituto Superior Técnico, com o objetivo de implementar medidas que reduzam o consumo de energia em todas as instalações. O trabalho que aqui se apresenta surge, naturalmente, como um contributo para a melhoria dos resultados desse projeto. O Pavilhão de Civil constitui uma parcela significativa do consumo total de energia do Instituto Superior Técnico. Uma análise ao registo das leituras dos contadores dos edifícios do campus da Alameda, permitiu concluir que o edifício possui o maior consumo de energia de todo o Campus. Nos gráficos seguintes é quantificado o consumo de todas as formas de energia no edifício desde 2008 e apresenta-se a primeira desagregação, a parcela do Pavilhão de Civil face ao restante campus e a outros edifícios com consumos igualmente elevados. Os resultados são apresentados em kWh e tep (tonelada equivalente petróleo). kWh 3.000.000 2.500.000 2.000.000 1.500.000 1.000.000 500.000 0 2008 2009 2010 2011 2012 Gráfico 1 - Consumos Anuais do Pavilhão de Civil de 2008 a 2012 em kWh 10 tep 776 747 730 800 731 644 600 400 200 0 2008 2009 2010 2011 2012 Gráfico 2 - Consumos Anuais do Pavilhão de Civil de 2008 a 2012 em tep Consumo de Energia no Campus Alameda do IST Consumo de Energia no Pavilhão de Civil kWh tep kWh tep % 2008 14 082 497 4 084 2 517 468 730 18% 2009 13 985 056 4 056 2 574 402 747 18% 2010 14 088 667 4 086 2 676 499 776 19% 2011 13 439 821 3 898 2 521 763 731 19% 2012 12 496 985 3 624 2 221 349 644 18% Tabela 1 - Evolução do consumo anual do Pavilháo de Civil face ao restante Campus do IST Consumo IST - 2012 Civil Central Torre Norte 17% 45% 11% 6% 7% 14% Torre Sul Complexo Interdisciplinar Restante IST Gráfico 3 - Parcela do Consumo do Pavilhão de Civil Face a Outros Edifícios no Campus em 2012 11 O edifício possui algumas áreas onde é possível a implementação de medidas de racionalização do consumo de energia. A envolvente do edifício não funciona eficientemente como um sistema passivo de climatização, existe uma central de produção de frio e calor eficiente, mas a maior parte das unidades terminais possuem ciclo frigorífico próprio, aumentando desnecessariamente o consumo de energia associado à climatização e a potência instalada em equipamentos de iluminação é desajustada relativamente às necessidades do edifício. Nos últimos anos existiram estudos relativamente à eficiência energética do edifício, nomeadamente simulações dinâmicas para prever as necessidades térmicas e energéticas ao longo do ano. No âmbito deste trabalho foram consultados alguns destes estudos de forma a perceber as medidas de racionalização já abordadas e as metodologias utilizadas, nomeadamente, um estudo da eficiência energética do edifício recorrendo a uma simulação dinâmica multizona utilizando o software TRACE [1] e um estudo para a reabilitação do sistema AVAC com algumas propostas visando a substituição das unidades terminais [2]. O que até à data nunca tinha sido realizado no edifício era a desagregação dos consumos energéticos com base em medições de energia elétrica nos quadros elétricos, utilizando analisadores apropriados para o efeito. Os resultados deste trabalho refletem o consumo real do edifício nas suas diversas parcelas, podendo por exemplo ser utilizados para ajustar as simulações dinâmicas existentes, de forma a prever com maior exatidão as necessidades energéticas do edifício. Todos estes factos contribuíram para que, dada a oportunidade, se tivesse avançado para a execução desta auditoria energética no Pavilhão de Civil, no âmbito da Dissertação de Mestrado para a obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Mecânica. 1.2 Legislação O edifício está sujeito ao regime previsto pelos Decretos-Leis nos 78/2006 (Sistema Nacional de Certificação Energética e da Qualidade do Ar Interior nos Edifícios (SCE)), 79/2006 (Regulamento dos Sistemas Energéticos de Climatização em Edifícios (RSECE)) e 80/2006 (Regulamento das Características de Comportamento Térmico dos Edifícios (RCCTE)) de 4 de Abril. O Decreto-Lei nº 79/2006 (RSECE) [3] define limites para o consumo global específico de edifícios com determinada tipologia e características, na forma do Indicador de Eficiência Energética 2 (IEE) medido em kgep/m .ano (kgep – quilograma petróleo equivalente). Todos os grandes edifícios de serviços existentes com área útil superior a 1000 m 2 estão sujeitos a este regime. O valor limite definido para todos os estabelecimentos de ensino é de 15 kgep/m 2.ano, com Aquecimento e 12 Arrefecimento, tanto para edifícios novos como existentes, mas existe um valor alternativo para estabelecimentos de ensino superior, 1,5 kgep/aluno nos edifícios existentes. Caso o consumo nominal específico do edifício ultrapasse o máximo imposto, o proprietário do edifício deve submeter um plano de racionalização energética (PRE) no prazo de 3 meses após a conclusão da auditoria energética. O PRE destina-se a reduzir o consumo energético do edifício para valores conformes com os limites permitidos. São de execução obrigatória as medidas que apresentem viabilidade económica aceitável, definida pelo Período de Retorno Simples (PRS). Todas as medidas com um PRS igual ou inferior a 8 anos são de execução obrigatória, ficando o proprietário do edifício sujeito a coima anual caso tal não se verifique. [3] Relativamente a auditorias energéticas, o decreto estipula uma periodicidade de 6 anos entre auditorias para determinar os consumos globais específicos do edifício. O decreto determina igualmente requisitos para a qualidade do ar interior (QAI), caudais mínimos de ar novo de acordo com a tipologia do edifício, limites para as potências nominais e térmicas de novos sistemas de climatização a instalar e outras especialidades. A periodicidade das auditorias de QAI é de 2 anos para todos os estabelecimentos de ensino. [3] Foi consultado o Despacho nº 17449/2008 [4], o qual descreve pormenorizadamente as tarefas a incluir numa auditoria energética. No caso do Pavilhão de Civil foram realizados os seguintes pontos: Quantificar os consumos energéticos (por instalação global e principais secções e ou equipamentos) Efetuar uma inspeção visual dos equipamentos e ou sistemas consumidores de energia, complementada pelas medições necessárias; Esclarecer como é transformada a energia e quais os seus custos; Efetuar um levantamento e caracterização detalhados dos principais equipamentos consumidores de energia, sobretudo com maior peso em termos de potência instalada, quer elétrica, quer térmica; Obter diagramas de carga (DDC) elétricos dos sistemas considerados grandes consumidores de eletricidade; Determinar consumos específicos de energia durante o período de realização da auditoria, para posterior comparação com os valores médios mensais e anuais e deteção de eventuais variações sazonais; 13 Identificar e quantificar as possíveis áreas onde as economias de energia são viáveis, como resultado das situações encontradas/anomalias detetadas e medições efetuadas; Definir intervenções com viabilidade técnico-económica, conducentes ao aumento da eficiência energética e ou à redução da fatura energética; Definir as linhas orientadoras para a implementação ou melhoria de um esquema operacional de Gestão de Energia [4]. 14 2. Metodologia 2.1 Introdução O trabalho foi conduzido de acordo com as boas práticas de uma auditoria energética. O objetivo era obter uma modelação dos consumos energéticos do edifício ao longo do ano e, com base nos resultados obtidos, propor medidas para reduzir o consumo de energia no edifício. Procurou-se avaliar a poupança anual com base nos resultados da desagregação e ter uma noção dos valores envolvidos nos investimentos necessários, para todas as medidas propostas. Relativamente a medidas de racionalização, o objetivo das auditorias energéticas é maioritariamente encontrar soluções que passem por uma alteração dos comportamentos dos utilizadores do edifício, medidas que normalmente não acarretam custos. Propostas para a alteração ou substituição de sistemas existentes são igualmente da competência do auditor energético, mas estas medidas servem fundamentalmente para despertar o interesse num estudo técnico e detalhado da solução proposta. De salientar a dificuldade na obtenção de informações relativas ao edifício. Não aparenta existir uma gestão centralizada dos dados sobre o edifício. A informação está dispersa por vários gabinetes e muitas vezes é incompleta. Normalmente não compete ao auditor energético a elaboração de plantas e diagramas de especialidades sobre o edifício, mas neste caso foi necessária a atualização de plantas do edifício e telas do sistema AVAC, assim como a elaboração integral do diagrama de distribuição da rede elétrica no edifício. 2.2 Recolha Prévia de Informação sobre o Edifício Numa primeira fase procurou-se obter informação sobre o historial de consumo de energia do edifício, através dos registos das leituras nos contadores, disponibilizadas pelo Núcleo de Manutenção do IST. O núcleo forneceu igualmente um documento relativo à divisão dos espaços no edifício incluindo a respetiva área, plantas de todos os pisos e as telas do sistema AVAC do edifício. A informação obtida, embora algo desatualizada, serviu como base para o início do trabalho de levantamento. Procurou-se posteriormente junto do Núcleo de Arquivo do IST, informação adicional eventualmente existente sobre os diagramas e plantas das especialidades, mas todos os dados encontrados revelaram estar incompletos ou desatualizados. 15 2.3 Levantamento de Espaços Após a recolha de todos os dados possíveis de obter, partiu-se para a caracterização do edifício, começando pelo levantamento dos espaços. A informação recolhida junto do Núcleo de Manutenção serviu de base ao levantamento, mas alguma da informação revelou ser inconsistente quando se iniciou o trabalho de inspeção no edifício. Foram consultadas algumas das plantas originais do edifício para confirmar algumas áreas que suscitaram dúvidas, sendo que, em alguns espaços específicos, foram levadas a cabo medições para apurar com maior rigor a área útil correspondente. A divisão de alguns espaços no terceiro piso do edifício tinha sido alterada desde a última atualização das plantas, assim como a designação de alguns dos compartimentos no piso, o que motivou a atualização das plantas e desagregação dos espaços no edifício. As plantas atualizadas e o documento produzido no âmbito deste trabalho com desagregação dos espaços incluindo a indicação da área útil [5], foram colocadas à disposição de toda a equipa do Projeto Campus Sustentável do IST, assim como todos os outros documentos produzidos no âmbito deste trabalho. 2.4 Levantamento Energético 2.4.1 Introdução O início do levantamento energético coincidiu com o início das inúmeras visitas ao edifício. Procurou-se quantificar e caracterizar todos os equipamentos consumidores de energia existentes no edifício, a sua utilização e os horários estabelecidos pela gestão do edifício no que diz respeito a sistemas comuns. Assim, no período entre o início de Fevereiro e o fim de Março de 2012, foram realizadas visitas a todos os espaços individuais do edifício e inquiridos todos os utilizadores dos espaços (não comuns), que se encontravam presentes na data das visitas (80% do número total de utilizadores com ocupação permanente). 2.4.2 Inquéritos Optou-se por um modelo de inquérito informal, oral aquando da visita aos espaços, com o objetivo de quantificar e perceber a utilização dos diferentes tipos de equipamentos presentes nos espaços. Os inquiridos foram questionados sobre o horário de permanência no espaço, incluindo fimde-semana, sobre a utilização da iluminação durante o dia, computadores, impressoras e outros equipamentos de escritório assim como a utilização de aquecedores portáteis, existentes em grande número nos pisos de gabinetes. 16 2.4.3 Espaços Comuns O consumo nestes espaços é maioritariamente de iluminação. Os diferentes tipos de lâmpadas e os equipamentos comuns tais como secadores de mãos ou bastidores foram quantificados. Os funcionários do edifício, nomeadamente os contínuos, foram inquiridos sobre os horários e utilização da iluminação presente em todos os corredores, patamares e átrios, já que estes estão encarregues de ligar e desligar a iluminação nestes espaços, de acordo com o horário préestabelecido pela gestão do edifício, mas também, em algumas ocasiões, com base no seu senso comum. Foi identificada uma parcela da iluminação comum que apenas é ligada ao final da tarde. Para esta parcela foi considerado um horário desde as 16h até à hora de encerramento (parcial) do edifício, no regime de Inverno, e a partir das 18h para os regimes de Verão e Entre Estações. 2.4.4 Salas de Aulas Relativamente às salas de aulas, foram igualmente quantificados os diferentes tipos de lâmpadas, projetores e retroprojetores. O calendário de aulas e exames de todas as salas foi obtido através do site do Gabinete de Organização Pedagógica (GOP). Considerou-se a iluminação ligada durante o horário de aulas e exames marcados para as salas que não possuem iluminação natural. Para as salas com iluminação natural definiu-se a iluminação artificial ligada em 50% deste horário. Foi igualmente estimado o consumo dos projetores presentes nestes espaços. Com base na experiência como aluno, estimou-se a utilização dos projetores em 80% das aulas, com parcelas de 30 e 70% para projetores de teto e retroprojetores de mesa respetivamente, nas salas em que existem os dois tipos de equipamentos. 2.4.5 Gabinetes, Secretariados e Salas de Bolseiros O levantamento nestes espaços baseou-se na observação dos equipamentos presentes em cada espaço e nas respostas ao inquérito realizado. Os diferentes tipos de computadores, impressoras e outros equipamentos de escritório, assim como os equipamentos em alguns espaços de utilização partilhada tais como frigoríficos, máquinas de café ou micro-ondas foram quantificados. O número de utilizadores permanentes nestes espaços foi igualmente determinado. Foram tecidas algumas considerações na estimativa inicial do consumo energético nestes espaços: Nos espaços onde os inquiridos responderam que a iluminação é ligada apenas ao final da tarde, o horário considerado para esta parcela foi desde as 16h até à hora de saída do utilizador, no regime Inverno, e a partir das 18h nos restantes regimes. Para os espaços onde os utilizadores indicaram ter a iluminação ligada sempre que presentes no espaço, considerou-se metade do horário de 17 permanência indicado para gabinetes de docentes e retirou-se uma hora (hora de almoço) ao horário indicado em secretariados e salas de bolseiros. Os computadores foram considerados ligados durante todo o horário de permanência. 2.4.6 Laboratórios Foram igualmente inquiridos os funcionários permanentes dos laboratórios existentes no edifício, com o objetivo de quantificar e determinar a utilização da iluminação e equipamentos existentes nos espaços. Os equipamentos considerados de laboratório foram identificados, mas a informação disponível sobre estes, nomeadamente no que diz respeito a potências nominais, era bastante escassa. O seu consumo foi determinado posteriormente com as medições efetuadas. A iluminação nestes espaços está normalmente ligada durante todo o dia. 2.4.7 Espaços do Centro de Congressos Os diversos tipos de equipamentos foram quantificados nestes espaços. A estimativa inicial do consumo de energia teve como base um documento elaborado pelos gabinetes de gestão do centro de congressos, com indicação das taxas de ocupação médias de todos os espaços do centro de congressos, durante todos os meses do ano. 2.4.8 Medições Durante o Levantamento Energético Dada a quantidade de espaços individuais e equipamentos existentes no edifício, a tarefa de os caracterizar individualmente relativamente ao consumo de energia pareceu sempre ser demasiado e injustificadamente morosa. Assim optou-se por definir um conjunto de equipamentos padrão com base no que se observou durante o levantamento energético. Para eliminar a total dependência de potências nominais para os equipamentos encontradas em algumas fontes bibliográficas, nomeadamente catálogos de equipamentos similares disponíveis online, optou-se pela utilização de alguns analisadores de tomada para determinar o consumo diário de alguns equipamentos dentro do conjunto padrão definido. Este estudo foi efetuado em equipamentos de escritório alimentados pelas tomadas do edifício. A potência de funcionamento da grande maioria dos conjuntos lâmpada e balastro existentes no edifício foi igualmente determinada utilizando estes equipamentos. 18 O analisador utilizado foi o ―Energy Logger 4000‖ da Voltcraft. O equipamento determina diretamente a energia consumida no período da medição e apresenta no ecrã todos os valores instantâneos da corrente elétrica, potência ou energia. O aparelho possui memória própria que permite a gravação dos dados, que depois são descarregados utilizando um cartão de memória SD. Figura 1 - Analisador de Tomada ―Energy Logger 4000‖ Todos os consumos ou potências de funcionamento dos equipamentos de escritório medidos podem ser consultados no Anexo 1. 2.4.9 Climatização Optou-se por apresentar um levantamento exclusivo dos equipamentos associados à climatização, dada a quantidade de unidades terminais no edifício. Em primeiro lugar foi efetuada uma listagem de todos os equipamentos associados à climatização. As características dos variados equipamentos foram obtidas através dos manuais de instalação dos diversos sistemas instalados no edifício, [6] e [7] e das placas de identificação presentes nos próprios equipamentos, aquando da inspeção dos mesmos. De seguida procurou-se entender o funcionamento do sistema ao longo do ano. Foram identificados os regimes em que as diferentes unidades estão em funcionamento, com base em alguns inquéritos aos funcionários da central térmica no edifício e Núcleo de Manutenção e nas informações disponíveis nas referências bibliográficas [1] e [2]. 19 2.4.10 Gás Natural O levantamento de todos os equipamentos que funcionam com gás natural foi obtido através de um levantamento energético do edifício já existente [8]. 2.4.11 Desagregação dos Consumos de Energia com Base no Levantamento Energético Com base nas informações recolhidas durante o levantamento energético, foi determinada uma estimativa inicial da desagregação do consumo diário do edifício, com base nas potências instaladas e nos horários de funcionamento dos diversos equipamentos. Foi produzido um documento com todos os resultados relativamente ao levantamento energético [9]. 2.5 Medições nos Quadros Elétricos do Edifício 2.5.1 Elaboração do Diagrama de Distribuição da Rede Elétrica no Edifício Como já foi referido anteriormente, não existia previamente nenhum diagrama de distribuição da rede elétrica no edifício. Foram encontradas algumas plantas originais do edifício, no Núcleo de Arquivo do IST, com informação relativa a esta área, mas só para o Bloco Poente do Edifício. Esta informação encontrava-se desatualizada dado que a distribuição da rede elétrica sofreu diversas alterações ao longo dos anos, incluindo mudanças ao nível da designação dos quadros. A entrada da rede no edifício e o conceito geral de distribuição da mesma são conhecidos, mas a partir dos quadros gerais de cada piso a informação sobre a distribuição da rede era praticamente inexistente. A informação presente nos próprios quadros gerais é escassa e inclusivamente existem equipamentos que ao longo dos anos foram sendo instalados e acoplados aos circuitos gerais e de emergência do edifício, sem qualquer registo das operações efetuadas. Foi então necessário produzir um diagrama da distribuição da rede elétrica no edifício [10], com base nas informações recolhidas e na inspeção dos quadros. Muitas vezes foi necessário desligar os diferentes circuitos dentro de um quadro para determinar a parcela do consumo associada. Foram também elaboradas plantas com a localização dos quadros e respetiva alimentação. Todos os documentos produzidos foram postos à disposição do Núcleo de Manutenção do IST. De salientar que sem esta informação não seriam possíveis as medições na rede de distribuição, pois não se saberia que parcelas estariam a ser medidas ficando a desagregação dos consumos de todo comprometida. O esquema geral de distribuição dos principais circuitos elétricos no edifício é apresentado na figura seguinte 20 Figura 2 - Esquema Geral de Distribuição da Rede Elétrica 2.5.2 Equipamentos Utilizados Os equipamentos utilizados são propriedade do Instituto Superior Técnico. Inicialmente, em finais de Maio de 2012, foi possível a utilização de dois analisadores de potência da marca CIRCUTOR. O aparelho é acoplado ao quadro elétrico abraçando os 3 grampos existentes, correspondentes a cada fase do circuito, aos 3 cabos de alimentação do quadro (se a alimentação for trifásica). Existem ainda 4 jacarés que são fixos nos barramentos do quadro (três fases e neutro) que servem de alimentação para o aparelho e medem a tensão nos terminais. O aparelho quantifica a corrente e o fator de potência em cada fase em intervalos de tempo definidos pelo utilizador e calcula diretamente a potência necessária e a energia consumida, gravando a informação num cartão de memória SD inserido antes do início da medição. Figura 3 – Circutor CIRe3 3 E-Flex 54 CM 21 Mais tarde, em Setembro de 2012, foram disponibilizados 3 aparelhos da marca Chauvin Arnaux ML-900, recentemente adquiridos. Estes aparelhos quantificam apenas a corrente elétrica que passa nos cabos dos quadros. Cada equipamento possui 4 grampos e memória interna onde grava os dados recolhidos. A informação pode depois ser descarregada via Bluetooth. Figura 4 - Analisador de Corrente Elétrica da Chauvin Arnaux ML-900 Nas medições efetuadas com este equipamento, foi necessário determinar o fator de potência de cada fase nos quadros elétricos medidos, de forma a calcular posteriormente a energia consumida. O fator de potência em cada fase foi medido através de uma pinça multimétrica da mesma marca. Figura 5 - Pinça Multimétrica Modelo F205 da Chauvin Arnaux 22 2.5.3 Medições nos Quadros Elétricos não Associados à Climatização Foram efetuadas medições nos quadros elétricos não associados à climatização, onde o consumo total e a desagregação nas diferentes parcelas se revelaram mais difíceis de prever. A generalidade dos quadros de distribuição de piso foi alvo de medições, assim como os quadros secundários associados ao laboratório de computadores LTI, ao bar e restaurante e aos laboratórios do piso 02. Os quadros do circuito de emergência em todos os pisos alimentam sobretudo os bastidores de servidores, e num ou outro caso uma pequena parcela da iluminação, tendo-se optado por utilizar uma pinça multimétrica para medir os diferentes equipamentos alimentados por estes. Todas as medições ocorreram num período mínimo de 24 horas e alguns dos quadros foram medidos igualmente em dias de fim-de-semana. A listagem de todas as medições efetuadas nos quadros elétricos pode ser consultada no Anexo 2. Figura 6 - Medições de Quadros e Circuitos não Associados à Climatização 2.5.4 Medições nos Quadros Elétricos e Equipamentos Associados à Climatização Dada a sazonalidade dos consumos energéticos nas unidades produtoras de frio e calor, os quadros gerais de climatização do edifício foram medidos em diferentes datas ao longo do ano. Os quadros alimentados pelo circuito de emergência associados à climatização foram igualmente medidos. Estes quadros alimentam equipamentos como ventiladores de extração e as unidades de 23 tratamento de ar novo (UTAN), com potências constantes e cujo consumo não possui variação sazonal. A climatização do LTI possui um circuito próprio que foi medido individualmente em períodos diferentes ao longo do ano. Os equipamentos associados à climatização controlados pelos utilizadores, que são alimentados pelos quadros de climatização dos pisos, possuem consumos ao longo do ano difíceis de prever pois dependem da ocupação dos espaços e dos níveis de conforto dos utilizadores. Optou-se então por quantificar o número de unidades terminais ligadas em alguns dos dias de Junho de 2012, com o objetivo de observar um padrão de utilização das unidades terminais, através de uma simples inspeção de todos os quadros de climatização de piso (os quadros possuem uma listagem das unidades terminais associadas com uma indicação luminosa, por isso é fácil perceber que equipamentos estão a funcionar). Posteriormente foi medido um dos quadros de climatização de piso de forma a determinar o consumo unitário deste tipo de equipamentos. Existem algumas unidades terminais instaladas recentemente que não são alimentadas pelos circuitos de climatização do edifício. Alguns destes equipamentos foram alvo de medições de forma a determinar um valor para o seu consumo médio. A sua utilização foi estimada com base nos inquéritos aos utilizadores dos espaços associados. Figura 7 - Medições de Quadros e Circuitos Associados à Climatização 24 2.6 Construção do Modelo de Consumo Energético 2.6.1 Análise das Medições O tratamento de todos os dados obtidos durante as medições foi um processo longo, no qual se revelou fundamental o conhecimento detalhado do edifício, adquirido durante o levantamento energético. Nas medições em que o aparelho da marca CIRCUTOR foi utilizado, a energia consumida foi calculada a partir da potência observada no total das três fases do quadro ou equipamento medido (ou em apenas uma fase caso a alimentação fosse monofásica), para cada registo efetuado pelo aparelho. O cálculo consiste apenas na conversão da unidade de potência [W], na unidade de energia normalmente utilizada na caracterização do consumo de energia [kWh], tendo em conta o intervalo de tempo entre registos definido para a medição. Quando este equipamento foi utilizado, o intervalo de tempo entre registos foi normalmente definido em 1 minuto. Nas medições em que o aparelho da Chauvin Arnaux foi utilizado, foi necessário calcular a potência no total das fases para cada registo. A relação entre corrente e potência utilizada é dada por: (1) A corrente quantificada em cada fase, I em [A], foi multiplicada pela tensão simples U em [V] e pelo fator de potência FP medidos na respetiva fase. O fator de potência, como indicado anteriormente, foi medido em cada fase utilizando uma pinça multimétrica. O somatório deste cálculo para todas as fases resulta na potência elétrica em cada registo. A energia foi depois calculada como anteriormente referido. 2.6.2 Desagregação dos Consumos Energéticos em cada Medição Com base nos diagramas de distribuição de rede elétrica no edifício produzidos, a fonte de alimentação de toda a iluminação, tomadas e equipamentos nas instalações era conhecida antes do início das medições. Os consumos totais determinados em cada medição foram comparados com os consumos previstos no levantamento energético [9], para as parcelas associadas ao quadro medido. Caso estes consumos não fossem semelhantes, os resultados da medição eram analisados de forma a identificar horários de funcionamento e gamas de potência dos equipamentos que não estivessem de acordo com o determinado no levantamento. Com este procedimento procurou-se determinar o consumo de todas as parcelas associadas a todos os quadros elétricos medidos. 25 As medições dos espaços ou equipamentos cujo consumo foi difícil de prever durante o levantamento energético, necessitaram de uma análise mais detalhada. Nestes casos, optou-se por fixar os consumos de parcelas com potência de funcionamento aproximadamente constante e atribuir o consumo restante a parcelas com utilização ou potência variável. Quando numa medição existia mais do que uma parcela de consumo variável, a gama de potências ao longo da medição era analisada e comparada aos dados existentes sobre os equipamentos em questão. 2.6.3 Extrapolação para o Modelo de Consumo Anual A modelação dos consumos energéticos do edifício ao longo do ano teve como primeiro passo a definição dos consumos diários de referência para todas as parcelas de consumo do edifício [11], com base na desagregação e na data de realização de cada medição. Algumas das parcelas do consumo de energia do edifício são variáveis ao longo do ano, o que significa que as medições em quadros que incluam estas parcelas serão apenas representativas do regime em que foram efetuadas. Nestes casos foi realizada mais do que uma medição para a mesma parcela. . Genericamente para todos os pisos com um perfil de ocupação aproximadamente constante ao longo do ano, nomeadamente os pisos de gabinetes, foram determinados os consumos diários de todas as parcelas nos regimes de Inverno, Verão, Entre Estações e Férias Edifício Fechado, visto que a variância nos consumos depende das estações climáticas. Nestes espaços, ao longo do ano, variam os consumos associados à climatização e iluminação. Em cada um dos regimes indicados foram determinados consumos típicos em dias de semana e em dias de fim-de-semana. Nos pisos onde existem salas de aulas, laboratórios e salas de estudo a variação do consumo de energia ao longo do ano depende do calendário escolar. Para estes espaços foram definidos os regimes Aulas, Exames, Férias Edifício Aberto e Férias Edifício Fechado. Dentro de cada um destes regimes foram determinados os consumos diários típicos em dias de semana, sábados e domingos. A iluminação dos corredores nestes pisos está ligada ao sábado e existem igualmente marcações para algumas das salas nestes dias, o que significa que o consumo de energia é diferente entre os dois dias de fim-de-semana. O consumo anual de todas as parcelas foi obtido multiplicando o consumo diário de referência pelo número de dias do respetivo regime. Foram consideradas as datas do calendário escolar de 2011/2012. 26 Figura 8 - Modelo de Consumo Anual de Cada Parcela A modelação do consumo energético do sistema de climatização foi realizada separadamente. Definiram-se os consumos diários de referência com base nas medições e no conhecimento do funcionamento do sistema, nos regimes Inverno, Verão, Entre Estações e Férias Edifício Fechado. A análise das medições efetuadas em todo o edifício revelou desde cedo que a fatia respeitante à climatização seria a maior parcela do consumo de energia. Optou-se então por comparar os consumos diários de referência obtidos, com dados provenientes de contadores recentemente instalados no posto de transformação de energia do edifício. Estes aparelhos foram instalados no final de Julho de 2012, no âmbito do Projeto Campus Sustentável e monitorizam o consumo de energia em tempo real, sendo possível aceder aos dados, mediante prévia autorização, no site energist.ist.utl.pt [12]. Através desta ferramenta foram quantificados todos os consumos padrão da parcela climatização, observados desde o final de Julho de 2012 até ao final de Março de 2013. Para completar o modelo anual, foram quantificados os consumos relativos à climatização nos meses de Abril, Maio e Junho de 2012, através das leituras dos contadores do pessoal do Núcleo de Manutenção do IST. Toda esta informação foi comparada com os consumos diários de referência para os regimes inicialmente considerados, e o consumo total anual de todas as parcelas da climatização foi ajustado. O consumo de Gás Natural no edifício foi quantificado separadamente, com base nas leituras dos respetivos contadores. 27 2.7 Avaliação do Potencial de Economia Procuraram-se soluções para reduzir o consumo de energia das maiores parcelas observadas. O estudo focou-se na eliminação de consumos no regime noturno e na redução da parcela iluminação comum. Foram igualmente propostas algumas alterações ao sistema de climatização e sintetizados estudos já existentes sobre a envolvente do edifício. Nos estudos realizados procurou-se fundamentalmente avaliar a poupança e investimento necessários para as medidas apresentadas. Foram contactados por email alguns fornecedores, mas a maior parte dos valores apresentados foram determinados através de pesquisa em catálogos disponíveis . 28 3. Descrição do Edifício 3.1 Dados Gerais O Pavilhão de Civil está localizado no Campus da Alameda do Instituto Superior Técnico, na Avenida Rovisco Pais, em Lisboa. O fim da sua construção data de 1993. É um estabelecimento de ensino e investigação com horário das 7 às 21h durante a semana e das 7 às 17h ao sábado. As salas de estudo existentes no piso térreo fachada nascente estão abertas 24 horas por dia todo o ano. Figura 9 - Fachada Sul do Pavilhão de Civil do IST Figura 10 - Fachada Nascente do Pavilhão de Civil do IST 29 3.2 Envolvente Os dados construtivos do edifício foram retirados de [1] e são apresentados nas tabelas seguintes. 2 Tipo de Envolvente Descrição Pisos U (W/m .ºC) Parede Exterior Betão armado c/ 0,1 m 0,3 2,3 Parede Exterior Betão armado pré-fabricado c/ 0,08 m + Caixa-de-ar + Tijolo furado de 7 1,2,01 1,8 Parede Exterior Alvenaria de Tijolo furado de 20 (altura 0,5 m para assentamento da caixilharia metálica na fachada) 0 1,9 Parede Exterior Betão armado c/ 0,3 + Caixa-de-ar + Tijolo furado de 15 1 1,2 Parede Interior Alvenaria de Tijolo furado de 15 3,2,1,0,01,02 1,8 Cobertura Horizontal de laje de betão armado c/ 0,1 m e de betão de argila expandida c/0,1 m 3,01 1,1 Tabela 2 - Dados da Envolvente do Edifício, Paredes e Cobertura 2 Tipo de Envolvente Descrição Pisos U (W/m .ºC) Fator Sombreamento Vãos Envidraçados Vidro simples incolor de 6 mm, caixilharia metálica s/ corte térmico, estore metálico exterior 1,2,3 5,4 0,35 Vãos Envidraçados Vidro simples incolor de 6 mm, caixilharia metálica s/ corte térmico, estore metálico interior 0 5,4 0.57 Vãos Envidraçados Vidro simples incolor de 6 mm, caixilharia metálica s/ corte térmico, estore metálico interior 0,1,2,3 3,99 NA Tabela 3 - Dados da Envolvente do Edifício, Vãos Envidraçados 30 3.3 Divisão dos Espaços O edifício possui 7 pisos, 3 inferiores (pisos 03, 02, 01) e 4 elevados (pisos 0, 1, 2, 3). Os pisos elevados estão divididos em dois blocos, nascente e poente, separados por um átrio interior que se estende em altura do piso 0 ao piso 2. O acesso aos pisos superiores (1, 2 e 3) é feito através de 3 torres, sul, norte e central de onde partem os passadiços que permitem o acesso aos dois blocos. As torres correspondem a 3 núcleos centrais do edifício que se estendem desde a garagem até ao último piso. No piso 0 existe um terraço exterior ao qual não é permitido o acesso. No mesmo piso existe uma esplanada para os utentes do bar, incluindo um pequeno anfiteatro exterior que é pouco utilizado. Figura 11 - Átrio Interior do Pavilhão com Vista da Torre Central O piso 03 é ocupado maioritariamente pela garagem do edifício, existindo ainda algumas arrecadações e instalações técnicas tais como a central térmica onde se encontram os quadros gerais de climatização, as bombas de circulação do sistema, os depósitos de água e os permutadores de calor. O posto de transformação e seccionamento da energia elétrica, a partir do qual todos os quadros do edifício são alimentados, encontra-se igualmente neste piso. No piso 02 encontram-se os grandes laboratórios do edifício e as instalações técnicas onde se encontram a maioria das Unidades de Tratamento de Ar (UTA). Na zona sul do piso existe um espaço destinado a gabinetes, associado ao Centro de Congressos e à editora universitária IST PRESS. Existem ainda nesta zona algumas salas de reunião incluídas nos espaços do Centro de 31 Congressos. O acesso ao centro de congressos pode ser feito por uma porta existente no lado poente perto da zona de gabinetes, mas esta é utilizada apenas quando ocorrem eventos. No piso 01 existem 6 anfiteatros utilizados como salas de aulas. A zona norte é ocupada por pequenos laboratórios e na zona sul existe a biblioteca do edifício. Nesta zona situa-se a entrada principal do Centro de Congressos, por onde é feito o acesso ao grande auditório que se estende entre os pisos 01 e 02. Existem ainda neste espaço uma sala de reuniões e uma sala de videoconferências. No piso 0 encontra-se a entrada principal do edifício, no bloco nascente. Nesta zona encontram-se as salas de estudo 24h, a portaria e os espaços associados ao bar. O horário do bar é das 7 às 20h30 durante a semana e das 7 às 17h ao sábado. No bloco poente existem 4 salas de aulas, o museu e o restaurante do edifício. As instalações sanitárias em todos os pisos encontram-se nas torres do edifício. O piso 1 é ocupado por salas de aulas em ambos os blocos. Existem ainda dois gabinetes, um em cada bloco. O canto nordeste do edifício é ocupado pelo laboratório de computadores, LTI. Nos pisos 2 e 3 existem gabinetes, secretariados, salas de bolseiros e alguns laboratórios com pouca utilização. Nos pisos 0 a 3 existem, por piso, duas instalações técnicas, uma em cada bloco, onde se encontram as Unidades de Tratamento de Ar Novo (UTAN) dos respetivos espaços. 32 3.4 Áreas Construídas As áreas de pavimento de todos os espaços individuais foram determinadas durante o levantamento de espaços. Os resultados totais são apresentados na tabela seguinte. 2 Áreas de Pavimento Construídas (m ) Torres e Cobertura Piso 3 Piso 2 Piso 1 Piso 0 Piso 01 Piso 02 Piso 03 Totais por Espaço Salas de Aulas 0,00 0,00 0,00 2102,03 463,92 731,43 0,00 0,00 3297,38 Salas de Estudo 0,00 0,00 0,00 0,00 672,39 0,00 0,00 0,00 672,39 Laboratórios 0,00 58,43 106,38 413,44 0,00 545,61 2429,08 311,54 3864,48 Gabinetes/Secret./ Bolseiros 0,00 2366,31 2247,48 36,34 0,00 0,00 247,07 0,00 4897,20 Espaços Comuns 0,00 1024,19 968,85 831,92 932,25 804,30 415,49 105,68 5082,68 Serviços 273,37 127,17 127,40 152,60 464,47 668,69 714,54 3269,71 5797,95 Concessões 0,00 0,00 0,00 0,00 848,51 0,00 0,00 47,90 896,41 Espaços Centro de Congressos 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 381,15 615,72 0,00 996,87 Espaços Exteriores 2546,20 0,00 0,00 0,00 1370,28 0,00 0,00 0,00 3916,48 Totais por Piso 2819,57 3576,10 3450,11 3536,33 4751,82 3131,18 4421,90 3734,83 29421,84 2 Área Pavimento Interior (m ) 25505,36 Tabela 4 - Áreas de Pavimento Construídas Foram designados por Espaços Comuns todos os corredores, patamares, passadiços e átrios interiores presentes no edifício. Todos os arrumos, arrecadações, instalações técnicas e instalações sanitárias foram incluídos na parcela Serviços, assim como a Portaria, Museu, Biblioteca e Garagem. Os espaços do bar e do restaurante (incluindo o armazém no piso 03) constituem a parcela Concessões. 3.5 Sistemas Energéticos 3.5.1 Iluminação A iluminação na generalidade dos espaços comuns, salas de aulas, laboratórios, gabinetes e serviços é feita através de lâmpadas fluorescentes tubulares TL-D T8 de 58W com balastro ferromagnético. Nas salas de aulas e salas de estudo dos pisos 0 e 1, as armaduras são suspensas 33 do teto (0,3 m) e instaladas em fiada contínua. Nos gabinetes dos pisos 2 e 3 as armaduras são encastradas no teto falso. Na generalidade dos corredores (com exceção do piso 3) a iluminação é instalada em sanca com armaduras encastradas no teto falso [1]. Nos corredores do piso 3 a iluminação é feita através de lâmpadas fluorescentes compactas PL-Q Pro de 16W com balastro ferromagnético. Nestes espaços foi privilegiada a iluminação natural, através da instalação de claraboias em vidro acrílico na cobertura dos espaços [1]. Existem lâmpadas fluorescentes compactas PL-C 2P de 10W em todos os corredores exceto no piso 3, mas raramente são utilizadas. No espaço do museu a iluminação é constituída por projetores com lâmpadas de halogéneo de 50W e calhas trifásicas suspensas do teto, com projetores do tipo uplights equipados com lâmpadas fluorescentes compactas de 18W [1]. No conjunto dos anfiteatros existem lâmpadas fluorescentes tubulares TL-D T8 de 58W, instaladas em sanca, fluorescentes compactas PL-Q Pro de 16W instaladas em armaduras encastradas no teto falso, lâmpadas de halogéneo de 50W e fluorescentes compactas PL-C 2P de 10W instaladas em projetores do tipo washlights [1]. Nos espaços do centro de congressos existem lâmpadas de halogéneo de 35 ou 50W no hall de entrada e no Grande Auditório. Nas salas de reunião a iluminação é feita através de lâmpadas fluorescentes tubulares TL-D T8 de 36 ou 58W. No Laboratório de Estruturas e Resistência de Materiais - LERM, no piso 02, existem lâmpadas de iodetos metálicos, com potência de 250W suspensas do teto. 3.5.2 Sistema de Climatização A central de produção de frio e calor é constituída por dois chillers reversíveis, com condensador arrefecido a ar, que se encontram no último piso das torres norte e central do edifício. No último piso da torre sul existe também uma torre de arrefecimento evaporativo, do tipo aberta com ventilador axial. A água quente e água fria produzidas são armazenadas em tanques na central térmica do piso 03 e depois distribuídas através do sistema de tubagens do edifício até às unidades terminais e Unidades de Tratamento de Ar ou Ar Novo (UTA e UTAN). As unidades terminais são do tipo bomba de calor reversível de expansão direta ou termoventiladores com baterias de aquecimento. As UTAs são unidades de expansão direta e as UTANs são unidades com baterias de aquecimento e arrefecimento. 34 3.5.2.1 Regime de Aquecimento A produção de calor é assegurada por um dos chillers. Estas unidades funcionam alternadamente. Durante a auditoria, observou-se uma diferença máxima entre as temperaturas de entrada e saída da água de aproximadamente 5 graus Celsius. A água aquecida é depois armazenada em 4 depósitos de água quente de 7500 litros. A utilização direta do calor armazenado é feita por transmissão de calor por convecção forçada nas baterias de aquecimento dos termoventiladores instalados nas salas de aulas, unidades de tratamento de ar (UTA) e unidades de tratamento de ar novo (UTAN). Existe instalado um pavimento radiante no hall de entrada do edifício mas já não se encontra em funcionamento. [1] O calor armazenado é igualmente utilizado para aquecer a água de um segundo circuito de água, denominado circuito de condensação, através de dois permutadores de placas (P3 e P4). Este circuito fornece calor às unidades terminais do tipo bomba de calor reversível, existentes na sua grande maioria nos pisos 2 e 3 do edifício. Existem dois tanques de armazenamento para a água de condensação, um com 100 000 litros de capacidade que alimenta o circuito de condensação do bloco nascente e outro com 15 000 litros que fornece o circuito no bloco poente. Figura 12 - Sistema de Distribuição do AVAC em Regime de Aquecimento 35 Figura 13 - Permutador de Placas Nº4 do Circuito de Água Quente 3.5.2.2 Regime de Arrefecimento As necessidades de arrefecimento do edifício são asseguradas pelo funcionamento de um dos chillers em conjunto com a torre de arrefecimento. Neste regime os chillers também funcionam alternadamente. A água refrigerada produzida pelo chiller é armazenada num depósito de água fria com 3500 litros de capacidade. O aproveitamento do frio armazenado é efetuado por transmissão de calor por convecção forçada nas baterias de arrefecimento das unidades de tratamento de ar novo (UTAN) e da unidade de tratamento de ar associada ao grande auditório do centro de congressos (UTA9) [1]. A Torre de Arrefecimento é utilizada para dissipar o calor nos depósitos do circuito de condensação, através da troca de calor efetuada em dois permutadores tubulares (P1 e P2). O circuito de condensação é utilizado para remover calor de todas as unidades terminais de expansão direta neste regime e das unidades de tratamento de ar (UTAs 1 a 13 exceto UTA9) [1]. 36 Figura 14 - Sistema de Distribuição do AVAC em Regime de Arrefecimento 3.5.2.3 Climatização dos Espaços A climatização local dos espaços é efetuada através das bombas de calor ou termoventiladores. Estas unidades estão instaladas nos tetos falsos e promovem a climatização através da recirculação do ar local, que é misturado com ar novo fornecido pelas UTAN passando pelo aquecedor antes de ser novamente insuflado através de difusores [1]. Nos pisos 0, 1 e 2 existe o pré-tratamento do ar novo insuflado através de 6 unidades de tratamento de ar novo (UTAN), que possuem baterias de aquecimento e arrefecimento. O ar novo é diretamente insuflado nos espaços. A extração nestes espaços é efetuada por grelhas nas portas para os corredores e para o hall localizado entre o bloco poente e nascente. Existe extração mecânica nos corredores destes pisos e nas instalações sanitárias em todo o edifício, através de um sistema de condutas ligado a ventiladores centrífugos na cobertura do edifício [1]. No bar e no restaurante o ar novo é insuflado através de ventiladores com caixa de filtros e existem ventiladores associados às hottes de extração nas respetivas cozinhas [1]. No piso 3 o ar novo insuflado não é tratado, sendo antes recolhido diretamente do exterior para os tetos falsos, através de grelhas existentes na fachada do edifício. O ar insuflado nos espaços é uma mistura de ar novo e ar de recirculação, promovida pelas bombas de calor existentes nestes espaços [1]. 37 A climatização dos anfiteatros existentes no piso 01, da biblioteca e da sala de videoconferências no mesmo piso e das salas de reuniões associadas ao centro de congressos no piso 02, é promovida por sistemas de volume de ar constante (VAC), com unidades de tratamento de ar verticais com condensação por água e baterias de aquecimento (UTAs 1 a 13 exceto UTA9) [1]. A climatização do grande auditório e espaços adjacentes no centro de congressos, é efetuada através de um sistema de volume de ar constante (VAC) com uma unidade de tratamento de ar com baterias de aquecimento e arrefecimento. Uma mistura de ar novo e ar de recirculação é insuflado diretamente no espaço através de difusores [1]. Existem ainda dois sistemas de volume de refrigerante variável (VRV), instalados no laboratório de computadores LTI no piso 1 e na sala de estudo CGD (0.22) no espaço 24 h do piso 0, assim como unidades de expansão direta do tipo bomba de calor com sistema split (unidade evaporadora no interior do espaço a climatizar e unidade condensadora fora do espaço), instaladas recentemente no museu e em alguns gabinetes interiores no piso 2 [1]. 3.5.2.4 Eletrobombas e Circuladores A distribuição de água refrigerada, água quente ou água do circuito de condensação é efetuada através de eletrobombas gémeas do tipo centrífugo, com motores sincronizados trifásicos a velocidade de rotação constante de 1500 r.p.m., ou circuladores do tipo centrífugo in-line com velocidade de rotação constante [1]. Figura 15 - Eletrobombas na Central Térmica do Piso 03 38 3.6 Rede Elétrica A rede elétrica do edifício inicia-se no posto de transformação e seccionamento de energia elétrica (PT), localizado no bloco poente do piso 03, onde está localizada a alimentação de energia elétrica do edifício. A corrente é seccionada e passa por 3 transformadores designados por TR1, TR2 e TR3, dando origem aos 3 circuitos principais do edifício. Figura 16 - Distribuição da Rede Elétrica no Pavilháo de Civil do IST A primeira subdivisão destes circuitos acontece ainda no PT, no quadro geral de baixa tensão do edifício (QGBT), onde é possível o corte geral de todos os circuitos. A alimentação de alguns equipamentos de laboratório consumidores intensivos de energia ou da climatização do LTI, para dar alguns exemplos, é feita diretamente a partir do QGBT. Os três circuitos estão ligados a uma bateria de condensadores para compensação do fator de potência, diminuindo o consumo de energia reativa para evitar penalizações na faturação. Genericamente, o circuito elétrico proveniente do TR1 alimenta todos os quadros gerais de distribuição (Q.D.), localizados nas torres norte e sul e ainda o circuito de emergência do edifício. Os quadros gerais de distribuição em cada piso alimentam os quadros secundários no bloco nascente do edifício. O circuito de emergência alimenta todos os quadros de emergência (Q.EM.) do edifício, que fornecem energia a alguns equipamentos comuns, como é o caso dos bastidores de servidores. O 39 circuito de emergência alimenta ainda dois quadros de emergência associados à climatização (QEMAC1 e QEMAC2), localizados na central térmica do edifício no piso 03. O circuito elétrico com origem no TR2 alimenta todos os quadros gerais de distribuição localizados na torre central do edifício. Os quadros gerais de distribuição nos pisos alimentam todos os quadros secundários no bloco poente do edifício. O circuito elétrico com início no TR3 está associado ao sistema de climatização, abastecendo os dois quadros gerais de climatização (QGAC1 e QGAC2) localizados na central térmica do edifício e todo o sistema AVAC associado ao LTI. O quadro designado por QGAC1 (de 1ª Fase ou Bloco Nascente), alimenta todos os quadros de climatização de piso (QP) localizados nas torres norte e sul, que fornecem energia aos equipamentos localizados no bloco nascente do edifício. O QGAC2 (2ªFase ou Bloco Poente) alimenta todos os quadros de climatização de piso, localizados nas torres norte e sul que alimentam todos os equipamentos associados ao AVAC no bloco poente. Não existem quadros de climatização de piso em nenhuma das torres centrais do edifício. 3.7 Rede de Distribuição de Água A água potável entra no edifício através do bloco poente, com ligação direta ao ramal de fornecimento da EPAL, sendo dividida no piso 03 entre a rede de uso doméstico e um reservatório de 120 m3 onde se inicia a rede de incêndio [1]. A rede de uso doméstico abastece todas as instalações sanitárias, bar e restaurante e um sistema de circulação existente no Laboratório de Hidráulica. Este sistema é constituído por 3 depósitos e por um circuito de alimentação e retorno, existindo uma estação de bombagem equipada com dois grupos de hidropressoras, onde estão instalados motores elétricos com potência nominal de 750W [1]. A produção de águas quentes sanitárias (AQS) é exclusiva do bar e restaurante, utilizando esquentadores alimentados pela rede de gás natural. A rede de incêndio do edifício é constituída por bocas-de-incêndio no exterior, carretéis em todos os pisos e por um sistema automático de extinção de incêndio na garagem do edifício, com a pressurização da rede a ser efetuada por duas eletrobombas [1]. 40 3.8 Central de Ar Comprimido No edifício foi instalada uma central de ar comprimido que abastece uma rede de ar comprimido para os laboratórios do piso 02. A central está equipada com um compressor do tipo parafuso de arrefecimento a água, um secador de ar e controlo automático de arranque e paragem. O arrefecimento do compressor é efetuado por um circuito de água, através de circulação forçada a 3 partir de um depósito de acumulação de água da rede com 100 m . A distribuição de ar comprimido é efetuada por tubagem em aço galvanizado com acessórios roscados e com pontos de purga na tubagem principal [1]. 3.9 Meios de Movimentação de Cargas No Laboratório de Estruturas LERM no piso 02, está instalada uma ponte rolante equipada com dois guinchos com capacidades nominais de 20000 Kg e 5000 Kg, com uma altura de elevação máxima de 6 m. O comando de todos os movimentos é efetuado por motores elétricos trifásicos [1]. No Laboratório de Construção também no piso 02, está instalado um sistema de carris aéreos com um guincho cuja capacidade é de 1500 Kg, acionado por um motor elétrico trifásico [1]. 3.10 Equipamentos de Laboratório de Grande Porte No LERM existe um túnel de vento para ensaio de modelos de edificações, assim como um forno elétrico com potência nominal de 56 kW. De acordo com os registos de leituras efetuados pelos colaboradores do Núcleo de Manutenção do IST, nenhum dos equipamentos foi utilizado em 2012. 3.11 Elevadores No edifício estão instalados 6 elevadores, dois em cada torre de acesso, acessíveis a partir de todos os pisos (com exceção dos elevadores da torre sul que não são acessíveis a partir do piso 03). Os elevadores são de guias, com rodas de tração e de freio montadas no mesmo veio acionado por um motor elétrico trifásico. 41 4. Resultados da Auditoria Energética 4.1 Consumo Anual de todas as Formas de Energia no Pavilhão de Civil do IST O consumo anual de todas as parcelas foi determinado com base nos consumos diários de referência obtidos através das medições, como foi referido no ponto 2.6.3. Todos os consumos diários de referência determinados estão disponíveis no Anexo 3. Espaços Total por Equip. (kWh/ano) Labs. Gabinetes / Secret./ Bolseiros Espaços Comuns e Serviços Bar e Rest. Espaços Centro de Congressos - - - 287 475 - - 287 475 - - - - 26 494 - - 26 494 Iluminação Local 69 890 65 767 69 221 74 733 35 510 - 23 022 338 143 Equipamentos Salas de Aulas Salas de Estudo Iluminação Comum - Equipamentos Comuns * Computadores 1 600 27 051 60 487 126 198 2 159 - 199 217 693 Outros Equipamentos Escritório 7 763 1 896 17 535 47 548 6 138 - 4 573 85 454 Aquecedores Portáteis - - 2 943 40 934 1 070 - - 44 948 Equipamentos de Laboratório - - 51 223 - - - - 51 223 Central Ar Comprimido - - - - 39 663 - - 39 663 Elevadores - - - - 34 065 - - 34 065 Equipamentos de Cafetaria + Iluminação Bar e Restaurante - - - - - 137 500 - 137 500 Gás Natural - - - - - 64 054 - 64 054 Total por Espaço 79 253 94 714 201 409 289 413 432 576 201 554 27 794 1 326 712 * Bastidores de Servidores, Portas de Acesso, Secadores de Mãos nas I.S., Máquinas de Vending Tabela 5 - Consumo Anual de Todas as Formas de Energia Não Associados à Climatização Quadros/Circuitos Elétricos Equipamentos Outros Quadros Total por Equip. (kWh/ano) QGAC1 QGAC2 QEMAC1 QEMAC2 LTI Climat. Chillers e Torre de Arrefecimento 41 539 104 553 - - - - 146 092 Unidades de Tratamento de Ar (UTA) 13 567 25 223 - 7 764 - - 46 554 Unidades de Tratamento de Ar Novo (UTAN) - - 7 798 14 211 - - 22 009 Unidades Terminais 25 952 18 991 - - - 3 291 48 235 Eletrobombas e Circuladores 112 425 92 685 3 300 2 158 - - 210 568 Ventiladores de Extração e Insuflação 10 060 15 766 39 799 30 622 - - 96 246 Todo o Sistema Climatização LTI - - - - 101 602 - 101 602 Total 671 306 Tabela 6 - Consumo Anual de Todas as Formas de Energia Associados à Climatização 42 4.2 Desagregação do Consumo Anual de Eletricidade no Edifício Considerando os resultados obtidos, o consumo energético anual do edifício foi desagregado com base no tipo de equipamentos utilizados e na tipologia dos espaços. As concessões bar e restaurante podem ser consideradas frações autónomas do edifício, pois possuem contadores próprios e estão encarregues dos encargos com a energia nos respetivos espaços, logo não foram desagregados os seus consumos. Iluminação Comum Equipamentos Comuns Iluminação Local 1,37% 14,86% 34,71% 17,48% Computadores Outros Equip. Escritório Equipamentos de Laboratório 11,26% 2,32% 1,76% Iluminação e Equipamentos Bar e Restaurante Central Ar Comprimido Elevadores 2,65% 4,42% Aquecedores Portáteis 2,05% 7,11% Climatização Gráfico 4 - Desagregação do Consumo Anual de Eletricidade por Tipo de Equipamento Salas de Aulas 4,10% 4,90% Salas de Estudo 10,41% Laboratórios 34,71% 14,96% 22,37% Gabinetes/Secretariados/ Bolseiros Espaços Comuns e Serviços* Bar e Restaurante 1,44% 7,11% Espaços Centro de Congressos Climatização Gráfico 5 - Desagregação do Consumo Anual de Eletricidade por Tipo de Espaço 43 Os registos das leituras nos contadores do edifício foram analisados de forma a determinar o desvio do modelo construído relativamente aos consumos de energia do ano de 2012. Nestes registos o consumo de energia no Pavilhão de Civil aparece desagregado entre os três circuitos elétricos principais do edifício, denominados TR1, TR2 e TR3. O circuito TR3 engloba a maior parte da climatização e o circuito do Túnel de Vento no LERM, como este não foi utilizado no ano de 2012 todos os consumos observados nas contagens relativas ao circuito TR3 são associados à climatização. Os quadros de climatização alimentados pelo circuito de emergência estão incluídos na parcela do TR1. O consumo nestes quadros é aproximadamente constante ao longo do ano, engloba ventiladores e UTANs com potências de funcionamento constantes, logo é possível subtrair o total anual destes quadros ao consumo anual no TR1 e atribuí-lo à parcela da climatização. Existem ainda unidades terminais do sistema AVAC recentemente instaladas em alguns pisos, nomeadamente bombas de calor do tipo split no piso 2, que também estão associadas a quadros gerais de piso provenientes do TR1 e TR2. O consumo anual destas unidades foi estimado com base em medições e subtraído aos valores anuais do TR1 e TR2 nos registos das leituras. Parcelas Proveniência dos Resultados Consumo Anual (kWh/ano) TR1 Contagens 1 073 196 TR2 Contagens 458 520 TR3 Contagens 498 795 Concessões Contagens 120 700 Quadros Emergência Climatização Medições 105 652 Unidades Terminais Climatização no TR1 e TR2 Medições 3 291 Tabela 7 - Consumos Anuais de Eletricidade Indicados pelas Leituras dos Contadores em 2012 kWh/ano Consumo Anual TR1 + TR2 Excepto Parcelas Associadas à Climatização - Contagens 1 422 773 Consumo Anual de Todos os Equipamentos Não Associados à Climatização - Modelo 1 262 658 Consumo Anual TR3 + Parcelas TR1 e TR2 Associadas à Climatização - Contagens 607 738 Consumo Anual de Todos os Equipamentos de Climatização - Modelo 671 306 Consumo Anual Concessões - Contagens 120 700 Consumo Anual Concessões - Modelo 137 500 Tabela 8 – Parcelas Anuais do Consumo Elétrico Associadas à Climatização, Concessões e Restantes, Contagens e Modelo As diferenças entre os valores das leituras e os resultados do modelo são de 11,2% para todos os equipamentos não associados à climatização, 9,5% para todos os equipamentos associados à climatização e 12,2% para a parcela das concessões. 44 A diferença encontrada para todos os equipamentos não associados à climatização considera-se aceitável. Existe alguma variabilidade associada à ocupação dos gabinetes nos pisos superiores o que pode resultar em consumos de energia diferentes dos previstos, os equipamentos instalados nos laboratórios são utilizados em períodos aleatórios e mesmo a parcela da iluminação comum pode contribuir para este desvio, se os horários de funcionamento pré-estabelecidos não forem cumpridos com exatidão. A diferença relativa à parcela da climatização carece de alguma análise. O modelo foi ajustado com base nos consumos totais do TR3, determinados através do contador em tempo real instalado no circuito. Todos os consumos diários padrão observados foram quantificados com base nesta ferramenta e o modelo de consumo foi ajustado com base nestes resultados. O contador está instalado desde Julho de 2012 e os consumos do TR3 foram analisados entre esta data e o fim de Março de 2013. Resolveu-se então comparar os consumos relativos à climatização no primeiro trimestre de 2012, com base nos registos das leituras do TR3, com os consumos determinados pelo modelo para o primeiro trimestre do ano, que tiveram como base as medições e análise dos consumos registados no energist no primeiro trimestre de 2013. Os resultados são apresentados na tabela seguinte. kWh Consumo TR3 + Parcelas TR1 e TR2 Associadas à Climatização no 1º Trimestre de 2012 - Contagens 123 230 Consumo de Todos os Equipamentos de Climatização no 1º Trimestre de 2013 - Modelo 180 112 Diferença Registada no Consumo Anual 63 567 Diferença Registada no Primeiro Trimestre 56 882 Tabela 9 – Consumo Elétrico Associado à Climatização Primeiro Trimestre Contagens e Modelo Conclui-se que o consumo associado à climatização foi superior no primeiro trimestre de 2013, quando comparado com o mesmo período de 2012, explicando a maior parte da diferença encontrada entre os valores das contagens e os resultados do modelo. Relativamente ao consumo da parcela Concessões, admite-se que existam alguns desvios relativamente ao consumo diário definido, nomeadamente na utilização de eletrodomésticos nas cozinhas dos espaços, com base na variabilidade do número de clientes. Quantificadas e analisadas as diferenças entre o modelo de consumo energético apresentado e os valores das leituras dos contadores correspondentes ao ano de 2012, considera-se válida a desagregação do consumo de eletricidade determinada pelo modelo. 45 4.3 Desagregação do Consumo Anual de Gás Natural no Edifício O consumo de gás natural é exclusivo ao bar e restaurante do edifício, tendo sido quantificado com base nas leituras dos contadores de gás, existentes para efeitos de controlo nas concessões. As leituras são efetuadas em m3, é necessário converter os resultados para kWh. Os 3 3 valores em m são multiplicados pela massa volúmica do gás natural (0.8404 kg/m N) e pelo PCI (45.1 MJ/kg) para obter os consumos em MJ. A conversão para kWh é feita dividindo este valor por 3.6 (1J = 1W.s). Os dados relativos ao gás natural foram obtidos através do Despacho nº 17313/2008 [13]. Os resultados das contagens de 2012 estão na tabela seguinte. Consumo Gás Natural 2012 3 m kWh Bar 62 653 Restaurante 6 022 63 402 Total 6 084 64 054 Fracção Consumo Global 3% Tabela 10 - Consumo Gás Natural no Bar e Restaurante em 2012 4.3 Custos e Emissões de CO2 associados ao Consumo de Energia no Edifício Os custos anuais associados ao consumo de energia e as emissões equivalentes de CO2 estão indicados na tabela seguinte. Foi determinado um valor médio para o custo do kWh de eletricidade de 0,1077€/kWh com base no tarifário do edifício. O consumo de energia em tep foi calculado através das conversões definidas no Decreto-Lei nº 80/2006 (RCCTE) [14]. As emissões foram determinadas com a metodologia indicada em [13]. kWh/ano tep/ano €/ano Emissões CO2 (tonCO2e) Iluminação Comum 287 845 83 31 001 135 Equipamentos Comuns 26 494 8 2 853 12 Iluminação Local 338 143 98 36 418 159 Computadores 217 693 63 23 446 102 Outros Equipamentos Escritório 85 454 25 9 203 40 Equipamentos de Laboratório 51 223 15 5 517 24 Concessões 137 500 40 14 809 65 Concessões Gás Natural 64 054 6 4 297 15 Central Ar Comprimido 39 663 12 4 272 19 Elevadores 34 065 10 3 669 16 Aquecedores Portáteis 44 948 13 4 841 21 Climatização 671 306 195 72 300 316 Total 1 998 388 566 212 625 924 Tabela 11 - Custos Associados ao Consumo Global de Energia do Pavilhão de Civil 46 4.4 Desagregação do Consumo Anual de Eletricidade nos Regimes Considerados 4.4.1 Consumos Elétricos Não Associados à Climatização ou Concessões A desagregação do consumo elétrico anual do edifício, não associado à climatização ou concessões, em todos os regimes considerados, é ilustrado no gráfico seguinte. 2,17% 17,55% 27,72% Aulas 52,56% Exames Férias Edifício Aberto Férias Edifício Fechado Gráfico 6 - Desagregação do Consumo Elétrico Anual, Não Associado a Climatização ou Concessões, nos Regimes Considerados 4.4.2 Consumos Elétricos Associados à Climatização O consumo anual de eletricidade associado ao sistema de climatização, foi desagregado de acordo com os regimes considerados para esta parcela. O resultado é ilustrado no gráfico seguinte. 22,17% 41,69% Arrefecimento 36,14% Aquecimento Entre Estações Gráfico 7 – Desagregação do Consumo Anual Associado à Climatização nos Regimes Considerados 47 kWh Regime Arrefecimento: 1 Maio a 25 Setembro 279 854 Regime Aquecimento: 1 Novembro a 29 Fevereiro 242 625 Regime Entre Estações: 1 Março a 30 Abril e 26 Setembro a 31 Outubro 148 827 Total Anual 671 306 Tabela 12 - Consumo Anual Associado à Climatização nos Regimes Considerados Os valores apresentados não correspondem às necessidades térmicas do edifício, mas sim ao consumo total de energia elétrica dos aparelhos associados à climatização, nos regimes considerados. 4.5 Desagregação do Consumo de Eletricidade Associado à Climatização, por Tipo de Equipamento O sistema de climatização constitui a maior parcela do consumo energético do edifício, sendo por isso importante desagregar o seu consumo com base nos diferentes equipamentos instalados. A desagregação do consumo anual do AVAC, nos seus diversos componentes, é ilustrada no gráfico seguinte. Chillers e Torre de Arrefecimento 15,13% 14,34% Unidades de Tratamento de Ar (UTA) 21,76% Unidades de Tratamento de Ar Novo (UTAN) 6,93% Unidades Terminais 7,19% 31,37% 3,28% Electrobombas e Circuladores Ventiladores de Extracção e Insuflação Climatização do LTI Gráfico 8 - Desagregação do Consumo Anual do AVAC por Tipo de Equipamentos 48 A desagregação do consumo de energia elétrica dentro de cada regime considerado é apresentada nos gráficos seguintes. Arrefecimento Chillers e Torre de Arrefecimento Unidades de Tratamento de Ar (UTA) 13,68% 8,89% 17,84% 12,44% Unidades de Tratamento de Ar Novo (UTAN) Unidades Terminais 2,83% 35,62% 8,71% Eletrobombas e Circuladores Ventiladores de Extração e Insuflação Climatização do LTI Gráfico 9 - Desagregação do Consumo Associado ao AVAC em Regime de Arrefecimento Aquecimento Chillers e Torre de Arrefecimento Unidades de Tratamento de Ar (UTA) 12,53% 13,95% Unidades de Tratamento de Ar Novo (UTAN) 30,72% Unidades Terminais 29,46% 3,41% 3,15% 6,77% Eletrobombas e Circuladores Ventiladores de Extração e Insuflação Climatização do LTI Gráfico 10 - Desagregação do Consumo Associado ao AVAC em Regime de Aquecimento 49 Entre Estações Chillers e Torre de Arrefecimento 14,53% 9,01% 22,11% 4,35% 18,54% 4,99% 26,47% Unidades de Tratamento de Ar (UTA) Unidades de Tratamento de Ar Novo (UTAN) Unidades Terminais Eletrobombas e Circuladores Ventiladores de Extração e Insuflação Climatização do LTI Gráfico 11 - Desagregação do Consumo Associado ao AVAC no Período Entre Estações Na tabela seguinte apresentam-se os valores determinados. Arrefecimento Aquecimento Entre Estações (kWh/Regime) (kWh/Regime) (kWh/Regime) Anual (kWh/ano) Chillers e Torre de Arrefecimento 49 925 74 546 21 621 146 092 Unidades de Tratamento de Ar (UTA) 24 872 8 271 13 411 46 554 Unidades de Tratamento de Ar Novo (UTAN) 7 906 7 636 6 467 22 009 Unidades Terminais 24 370 16 437 7 427 48 235 Eletrobombas e Circuladores 99 689 71 477 39 402 210 568 Ventiladores de Extração e Insuflação 34 807 33 846 27 593 96 246 Climatização do LTI 38 285 30 412 32 905 101 602 Total 279 854 242 625 148 827 671 306 Tabela 13 - Desagregação do Consumos Associado ao AVAC dentro de cada regime De acordo com [1], as necessidades de arrefecimento do edifício são superiores às necessidades de aquecimento. No entanto este facto não se reflete tão evidentemente no consumo de energia elétrica associado aos dois regimes. Na verdade o consumo associado à produção centralizada de água quente, com um dos chillers em funcionamento, é superior ao consumo elétrico associado à central de produção no regime de arrefecimento, onde um dos chillers produz água refrigerada e a torre de arrefecimento garante a dissipação do calor no circuito de condensação. A água refrigerada é utilizada apenas nas baterias de arrefecimento das UTANs e da UTA9, enquanto que o circuito de condensação troca calor com todas as unidades terminais e as restantes UTAs, o 50 que constitui uma parcela superior das necessidades de arrefecimento do edifício. O consumo de energia elétrica da torre de arrefecimento é inferior ao consumo de qualquer um dos chillers instalados, o que significa que o consumo de energia elétrica associado à central de produção de frio e calor é inferior em regime de arrefecimento. . A parcela anual associada ao regime de arrefecimento é ainda assim superior à parcela associada ao regime de aquecimento, consequência do consumo de energia dos compressores nos ciclos frigoríficos das UTAs, que acontece apenas em arrefecimento, assim como da maior utilização das unidades terminais do tipo bomba de calor nos pisos 2 e 3 durante este regime. As eletrobombas e circuladores constituem a maior parcela do consumo de energia anual associado ao AVAC. Para este facto contribuem os consumos no regime noturno observados nas medições, nomeadamente o consumo da eletrobomba B7, associada ao circuito primário do Chiller 2 na torre norte do edifício. Este equipamento funciona permanentemente durante 24 horas, apesar do respetivo chiller estar desligado durante o regime noturno. 4.6 Consumo Específico de Energia O consumo específico de energia foi calculado com base no valor anual do consumo de todas as formas de energia determinado através das medições e na área construída de pavimento interior. (2) Foi consultado o guia F da CIBSE [15], de forma a obter valores de referência para boas práticas no uso de energia elétrica. Consumo Global de Eletricidade do Edifício Modelo (kWh/m2.ano) Boa Prática (kWh/m2.ano) 76 79 Tabela 14 - Valor de Referência para o Consumo Específico de Energia Elétrica no Edifício O valor apresentado é utilizado como referência para edifícios com esta tipologia no Reino Unido e Irlanda do Norte, onde as necessidades de aquecimento são superiores e as necessidades de arrefecimento inferiores, de acordo com a localização geográfica destes países. De acordo com as metas propostas pelo Projeto Campus Sustentável para todos os edifícios do campus, um valor abaixo dos 100 kWh/m 2.ano para o consumo específico do edifício é considerado aceitável. 51 5. Potencial de Economia 5.1 Introdução Foram procuradas soluções de poupança de implementação imediata e sem investimento significativo associado. Assim a atenção foi focada na implementação de estratégias de controlo dos consumos de energia, com o principal objetivo de reduzir os mesmos em regime noturno. Analisaramse ainda algumas opções para a alteração de alguns componentes do sistema de climatização atual e alternativamente propôs-se a substituição integral do mesmo, por um sistema composto por um chiller de adsorção assistido por coletores solares térmicos. Foram ainda analisados estudos existentes sobre a envolvente do edifício e as medidas de poupança propostos por estes. 5.2 Estratégias de Controlo para Redução dos Consumos de Energia 5.2.1 Consumos Associados ao Sistema de Climatização A grande maioria dos equipamentos constituintes do sistema AVAC do edifício está associada a dois relógios, instalados com a função de desligar automaticamente todos os equipamentos no horário pré-estabelecido. A exceção a esta regra, por indicação do Núcleo de Manutenção, é a eletrobomba B7 do circuito primário do Chiller 2 na torre norte. Apesar desta indicação, os consumos em regime noturno observados nas medições do QGAC1, que alimenta a eletrobomba em questão, são bastante superiores ao expectável, quando comparados com os consumos residuais noturnos no quadro, somados ao consumo desta eletrobomba em funcionamento. Este facto parece indicar que o sistema de controlo por relógio poderá não estar devidamente configurado e que outros equipamentos supostamente desligados durante a noite se encontram a funcionar durante este período. Nos gráficos seguintes ilustram-se algumas das potências médias em regime noturno observadas nas medições dos dois quadros gerais de climatização. 52 kW Medição do QGAC1 – 12 de Julho de 2012 60 Restante nas Medições 50 Previsto Nocturno + Electrobomba B7 40 30 Neste período 27 20 Chiller 2 e B7 em funcionamento 10 8 0 Hora 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 Gráfico 12 - Potências Observadas na Medição do QGAC1 em Julho de 2012 Medição do QGAC2 – 6 de Novembro de 2012 kW 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 Restante Observado nas Medições Previsto Nocturno 9 5 Hora 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 Gráfico 13 - Potências Observadas na Medição do QGAC2 em Novembro de 2012 Foi indicado pelo Núcleo de Manutenção que parte dos 27 kW não previstos em regime noturno, associados ao QGAC1, teriam sido eliminados com a reconfiguração dos relógios associados a estes equipamentos. Este procedimento ocorreu antes da 3ª medição deste quadro já em Janeiro de 2013. Os resultados são ilustrados no gráfico seguinte. 53 Medição do QGAC1 – 19 e 20 Janeiro 2013 (Fim-de-Semana) kW Restante Observado nas Medições 30 Previsto Nocturno e Fimde-Semana + Electrobomba B7 25 20 18 19 18 17 15 Neste período Chiller 2 e B7 em 10 funcionamento 5 8 8 8 8 Hora 0 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 Gráfico 14 - Potências Observadas na Medição do QGAC1 em Janeiro de 2013 Continua então, efetivamente a verificar-se um consumo não expectável em regime noturno, o que significa que existem outros equipamentos ligados para além da eletrobomba B7 neste período. E este é um dado muito importante: O desconhecimento dos equipamentos ligados aos circuitos de alimentação provoca desperdícios de energia que podem ter um elevado custo financeiro. Infelizmente esta é uma situação corrente no edifício auditado, a qual mais do que penalizar o Auditor Energético na realização do seu trabalho de auditoria, prejudica ou impede mesmo a racionalização dos consumos e do uso de energia nas instalações. A mesma análise foi efetuada para todas as medições relativas aos quadros elétricos associados ao AVAC do edifício, assim como para o circuito individual associado à climatização do LTI, cujos resultados são apresentados nos gráficos seguintes. kW 25 Medição da Climatização LTI 6 a 7 de Julho de 2012 (7 Sábado) 20 15 11 10 11 10 11 12 10 5 0 Hora 17 18 19 20 21 22 23 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 Gráfico 15 - Potências Observadas na Medição da Climatização do LTI em Julho de 2012 54 kW Medição da Climatização LTI 19 e 20 de Janeiro 2013 (Fim-de-Semana) 12 10 8 8 8 7 6 4 3 2 Hora 0 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 Gráfico 16 - Potências Observadas na Medição da Climatização do LTI em Janeiro de 2013 O sistema de climatização do LTI é independente dos quadros gerais de climatização do edifício e, por indicação dos funcionários responsáveis pela manutenção dos equipamentos de AVAC no edifício, não existe controlo centralizado do mesmo. Com base nos inquéritos efetuados a alguns funcionários do LTI, também não parece existir controlo local destes aparelhos, o que significa que estes estão ligados durante toda a noite durante todo o ano. Excetuando a sala de dados onde se encontra a unidade UPS (V1.45) onde a temperatura tem que ser mantida constante, a solução para o caso do LTI passa por uma indicação expressa aos funcionários para desligarem o sistema localmente, no horário de encerramento do espaço, visto existir um quadro elétrico local associado a estes equipamentos que permite este procedimento. Os ganhos térmicos durante o regime noturno devido ao elevado número de computadores existente, nomeadamente no Verão, podem ser eliminados durante as primeiras horas de funcionamento do espaço, quando o número de alunos ainda é reduzido. Relativamente ao sistema centralizado do edifício, os consumos em regime noturno resultam do funcionamento de algumas eletrobombas, circuladores e ventiladores neste período. Os valores previstos para o consumo noturno já incluem o consumo das unidades de controlo dos chillers, UTAs, UTANs e restantes Unidades Terminais, que permanecem sempre ligadas, não tendo sido observado, em nenhuma das medições efetuadas, nenhum destes equipamentos a funcionar integralmente neste regime. Propõe-se uma análise detalhada dos equipamentos que efetivamente estão associados aos dois relógios instalados, assim como uma análise do funcionamento dos próprios relógios. Alternativamente, os equipamentos podem ser desligados manualmente, já que existem controlos manuais nos quadros elétricos associados à climatização que o permitem, para além dos disjuntores 55 de cada circuito. Poderá ser elaborada uma listagem dos circuitos a desligar e atribuir essa função aos funcionários da Central Térmica no Piso 03, onde estão localizados estes quadros. Estas medidas não necessitam de qualquer investimento. Para determinar a poupança anual expectável, quantificaram-se os consumos noturnos previstos, de equipamentos que funcionam 24 horas e comparou-se o resultado obtido com o consumo anual em regime noturno e de fim-desemana determinado pelo modelo de consumo energético. Os resultados são apresentados na tabela seguinte. Equipamentos Ligados 24 Horas/Consumos Residuais por Quadro Consumo em Potência Regime Noturno Tipo Designação Funcionamento Dia de Semana (kW) 21h30-06h30 (kWh/dia) Ventilador de Extração VE8 0,4 3,6 Controlo do Chiller 1 (TC) Consumo em Regime de Fimde-Semana 24h (kWh/dia) 9,6 - 0,66 5,94 15,84 Ventilador de Extração VE9 0,5 4,5 12 Ventilador de Extração VE19 0,5 4,5 12 Controlo do Chiller 2 (TC) - 0,57 5,13 13,68 Ventilador de Extração VE7 3,52 31,68 84,48 Ventilador de Insuflação VI5 0,53 4,77 12,72 Residual QGAC1 - 0,98 8,82 23,52 Residual QGAC2 - 3,65 32,85 87,6 Residual QEMAC1 - 0,17 1,53 4,08 Residual QEMAC2 - 0,44 3,96 10,56 Unidade Evaporadora V1.45 UE5/1 + UC1/1 0,25 2,25 6 Total Anual Consumos Previstos (kWh/ano) 28 587 30 668 Total Anual com Base nas Medições Efetuadas (kWh/ano) 71 203 77 014 Poupança Anual Expectável (kWh/ano) 42 615 46 346 Tabela 15 - Poupança Anual de Energia Expectável com Redução de Consumos Associados à Climatização nos Regimes Noturno e de Fim-de-Semana 5.2.2 Consumos Associados aos Gabinetes, Secretariados e Salas de Bolseiros As medições efetuadas nos quadros gerais dos pisos 2 e 3, relativamente a consumos energéticos não associados à climatização, permitiram concluir que a grande maioria dos computadores e outros equipamentos de escritório existentes nos espaços não são desligados durante a noite. Estes equipamentos, individualmente, considerando consumos residuais típicos de equipamentos em stand-by, não são grandes consumidores de energia elétrica, mas o elevado número destes aparelhos presentes em ambos os pisos torna relevante a análise dos consumos em regime noturno e de fim-de-semana associados às parcelas Computadores e Outros Equipamentos de Escritório. Apresentam-se alguns exemplos dos resultados obtidos nos gráficos seguintes. 56 kW Medição do Q.D.2.3 (Piso 2 Torre Central) – 31 Maio a 1 Junho 2012 25 20 15 8 10 6 5 0 5 5 18 19 20 21 22 23 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 Hora Gráfico 17 - Potências Observadas na Medição do Q.D.3.2 em Maio de 2012 Nesta medição observa-se ainda um incremento de 3 kW a partir das 4 da manhã, o que indica com certeza que a iluminação dos corredores no bloco poente do piso 2, alimentada por este quadro, foi ligada a partir desta hora, provavelmente para uma vistoria do espaço por parte do contínuo de serviço e já não foi desligada no restante período noturno. Estes desvios relativamente ao horário habitual da parcela Iluminação Comum não foram tidos em conta na construção do modelo de consumo energético do edifício, por serem impossíveis de prever. No entanto, refletem-se sempre em aumentos desnecessários do consumo de energia. Este facto ajudará a explicar a diferença obtida entre o consumo global do edifício determinado através das leituras dos contadores e o consumo determinado pelo modelo. kW 25 Medição do Q.D.2.3 (Piso 2 Torre Central) 16 a 17 Janeiro 2013 20 15 10 5 7 4 4 0 Hora 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Gráfico 18 - Potências Observadas na Medição do Q.D.3.2 em Janeiro de 2013 Esta análise foi efetuada para todas as medições dos quadros gerais dos pisos 2 e 3. 57 Propõe-se iniciar um processo de consciencialização para o consumo de energia elétrica associado a estes espaços. Hoje em dia existem softwares gratuitos que permitem fazer automaticamente o shutdown dos equipamentos ao fim de um período determinado pelo administrador do equipamento. O potencial de economia no consumo de energia associado a estes espaços é indicado na tabela seguinte. Equipamentos Piso 3 Piso 2 Computadores Outros Equipamentos de Escritório Computadores Outros Equipamentos de Escritório Consumo Anual com Base nas Medições/Potencial de Economia Consumo em Regime Noturno Dia de Semana 21h30-06h30 (kWh) Consumo em Regime de Fim-de-Semana 24h (kWh) 51,70 11,75 45,52 15,61 137,87 31,35 121,39 41,62 32 516 34 883 Tabela 16 - Poupança Anual de Energia Estimada nos Espaços de Gabinetes . 5.2.3 Consumos Associados à Iluminação Com base no levantamento energético, consideraram-se algumas opções relativamente ao funcionamento dos equipamentos associados à iluminação. Inicialmente determinaram-se valores de referência para a iluminação requerida em alguns dos espaços do edifício, com base na Norma Europeia EN 12464-1 [16]. De seguida, respeitando os valores encontrados, foram avaliadas algumas medidas com base em medições dos níveis de iluminação utilizando um luxímetro. As medições foram efetuadas entre as 11h e as 12h num dia em que o céu se encontrava limpo. Os valores medidos são indicados na tabela seguinte. Espaço Instalação Sanitária Piso 1 TC Corredor Interior Espaço 24 h Piso 0 Valor Referência (Lumens) Configuração Valor Medido (Lumens) 200 (Chão) Iluminação Ligada 145 Iluminação TLD 58W Ligada 300 Iluminação FC 10W Ligada 8 Iluminação TLD 58W Ligada 223 Iluminação FC 10W Ligada 20 Iluminação Ligada 205 Iluminação TLD 58W Ligada 355 100 (Chão) Corredor Interior Piso 1 BP 100 (Chão) Corredor Interior Piso 1 BN 100 (Chão) Corredor Interior Piso 2 BN 100 (Chão) Átrio Sul Piso 01 100 (Chão) Observações Iluminação FC 10W Ligada 32 Iluminação Ligada 190 A meio do Átrio Iluminação Desligada 35 A meio do Átrio Iluminação Parcialmente Desligada (10 Lâmpadas) 178 Perto da Janela 58 Corredor Interior Central Piso 01 100 (Chão) Hall Entrada Poente Piso 02 100 (Chão) LTI V1.20.2 300 (Plano de Trabalho) Sala de Estudo 0.22 CGD Sala de Estudo V0.04 300 (Plano de Trabalho) 300 (Plano de Trabalho) Iluminação Ligada 280 Iluminação Ligada Iluminação Desligada (9 Lâmpadas) Iluminação Ligada 345 A meio do Átrio 315 A meio do Átrio 700 Perto da Janela Iluminação Ligada 395 A meio da sala Iluminação Desligada 300 Perto da Janela Iluminação Desligada 100 A meio da sala Iluminação Ligada 920 A meio da sala Iluminação Desligada 335 A meio da sala Iluminação Desligada Iluminação Parcialmente Ligada (8 Lâmpadas a meio da sala) Iluminação Ligada 880 Perto da Janela 580 A meio da sala 900 A meio da sala Iluminação Desligada 345 A meio da sala Tabela 17 - Valores de Iluminação Medidos em Zonas Comuns do Edifício Com base nestes valores determinaram-se algumas medidas de poupança sem qualquer investimento associado. Os conjuntos de lâmpadas indicados na tabela seguinte possuem circuito próprio o que significa que a única acção necessária é desligar os circuitos correspondentes. Espaço Configuração Atual* Consumo Diário Ref. Atual (kWh) Ações Propostas Poupança Diária (kWh) Poupança Anual (kWh) Átrio Sul Piso 01 Iluminação Ligada 7-21h 59,47 (Semana); 42,48 (Sábado) 10 Lâmpadas TLD 58W Desligadas 10,08 (Semana); 7,20 (Sábado) 2 890 Hall Entrada Poente Piso 02 Iluminação Ligada 7-21h 9,07 (Semana); 6,48 (Sábado) Iluminação Desligada 9,07 (Semana); 6,48 (Sábado) 2 601 Sala de Estudo 0.22 CGD Iluminação Ligada 24h 133,78 (Semana e Fim-deSemana) 8 Lâmpadas Ligadas em dias com Boa Luminosidade (Estimam-se 60%) 128,60 (Semana e Fim de Semana) 27 006 Salas de Estudo V0.01 a V0.04 Iluminação Ligada 15-04h 63,65 (Semana e Fim de Semana) Iluminação Ligada a partir das 16 ou 18h consoante o regime 4,90 (Inverno); 14,70 (Resto do Ano) 3 959 * Com base no levantamento energético Tabela 18 - Poupanças Anuais com Estratégias de Controlo ao Nível da Iluminação 59 5.2.4 Redução de Custos e Consumo Específico de Energia A tabela seguinte resume as poupanças expetáveis com a implementação das medidas propostas. Parcelas Medidas Poupança Anual (kWh) Poupança Anual (Euros) Climatização Eliminação dos Consumos em Regime Noturno e de Fim-deSemana 88 961 9 581 Gabinetes, Secretariados e Salas de Bolseiros Eliminação dos Consumos em Regime Noturno e de Fim-deSemana 67 399 7 259 Iluminação Alteração dos Padrões de Funcionamento dos Equipamentos 36 456 3 926 192 816 20 766 Total Poupança Relativa ao Consumo Global do Edifício (%) 2 Consumo Específico Energia Elétrica (kWh/m .ano) 9,65% 68 Tabela 19 - Poupanças Anuais com a Implementação de Estratégias de Controlo em todas as Parcelas Consideradas 5.3 Alterações Propostas para a Parcela de Iluminação Com base nas medições relativas à iluminação nos espaços consideraram-se algumas alternativas à iluminação nas zonas comuns, nomeadamente nos corredores interiores. Propõe-se a substituição das lâmpadas TL-D T8 de 58W por lâmpadas Retrofit T5 de 32W. O guia das lâmpadas T5 da empresa EcoTreeCity, Eficiência Energética, Lda. [17], estabelece uma correlação entre as potências nominais das lâmpadas T8 existentes no mercado e as potências nominais das lâmpadas T5 que a empresa propõe para a substituição destes equipamentos. De acordo com a mesma fonte os conjuntos T5 emitem 2750 lm enquanto que as lâmpadas T8 do mesmo comprimento emitem entre 3700 e 5000 lm. Contudo os equipamentos T8 possuem um LOR (Light Output Ratio) de 70% o que significa que apenas 70% do fluxo gerado na lâmpada chega ao plano a iluminar (entre 2590 e 3500 lm). O conjunto T5 possui um refletor integrado que direciona e concentra o fluxo luminoso no plano a iluminar. Conclui-se que apesar de haver uma redução no nível de iluminação esta não será significativa. Recomendam-se medições para averiguar a redução efetiva do nível de iluminação após instalação de um destes conjuntos T5. Os conjuntos Retrofit T5 consistem em lâmpadas T5 montadas em tubos T8 externos, podendo por isso ser instalados nas luminárias T8 existentes, permitindo uma substituição rápida dos equipamentos atualmente instalados. Este processo inclui a remoção do arrancador e o shunt aos balastros magnéticos, visto que as lâmpadas propostas incluem balastros eletrónicos, o que permitiria eliminar o consumo de energia adicional associado aos balastros magnéticos. No cálculo do payback não estão incluídos os custos de instalação. 60 Figura 17 - Configuração das Lâmpadas Retrofit T5 propostas [14] Configuração Atual Espaços Lâmpadas e Balastro Equipamentos Propostos Pot. Pot. Poupança Poupança Consumo Diário (kWh) Unitária Lâmpadas Unitária Quant. Anual Anual Conjunto e Balastro Conjunto (kWh) (Euros) (W) (W) Semana Sábado Domingo Corredores TL-D T8 58W Interiores Balastro BN Piso 2 Ferromagnético 84 72 84.67 0 0 Corredores TL-D T8 58W Interiores Balastro BP Piso 2 Ferromagnético 38 72 38.30 0 0 Corredores TL-D T8 58W Interiores Balastro BN Piso 1 Ferromagnético 51 72 51.41 36.72 0 Corredores TL-D T8 58W Interiores Balastro BP Piso 1 Ferromagnético 32 72 32.26 23.04 0 Corredor Interior Espaço 24h Piso 0 TL-D T8 58W Balastro Ferromagnético 35 72 60.48 60.48 60.48 Átrio Sul Piso 01 TL-D T8 58W Balastro Ferromagnético 59 72 59.47 42.48 0 Corredores TL-D T8 58W Interiores Balastro Piso 01 Ferromagnético 82 72 82.66 59.04 0 TL-D T8 58W Balastro Ferromagnético 26 72 26.21 18.72 0 Átrio Sul Piso 02 Retrofit T5 32W Balastro Eletrónico Retrofit T5 32W Balastro Eletrónico Retrofit T5 32W Balastro Eletrónico Retrofit T5 32W Balastro Eletrónico Retrofit T5 32W Balastro Eletrónico Retrofit T5 32W Balastro Eletrónico Retrofit T5 32W Balastro Eletrónico Retrofit T5 32W Balastro Eletrónico Poupança Anual 32 9 446 1 017 32 4 273 460 32 6 551 706 32 4 110 443 32 9408 1 013 32 7 578 816 32 10 533 1 134 32 3 340 360 55 239 5 949 Poupança Relativa ao Consumo Global do Edifício (%) 2 2,8% Consumo Específico de Energia Elétrica (kWh/m .ano) 74 PRS com base na análise de investimento [17] (Anos) 1 Investimento Total (Euros) 6128 Tabela 20 - Poupança Anual com Substituição das Lâmpadas T8 nos Corredores 61 5.4 Alterações Propostas para o Sistema de Climatização Atual do Edifício 5.4.1 Introdução Genericamente pensou-se em eliminar o circuito de condensação, privilegiando o aproveitamento direto de todo o calor e frio produzidos. O objetivo seria o de aumentar a eficiência do sistema, suprimindo as trocas de calor entre os circuitos de água quente e fria e o circuito de condensação através dos permutadores existentes, responsáveis pelas perdas na energia útil produzida. Esta medida significaria a substituição de todas as unidades terminais de expansão direta, por unidades terminais com baterias de água quente e água fria, com poupanças de energia apreciáveis. A substituição das eletrobombas e circuladores por equipamentos com níveis de eficiência superiores foi igualmente considerada. 5.4.2 Supressão do Circuito de Condensação No sistema proposto, o circuito de condensação seria substituído por um sistema de água quente e água fria a 2 tubos, aproveitando as tubagens do circuito existente. Os tanques de armazenamento da água do circuito de condensação poderiam ser utilizados para armazenar água fria, visto que atualmente existe apenas um tanque com capacidade de 3500 litros para o armazenamento de água refrigerada. O sistema de distribuição para todos os pisos partiria diretamente dos tanques de armazenamento, evitando as perdas nas trocas de calor que acontecem nos permutadores atualmente instalados. Em regime de arrefecimento todas as necessidades de climatização seriam garantidas pela produção de água fria através de um dos chillers atualmente instalados. O calor e frio produzidos seriam aproveitados diretamente nas baterias de aquecimento e arrefecimento das novas unidades terminais a instalar. Figura 18 - Sistema de Distribuição AVAC com Supressão do Circuito de Condensação 62 Com esta alteração do sistema, deixaria de ser possível existir aquecimento e arrefecimento ao mesmo tempo. Os responsáveis pela manutenção do sistema AVAC no edifício definiriam os períodos de aquecimento e arrefecimento ao longo do ano. Recomenda-se também um estudo relativamente aos ganhos de calor no tanque de 100 000 litros para averiguar a viabilidade de utilizar este tanque para armazenar água fria. 5.4.3 Substituição das UTAs e Unidades Terminais de Expansão Direta A grande vantagem desta alteração ao sistema seria a redução do consumo de energia elétrica associado aos compressores das unidades terminais de expansão direta. Para determinar a poupança anual possível com as unidades de tratamento de ar (UTA), determinou-se o consumo das mesmas quando funcionam apenas com a bateria de água quente, em regime de aquecimento. O único consumo associado a estas unidades neste regime é relativo aos ventiladores que utilizam para introduzir e extrair o ar dos espaços a climatizar. O investimento foi determinado com base num gerador de preços online [18]. Propõe-se a substituição das UTAs existentes por unidades com bateria de arrefecimento e das unidades terminais do tipo bomba de calor reversível por equipamentos do tipo ventiloconvetor, mantendo os perfis de utilização e as potências térmicas dos equipamentos atuais. Substituição das UTAS de Expansão Direta por UTAs com Bateria de Arrefecimento Consumo Anual Total Associado às UTAs* 46554 kWh/ano Consumo Anual UTAs com Bateria de Arrefecimento* 24789 kWh/ano Poupança Anual 21765 kWh/ano Poupança Anual 2344 Euros Pot. Térmica (kW) [6], [7] Equipamento Espaço Associado Aquecimento Arrefecimento Investimento (Euros) [18] UTA1 Biblioteca 14,92** 2800 UTA2 VA1 9,5** 2100 UTA3 VA2 9,5** 2100 UTA5 VA4 26,25 47 2850 UTA6 VA3 28,35 46,25 2850 UTA7 VA5 17,25 27,95 2100 UTA8 VA6 19,25 30,5 2850 UTA10 Espaços C.C. 2,5 16,5 2000 UTA11 Espaços C.C. 6,6 11,7 2000 UTA12 Espaços C.C. 5,6 9 2000 UTA13 Espaços C.C. 5,6 8,4 2000 Investimento Total (Inclui Custos de Instalação) 25 650 € * Com base nos resultados das medições ** Potências Nominais dos Compressores Tabela 21 - Investimento e Poupança Anual Associada à Substituição das UTAs 63 O investimento associado à substituição das bombas de calor foi determinado com base no catálogo de ventiloconvetores da LUXMAGNA [19] e DECFLEX [20]. De acordo com [15], a capacidade de arrefecimento de unidades terminais instalada em gabinetes deve estar limitada a 90 W/m2, de forma a ser considerada uma boa prática no uso de energia elétrica. Este valor, como referido anteriormente, serve como referência para edifícios localizados no Reino Unido e Irlanda do Norte, onde as necessidades de aquecimento são superiores às necessidades de arrefecimento. De acordo com o Projeto Campus Sustentável, uma boa prática para um consumo de energia eficiente é 2 limitar este valor entre 100 e 120 W/m . Para a escolha dos novos ventiloconvetores, a capacidade de 2 arrefecimento foi definida em 100 W/m . Consumo Anual Total Associado às Unidades Terminais Bomba de Calor 48235 kWh/ano Potência Média de Funcionamento Unidades Terminais Bomba de Calor 740 W Piso Piso 3 Piso 2 Nº Unidades Áreas de Referência (m2) Potência Térmica Arrefecimento (kW) Investimento Unitário (Euros) [17] e [18] Investimento Total (Euros) Pot. Nominal Novos VC (W) 12 21.92 2.19 292 3504 50 4 28.26 2.83 344 1376 80 20 47.72 4.77 487 9740 90 20 58.04 5.80 563 11260 170 1 65.07 6.51 528 528 180 6 13.25 1.33 260 1560 37 12 26.5 2.65 343 4116 80 6 27.05 2.71 343 2058 80 1 36.93 3.69 437 437 80 1 39.06 3.91 437 437 80 1 41.6 4.16 380 380 90 2 45.79 4.58 487 974 90 3 53.47 5.35 524 1572 145 1 54.77 5.48 524 524 145 2 54.9 5.49 524 1048 145 1 87.58 8.76 981 981 277 1 20.29 2.03 292 292 50 1 63 6.30 564 564 170 1 68.68 6.87 866 866 213 1 76.61 7.66 866 866 213 2 26.88 2.69 343 686 60 6 34.03 3.40 367 2202 80 2 55.12 5.51 524 1048 145 1 70.65 7.07 866 866 213 3 100.63 10.06 981 2943 277 Piso 1 Piso 0 64 Piso 01 3 26.48 2.65 340 1020 79 6 13.81 1.38 295 1770 37 2 16.49 1.65 292 584 50 3 23.74 2.37 334 1002 50 1 30.78 3.08 398 398 80 Piso 02 Investimento Total (Euros) 55 602 € Potência Média de Funcionamento Ventiloconvetores (W) 102 Consumo Anual Total após Substituição dos Equipamentos (kWh/ano) 6678 Poupança Anual (kWh) 41557 Poupança Anual (Euros) 4 476 € Tabela 22 - Investimento e Poupança Anual Associada à Substituição das Bombas de Calor por Ventiloconvetores Existe ainda uma outra vantagem na substituição das UTAs atualmente instaladas. O ciclo frigorífico destes equipamentos utiliza o refrigerante R22, um hidroclorofluorocarboneto cuja utilização, de acordo com o Regulamento nº 1005/2009 do Parlamento Europeu [21], será proibida a partir de 1 de Janeiro de 2015. Com base nesta informação, pelo menos a substituição do fluido refrigerante e a reconversão das máquinas será obrigatória a partir desta data. 5.4.4 Substituição das Eletrobombas e Circuladores No sistema de climatização atual, a parcela relativa às eletrobombas e circuladores do sistema de distribuição de fluidos é a maior consumidora de energia elétrica. Os equipamentos instalados são os originalmente escolhidos durante a conceção do sistema. Sugere-se a substituição dos mesmos por aparelhos com nível de eficiência superior, tendo em conta a Diretiva nº 640/2009 da União Europeia [22], com base na norma IEC 60034-30 [23], que estabelece requisitos para o funcionamento de motores elétricos. Foram determinadas as classes de eficiência dos equipamentos instalados e o impacto da sua substituição por aparelhos com um nível de eficiência superior, no que ao consumo energético diz respeito. O investimento necessário foi estimado com base em [18]. Os custos unitários foram aumentados em 20% para incluir despesas com acessórios. Os resultados são apresentados na tabela seguinte. 65 Equipamento Tipo Potência Nominal (kW) Valor Eficiência (%) Classe de Eficiência** Nível de Eficiência Proposto Novo Valor Eficiência (%) Poupança Energética (%) Investimento (Euros) B1A Eletrobomba 7.5 86* < IE1 IE3 90.4 4.87% 4111 B1B Eletrobomba 7.5 86* < IE1 IE3 90.4 4.87% 4111 B1R Eletrobomba 7.5 86* < IE1 IE3 90.4 4.87% 4111 B2 Eletrobomba 1.1 B3 Eletrobomba 7.5 91 IE3 - - 0.00% - B4 Eletrobomba 11 87 IE1 IE3 91.4 4.81% 4860 B5 Eletrobomba 1.1 75* < IE1 IE3 84.1 10.82% 2312 B7 Eletrobomba 7.5 89 IE2 IE3 90.4 1.55% 4111 B7R Eletrobomba 7.5 89 IE2 IE3 90.4 1.55% 4111 B9 Eletrobomba 2.2 82 IE1 IE3 86.7 5.42% 2735 B10 Eletrobomba 2.2 82 IE1 IE3 86.7 5.42% 2735 B11 Eletrobomba 0.55 B13 Eletrobomba 1.1 75* < IE1 IE3 84.1 10.82% 2312 B14 Eletrobomba 1.1 82 IE2 IE3 84.1 2.50% 2312 B16 Eletrobomba 1.1 82 IE2 IE3 84.1 2.50% 2312 B17 Eletrobomba 3 81,5* < IE1 IE3 87.7 7.07% 2912 B18 Eletrobomba 3 81 < IE1 IE3 87.7 7.64% 2912 B19 Eletrobomba 7.5 81 < IE1 IE3 90.4 10.40% 4111 B19R Eletrobomba 7.5 81 < IE1 IE3 90.4 10.40% 4111 B20 Eletrobomba 3 80 < IE1 IE3 87.7 8.78% 2912 B20R Eletrobomba 3 80 < IE1 IE3 87.7 8.78% 2912 B21 Eletrobomba 3 80 < IE1 IE3 87.7 8.78% 2912 B21R Eletrobomba 3 80 < IE1 IE3 87.7 8.78% 2912 C1 Circulador 0.5 Fora da gama de potências abrangida pela Diretiva 640/2009 C2 Circulador 0.2 Fora da gama de potências abrangida pela Diretiva 640/2009 C3 Circulador 0.2 Fora da gama de potências abrangida pela Diretiva 640/2009 C4 Circulador 0.2 Fora da gama de potências abrangida pela Diretiva 640/2009 C5 Circulador 0.1 Fora da gama de potências abrangida pela Diretiva 640/2009 C6 Circulador 0.1 Fora da gama de potências abrangida pela Diretiva 640/2009 C7 Circulador 0.1 Fora da gama de potências abrangida pela Diretiva 640/2009 C8 Circulador 0.1 Fora da gama de potências abrangida pela Diretiva 640/2009 C9 Circulador 0.2 Fora da gama de potências abrangida pela Diretiva 640/2009 C9R Circulador 0.2 Fora da gama de potências abrangida pela Diretiva 640/2009 C10 Circulador 0.2 Fora da gama de potências abrangida pela Diretiva 640/2009 C11 Circulador 0.2 Fora da gama de potências abrangida pela Diretiva 640/2009 C12 Circulador 0.2 Fora da gama de potências abrangida pela Diretiva 640/2009 C13 Circulador 0.2 Fora da gama de potências abrangida pela Diretiva 640/2009 C14 Circulador 0.2 Fora da gama de potências abrangida pela Diretiva 640/2009 C15 Circulador 0.5 Fora da gama de potências abrangida pela Diretiva 640/2009 C16 Circulador 0.2 Fora da gama de potências abrangida pela Diretiva 640/2009 Não está em funcionamento Fora da gama de potências abrangida pela Diretiva 640/2009 66 C17 Circulador 0.1 Fora da gama de potências abrangida pela Diretiva 640/2009 C18 Circulador 0.1 Fora da gama de potências abrangida pela Diretiva 640/2009 C19 Circulador 0.1 Fora da gama de potências abrangida pela Diretiva 640/2009 C20 Circulador 0.1 Fora da gama de potências abrangida pela Diretiva 640/2009 C21 Circulador 0.1 Fora da gama de potências abrangida pela Diretiva 640/2009 C22 Circulador 0.1 Fora da gama de potências abrangida pela Diretiva 640/2009 C23 Circulador 0.55 Fora da gama de potências abrangida pela Diretiva 640/2009 C24 Circulador 1.5 77,2* < IE1 IE3 85.3 9.50% Investimento Total Sem Custos de Instalação (Euros) 2521 68 348 Poupança Total Ponderada com Potências Nominais dos Equipamentos (%) 5,62% Consumo Anual Associado às Eletrobombas e Circuladores (kWh) 210 568 Poupança Anual Estimada (kWh) 11 844 Poupança Anual Estimada (Euros) 1 276 Tabela 23 - Classes de Eficiência das Eletrobombas e Circuladores Existentes e Poupança Anual Expectável Desde Junho de 2011 que os novos motores elétricos a instalar com potências nominais entre os 7,5 kW e os 375 kW não podem apresentar níveis de eficiência inferiores a IE2. A partir de Janeiro de 2015 todos os motores nesta gama de potências devem possuir classe de eficiência IE3 ou IE2 se equipados com um inversor de frequência. A partir de Janeiro de 2017 esta diretiva será aplicada a todos os motores com potência nominal entre 0,75 kW e 375 kW [20], [21]. 5.4.5 Redução de Custos e Consumo Específico O resumo de todas as propostas de alteração ao AVAC e o cálculo do novo consumo específico de energia apresentam-se na tabela seguinte. Medida Investimento (Euros) Poupança Anual (kWh) Poupança Anual (Euros) PRS Substituição das UTAs 25650 21765 2344 10 anos e 11 meses Substituição das Bombas de Calor 55602 41557 4476 12 anos e 5 meses Substituição das Electrobombas e Circuladores 68348 11844 1276 53 anos e 6 meses Total 149600 75167 8095 18 anos e 5 meses Poupança Anual Relativamente à Parcela Climatização (%) 11,20% Poupança Anual Relativamente ao Consumo Global (%) 3,76% 2 Consumo Específico (kWh/m .ano) 73 Tabela 24 - Investimento e Poupança Anual com Alteração do AVAC Existente 67 5.5 Substituição do Sistema de Climatização Atual por um Sistema Assistido por Energia Solar 5.5.1 Introdução A proposta passa pela implementação de um sistema com produção centralizada de água refrigerada através de um Chiller de Adsorção, assistido por coletores solares térmicos. A tecnologia de adsorção é relativamente recente e a oferta é ainda reduzida, existem talvez 5 ou 6 empresas a nível mundial especializadas na conceção deste tipo de equipamentos. O princípio de funcionamento destas unidades é ilustrado na figura seguinte. Figura 19 - Esquema do Ciclo de Adsorção Fonte: http://energia.dashofer.pt/artigo_climasol.pdf [24] O conceito de adsorção significa a adesão de um fluido (adsorvido) a uma superfície sólida (adsorvente). O refrigerante (água) previamente adsorvido, evapora por regeneração do adsorvente (gel de sílica) devido à ação da água quente, deixando o compartimento 1 e entrando no condensador. Neste espaço o refrigerante condensa sendo o calor resultante removido pela água de arrefecimento. O refrigerante no estado líquido é enviado para o evaporador, através de uma válvula de expansão, evaporando a baixa pressão: é neste processo que se obtém o efeito frigorífico. Segue depois para o compartimento 2 onde é novamente adsorvido, sendo o calor resultante removido por outro circuito de água. Quando o compartimento 2 está saturado com o refrigerante e o compartimento 1 completamente regenerado, as duas câmaras trocam de funções. Existe uma 68 válvula que permite alguma recuperação de calor entre os dois espaços, visto que o compartimento quente tem agora que ser arrefecido e vice-versa. A opção por este tipo de sistema tem inúmeras vantagens. Em primeiro lugar este é considerado um sistema ―verde‖, não utiliza refrigerantes prejudiciais para o ambiente, o adsorvido e o adsorvente são respetivamente a água e o gel de sílica. O sistema pode ser total ou parcialmente alimentado por uma fonte de energia totalmente renovável, reduzindo o consumo de energia elétrica global normalmente associado aos chillers de compressão até 99%. Estes equipamentos não necessitam de bombas e compressores internos e o facto de não utilizarem refrigerantes em altas pressões reduz significativamente os seus custos de operação e manutenção. Um projeto com esta dimensão tornaria o edifício numa referência, porventura internacional, relativamente à inovação dos seus sistemas e utilização de energias renováveis. Como já foi referido, esta tecnologia é bastante recente, o que significa que estes equipamentos acarretam um investimento inicial superior, quando comparados com os chillers elétricos ou chillers de absorção. 5.5.2 Descrição do Sistema Proposto Figura 20 – Esquema Geral do Sistema AVAC Assistido por Energia Solar Proposto Fonte: ―Solar-Assisted Air-Conditioning in Buildings – A Handbook for Planners‖ [25] 69 O sistema proposto é constituído por um chiller de adsorção, assistido por coletores solares térmicos para a produção da água quente necessária para o ciclo de adsorção. A proposta inclui igualmente um tanque de armazenamento e um sistema de apoio, a utilizar quando a energia solar é insuficiente. Relativamente ao chiller foi contactada a empresa ECO-MAX Adsorption Chillers [26] sediada no estado da Geórgia, Estados Unidos, a fim de recolher alguma informação sobre estes equipamentos. A empresa fabrica estas unidades com capacidades térmicas até 330 TR (Tonelada de Refrigeração), com o investimento a rondar 1500 dólares por cada tonelada de refrigeração, excluindo custos de instalação. Uma tonelada de refrigeração corresponde a 3,52 kW. Para determinar a potência térmica requerida para o novo equipamento, consultou-se um estudo de eficiência energética do Pavilhão de Civil [1], que utilizou o software TRACE para determinar as cargas térmicas no edifício. A carga térmica máxima determinada, com o fator de simultaneidade considerado, foi de 531 kW (151 TR) em arrefecimento. A empresa referida fabrica um modelo com capacidade de 152 TR. As características técnicas do chiller foram obtidas no site da empresa [27]. De acordo com o catálogo do chiller seleccionado, o equipamento opera numa gama de temperaturas, relativamente á entrada de água quente, entre 52 e 93ºC. A capacidade de refrigeração do chiller é afetada por este parâmetro. A empresa fornece um diagrama que indica a perda de capacidade com a diminuição da temperatura de entrada da água quente, para temperaturas de entrada e saída da água a refrigerar definidas [28]. Considerando a gama de temperatutas atualmente praticadas no edifício, arrefecimento de 12 para 7ºC, foi determinado um gráfico que indica a variação da capacidade nominal do chiller com base na temperatura de entrada da água quente Temperaturas Saída/Entrada água a refrigerar: 7-12ºC 160 140 120 100 80 60 40 20 0 160; 96 130; 15 0 50 100 150 200 250 Gráfico 19 - Variação da Capacidade de Refrigeração do Chiller de Adsorção com a Variação da Temperatura de Entrada da Água Quente 70 Quanto maior for a temperatura de entrada da água quente no chiller menor será a eficiência conseguida nos coletores solares, podendo este parâmetro atingir valores que tornem esta solução pouco interessante. Por outro lado, se a temperatura de entrada da água quente fosse definida em 50ºC, um valor muito interessante para a implementação deste tipo de sistemas, a capacidade de refrigeração do chiller seria apenas de 15% do valor nominal, o que é claramente insuficiente para as necessidades do edifício. Optou-se por estudar a implementação do chiller de adsorção com capacidade de refrigeração de 152 TR (535 kW), com temperatura de entrada da água quente de 160ºF ou 71ºC (96% da capacidade). Foi consultado um estudo de eficiência relativo a chillers de adsorção de outra empresa [29], de forma a determinar um valor para o COP do chiller, com base na temperatura de entrada da água quente. Para uma temperatura de entrada de 70ºC, o valor do COP é de 0,52, para as temperaturas da água a refrigerar selecionadas e para temperaturas de entrada e saída da água de arrefecimento de 28 e 33ºC. O COP aumenta quando a temperatura de entrada da água quente no chiller de adsorção é superior. Para os dados disponíveis no catálogo do chiller selecionado [27], com uma temperatura de entrada da água quente a rondar os 90ºC, o valor do COP é tambem de 0,52, o que parece indicar que a eficiência dos chillers da empresa selecionada é inferior. Ainda assim escolhe-se um valor de 0,5 para o COP do chiller selecionado. O sistema de coletores térmicos foi inicialmente dimensionado no programa SOLTERM [30], com base na carga térmica máxima definida. Com base neste valor escolheu-se um sistema composto por 400 coletores planos com área útil unitária de 1,9 m2 e rendimento ótico de 0,79, incluindo um tanque de armazenamento com 6300 litros de capacidade. O caudal do circuito de água 3 quente solar é de 45,83 m /h. O objetivo deste software é o dimensionamento de sistemas de coletores para a produção de águas quentes sanitárias (AQS), com base em consumos típicos dependendo da tipologia dos edifícios. Este não é o âmbito do sistema de coletores proposto. Procurou-se então definir as potências térmicas efetivamente disponíveis nos coletores, com base nos dados climáticos fornecidos em [30] e na curva característica de rendimento associado a este tipo de equipamentos. Estes valores foram comparados com as cargas térmicas do edifício. 71 Gráfico 20 - Curvas Características de Coletores Solares Térmicos Fonte: www.lusosol.com [31] O valor no eixo das abcissas é dado pela expressão (3) Em que Tm corresponde a temperatura média do fluido nos coletores e Tamb é a temperatura ambiente. O parâmetro G indica o valor da irradiação solar no plano do coletor. De acordo com o observado durante a auditoria energética, a temperatura máxima à saída do chiller, em regime de aquecimento ronda os 46ºC. A temperatura de entrada selecionada para a água quente do chiller de adsorção é de 71ºC. Estes são os valores de referência para a temperatura dos fluidos nos coletores. Foi consultado o site www.tutiempo.net [32] para informações adicionais sobre o clima em 2012. Temperatura Média nos Colectores (Aquecimento/Arrefecimento) ºC Mês Regime Predominante Radição Solar Diária no Plano Inclinado do Colector 2 (kWh/m ) [30] 45/71 Nº Diário Horas Sol (horas) [30] Temperatura Ambiente Média (°C) [32] T* (°C.m /W ) Rendimento Estimado Colector 2 Janeiro Aquecimento 3,26 9,75 10,60 0,103 0,30 Fevereiro Aquecimento 3,90 10,75 11,50 0,092 0,38 Março Aquecimento 4,65 12,00 12,80 0,083 0,41 Abril Arrefecimento 5,57 13,00 14,60 0,132 0,15 Maio Arrefecimento 6,23 14,00 17,30 0,121 0,20 Junho Arrefecimento 6,47 15,00 20,10 0,118 0,20 Julho Arrefecimento 7,00 14,50 22,30 0,101 0,30 Agosto Arrefecimento 7,00 13,50 22,60 0,093 0,35 Setembro Arrefecimento 5,80 12,50 21,30 0,107 0,32 Outubro Arrefecimento 4,65 11,25 17,80 0,129 0,15 Novembro Aquecimento 3,80 10,00 13,60 0,083 0,41 Dezembro Aquecimento 3,19 9,50 11,00 0,101 0,30 Tabela 25 - Dados Climáticos e Rendimento dos Coletores 72 400 Coletores Planos com Área Útil Total de 760 m2 COP Chiller Adsorção Mês Potência Térmica Disponível com COP do Chiller (kW) Potência Térmica nos Coletores (kW) 0.5 Cargas Térmicas Máximas (kW) [1] Fração Solar (%) Aquecimento Arrefecimento Aquecimento Arrefecimento - 315 - 24% - Janeiro 76.19 Fevereiro 104.68 - 191 - 55% - Março 120.62 60.31 145 99.7 83% 60% Abril 48.82 24.41 107 123.7 46% 20% Maio 67.59 33.80 - 176.2 - 19% Junho 65.53 32.76 - 400.6 - 8% Julho 110.07 55.03 - 531.6 - 10% Agosto 137.93 68.96 - 491.5 - 14% Setembro 112.84 56.42 - 497.9 - 11% Outubro 47.07 23.54 66 238.6 71% 10% Novembro 118.41 59.20 130 122.1 46% 48% Dezembro 76.65 - 294 - 26% - Tabela 26 - Frações Solares nas Necessidades de Climatização com 400 coletores Foi estimado o número máximo de coletores possível de instalar na cobertura do edifício. A área total deste espaço ronda os 2546 m2. Para coletores com aproximadamente 2 metros de altura e 1 metro de largura, como é o caso dos coletores selecionados, a distância entre fileiras de coletores deverá ser de 3,8 metros, de acordo com o guia de instalações de coletores solares térmicos consultado [33]. O que significa que a área horizontal necessária para cada painel é de 2 aproximadamente 3,8 m . Com base neste valor estima-se um número máximo de 670 coletores solares. Obstáculos existentes na cobertura deverão ser considerados na eventualidade de um projeto que vise a instalação de coletores solares térmicos neste espaço. Para a quantidade máxima de coletores estimada as frações solares são apresentadas na tabela seguinte. 73 670 Coletores Planos com Área Útil Total de 1273 m 2 COP Chiller Adsorção Potência Térmica nos Coletores (kW) Mês Potência Térmica Disponível com COP do Chiller (kW) 0,5 Cargas Térmicas Máximas (kW) [1] Fração Solar (%) Aquecimento Arrefecimento Aquecimento Arrefecimento Janeiro 127.62 - 315 - 41% - Fevereiro 175.34 - 191 - 92% - Março 202.04 101.02 145 99.7 100% 100% Abril 81.77 40.88 107 123.7 76% 33% Maio 113.22 56.61 - 176.2 - 32% Junho 109.76 54.88 - 400.6 - 14% Julho 184.37 92.18 - 531.6 - 17% Agosto 231.03 115.51 - 491.5 - 24% Setembro 189.02 94.51 - 497.9 - 19% Outubro 78.84 39.42 66 238.6 100% 17% Novembro 198.33 99.17 130 122.1 100% 81% Dezembro 128.38 - 294 - 44% - Tabela 27 - Frações Solares nas Necessidades de Climatização com 670 coletores A potência térmica disponível nos coletores poderia ser bastante superior caso se optasse por outro tipo de coletores com eficiência superior, como por exemplo coletores de tubo de vácuo, como se pode observar no gráfico 20. Esta opção aumentaria o valor do investimento necessário. O sistema de apoio passaria pela manutenção de um dos chillers de compressão existentes atualmente. Os chillers de adsorção ou mesmo absorção não são utilizados em regime de aquecimento. Um dos chillers existentes atualmente seria mantido para a produção de água quente, para suprir as necessidades de climatização do edifício em regime de aquecimento e para garantir o caudal de água quente do chiller de adsorção, quando os coletores se revelassem insuficientes. Os coletores seriam igualmente utilizados para garantir parte das necessidades de água quente em regime de aquecimento. 5.5.3 Investimento Requerido e Poupança Anual O investimento associado aos coletores solares térmicos foi determinado com base em [30]. A poupança anual relativa ao consumo energético dos chillers e torre de arrefecimento existentes atualmente, foi determinada com base nos valores máximos das cargas térmicas observados, por 74 comparação com a potência térmica disponível nos coletores solares térmicos. Os resultados são apresentados na tabela seguinte. Mês Consumo Associado aos Chillers (kWh) Poupança com 400 Coletores* (kWh) Poupança com 670 Coletores* (kWh) Janeiro 22 178 5 364 8 985 Fevereiro 16 671 9 137 15 304 Março 16 395 13 638 16 395 Abril 884 173 289 Maio 4 004 760 1 274 Junho 14 653 1 186 1 987 Julho 11 187 1 147 1 920 Agosto 2 576 358 599 Setembro 18 088 2 029 3 399 Outubro 3 006 294 492 Novembro 20 954 9 543 20 954 Dezembro 14 574 3 799 6 364 Poupança Total (kWh) 47 428 77 963 Poupança Total (Euros) 5 108 8 397 Poupança Relativa ao Consumo Atual da Central de Produção (%) 32% 53% Poupança Relativa ao Consumo Atual da Parcela Climatização (%) 7% 12% Investimento Incluindo Chiller de Adsorção (Euros) 517 248 747 243 PRS (anos) 101 89 * Já inclui o consumo eléctrico do Chiller de Adsorção Tabela 28 - Poupança Anual e Investimento Requerido pelo Sistema de Coletores Solares Observa-se desde já que do ponto de vista puramente económico esta solução não será rentável, como aliás ainda é norma nos grandes sistemas de aproveitamento de energia solar. O sistema proposto poderia funcionar com os circuitos de distribuição atuais, fornecendo água quente ou água refrigerada diretamente às unidades com baterias de aquecimento e arrefecimento, mas também fornecendo ou dissipando o calor do circuito de condensação. Seria necessário adquirir um ou mais tanques para a água refrigerada, já que a capacidade de armazenamento desta é atualmente bastante limitada. Mas de forma a eliminar as perdas nas trocas de calor nos permutadores, maximizando a poupança energética, propõe-se a implementação deste 75 sistema em conjunto com as medidas propostas para o AVAC atual. Os resultados encontram-se na tabela seguinte. Investimento (Euros) Poupança Anual (kWh) Poupança Anual (Euros) 77 963 8 397 Chiller de Adsorção (Exclui custos de instalação) 174 648 € 670 Coletores Solares Térmicos (Exclui custos de instalação) 572 595 € Unidades Tratamento de Ar (UTA) 25 650 € 21 765 2 344 Ventiloconvetores (Exclui Custos de Instalação e Acessórios) 49 607 € 41 557 4 476 Eletrobombas e Circuladores (Exclui custos de instalação) 68 348 € 11 844 1 276 Total 890 848 € 153 130 16 492 € Poupança Relativa ao Consumo Atual da Central de Produção (%) 53% Poupança Relativa ao Consumo Atual da Parcela Climatização (%) 23% Tabela 29 - Investimento e Poupança Anual Total do Sistema AVAC Solar 5.6 Síntese de Estudos Existentes Relativos à Envolvente do Edifício Ao longo dos anos, algumas medidas relativas à envolvente do edifício têm sido identificadas e estudadas. Todos os envidraçados no edifício são compostos por vidros simples, sendo que a área total destes corresponde a 60% da área total de fachada, de acordo com informações recolhidas durante o levantamento energético. A substituição destes vidros por vidros duplos permitiria reduzir as perdas em regime de aquecimento e os ganhos térmicos em regime de arrefecimento. O mesmo resultado poderia ser obtido para a envolvente opaca, com a instalação de algum tipo de isolamento térmico, que o edifício não possui atualmente. De acordo com [1], é possível obter uma poupança anual no consumo associado à climatização de 14000 kWh, com a substituição dos vidros simples por vidros duplos com caixa de ar. Os envidraçados horizontais existentes nas áreas de circulação do piso 3 foram igualmente alvo de análise. Esta instalação não possui proteção solar, o que significa que a temperatura nestes espaços durante o verão é demasiado elevada. O escoamento das correntes de convecção natural do átrio interior é igualmente feito para estes espaços, agravando a situação. A instalação de algum tipo de proteção solar nestes envidraçados poderia aumentar o nível de conforto dos ocupantes [1]. 76 5.7 Análise Conjunta de todas as Medidas Propostas Na tabela seguinte apresentam-se os resultados do impacto das medidas apresentadas no consumo de energia do edifício. Medidas Poupança Anual (kWh) Poupança Anual (Euros) Investimento (Euros) Redução Emissões CO2 (tonCO2e) Implementação de estratégias de controlo do consumo de energia 192816 20766 0 91 Susbstituição das Lâmpadas T8 por Lâmpadas T5 com Balastros Electrónicos nos Corredores Interiores 55 239 5 949 6 128 26 Alterações aos componentes do sistema de climatização actual 75 167 8 095 149 600 35 Implementação de um sistema de climatização com chiller de adsorção assistido por colectores solares térmicos 77 963 8 397 890 848 37 Total 401 185 43 208 1 046 576 189 Poupança Anual Global (%) 20,08% PRS 24 anos e 2 meses Consumo Específico de Energia 2 Elétrica (kWh/m .ano) 60 Tabela 30 - Poupança Anual Global com Implementação de Todas as Medidas Apresentadas 5.8 Análise Financeira de Investimentos Economicamente Viáveis A substituição integral do sistema AVAC de qualquer edifício é uma medida dispendiosa, que normalmente apresenta períodos de retorno de capital elevados, tornando o investimento pouco atrativo em termos económicos. De acordo com [4], todas as medidas com PRS abaixo de 8 anos são de implementação obrigatória após a auditoria energética, mas hoje em dia procuram-se períodos de retorno a rondar os 2 ou 3 anos, de acordo com o projeto Campus Sustentável. Procurou-se então realizar uma análise financeira dos investimentos possíveis para valores de poupança e períodos de retorno típicos, com base nos consumos anuais de energia determinados através das medições efetuadas. Os resultados relativamente às duas maiores parcelas de consumo de energia do edifício, a iluminação e o AVAC, são ilustrados de seguida. 77 Investimento Iluminação 300.000 € 250.000 € PRS 3 anos 200.000 € PRS 5 anos 150.000 € PRS 8 anos 100.000 € 50.000 € Poupança (Euros) 0€ 0% 20% 40% 60% Gráfico 21 - Investimento Associado a Valores de Poupança na Iluminação com PRS fixo Investimento AVAC 350.000 € 300.000 € 250.000 € PRS 3 anos 200.000 € PRS 5 anos PRS 8 anos 150.000 € 100.000 € 50.000 € Poupança (Euros) 0€ 0% 20% 40% 60% Gráfico 22 - Investimento Associado a Valores de Poupança no AVAC com PRS fixo 78 6. Recomendações O potencial de economia no consumo de energia no edifício não se limita às medidas apresentadas. Na tabela seguinte indicam-se medidas e estudos com o intuito de promover a eficiência energética no edifício. Parcela do Consumo Recomendação Iluminação Estudo dos níveis de iluminação nos espaços de gabinetes, salas de aulas, salas de estudo e restantes espaços onde a iluminação é feita através de lâmpadas fluorescentes TL-D T8, para avaliar a substituição destes equipamentos por lâmpadas Retrofit T5 de 32 W com Balastro Electrónico Iluminação Considerar a sectorização da iluminação nos corredores interiores, de forma a reduzir o número de equipamentos ligados durante o dia, mantendo níveis de iluminação acima dos indicados por [13] Iluminação Bloquear o acesso dos utilizadores das salas de estudo aos quadros eléctricos dos espaços de forma a possibilitar a implementação de horários pré-estabelecidos para a iluminação nestas salas. Iluminação Elaborar um panfleto com indicação do consumo de energia e poupança possível associada às salas de estudo, no sentido de justificar a implementação de medidas ao nível da iluminação AVAC - Distribuição Estudos relativos aos caudais e temperaturas nos permutadores de calor existentes, de forma a determinar a eficiência da permuta e possíveis medidas no sentido de aumentar a eficiência global do sistema de climatização AVAC - Eletrobombas e Circuladores Estudos detalhados dos caudais e cargas térmicas em cada circuito de distribuição, de forma a averiguar a possibilidade de reduzir a potência instalada em electrobombas e circuladores AVAC - Eletrobombas e Circuladores Na sequência da recomendação anterior, averiguar a possibilidade de introduzir variadores electrónicos de velocidade (VEV), nas electrobombas e circuladores,de forma a adaptar a velocidade dos motores às cargas térmicas do sistema AVAC - Ventiladores de Extração/Insuflação Averiguar as classes de eficiência dos ventiladores de extracção e insuflação em todo o edifício, de forma a determinar se é possível a sua substituição por equipamentos com níveis de eficiência superiores Envolvente Estudos relativamente ao impacto do conserto de todos os estores avariados ao longo do edifício, de forma a determinar se o incremento da protecção solar nestes espaços se traduz numa redução dos consumos de energia associados à climatização Tabela 31 - Recomendações para a Promoção da Eficiência Energética no Edifício 79 7. Gestão de Energia A implementação de um sistema de gestão de energia é uma medida fundamental para o controlo e monitorização dos consumos energéticos do edifício, permitindo a rápida resolução dos problemas detetados e a identificação de medidas simples que promovam a eficiência energética. Os contadores digitais instalados desde Julho de 2012 no Campus da Alameda e no âmbito do projeto Campus Sustentável do IST, assim como o histórico das leituras dos contadores promovidas pelo Núcleo de Manutenção do IST, permitem uma análise rápida dos padrões de consumo não só do Pavilhão de Civil mas da maioria dos edifícios no IST atualmente. Algumas medidas simples, sem custos associados e de rápida execução têm vindo a ser implementadas. A manutenção dos equipamentos é outro fator importante para o bom desempenho energético de qualquer edifício. No Pavilhão de Civil existe uma equipa em permanência encarregada da manutenção de todos os equipamentos associados à climatização. Os equipamentos de maior consumo como os chillers ou a torre de arrefecimento são alvos de inspeções periódicas para garantir o seu bom funcionamento, enquanto que as unidades terminais espalhadas pelos pisos são normalmente apenas alvo de manutenção quando algum problema que afete a funcionalidade dos equipamentos é comunicado. Relativamente à iluminação ou qualquer outra instalação elétrica no edifício, existe apenas a substituição dos equipamentos quando estes deixam de funcionar. A responsabilidade destas tarefas cabe normalmente ao eletricista permanente do edifício. Aos responsáveis pela gestão de energia no Pavilhão de Civil cabe a responsabilidade de sensibilizar todos os utilizadores do edifício para a utilização eficiente de todos os equipamentos consumidores de energia, estabelecer metas para o consumo energético, promover medições do consumo de energia, com especial atenção aos equipamentos de maior consumo, de forma a detetar qualquer anomalia ou desvios inesperados e otimizar o plano de manutenção dos equipamentos. Propõe-se a seguinte matriz de gestão de energia. 80 Tabela 32 - Matriz de Gestão da Energia Fonte: ―Auditoria Energética à Escola EB1 + JI de São Julião do Tojal, Loures‖ [34] 81 8. Conclusões A desagregação integral dos consumos energéticos do Pavilhão de Civil, através de medições de energia elétrica nos quadros do edifício nunca tinha sido realizada até à data. Estimativas desta desagregação baseavam-se em informações obtidas através de simulações dinâmicas, com base nas necessidades térmicas e nas características dos equipamentos instalados no edifício. O trabalho apresentado procurou avaliar o desempenho energético do edifício com base nos seus consumos reais, com a construção de um modelo de consumo anual baseado nos resultados das medições efetuadas. Como era esperado a parcela relativa à climatização revelou ser a de maior consumo no edifício. Foram observados consumos de energia significativos em regime noturno e de fim-desemana, que contribuem para este facto. Existe a hipótese de desligar manualmente todos os equipamentos associados ao AVAC, enquanto os dois relógios que controlam o funcionamento do sistema não forem analisados e reconfigurados, de forma a permitir o shutdown automático de todos os equipamentos. Foi proposta a reestruturação do sistema de distribuição atual e a substituição da central de produção de frio e calor por uma central associada a um sistema de coletores solares térmicos. Estas propostas não são rentáveis do ponto de vista puramente económico, mas permitem uma poupança significativa no consumo de energia anual do edifício. Os investimentos foram determinados com base em preços de tabela, obtidos em catálogos disponíveis online ou outras fontes, por isso existe a hipótese dos valores envolvidos nestes investimentos serem negociados diretamente com as respetivas empresas, de forma a reduzir o investimento inicial e tornar o projeto mais atrativo do ponto de vista económico. A opção por um sistema de climatização ―verde‖, utilizando fontes de energia renováveis e equipamentos que não utilizam refrigerantes nocivos para o ambiente, traz inúmeras vantagens que podem ter algum peso face a investimentos que hoje em dia ainda não são rentáveis. A tecnologia de adsorção proposta assenta neste pressuposto. Os chillers de adsorção apresentam um consumo de energia elétrica muito reduzido, utilizam apenas materiais não nocivos para o ambiente, não necessitam de grandes operações de manutenção e podem ser utilizados em conjunto com fontes de energia renováveis. A tecnologia é ainda bastante recente, o que significa que a implementação deste sistema tornaria o edifício uma referência no âmbito da eficiência energética. As lâmpadas e respetivos balastros utilizados pela maioria dos espaços no edifício: lâmpadas fluorescentes TL-D T8 com balastro ferromagnético, poderiam ser facilmente substituídas por lâmpadas T5 com balastro eletrónico com uma redução significativa do consumo de energia elétrica. Já existem lâmpadas T5 equipadas em tubos T8 que permitem a substituição rápida dos equipamentos sem necessidade de trocar as luminárias. Foram igualmente identificados alguns espaços, com boa iluminação natural, onde a iluminação poderia permanecer desligada durante o dia. 82 Nos gabinetes, secretariados e salas de bolseiros, nomeadamente nos pisos 2 e 3, a utilização dos equipamentos consumidores de energia poderia ser mais eficiente. As medições efetuadas permitiram concluir que a grande maioria dos computadores e outros equipamentos de escritório ligados nas tomadas não são desligados durante a noite. Por vezes as medidas que aparentam maior simplicidade são as mais difíceis de implementar, porque dependem da colaboração de todos os utilizadores do edifício, mas um programa de sensibilização contundente poderá permitir reduzir eficazmente o consumo de energia associado a estes espaços. Existe também algum potencial de economia com a implementação de medidas relacionadas com a envolvente do edifício. Sugere-se um estudo focado exclusivamente nesta área, de forma a quantificar as possíveis poupanças. Um dos objetivos deste trabalho passava pela criação de um documento com informação completa e detalhada sobre o edifício e equipamentos consumidores de energia instalados, que pudesse servir de base para estudos futuros sobre a eficiência energética do edifício. Existiu um esforço no sentido de recolher e agrupar toda a informação existente sobre o edifício. Todos os documentos produzidos, alterados ou apenas recolhidos foram postos à disposição do projeto Campus Sustentável e do Núcleo de Manutenção do IST. 83 9. Referências Bibliográficas [1] Onésimo Silva (2009), ―Eficiência Energética do Pavilhão de Civil do Instituto Superior Técnico‖, Relatório de Estágio para Admissão na Ordem dos Engenheiros [2] Onésimo Silva (2010), ―Estudo Prévio para Reabilitação da Instalação de AVAC do Pavilhão de Civil do Instituto Superior Técnico‖, Relatório Interno Núcleo de Manutenção do IST [3] Decreto-Lei nº 79/2006 de 4 de Abril (Regulamento dos Sistemas Energéticos de Climatização em Edifícios - RSECE), Diário da República — I Série-A N.º 67— 4 de Abril de 2006 [4] Despacho nº 17449/2008 (Auditorias Energéticas), Diário da República, 2.ª série — N.º 123 — 27 de Junho de 2008 [5] Levantamento_de_Espaços_Pav.Civil_IST_2012.xls, Documento produzido no âmbito da tese de mestrado [6] Instituto Superior Técnico 1ª Fase, ―Instalação de Aquecimento, Ventilação e Condicionamento de Ar – Manual da Instalação‖, Documento do Núcleo de Manutenção do IST [7] ―Construção do Pavilhão de Engenharia Civil do Instituto Superior Técnico – Acabamentos da 2ª Fase: 3ª Parte – Instalações e Equipamentos Mecânicos‖, Documento do Núcleo de Manutenção do IST [8] Tiago Vilhena (2011), Levantamento Energético do Pavilhão de Civil do IST, Documento produzido no âmbito da tese de mestrado do aluno Tiago Vilhena do IST [9] Levantamento_Energetico_Pav.Civil_IST_2012.xls, Documento produzido no âmbito da tese de mestrado [10] Rede_Eletrica_Pav.Civil_IST_2012.xls, Documento produzido no âmbito da tese de mestrado [11] Consumos_Diarios_Referencia_Pav.Civil_IST_2012.xls, Documento produzido no âmbito da tese de mestrado [12] http://energist.ist.utl.pt [13] Despacho nº 17313/2008 (Emissões), Diário da República, 2.ª série — N.º 122 — 26 de Junho de 2008 [14] Decreto-Lei nº 80/2006 de 4 de Abril (Regulamento das Características de Comportamento Térmico dos Edifícios - RCCTE), Diário da República — I Série-A N.º 67— 4 de Abril de 2006 [15] CIBSE (2004), ―Guide F – Energy efficiency in buildings‖, 2nd Edition, The Chartered Institution of Building Services Engineers London [16] Norma Europeia EN 12464-1, ―Light and lighting – Lighting of work places‖ [17] ecotreecity, Eficiência Energética, Lda, Lâmpada Retrofit T5 [18] www.geradordeprecos.info 84 [19] LuxMagna, Catálogo Ventiloconvectores [20] decflex, Equipamento de Ventilação, Lda, Catálogo Ventiloconvectores [21] Regulamento nº 1005/2009 do Parlamento Europeu de 16 Setembror 2009 relativo a substâncias que empobrecem a camada de ozono, Official Journal of the European Union, L 286/1, 31.10.2009 [22] Diretiva Europeia (EC) nº 640/2009 de 22 Julho, Requisitos para o ecodesign de motores elétricos, Official Journal of the European Union, L 191/26, 23.7.2009 [23] Norma Europeia IEC 60034-30, Classes de eficiência para motores elétricos [24] http://energia.dashofer.pt/artigo_climasol.pdf [25] Hans-Martin Henning (2004), ―Solar-Assisted Air-Conditioning in Buildings – A Handbook for Planners‖, SpringerWienNewYork [26] www.ppiway.com/brands-solutions/eco-max [27] www.ppiway.com/sites/default/files/download/submittal_ad3-e.pdf [28] www.ppiway.com/sites/default/files/download/chilled_water_45.pdf [29] www.gbunet.de/outgoing/nak-prospect.pdf [30] INETI, ―SOLTERM 5‖, Programa para Análise de Desempenho de Sistemas Solares Térmicos e Fotovoltaicos [31] www.lusosol.com [32] www.tutiempo.net [33] www.aguaquentesolar.com/publicacoes/27/14-guia%20pr%20instaladores.pdf [34] José Lourenço (2010), ―Auditoria Energética à Escola EB1 + JI de São Julião do Tojal, Loures‖, Instituto de Soldadura e Qualidade 85 Anexos 86 Anexo 1 – Potências medidas com Analisadores de Tomada Descrição do Equipamento Computador com Monitor LCD Computador com Monitor CRT Potência Média (W) 100 (70+30) 150 Consumo Diário (kWh) - Computador Portátil Computador Portátil com Monitor LCD 15 45 - Impressora Laser Gabinete Docente Impressora Tinta Gabinete Docente Impressora Laser Gabinete Secretariado - 0,135 0,14 0,24 Faxe Scanner Impressora Laser Multifunções em Rede (Comum) - 0,25 0,17 1,12 Fotocopiadora em Rede (Comum) Plotter em Rede (Comum) - 0,55 0,6 Candeeiro de Mesa Ventoinha de Mesa Frigorífico 20 110 0,03 - Micro-ondas Aquecedores Portáteis Televisão 1100 1500 60 - Máquina de Café Projetor de Teto 220 2,04 - Retroprojetor de Mesa Sistema de Videoconferência Televisão LCD 310 215* 120* - Chaleira Elétrica Sistema Microfones Sistema de Colunas 900 40* 60* - *Estimativas com base em pesquisa de catálogos online. Iluminação Fluorescente Tubular TL-D T8 Potência Nominal (W) 58 Potência Lâmpada + Balastro (W) 72 Fluorescente Tubular TL-D T8 Fluorescente Tubular TL-D T5 Fluorescente Tubular TL-D T5 (Balastro Eletrónico) 36 18 14 57 27 14 Fluorescente PL-Q Pro Fluorescente Compacta PL-C 2P 16 10 21,5 15,5 Halogéneo Halogéneo Iodetos Metálicos 50 35 250 62 44 418 88 Anexo 2 – Listagem de Medições A.2.1 – Medições com Analisadores de Energia Não Associadas à Climatização Quadro Período Dia de Semana Sábado Domingo Objetivo Q.E.1 Q.E.2 Q.E.3 11-07-2012 a 12-07-2012 11-07-2012 a 12-07-2012 22-01-2013 a 23-01-2013 Sim Sim Sim Não Não Não Não Não Não Q.D.3.1 03-07-2012 a 04-07-2012 Sim Não Não Q.D.3.2 03-07-2012 a 04-07-2012 Sim Não Não Q.D.3.3 04-07-2012 a 05-07-2012 Sim Não Não Q.D.3.1 28-09-2012 a 01-10-2012 Não Sim Sim Q.D.3.2 28-09-2012 a 01-10-2012 Não Sim Sim Q.D.3.1 15-01-2013 a 16-01-2013 Sim Não Não Q.D.3.2 15-01-2013 a 16-01-2013 Sim Não Não Q.D.3.3 15-01-2013 a 16-01-2013 Sim Não Não Q.D.2.1 11-06-2012 a 12-06-2012 Sim Não Não Q.D.2.2 04-06-2012 a 05-06-2012 Sim Não Não Q.D.2.3 31-05-2012 a 01-06-2012 Sim Não Não Q.D.2.1 16-01-2013 a 17-01-2013 Sim Não Não Q.D.2.2 16-01-2013 a 17-01-2013 Sim Não Não Q.D.2.3 16-01-2013 a 17-01-2013 Sim Não Não Q.EM.2.1 25-06-2012 a 26-06-2012 Sim Não Não Q.EM.2.2 05-06-2012 a 06-06-2012 Sim Não Não Q.EM.2.3 31-05-2012 a 01-06-2012 Sim Não Não Consumo Elevadores Torre Sul Consumo Elevadores Torre Norte Consumo Elevadores Torre Central Consumo Iluminação/Equipamentos Piso 3 Bloco Nascente Sul Consumo Iluminação/Equipamentos Piso 3 Bloco Nascente Norte Consumo Iluminação/Equipamentos Piso 3 Bloco Poente Consumo Iluminação/Equipamentos Piso 3 Bloco Nascente Sul Fim-de-semana Consumo Iluminação/Equipamentos Piso 3 Bloco Nascente Norte Fim-de-semana Avaliar Consumo Aquecedores Portáteis Piso 3 Bloco Nascente Sul Avaliar Consumo Aquecedores Portáteis Piso 3 Bloco Nascente Norte Avaliar Consumo Aquecedores Portáteis Piso 3 Bloco Poente Consumo Iluminação/Equipamentos Piso 3 Bloco Nascente Sul Consumo Iluminação/Equipamentos Piso 3 Bloco Nascente Norte Consumo Iluminação/Equipamentos Piso 3 Bloco Poente Avaliar Consumo Aquecedores Portáteis Piso 2 Bloco Nascente Sul Avaliar Consumo Aquecedores Portáteis Piso 2 Bloco Nascente Norte Avaliar Consumo Aquecedores Portáteis Piso 2 Bloco Poente Avaliar Consumo de Equipamentos e Iluminação Comum Piso 2 BN Sul Avaliar Consumo de Equipamentos e Iluminação Comum Piso 2 BN Norte Avaliar Consumo de Equipamentos e Iluminação Comum Piso 2 BP Valor Total Medido (kWh) 65.75 25.01 19.42 61.55 72.07 163.99 59.49 147,87 276,54 250,97 149,76 156,15 285,04 166,39 260,83 281,5 8,41 4,35 1,96 89 Q.D.2.3 Secadores 27-07-2012 a 30-07-2012 Sim Sim Sim Avaliar Consumo Secadores Mãos Valor de Referencia para Pisos 2 e 3 0,92 (2 Secadores) Q.D.2.3 UE 4.24/4.25 26-07-2012 a 27-07-2012 Sim Não Não Avaliar Consumo Unidade Evaporadora, Valor de Referência Todas as Unidades Piso 6,1 Q.D.1.1 23-07-2012 a 24-07-2012 Sim Não Não Avaliar Consumo Iluminação Comum Piso 1 e Gabinete FUNDEC 62,05 Q.LTI1 31-01-2013 a 01-02-2013 Sim Não Não Avaliar Consumo LTI Receção e Servidores 55,83 Q.LTI2 31-01-2013 a 01-02-2013 Sim Não Não Avaliar Consumo LTI Iluminação 69,21 Q.D.1.2 31-01-2013 a 01-02-2013 Sim Não Não Avaliar Alimentação dos Quadros do LTI 156,12 Q.UPS 31-01-2013 a 01-02-2013 Sim Não Não Avaliar Consumo LTI Computadores 213,94 30-07-2012 a 31-07-2012 Sim Não Não Avaliar Consumo Ar Condicionado Independente V1.47 0,98 (2 horas) 24-09-2012 a 25-09-2012 Sim Não Não Avaliar Consumo Iluminação Hall Entrada 29,69 25-09-2012 a 26-09-2012 Sim Não Não Avaliar Consumo Candeeiros Fachada Exterior 20,61 Q.D.0.1.1 28-06-2012 a 29-06-2012 Sim Não Não Avaliar Consumo Máquinas de Vending no Exterior 105,74 Q.D.0.2.1 20-06-2012 a 21-06-2012 Sim Não Não Q.D.0.2.1.10 20-06-2012 a 21-06-2012 Sim Não Não Q.D.0.3.1 18-06-2012 a 21-06-2012 Sim Não Não Q.D.0.3.2 Secadores 30-07-2012 a 31-07-2012 Sim Não Não Q.D.0.1.2 25-09-2012 a 26-09-2012 Sim Não Não Avaliar Consumo Iluminação e Equipamentos Bar 273,11 237,68 Q.D.1.3 Disjuntor AC V1.47 Q.D.0.1.2 Ilum. Hall Entrada Q.D.0.1.2 Candeeiros Fachada Avaliar Consumo Iluminação e Portáteis dos Alunos Salas de Estudo Avaliar Consumo Iluminação e Portáteis dos Alunos Sala 0.22 Avaliar Consumo das Salas V0.14, V0.15, 0.19 e Receção Avaliar Consumo Secadores de Mãos WC Torre Central 500,8 131,07 88,44 0,42 Q.D.0.3.3 18-07-2012 a 19-07-2012 Sim Não Não Avaliar Consumo Iluminação e Equipamentos Restaurante QP0S 28-06-2012 a 29-06-2012 Sim Não Não Avaliar Consumo Bombas de Calor do Bar 13,85 QP0N 23-07-2012 a 24-07-2012 Sim Não Não Avaliar Consumo Climatização Zona 24h 1,44 Q.D.0.2.2 25-06-2012 a 26-06-2012 Sim Não Não Avaliar Consumo Iluminação Patamares e WC's Torre Norte Pisos 01 a 3 85,3 Q.D.01.2.1 06-07-2012 a 09-07-2012 Sim Sim Sim Avaliar Consumo Iluminação Comum Norte e Laboratórios Fim de Semana 49,08 90 Avaliar Consumo Iluminação Comum Norte, VA5 e VA6 Regime Aulas Avaliar Consumo Iluminação Comum Sul, VA1 e VA2 Regime Aulas Avaliar Consumo Espaços Centro de Congressos Piso 01 Q.D.01.2.1 27-09-2012 a 28-09-2012 Sim Não Não Q.D.01.1.1 26-09-2012 a 27-09-2012 Sim Não Não Q.D.01.1.2 09-07-2012 a 10-07-2012 Sim Não Não Q.D.01.2.1 Laboratórios 27-09-2012 a 28-09-2012 Sim Não Não Avaliar Consumo Laboratórios 9,82 Q.D.01.1.1 Biblioteca 26-09-2012 a 27-09-2012 Sim Não Não Avaliar Consumo Biblioteca 79,87 Q.D.02.1 09-07-2012 a 10-07-2012 Sim Não Não Sim Não Não Sim Não Não Avaliar Consumo Central Ar Comprimido 115,69 (Só 24 h) Avaliar Consumo Iluminação Comum Piso 02 e Gabinetes Piso 02 Avaliar Consumo Câmaras Frigoríficas Laboratórios 02 152,62 195,92 62,93 94,89 TR2 QGBT Central Ar Comprimido 01-10-2012 a 03-10-2012 (Dia 3 Incompleto) 01-10-2012 a 03-10-2012 (Dia 3 Incompleto) Q.D.02.3.3 03-10-2012 a 04-10-2012 Sim Não Não Avaliar Consumo Equipamentos Secundários Associados à Central Ar Comprimido 48,25 Q.D.02.2.3* 02-03-2012 a 05-03-2012 Sim Sim Sim Avaliar Consumo Laboratório de Construção 71,79 Q.D.02.3.4* 30-01-2012 a 02-02-2012 (Dia 2 Incompleto) Sim Não Não Avaliar Consumo Laboratório Hidráulica 477,12 (Só 48 h) Q.D.02.2.1* 01-03-2012 a 02-03-2012 Sim Não Não Avaliar Consumo Oficina e Gabinetes LERM 14,09 Q.D.02.2.2* 07-02-2012 a 09-02-2012 (Dia 9 Incompleto) Sim Não Não Avaliar Consumo Laboratórios Geotecnia 48,42 (Só 24 h) Não Avaliar Consumo Iluminação e Equipamentos LERM Zona A 49,76 Q Cam Frigoríficas Q.D.02.3.2 03-10-2012 a 04-10-2012 Sim Não 30,78 (Só 24 h) 91 A.2.2 – Medições com Pinça Multimétrica Não Associadas à Climatização Equipamento Piso Potência Medida (W) Bastidor P -2 25 Bastidor Q -2 150 Câmeras Vídeo -1 15 Bastidor N -1 50 Bastidor O -1 85 Câmeras Vídeo 0 Total 332 W Bastidor M 0 100 Bastidor J 1 7 Bastidor I (1.45) 1 35 Bastidor I (LTI Servidores) 1 305 Sistema Portas Acesso 2,3 5 Bastidor F 2 88 Bastidor E 2 65 Bastidor G 2 50 Bastidor H 2 72 Bastidor B 3 50 Bastidor A 3 50 Bastidor ISTAR 3 7 Bastidor C 3 47 Bastidor D 3 58 92 A.2.3 – Medições com Analisadores de Energia Associadas à Climatização Quadro/ Equipamento Período Dia de Semana Sábado Domingo Objetivo Valor Total Medido (kWh) QGAC1 12-07-12 a 13-07-12 Sim Não Não Consumo Total Climatização BN Verão 957,85 QGAC2 12-07-12 a 13-07-12 Sim Não Não Consumo Total Climatização BP Verão 1240,06 QGAC1 31-10-12 a 03-11-12 Sim Sim Não QGAC2 06-11-12 a 07-11-12 Sim Não Não QEMAC1 30-10-12 a 31-10-12 Sim Não Não QEMAC2 30-10-12 a 31-10-12 Sim Não Não QGAC1 18-01-13 a 21-01-13 Sim Sim Sim Consumo Total Climatização BN Inverno 1997,80 QGAC2 17-01-13 a 18-01-13 Sim Não Não Consumo Total Climatização BP Inverno 1390,46 Chiller 2 30-10-12 a 31-10-12 Sim Não Não Consumo do Chiller em Stand-By 75,39 Chiller 2 17-01-13 a 18-01-13 Sim Não Não Consumo do Chiller Regime Aquecimento 1005,72 Chiller 2 28-02-13 a 07-03-13 Sim Sim Sim Comparação com valores de Janeiro 4633,34 Chiller 1 08-03-13 a 15-03-13 Sim Sim Sim Comparação entre o consumo dos dois chillers 3231,79 Climatização LTI 06-07-12 a 09-07-12 Sim Sim Sim Consumo Climatização LTI Verão 785,79 Climatização LTI 31-10-12 a 05-11-12 Sim Sim Sim Consumo Climatização LTI Entre Estações 1508,71 Climatização LTI 18-01-13 a 22-01-13 Sim Sim Sim Consumo Climatização LTI Inverno 679,35 UTA5 30/10/2012 Sim Não Não Consumo Padrão UTAs Constante 579 W UTA9 06-11-12 a 07-11-12 Sim Não Não Consumo Padrão UTAs 64,50 UTA10 29-10-12 a 30-10-12 Sim Não Não Consumo Padrão UTAs 129,82 UTAN1 29-10-12 a 30-10-12 Sim Não Não Consumo Padrão UTANs 3,21 UTAN6 07-11-12 a 08-11-12 Sim Não Não Consumo Padrão UTANs 12,20 Consumo Total Climatização BN Entre Estações Consumo Total Climatização BP Entre Estações Consumo Climatização Associado ao Circuito de Emergência Consumo Climatização Associado ao Circuito de Emergência 964,93 639,16 174,54 208,45 93 A.2.4 – Medições com Pinça Multimétrica Associadas à Climatização Equipamento Tipo Potência Medida (W) Equipamento Tipo Potência Medida (W) UTA1 UTA2 UTA3 UTA7 UTA8 UTA10 UTA11 UTA12 UTA13 B7 B3 B4 B1A B5 B17 B19 B20 C11 C12 C15 C16 C17 C3 C9 C24 C23 C19 C20 C21 C4 C5 C6 Ventilador da UTA Ventilador da UTA Ventilador da UTA Ventilador da UTA Ventilador da UTA Ventilador da UTA Ventilador da UTA Ventilador da UTA Ventilador da UTA Eletrobomba Eletrobomba Eletrobomba Eletrobomba Eletrobomba Eletrobomba Eletrobomba Eletrobomba Circulador Circulador Circulador Circulador Circulador Circulador Circulador Circulador Circulador Circulador Circulador Circulador Circulador Circulador Circulador 618 345 257 850 1431 927 481 486 420 6075 4250 7620 7280 751 2375 6075 3140 374 319 523 264 65 92 325 1427 495 160 285 432 171 75 73 VE7 VE8 VE9 VI5 VE23 VE30 VE32 VE33 VE34 VE20 VE14 VE3 VE6 VE13 VE17 VI3 VE1 VE2 VE4 VE5 VE18 VE21 VE25 VE28 VE22 VE24 VE27 VE26 VE42 VE43 VE15 VE16 Ventilador Extração Ventilador Extração Ventilador Extração Ventilador Insuflação Ventilador Extração Ventilador Extração Ventilador Extração Ventilador Extração Ventilador Extração Ventilador Extração Ventilador Extração Ventilador Extração Ventilador Extração Ventilador Extração Ventilador Extração Ventilador Insuflação Ventilador Extração Ventilador Extração Ventilador Extração Ventilador Extração Ventilador Extração Ventilador Extração Ventilador Extração Ventilador Extração Ventilador Extração Ventilador Extração Ventilador Extração Ventilador Extração Ventilador Extração Ventilador Extração Ventilador Extração Ventilador Extração 3515 400 503 534 4230 35 122 157 268 296 205 56 70 227 65 534 80 128 1250 950 410 357 640 183 202 58 136 33 61 100 257 159 94 Anexo 3 – Consumos Diários de Referência A.3.1 – Regimes Considerados 95 96 A.3.2 – Consumos Diários de Referência Não Associados à Climatização Consumos Diários de Referência (kWh) [32] Regimes (Datas Relativas ao Ano Letivo 2011/2012) Torres e Cobertura Torre Norte Regime Inverno Regime Verão Serviços (Instalações Técnicas) Elevadores Regime Férias Edifício Fechado Semana Fim Sem. Semana Fim Sem. Semana Fim Sem. Semana Fim Sem. 114,06 34,56 114,06 34,56 114,06 34,56 34,56 34,56 Regime Inverno Regime Verão Gabinetes/ Secretariados/ Bolseiros Piso 3 Regime Entre Estações Regime Entre Estações Regime Férias Edifício Fechado Semana Fim Sem. Semana Fim Sem. Semana Fim Sem. Semana Fim Sem. Iluminação Local 109,44 16,53 76,37 12,56 76,37 12,56 0,00 0,00 Computadores 172,93 141,72 155,07 129,02 176,26 144,08 138,27 138,27 Outros Equipamentos de Escritório 54,72 44,12 49,96 40,49 55,61 44,80 43,14 43,14 Equipamentos.de Climatização Portáteis 1,22 0,00 1,22 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 Aquecedores Portáteis 297,05 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 Iluminação Local 2,59 0,00 2,59 0,00 2,59 0,00 0,00 0,00 Computadores 3,00 0,00 3,00 0,00 3,00 0,00 0,00 0,00 Outros Equipamentos de Escritório 0,33 0,00 0,33 0,00 0,33 0,00 0,00 0,00 Iluminação Comum (Corredores) 82.54 51.09 69.57 50.66 69.57 50.66 47,85 47,85 Equipamentos Comuns 8.21 5.45 8.21 5.45 8.21 5.45 5,45 5.45 Iluminação Local 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 Outros Equipamentos de Escritório 0,03 0,00 0,03 0,00 0,03 0,00 0,00 0,00 Laboratórios Serviços 97 Regime Inverno Regime Entre Estações Regime Verão Gabinetes/Secretariados/Bolseiros Piso 2 Regime Férias Edifício Fechado Semana Fim Sem. Semana Fim Sem. Semana Fim Sem. Semana Fim Sem. Iluminação Local 187,44 23,17 146,75 17,38 146,75 17,38 0,00 0,00 Computadores 182,99 121,39 182,99 121,39 182,99 121,39 121,39 121,39 Outros Equipamentos de Escritório 52,80 41,62 52,80 41,62 52,80 41,62 41,62 41,62 Equipamentos.de Climatização Portáteis 3,00 0,00 15,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 Aquecedores Portáteis 173,46 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 Iluminação Local 0,92 0,00 0,92 0,00 0,92 0,00 0,00 0,00 Computadores 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 Equipamentos de Laboratório 1,44 1,44 1,44 1,44 1,44 1,44 1,44 1,44 Iluminação Comum (Corredores) 209,60 50,42 194,69 49,99 194,69 49,99 79,74 46,25 Equipamentos Comuns 9,72 6,96 9,72 6,96 9,72 6,96 6,96 6,96 Iluminação Local 3,89 0,00 3,89 0,00 3,89 0,00 0,00 0,00 Outros Equipamentos de Escritório 2,64 2,64 2,64 2,64 2,64 2,64 2,64 2,64 Laboratórios Serviços Regime Aulas Regime Exames Regime Férias Edifício Aberto Salas de Aulas Piso 1 Regime Férias Edifício Fechado Semana Sábado Domingo Semana Sábado Domingo Semana Sábado Domingo Semana Sábado Domingo Iluminação Local 164,89 15,28 0,00 116,57 27,19 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 Outros Equipamentos de Escritório 37,54 0,00 0,00 1,27 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 Iluminação Local 87,43 49,18 6,22 70,72 49,18 6,22 38,47 6,22 6,22 6,22 6,22 6,22 Computadores 177,15 140,83 128,55 150,51 137,69 128,55 135,35 128,55 128,55 128,55 128,55 128,55 Outros Equipamentos de Escritório 51,18 45,98 43,18 47,45 45,98 43,18 45,05 43,18 43,18 43,18 43,18 43,18 3,73 0,00 0,00 3,73 0,00 0,00 3,73 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 LTI - Laboratórios Gabinetes Iluminação Local 98 Computadores 3,18 0,00 0,00 3,18 0,00 0,00 3,18 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 Outros Equipamentos de Escritório 5,63 0,00 0,00 5,63 0,00 0,00 5,63 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 Equipamentos.de Climatização Portáteis 1,94 0,00 0,00 4,67 0,00 0,00 3,22 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 Iluminação Comum (Corredores) 160,05 109,88 50,12 164,57 110,01 50,25 157,40 109,84 50,07 66,61 33,12 33,12 Equipamentos Comuns 11,09 8,33 8,33 9,25 8,33 8,33 9,25 8,33 8,33 8,33 8,33 8,33 Iluminação Local 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 Serviços Regime Aulas Regime Exames Regime Férias Edifício Aberto Salas de Estudo (Zona 24 h) Regime Férias Edifício Fechado Semana Sábado Domingo Semana Sábado Domingo Semana Sábado Domingo Semana Sábado Domingo Iluminação Local 207,76 83,10 41,55 272,39 272,39 272,39 159,29 63,72 31,86 0,00 0,00 0,00 Computadores 81,78 32,43 16,75 134,04 131,72 131,72 40,89 16,21 8,37 0,00 0,00 0,00 Outros Equipamentos de Escritório 3,05 3,05 3,05 3,05 3,05 3,05 3,05 3,05 3,05 2,64 2,64 2,64 Equipamentos.de Climatização Portáteis 3,76 0,00 0,00 4,25 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 Iluminação Local 51,85 14,73 0,00 61,10 14,73 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 Computadores 8,00 0,00 0,00 8,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 Outros Equipamentos de Escritório 6,14 0,00 0,00 2,31 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 Iluminação Comum Interior 158,15 152,67 152,67 160,57 154,22 154,30 156,73 152,21 152,12 115,81 82,32 82,32 Iluminação Comum Exterior 27,11 27,07 27,07 27,63 27,48 27,63 22,91 23,55 23,37 21,59 21,59 21,59 Equipamentos Comuns 15,59 14,75 14,75 15,59 14,75 14,75 15,59 14,75 14,75 12,89 12,89 12,89 Máquinas de Vending 21,02 21,02 21,02 21,02 21,02 21,02 21,02 21,02 21,02 21,02 21,02 21,02 Iluminação Local 18,17 6,73 6,73 18,17 6,73 6,73 18,17 6,73 6,73 6,73 6,73 6,73 Computadores 3,00 2,40 2,40 3,00 2,40 2,40 3,00 2,40 2,40 2,40 2,40 2,40 Outros Equipamentos de Escritório 1,86 1,68 1,68 1,86 1,68 1,68 1,86 1,68 1,68 1,68 1,68 1,68 Salas de Aulas Piso 0 Serviços Bar 99 Iluminação Local e Todos Equipamentos 222,81 176,14 56,06 222,81 176,14 56,06 177,64 164,13 56,06 56,06 56,06 56,06 237,68 143,12 143,12 225,35 143,12 143,12 143,12 143,12 143,12 143,12 143,12 143,12 Restaurante Iluminação Local e Todos Equipamentos Regime Aulas Regime Exames Regime Férias Edifício Aberto Salas de Aulas Regime Férias Edifício Fechado Semana Sábado Domingo Semana Sábado Domingo Semana Sábado Domingo Semana Sábado Domingo Iluminação Local 195,37 0,00 0,00 18,21 0,00 0,00 2,77 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 Outros Equipamentos de Escritório 11,11 0,00 0,00 1,82 0,00 0,00 0,29 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 Iluminação Local 15,84 0,00 0,00 15,84 0,00 0,00 6,77 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 Computadores 3,30 0,00 0,00 6,60 0,00 0,00 0,71 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 Outros Equipamentos de Escritório 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 Equipamentos de Laboratório 2,18 0,00 0,00 2,18 0,00 0,00 2,34 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 Aquecedores Portáteis 10,31 0,00 0,00 20,31 0,00 0,00 4,44 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 Iluminação Local 61,92 0,00 0,00 32,05 0,00 0,00 72,58 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 Computadores 0,95 0,00 0,00 0,47 0,00 0,00 0,77 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 Outros Equipamentos de Escritório 12,53 7,50 7,50 9,63 7,50 7,50 11,36 7,50 7,50 7,50 7,50 7,50 Iluminação Comum (Corredores) 143,71 102,65 20,53 143,71 102,65 20,53 143,71 20,53 20,53 146,23 112,75 112,75 Equipamentos Comuns 4,80 4,38 3,96 4,80 4,38 3,96 4,80 4,38 3,96 3,24 3,24 3,24 Iluminação Local 83,81 2,88 0,00 83,04 2,88 0,00 74,14 2,88 0,00 0,00 0,00 0,00 Computadores 4,49 0,24 0,24 4,49 0,24 0,24 3,95 0,24 0,24 0,00 0,00 0,00 Outros Equipamentos de Escritório 4,19 2,88 2,88 4,19 2,88 2,88 4,04 2,88 2,88 2,64 2,64 2,64 Aquecedores Portáteis 3,75 0,00 0,00 7,38 0,00 0,00 1,62 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 Laboratórios Centro de Congressos Piso 01 Serviços (Inclui Biblioteca) 100 Regime Aulas Regime Exames Regime Férias Edifício Aberto Laboratórios Regime Férias Edifício Fechado Semana Sábado Domingo Semana Sábado Domingo Semana Sábado Domingo Semana Sábado Domingo Iluminação Local 170,51 8,28 8,28 170,51 8,28 8,28 170,51 8,28 8,28 0,00 0,00 0,00 Computadores 11,21 0,00 0,00 11,21 0,00 0,00 11,21 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 Outros Equipamentos de Escritório 0,14 0,00 0,00 0,14 0,00 0,00 0,14 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 Equipamentos de Laboratório (Inclui Câmaras Frig.) 178,91 43,11 43,11 178,91 43,11 43,11 178,91 43,11 43,11 43,11 43,11 43,11 Iluminação Local 21,56 0,00 0,00 21,56 0,00 0,00 21,56 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 Computadores 8,74 0,00 0,00 8,74 0,00 0,00 8,74 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 Outros Equipamentos de Escritório 15,94 12,53 12,53 15,94 12,53 12,53 15,94 12,53 12,53 12,53 12,53 12,53 Iluminação Local 34,43 0,00 0,00 21,14 0,00 0,00 53,50 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 Outros Equipamentos de Escritório 3,17 0,00 0,00 1,68 0,00 0,00 5,10 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 Iluminação Comum (Corredores) 83,63 23,93 2,02 83,63 23,93 2,02 83,63 23,93 2,02 53,01 19,52 19,52 Equipamentos Comuns 5,12 4,20 4,20 5,12 4,20 4,20 5,12 4,20 4,20 4,20 4,20 4,20 Iluminação Local 19,00 0,00 0,00 19,00 0,00 0,00 19,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 Outros Equipamentos de Escritório 8,87 6,75 6,75 8,87 6,75 6,75 8,87 6,75 6,75 6,75 6,75 6,75 Central de Ar Comprimido 126,04 79,81 79,81 126,04 79,81 79,81 126,04 79,81 79,81 0,00 0,00 0,00 Gabinetes Centro de Congressos Piso 02 Serviços Regime Aulas Regime Exames Serviços Regime Férias Edifício Aberto Regime Férias Edifício Fechado Semana Fim Sem. Semana Fim Sem. Semana Fim Sem. Semana Fim Sem. Iluminação Comum (Garagem) 81,65 1,34 81,65 1,34 81,65 1,34 20,30 20,30 Iluminação Local 14,44 0,00 14,44 0,00 14,44 0,00 0,00 0,00 Piso 03 101 Outros Equipamentos de Escritório 0,28 0,00 0,28 0,00 0,28 0,00 0,00 0,00 Iluminação Local 0,63 0,00 0,63 0,00 0,63 0,00 0,00 0,00 Equipamentos de Laboratório 0,28 0,00 0,28 0,00 0,28 0,00 0,00 0,00 2,00 2,00 2,00 2,00 2,00 2,00 2,00 2,00 Laboratórios Bar Equipamentos Bar A.3.3 – Consumos Diários de Referência Associados à Climatização Consumos Diários de Referência Associados à Climatização (kWh) Nº Dias 21 4 5 23 Abr-12 QGAC1 QGAC2 4 4 21 Mai-12 5 4 Jun-12 Semana Sábado Domingo Semana Sábado Domingo Semana Sábado Domingo Chillers 15,84 15,84 15,84 15,84 15,84 15,84 15,84 15,84 15,84 Unidades Terminais 49,49 0,00 0,00 143,80 0,00 0,00 191,33 0,00 0,00 UTAs 25,83 0,00 0,00 50,66 0,00 0,00 123,44 0,00 0,00 Ventilação 35,42 13,11 13,11 32,78 32,78 32,78 32,78 32,78 32,78 Bombagem 213,01 19,89 19,89 213,01 213,01 213,01 550,96 550,96 550,96 Chillers + T.A. 13,64 13,64 13,64 148,00 13,64 13,64 669,29 13,64 13,64 Unidades Terminais 17,76 0,00 0,00 77,43 0,00 0,00 117,62 0,00 0,00 UTAs 105,83 0,00 0,00 194,69 0,00 0,00 44,10 0,00 0,00 102 Ventilação 62,58 26,95 26,95 54,64 37,28 37,28 54,64 37,28 37,28 Bombagem 171,94 16,73 16,73 438,09 107,11 107,11 438,09 107,11 107,11 339,08 318,33 308,57 346,20 249,75 249,75 346,20 249,75 249,75 UTANs 31,57 0,00 0,00 31,57 0,00 0,00 31,57 0,00 0,00 Ventilação 130,22 88,66 88,66 130,22 88,66 88,66 130,22 88,66 88,66 Bombagem 12,75 0,00 0,00 12,75 0,00 0,00 12,75 0,00 0,00 UTANs 58,40 0,00 0,00 58,40 0,00 0,00 58,40 0,00 0,00 UTAs 40,85 0,00 0,00 36,76 0,00 0,00 36,76 0,00 0,00 Ventilação 118,79 23,45 23,45 118,79 23,45 23,45 118,79 23,45 23,45 Bombagem 0,00 0,00 0,00 11,27 0,00 0,00 11,27 0,00 0,00 Nº Dias 22 4 5 10 3 3 5 1 1 LTI Climatização QEMAC1 QEMAC2 Jul-12 QGAC1 QGAC2 Ago-12 3ª Semana Semana Sábado Domingo Semana Sábado Domingo Semana Sábado Domingo Chillers 15,84 15,84 15,84 15,84 15,84 15,84 15,84 15,84 15,84 Unidades Terminais 137,87 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 UTAs 180,44 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 Ventilação 32,78 32,78 32,78 1,27 1,27 1,27 1,27 1,27 1,27 Bombagem 550,96 550,96 550,96 7,18 7,18 7,18 7,18 7,18 7,18 Chillers + T.A. 480,58 13,64 13,64 13,64 13,64 13,64 13,64 13,64 13,64 Unidades Terminais 107,97 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 UTAs 169,04 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 Ventilação 54,64 37,28 37,28 1,27 1,27 1,27 1,27 1,27 1,27 Bombagem 438,09 107,11 107,11 7,18 7,18 7,18 7,18 7,18 7,18 312,09 256,03 256,03 0,00 0,00 0,00 242,44 198,89 198,89 UTANs 31,57 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 Ventilação 130,22 88,66 88,66 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 Bombagem 12,75 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 LTI Climatização QEMAC1 Ago-12 Férias Edifício Fechado 103 UTANs 58,40 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 UTAs 36,76 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 Ventilação 118,79 23,45 23,45 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 Bombagem 11,27 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 Nº Dias 5 0 0 10 3 3 5 1 1 QEMAC2 Ago-12 Última Semana QGAC1 QGAC2 Set-12 3ª Semana Semana Sábado Domingo Semana Sábado Domingo Semana Sábado Domingo Chillers 15,84 15,84 15,84 15,84 15,84 15,84 15,84 15,84 15,84 Unidades Terminais 68,03 0,00 0,00 191,33 0,00 0,00 191,33 0,00 0,00 UTAs 0,00 0,00 0,00 123,44 0,00 0,00 208,48 0,00 0,00 Ventilação 32,78 32,78 32,78 32,78 32,78 32,78 32,78 32,78 32,78 Bombagem 550,96 550,96 550,96 550,96 550,96 550,96 550,96 550,96 550,96 Chillers + T.A. 363,70 13,64 13,64 1116,67 13,64 13,64 1139,21 13,64 13,64 Unidades Terminais 67,93 0,00 0,00 117,62 0,00 0,00 117,62 0,00 0,00 UTAs 0,00 0,00 0,00 74,20 0,00 0,00 354,38 0,00 0,00 Ventilação 54,64 37,28 37,28 54,64 37,28 37,28 54,64 37,28 37,28 Bombagem 438,09 107,11 107,11 438,09 107,11 107,11 438,09 107,11 107,11 242,44 198,89 198,89 312,09 256,03 256,03 312,09 256,03 256,03 LTI Climatização QEMAC1 Set-12 1ª Quinzena UTANs 31,57 0,00 0,00 31,57 0,00 0,00 31,57 0,00 0,00 Ventilação 41,56 0,00 0,00 130,22 88,66 88,66 130,22 88,66 88,66 Bombagem 12,75 0,00 0,00 12,75 0,00 0,00 12,75 0,00 0,00 UTANs 58,40 0,00 0,00 58,40 0,00 0,00 58,40 0,00 0,00 UTAs 0,00 0,00 0,00 36,76 0,00 0,00 36,76 0,00 0,00 Ventilação 64,01 0,00 0,00 118,79 23,45 23,45 118,79 23,45 23,45 Bombagem 11,27 0,00 0,00 11,27 0,00 0,00 11,27 0,00 0,00 QEMAC2 104 Nº Dias 28 5 5 22 Set-12 Última Semana e Out-12 QGAC1 QGAC2 4 Nov-12 15 4 4 Dez-12 Primeiras 3 semanas Semana Sábado Domingo Semana Sábado Domingo Semana Sábado Domingo Chillers 15,84 15,84 15,84 928,10 15,84 15,84 15,84 15,84 15,84 Unidades Terminais 49,49 0,00 0,00 97,21 0,00 0,00 90,44 0,00 0,00 UTAs 41,10 0,00 0,00 18,31 0,00 0,00 18,31 0,00 0,00 Ventilação 30,35 13,11 13,11 42,77 13,11 13,11 34,04 13,11 13,11 Bombagem 221,08 19,89 19,89 223,30 19,89 19,89 322,78 212,81 212,81 Chillers + T.A. 122,65 13,64 13,64 13,64 13,64 13,64 772,53 13,64 13,64 Unidades Terminais 17,76 0,00 0,00 91,51 0,00 0,00 85,14 0,00 0,00 UTAs 157,96 0,00 0,00 75,01 0,00 0,00 40,30 0,00 0,00 Ventilação 44,60 26,95 26,95 56,92 26,95 26,95 52,00 26,95 26,95 Bombagem 418,01 16,73 16,73 412,76 16,73 16,73 291,53 16,73 16,73 339,08 318,33 308,57 307,16 288,36 279,52 307,16 288,36 279,52 UTANs 31,57 0,00 0,00 31,57 0,00 0,00 31,57 0,00 0,00 Ventilação 130,22 88,66 88,66 130,22 88,66 88,66 130,22 88,66 88,66 Bombagem 12,75 0,00 0,00 12,75 0,00 0,00 12,75 0,00 0,00 UTANs 58,40 0,00 0,00 58,40 0,00 0,00 58,40 0,00 0,00 UTAs 40,85 0,00 0,00 20,16 0,00 0,00 20,16 0,00 0,00 Ventilação 118,79 23,45 23,45 118,79 23,45 23,45 118,79 23,45 23,45 Bombagem 0,00 0,00 0,00 11,27 0,00 0,00 11,27 0,00 0,00 Nº Dias 6 1 1 25 5 5 6 1 1 LTI Climatização QEMAC1 4 QEMAC2 Dez-12 Última Semana Semana Sábado Domingo Jan-13 Semana Sábado Fev-13 Férias Edifício Aberto Domingo Semana Sábado Domingo 105 QGAC1 QGAC2 Chillers 15,84 15,84 15,84 15,84 15,84 15,84 15,84 15,84 15,84 Unidades Terminais 45,22 0,00 0,00 97,21 0,00 0,00 17,42 0,00 0,00 UTAs 9,16 0,00 0,00 9,27 0,00 0,00 8,03 0,00 0,00 Ventilação 23,57 13,11 13,11 32,78 32,78 32,78 20,88 13,11 13,11 Bombagem 267,80 212,81 212,81 575,05 575,05 575,05 342,67 212,81 212,81 Chillers + T.A. 393,08 13,64 13,64 859,49 13,64 13,64 798,83 13,64 13,64 Unidades Terminais 42,57 0,00 0,00 91,51 0,00 0,00 16,40 0,00 0,00 UTAs 20,15 0,00 0,00 66,51 0,00 0,00 29,08 0,00 0,00 Ventilação 39,48 26,95 26,95 54,64 37,28 37,28 38,89 26,95 26,95 Bombagem 154,13 16,73 16,73 318,30 74,44 74,44 246,87 16,73 16,73 295,55 288,36 279,52 159,64 180,03 180,03 180,64 190,77 190,77 LTI Climatização QEMAC1 UTANs 15,78 0,00 0,00 31,57 0,00 0,00 31,57 0,00 0,00 Ventilação 109,44 88,66 88,66 130,22 88,66 88,66 130,22 88,66 88,66 Bombagem 6,37 0,00 0,00 12,75 0,00 0,00 12,75 0,00 0,00 UTANs 29,20 0,00 0,00 58,40 0,00 0,00 58,40 0,00 0,00 UTAs 10,08 0,00 0,00 20,16 0,00 0,00 20,16 0,00 0,00 Ventilação 55,45 23,45 23,45 118,79 23,45 23,45 118,79 23,45 23,45 Bombagem 5,64 0,00 0,00 11,27 0,00 0,00 11,27 0,00 0,00 Nº Dias 12 2 2 21 5 5 QEMAC2 Fev-13 Aulas QGAC1 Mar-13 Semana Sábado Domingo Semana Sábado Domingo Chillers 15,84 15,84 15,84 753,05 15,84 15,84 Unidades Terminais 113,57 0,00 0,00 97,21 0,00 0,00 UTAs 18,31 0,00 0,00 18,31 0,00 0,00 Ventilação 20,88 13,11 13,11 20,88 13,11 13,11 Bombagem 342,67 212,81 212,81 186,08 19,89 19,89 106 QGAC2 Chillers + T.A. 951,33 13,64 13,64 13,64 13,64 13,64 Unidades Terminais 106,93 0,00 0,00 91,51 0,00 0,00 UTAs 75,01 0,00 0,00 75,01 0,00 0,00 Ventilação 38,89 26,95 26,95 38,89 26,95 26,95 Bombagem 246,87 16,73 16,73 343,96 16,73 16,73 307,16 288,36 279,52 339,08 318,33 308,57 UTANs 31,57 0,00 0,00 31,57 0,00 0,00 Ventilação 130,22 88,66 88,66 130,22 88,66 88,66 Bombagem 12,75 0,00 0,00 12,75 0,00 0,00 UTANs 58,40 0,00 0,00 58,40 0,00 0,00 UTAs 20,16 0,00 0,00 40,85 0,00 0,00 Ventilação 118,79 23,45 23,45 118,79 23,45 23,45 Bombagem 11,27 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 LTI Climatização QEMAC1 QEMAC2 Equipamentos de Climatização Fora da Rede Verão Inverno 20,34 14,30 107
