Resumo

CONCEPÇÃO DE EDIFÍCIOS ENERGETICAMENTE EFICIENTES - Uma
Contribuição Metodológica Baseada em Simulação
Computacional
Paulo Filipe de A. F. Tavares
Assistente, ISEC, [email protected]
Dissertação de Mestrado – DEEC/FCTUC
(entregue em Novembro de 2004; defendida em Março de 2005).
RESUMO
A actividade dos profissionais ligados ao projecto de edifícios tem uma influência determinante
no tipo de contribuição dos edifícios para o desenvolvimento sustentável. São estes
profissionais os responsáveis, em boa medida, por opções de concepção que determinam o
comportamento dos edifícios durante toda a sua vida útil. Factores como a orientação das
fachadas e a especificação de materiais utilizados na construção influenciam de forma
incontornável o uso, mais ou menos racional, dos recursos disponíveis na natureza para o
funcionamento dos edifícios.
A presente dissertação sintetiza um trabalho desenvolvido na área da utilização eficiente da
energia em edifícios que teve como preocupação fundamental a sustentabilidade do projecto,
usando um edifício concreto como estudo de caso.
Pretendeu-se contribuir para o desenvolvimento de uma metodologia de apoio ao projecto de
edifícios que, tendo como destinatários os projectistas, permita informar, de uma maneira o
mais objectiva possível, as escolhas que definem, numa fase inicial, o essencial da volumetria,
da organização interna, da envolvente e dos sistemas activos do edifício a construir. Para tal,
realizou-se um estudo sistemático do comportamento do edifício estudado ao longo de um ano,
recorrendo à simulação computacional (simulação horária com o VisualDOE™ 3.0/1),
acautelando a necessidade de projectar um edifício confortável para os ocupantes, com o
mínimo dispêndio de energia.
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Neste trabalho, que partiu de um ante-projecto de um edifício concreto, a construir dentro de
algum tempo, estudou-se a influência dos principais aspectos arquitectónicos e construtivos do
edifício em estudo nas necessidades de aquecimento, arrefecimento e energia eléctrica, tendo
sido feitas diversas análises de sensibilidade para esse efeito. Os parâmetros seleccionados para
as análises de sensibilidade englobam a composição das fachadas, os materiais constituintes
destas e outras características tais como, por exemplo, o tipo de sistema de climatização. Além
disso, foi analisado o impacto no conforto térmico dos ocupantes, recorrendo ao diagrama
psicrométrico, através da localização dos pares de valores “temperatura/humidade relativa”,
obtidos em simulação, de certas zonas consideradas importantes, ao longo de um ano simulado.
A utilização de simulações computacionais na avaliação da eficiência energética revela-se
essencial para que diferentes alternativas de projecto do edifício possam ser estudadas e
consideradas, numa perspectiva de sustentabilidade e de conforto.
A proposta metodológica que se avança procura corresponder à necessidade de uma abordagem
o mais simples possível para garantir uma boa receptividade por parte dos projectistas, na
convicção de que a plataforma usada é suficientemente amigável e suficientemente versátil
para ajudar a despertar e fomentar o interesse na busca de soluções técnicas que permitam a
economia de energia em edifícios, minimizando os problemas de degradação ambiental e
promovendo o desenvolvimento energético sustentável sem prejuízo do conforto.
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ABSTRACT
The decisions of building designers greatly determines building’s impact in general sustainable
development. Those professionals are largely responsible for the conceptual options that bound
building’s behavior during its life cycle. Factors like the direction of the facades and the
characteristics of the materials used in constructions influence the use, more or less rational, of
the resources available in nature for the operation of buildings.
This thesis summarizes our work in the field of rational use of energy in buildings together
with the major concern of design sustainability using a real building as a case study.
We defined for ourselves the goal of contributing for the development of a support
methodology/method for building designers. This support method advises designers, in a
systematic way, of possible choices that initially define volume, internal organization, envelope
and active systems of the building to be constructed. In order to achieve this goal, we
performed a systematic study of a building’s behavior during a year of simulated time, having
used VisualDOE™ 3.0/1 software as a computational simulation tool. The underlying
objective has been the need to design a comfortable building for the users with minimum
energy consumption.
In the present work, that relied in the pre-design of a real building to actually be constructed in
the short-term, we studied the influence of the main architectural aspects in issues such as
cooling, heating and energy consumption. With those issues in mind, we performed various
sensitivity analyses. The parameters elected for the sensitivity analyses include facades and
respective materials and other characteristics such as, for example, the type of heating,
ventilation and air conditioning system. The impact in human comfort was also studied with
the help of a psychrometric chart by analyzing the location on the chart of the value pairs
“temperature/relative humidity” pertaining to particular areas considered to be the most
relevant.
The use of computational simulation in energy efficiency evaluation is essential in order to
study different building design options through the perspective of sustainability and comfort.
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The methodology we propose aims at simplicity in order to ensure a widespread approval by
designers who typically look for simultaneously versatile and user-friendly tools, in order to
raise the awareness for technical solutions comprising energy savings in buildings, minimizing
environmental degradation and rewarding sustainable energy development while maintaining
high comfort levels.
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