Avaliação da relação entre eficiência energética e geração própria no ciclo de vida do edifício.
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Data de Publicação: | 2020 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da UFPel - Guaiaca |
Texto Completo: | http://guaiaca.ufpel.edu.br/handle/prefix/6663 |
Resumo: | A demanda por energia para uso nas edificações representa, em todo o mundo, uma das maiores parcelas do gasto energético total. No Brasil, mais da metade da eletricidade é usada dessa maneira. Para preservar os recursos naturais é imprescindível que o consumo de energia gerada por fontes não renováveis seja reduzido ao estritamente necessário, sem desperdícios. Isso pode ser obtido por ações de uso eficiente da energia ou por sua geração, através de fontes renováveis, preferencialmente no próprio local de consumo. O problema de pesquisa deste trabalho refere-se à busca do ponto de equilíbrio entre essas ações. Como se pode avaliar a melhor relação entre elas? A hipótese explorada nesta pesquisa foi de que uma avaliação energética ao longo de todo o ciclo de vida de um edifício é capaz de responder a esta pergunta, através do balanço entre a melhoria da capacidade de evitar perdas e de produzir energia, conjugada com o aumento da energia incorporada que essas ações acrescentam à edificação. O objetivo da pesquisa foi propor um método avaliativo que possa ser utilizado para a tomada de decisão entre elas, visando à obtenção do ponto de equilíbrio. O método adotado consiste na obtenção de modelos de prédios unifamiliares brasileiros e dos valores de energia incorporada nos materiais e sistemas que os compõem; na simulação do consumo operacional e da produção de energia no local; e na variação de parâmetros a fim de obter-se a melhor relação entre a eficiência e a geração. Para esta, somente a fonte solar fotovoltaica foi considerada. Os modelos escolhidos representam uma casa com características de ineficiência e outra que poderia ser classificada como Passive House (PH). Os resultados mostraram estimativa de consumo operacional de 59,7 kWh/(m2.a) e de energia incorporada de 42 kWh/(m2.a) para o modelo ineficiente (modelo 1) sem geração própria, totalizando 101,7 kWh/(m2.a) no ciclo de vida desse modelo. Enquanto isso, o modelo PH (modelo 2) apresentou 33,6 kWh/(m2.a) no consumo operacional e 55 kWh/(m2.a) na energia incorporada, totalizando 88,6 kWh/(m2.a) no seu ciclo de vida. Ao inserir geração fotovoltaica, ambos modelos tornaram-se edifícios com energia líquida nula, ou seja, net zeroenergy building (NZEB), sem ocupar toda a área disponível para os módulos fotovoltaicos. Mesmo com o incremento de energia incorporada dado pelo melhor isolamento da envoltória e pelo sistema fotovoltaico, a produção de energia por este predominou e reduziu o consumo total no ciclo de vida. Destes resultados depreendeu-se que a abundância de radiação solar incidente no território brasileiro torna possível obter NZEB e até superávit energético em unidades habitacionais unifamiliares no Brasil, mesmo que os princípios bioclimáticos tenham sido negligenciados. Apesar disto, o trabalho concluiu pela necessidade de conjugar a eficiência no uso da energia com a geração própria, de forma a não desperdiçar os recursos naturais, pois outras tipologias de edificações, em outras condições de entorno, podem não ter a mesma sustentabilidade e, por isso, demandarem o uso de energia gerada a partir de fontes não renováveis. |
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2020-12-01T14:39:07Z2020-11-262020-12-01T14:39:07Z2020-01-31DUTRA, Leno Pôrto. Avaliação da relação entre eficiência energética e geração própria no ciclo de vida do edifício. 2020. 170f. Dissertação (Mestrado em Arquitetura e Urbanismo) – Faculdade de Arquitetura e Urbanismo, Universidade Federal de Pelotas, Pelotas, 2020.http://guaiaca.ufpel.edu.br/handle/prefix/6663A demanda por energia para uso nas edificações representa, em todo o mundo, uma das maiores parcelas do gasto energético total. No Brasil, mais da metade da eletricidade é usada dessa maneira. Para preservar os recursos naturais é imprescindível que o consumo de energia gerada por fontes não renováveis seja reduzido ao estritamente necessário, sem desperdícios. Isso pode ser obtido por ações de uso eficiente da energia ou por sua geração, através de fontes renováveis, preferencialmente no próprio local de consumo. O problema de pesquisa deste trabalho refere-se à busca do ponto de equilíbrio entre essas ações. Como se pode avaliar a melhor relação entre elas? A hipótese explorada nesta pesquisa foi de que uma avaliação energética ao longo de todo o ciclo de vida de um edifício é capaz de responder a esta pergunta, através do balanço entre a melhoria da capacidade de evitar perdas e de produzir energia, conjugada com o aumento da energia incorporada que essas ações acrescentam à edificação. O objetivo da pesquisa foi propor um método avaliativo que possa ser utilizado para a tomada de decisão entre elas, visando à obtenção do ponto de equilíbrio. O método adotado consiste na obtenção de modelos de prédios unifamiliares brasileiros e dos valores de energia incorporada nos materiais e sistemas que os compõem; na simulação do consumo operacional e da produção de energia no local; e na variação de parâmetros a fim de obter-se a melhor relação entre a eficiência e a geração. Para esta, somente a fonte solar fotovoltaica foi considerada. Os modelos escolhidos representam uma casa com características de ineficiência e outra que poderia ser classificada como Passive House (PH). Os resultados mostraram estimativa de consumo operacional de 59,7 kWh/(m2.a) e de energia incorporada de 42 kWh/(m2.a) para o modelo ineficiente (modelo 1) sem geração própria, totalizando 101,7 kWh/(m2.a) no ciclo de vida desse modelo. Enquanto isso, o modelo PH (modelo 2) apresentou 33,6 kWh/(m2.a) no consumo operacional e 55 kWh/(m2.a) na energia incorporada, totalizando 88,6 kWh/(m2.a) no seu ciclo de vida. Ao inserir geração fotovoltaica, ambos modelos tornaram-se edifícios com energia líquida nula, ou seja, net zeroenergy building (NZEB), sem ocupar toda a área disponível para os módulos fotovoltaicos. Mesmo com o incremento de energia incorporada dado pelo melhor isolamento da envoltória e pelo sistema fotovoltaico, a produção de energia por este predominou e reduziu o consumo total no ciclo de vida. Destes resultados depreendeu-se que a abundância de radiação solar incidente no território brasileiro torna possível obter NZEB e até superávit energético em unidades habitacionais unifamiliares no Brasil, mesmo que os princípios bioclimáticos tenham sido negligenciados. Apesar disto, o trabalho concluiu pela necessidade de conjugar a eficiência no uso da energia com a geração própria, de forma a não desperdiçar os recursos naturais, pois outras tipologias de edificações, em outras condições de entorno, podem não ter a mesma sustentabilidade e, por isso, demandarem o uso de energia gerada a partir de fontes não renováveis.The energy demand for use in buildings has one of the largest shares of total energy expenditure worldwide. In Brazil, it represents more than half the total consumption of electricity. In order to conserve natural resources, it is essential to avoid waste thus minimise energy consumption from non-renewable sources. This can be achieved by energy efficiency actions or by its generation through renewable sources, preferably at the own local of consumption. This work’s research problem refers to a search for the balance between these actions. How can one evaluate the best relation between them? The hypothesis explored in this research was that an energy evaluation over the entire life cycle of a building can answer this question by balancing the improvement of the building to avoid energy losses and to produce energy, coupled with the increase in embodied energy that these actions add to the building. The aim of the research was to propose an evaluative method that can be used for decisionmaking among them, targeting the equilibrium point. The adopted method consists in obtaining models of Brazilian single-family buildings and the values of embodied energy of the materials and systems that compose them; simulating operational consumption and onsite energy production; and in the variation of parameters in order to obtain the best relation between efficiency and generation. For this, only the photovoltaic solar source was considered. The models chosen represent a house with inefficient characteristics and another that could be classified as Passive House (PH). The results showed an estimated operational consumption of 59.7 kWh/(m2.a) and embodied energy of 42 kWh/(m2.a) for the inefficient model (model 1) without generation, totalling 101.7 kWh/(m2.a) in the life cycle of this model. Meanwhile, the PH model (model 2) showed 33.6 kWh/(m2.a) in operating consumption and 55 kWh/(m2.a) in embodied energy, totalling 88.6 kWh/(m2.a) in its life cycle. When owning photovoltaic generation, both models became net zero-energy buildings (NZEB), without occupying all the available area for the photovoltaic modules. Even with the increase in the embodied energy given by the better insulation of the envelope and the photovoltaic system, the energy produced by this system predominated and reduced the total consumption in the life cycle. These results show that the abundance of solar radiation incident in the Brazilian territory makes it possible to get NZEB status and even energy surplus in single-family houses in Brazil, even if bioclimatic principles are neglected. In spite of this, this work concluded that there is a need to combine energy efficiency with local generation, to avoid wasting natural resources, because other types of buildings, under different conditions, could not be as sustainable as the studied ones and therefore require the use of energy generated from non-renewable sources.Sem bolsaporUniversidade Federal de PelotasPrograma de Pós-Graduação em Arquitetura e UrbanismoUFPelBrasilFaculdade de Arquitetura e UrbanismoCNPQ::CIENCIAS SOCIAIS APLICADAS::ARQUITETURA E URBANISMOCiclo de vidaEficiência energéticaGeração própriaNZEBLife cycleEnergy efficiencyConsumer’s generationAvaliação da relação entre eficiência energética e geração própria no ciclo de vida do edifício.Assessment of the relation between energy efficiency and consumer’s generation in the building’s life cycle.info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesishttp://lattes.cnpq.br/2401636774224541http://lattes.cnpq.br/1744804179246726Cunha, Eduardo Grala dahttp://lattes.cnpq.br/0959256350186452Salamoni, Isabel TourinhoDutra, Leno Portoinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFPel - Guaiacainstname:Universidade Federal de Pelotas (UFPEL)instacron:UFPELTEXTDissertacao_Leno_Porto_Dutra.pdf.txtDissertacao_Leno_Porto_Dutra.pdf.txtExtracted texttext/plain302366http://guaiaca.ufpel.edu.br/xmlui/bitstream/prefix/6663/6/Dissertacao_Leno_Porto_Dutra.pdf.txt7dd706118e3fa33163fb2117ce640817MD56open accessTHUMBNAILDissertacao_Leno_Porto_Dutra.pdf.jpgDissertacao_Leno_Porto_Dutra.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1192http://guaiaca.ufpel.edu.br/xmlui/bitstream/prefix/6663/7/Dissertacao_Leno_Porto_Dutra.pdf.jpg6cef09ba3dcdf7412f7bc7b7bbcb4f19MD57open accessORIGINALDissertacao_Leno_Porto_Dutra.pdfDissertacao_Leno_Porto_Dutra.pdfapplication/pdf1408291http://guaiaca.ufpel.edu.br/xmlui/bitstream/prefix/6663/1/Dissertacao_Leno_Porto_Dutra.pdf6737952ca59b6bd56e3c236b078472baMD51open accessCC-LICENSElicense_urllicense_urltext/plain; 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