Impacto de diferentes padrões de ocupação na simulação de desempenho termoenergético de um edifício de escritórios

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Cella, Alexandra Marsaro
Data de Publicação: 2021
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFSC
Texto Completo: https://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/231008
Resumo: Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Arquitetura e Urbanismo, Florianópolis, 2021.
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spelling Impacto de diferentes padrões de ocupação na simulação de desempenho termoenergético de um edifício de escritóriosArquiteturaEnergiaEficiência energéticaEnergiaCarga térmicaDissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Arquitetura e Urbanismo, Florianópolis, 2021.Em razão da necessidade mundial de reduzir o consumo de energia de um modo geral, inúmeras são as Building Energy Policies (Políticas de energia em edificações) em desenvolvimento, com a aplicação de normativas e etiquetas visando garantir a eficiência energética dos edifícios. As ferramentas de simulação computacional de edifícios se demonstram fundamentais na etapa de projeto, para avaliação de diversas alternativas que possam resultar no melhor desempenho térmico e energético da edificação. A questão está na importante diferença que vem sendo observada entre o consumo de energia simulado e o verificado na realidade. Entre diversas razões para essa diferença, está a previsão simplista e por vezes inadequada do uso e operação do edifício, como visto em diversos estudos de avaliação de desempenho energético que não há detalhamento das rotinas de ocupação simuladas, como horário e percentual de ocupação. As normativas em vigência nacional e internacionalmente, por vezes em seus métodos de avaliação por simulação, sugerem padrões de uso fixos característicos por tipo de edificação e a aplicação desses pode gerar diferenças na previsão de consumo de energia. Portanto, essa pesquisa busca verificar se é realmente possível estabelecer uma rotina de ocupação em norma para simulação de edifícios de escritório, se fazendo necessário entender o quanto um simulador estaria apresentando uma tomada de decisões equivocada com relação à escolha de medidas de eficiência energética, ao aplicar diferentes padrões de uso e ocupação. Para isso, um edifício de escritório foi modelado no programa de simulação Energy Plus v.8.8 com a variação de fatores como clima e tipo de vidro. Aplicaram-se seis diferentes padrões de uso e ocupação, avaliando mudanças em indicadores de desempenho como carga térmica de resfriamento, coeficiente de eficiência do sistema de condicionamento de ar e economia de energia. A escolha dos padrões de uso partiu de uma seleção de normativas nacionais e internacionais que sugerem horários fixos para a simulação, inclusa a Instrução Normativa Inmetro (INI-C) brasileira que foi utilizada como caso base de comparação. Foi variado o tipo de vidro, com mudança no fator solar, como estratégia de eficiência energética; e determinou-se três climas brasileiros, com características de quente, frio e ameno, para avaliação de diferentes possibilidades de economia de energia. Os resultados indicaram que a depender do horário de operação aplicado, diferentes economias de energia foram obtidas para a mesma medida de eficiência energética, tendo comportamento diferente a depender também do clima simulado. O clima demonstrou ser um importante fator de alteração de comportamento entre os padrões de uso. Verificou-se que a eficiência do sistema de condicionamento de ar é a mais afetada pela variação do padrão de uso, em razão do sistema ficar submetido a cargas parciais de maneira prolongada, principalmente naqueles com ocupação noturna. Por fim, padrões de uso mais variáveis tendem a resultar em economias de energia maiores com relação à medida de eficiência energética aplicada nessa pesquisa, enquanto padrões de uso mais estáveis tendem a manter os perfis de carga térmica de resfriamento mais estáveis e afetar menos o sistema de condicionamento de ar.Abstract: Due to the worldwide need to reduce energy consumption, Building Energy Policies (BEP) are being developed, with applications of standards, codes, and labels to ensure energy efficiency. Building energy models tools are fundamental in the design stage. They are capable of evaluating various aspects that can result in the best alternatives for building energy performance. However, a significant difference in energy consumption has been observed between simulation and verified. Among several reasons for this difference is the simplistic and sometimes inadequate prediction of the building?s schedule, as could be seen in several energy performance evaluation studies that did not detail the simulation schedule, such as hourly and occupancy percentage. National and international building codes suggest fixed occupancy schedules for building types in their simulation methods. The application of these can result in consumption misprediction. Therefore, this research aims to verify if it is possible to establish a simulation schedule in standards, by understanding how much a simulator would be misleading decision-making in the design stage of office buildings regarding the choice of energy efficiency measures when applying different occupancy schedules. To achieve that, an office building was modeled in EnergyPlus v.8.8 software, varying factors such as climate and glass type. Six different occupancy schedules were applied, and evaluated changes in performance indicators: cooling load, coefficient of performance, and energy savings. The occupancy patterns were chosen based on the selection of national and international standards with suggested schedules. The Brazilian INI-C (Instrução Normativa Inmetro) was used as a base case comparison. As an energy efficiency measure, the glass type was varied (solar factor). Three Brazilian climates were determined (hot, cold, and medium) to evaluate different possibilities for energy savings. The results showed that different energy savings were obtained depending on the schedule applied for the same energy efficiency measure. Divergent behavior also was observed due to the climate, proving to be a crucial factor in changing the results between the occupancy schedules. It was found that the coefficient of performance is the most affected by the variety of patterns. That happened because the system was under partial loads, especially in those patterns with nighttime occupancy. Finally, the most variable schedules result in higher energy savings. While more stable patterns keep the cooling loads steady and affect less the cooling system.Westphal, Fernando SimonCella, Alexandra Marsaro2022-02-14T13:31:16Z2022-02-14T13:31:16Z2021info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesis86 p.| il., gráfs.application/pdf374189https://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/231008porreponame:Repositório Institucional da UFSCinstname:Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)instacron:UFSCinfo:eu-repo/semantics/openAccess2022-02-14T13:31:16Zoai:repositorio.ufsc.br:123456789/231008Repositório InstitucionalPUBhttp://150.162.242.35/oai/requestopendoar:23732022-02-14T13:31:16Repositório Institucional da UFSC - Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)false
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