Avaliação do custo-benefício de medidas de eficiência energética em edificações de segurança pública em Santa Catarina visando retrofit para NZEB

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Giaretta, Rafael Fernando
Data de Publicação: 2022
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFSC
Texto Completo: https://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/235189
Resumo: Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Arquitetura e Urbanismo, Florianópolis, 2022.
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spelling Avaliação do custo-benefício de medidas de eficiência energética em edificações de segurança pública em Santa Catarina visando retrofit para NZEBArquiteturaEficiência energéticaDelegacias de políciaDissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Arquitetura e Urbanismo, Florianópolis, 2022.Este estudo desenvolve uma avaliação do custo-benefício de medidas de eficiência energética em Delegacias de Polícia de Santa Catarina visando retrofit para NZEB. Sessenta e duas edificações de segurança pública de propriedade do Estado foram avaliadas com base na aplicação de questionários visando compreender o consumo de energia, os equipamentos existentes e as características físicas das edificações. Com isso, desenvolveu-se um arquétipo representativo que foi avaliado pelo método de simulação computacional da Instrução Normativa Inmetro para a Classificação de Eficiência Energética de Edificações Comerciais, de Serviços e Públicas (INI-C) para a localidade de Florianópolis-SC. Através do processo de simulação computacional no EnergyPlus com ar condicionado e ventilação natural, calculou-se a carga térmica anual de refrigeração da edificação e o percentual de fração de horas ocupadas em conforto térmico pelo método do conforto adaptativo da ASHRAE Standard 55. Os sistemas avaliados foram a envoltória, o sistema de condicionamento de ar e iluminação. Através da comparação do percentual de redução de energia primária do arquétipo real com seu modelo de referência, a edificação obteve classificação B de eficiência energética. Em seguida, por meio de um processo de busca sequencial apoiado pela simulação de desempenho energético, o arquétipo foi otimizado com a redução da absortância térmica da envoltória aplicando uma cor mais clara, lâmpadas LED para diminuir a densidade de potência de iluminação, a troca do equipamento de ar condicionado considerando um aparelho de alta eficiência energética inverter e, por último, a troca do vidro das aberturas por um vidro com fator solar mais baixo. Os parâmetros avaliados foram o potencial de economia de energia primária e a economia líquida a partir do custo do ciclo de vida em relação ao arquétipo para verificar o desempenho de cada conjunto de retrofit otimizado, bem como a diminuição da quantidade de módulos fotovoltaicos para geração de energia renovável. O ciclo de vida considerado foi de 25 anos. Os resultados mostraram que economias de 20,18% no desempenho energético podem ser atingidas com um conjunto de retrofit composto por absortância solar menor e diminuição da densidade de potência com a troca das luminárias fluorescentes por lâmpadas LED. Este conjunto responde pelo cenário de melhor custo-benefício, com fluxo de caixa positivo a partir de 7,7 anos, retorno do investimento em 14,1 anos e taxa interna de retorno de 10,7. Por último, foi desenvolvida uma análise sobre a definição NZEB suprindo 50% e 99,9% do consumo de energia da edificação. Verificou-se que optar por 99,9% é mais vantajoso, uma vez que o tempo de retorno do investimento é menor e a diferença do custo do ciclo de vida é de 6% ao final de 25 anos. Concluiu-se, portanto, que o retrofit através do investimento em eficiência energética primeiro com a aplicação de um conjunto de retrofit e inserção de geração de energia renovável no local para atingir o objetivo NZEB possui viabilidade técnica e financeira sendo mais econômico do que não efetuar nenhuma modificação no arquétipo estudado.Abstract: This study develops a cost-benefit assessment of energy efficiency measures in Santa Catarina Police Stations aiming at retrofit to NZEB. Sixty-two public security buildings owned by the State were evaluated based on the application of questionnaires aimed at understanding energy consumption, existing equipment and the physical characteristics of the buildings. With this, a representative archetype was developed that was evaluated by the computational simulation method of the Inmetro Normative Instruction for the Energy Efficiency Classification of Commercial, Service and Public Buildings (INI-C) for the locality of Florianópolis-SC. Through the computational simulation process in EnergyPlus with air conditioning and natural ventilation, the annual thermal load for cooling the building and the percentage of fraction of hours occupied in thermal comfort were calculated using the adaptive comfort method of ASHRAE Standard 55. The systems evaluated were the wrap, the air conditioning system and lighting. By comparing the percentage of primary energy reduction of the real archetype with its reference model, the building obtained a B rating for energy efficiency. Then, through a sequential search process supported by the energy performance simulation, the archetype was optimized by reducing the thermal absorbance of the envelope by applying a lighter color, LED lamps to decrease the lighting power density, changing the air conditioning equipment considering a highly energy efficient inverter device and, finally, the replacement of the glass in the openings for a glass with a lower solar factor. The parameters evaluated were the potential for primary energy savings and the net savings from the life cycle cost in relation to the archetype to verify the performance of each optimized retrofit set, as well as the decrease in the number of photovoltaic modules for generating electricity. renewable energy. The life cycle considered was 25 years. The results showed that savings of 20.18% in energy performance can be achieved with a retrofit set consisting of lower solar absorbance and reduced power density with the replacement of fluorescent luminaires for LED lamps. This set accounts for the best cost-benefit scenario, with a positive cash flow from 7.7 years onwards, a return on investment of 14.1 years and an internal rate of return of 10.7. Finally, an analysis was developed on the NZEB definition supplying 50% and 99.9% of the building's energy consumption. It was found that opting for 99.9% is more advantageous, since the payback time is shorter and the life cycle cost difference is 6% at the end of 25 years. It was concluded, therefore, that ren through investment in energy efficiency first with the application of a set of retrofit and insertion of renewable energy generation on site to achieve the NZEB objective has technical and financial feasibility being more economical than not carrying out no modification in the studied archetype.Fossati, MicheleGiaretta, Rafael Fernando2022-05-27T23:15:44Z2022-05-27T23:15:44Z2022info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesis149 p.| il., gráfs.application/pdf376181https://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/235189porreponame:Repositório Institucional da UFSCinstname:Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)instacron:UFSCinfo:eu-repo/semantics/openAccess2022-05-27T23:15:44Zoai:repositorio.ufsc.br:123456789/235189Repositório InstitucionalPUBhttp://150.162.242.35/oai/requestopendoar:23732022-05-27T23:15:44Repositório Institucional da UFSC - Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)false
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