Ficha de identificação da entidade participante

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1 Ficha de identificação da entidade participante Instituição Designação Instituto Superior Técnico Professor responsável João Toste Azevedo Contacto Técnico responsável pelo funcionamento das instalações Núcleo de Manutenção do IST Eng. João Glória Contacto Informação geral Denominação Ano de Construção Tipos de actividades desenvolvidas (2) Área útil de pavimento N.º de pisos Pavilhão de Engenharia Civil do IST 1993 (2ª fase) Ensino e investigação m² 7 pisos N.º de divisões (3) 373 divisões Período de funcionamento (4) 24h por dia N.º médio de utilizadores 500 pessoas Consumo de electricidade (kwh/mês ou kwh/ano) (5) kwh/ano Edifício (1) Informação relativa performance energética Consumo de combustíveis gasosos, líquidos ou sólidos (ltr/mês ou ltr/ano) (6) Caracterização das Paredes (7) ltr/ano (gás natural) Paredes exteriores fachada: betão armado com 0,1 m de espessura, sem isolamento; betão armado préfabricado com 0,08 m de espessura + caixa de ar com 5 cm de espessura + tijolo furado com 7 cm de espessura, sem isolamento; alvenaria de tijolo furado com 20 cm de espessura (com altura de 0,5 m para assentamento da caixilharia na fachada), sem isolamento; betão armado com 0,3 m de espessura + caixa de ar com 5 cm de espessura + tijolo furado com 15 cm de espessura, sem isolamento. Paredes interiores: alvenaria de tijolo furado com 15 cm de espessura, sem isolamento.

2 Caracterização das Coberturas (8) Laje de betão armado com 0,1 m de espessura + betão de argila expandida com 0,1 m de espessura; plana; ocupada; sem isolamento Caracterização das Pavimentos (9) - Caracterização dos Vãos Envidraçados Caracterização das Janelas do edifício (10) Caracterização do Sistema de Climatização (Sistema de arrefecimento e aquecimento) (11) Caracterização do Sistema de Ventilação (12) Vidros simples, com 6 mm de espessura. Vidro simples incolor; caixilharia de alumínio; sem corte térmico; sombreamento interior e exterior através de estores metálicos. Sistema centralizado, existindo alguns espaços servidos por unidades split; produção de água quente e de água fria assegurada por duas unidades principais chiller/bomba de calor de compressão do tipo reversível; potência de cada chiller/bomba de calor em aquecimento é 349 kw e em arrefecimento é 314 kw; chiller para produção de água refrigerada funciona todo o ano das 8h às 20h nos dias úteis, com pico de funcionamento entre Maio e Outubro; chiller/bomba de calor para produção de água quente funciona entre Novembro e Abril, das 8h às 20h nos dias úteis; fonte de energia para aquecimento é electricidade. Em regime de arrefecimento, o sistema funciona com uma torre de arrefecimento do tipo aberta com ventilador axial e com uma potência de 1000 kw, para onde dissipa o calor. Nos pisos 0, 1 e 2 existe o pré-tratamento do ar novo através de seis UTAN, distribuídas por cada piso no bloco nascente e poente; No tecto falso dos diferentes espaços (salas de aula e gabinetes) estão instaladas as unidades terminais - os termoventiladores e as bombas de calor - que retiram localmente as cargas térmicas, através da recirculação do ar dos espaços que é novamente insuflado através de difusores; No piso 3 não existe pré-tratamento de ar novo, sendo o mesmo captado directamente do exterior para o tecto falso dos espaços (gabinetes), por intermédio de grelhas na fachada do edifício, sendo insuflado nos espaços uma mistura de ar novo e de ar de recirculação através das bombas de calor instaladas por cima do tecto falso dos gabinetes; Os anfiteatros são servidos por UTA que aí insuflam directamente, por meio de difusores, uma

3 mistura de ar novo e de ar de recirculação extraído dos espaços. A extracção dos espaços (salas de aula e gabinetes) é efectuada por grelhas nas portas para os corredores e para o hall localizado entre o bloco poente e nascente. Também existe extracção mecânica do ar dos corredores, zonas comuns e casas de banho feita através de um sistema de condutas ligadas a ventiladores centrífugos localizados na cobertura do edifício; No bar e no restaurante, o ar novo é insuflado por ventiladores com caixa de filtros e existem ventiladores de extracção dedicados às respectivas hottes das cozinhas; Caracterização do Sistema de Produção de Água Quente Sanitária (13) Caracterização dos Sistemas de Energias Renováveis e Recuperação de energia (14) Caracterização dos Sistemas de Iluminação (15) Sistema de ventilação funciona durante todo o ano. Não tem (não aplicável) Não tem (não aplicável) Genericamente estão presentes sistemas de iluminação fluorescente nos diferentes espaços úteis e zonas comuns; balastros ferromagnéticos e balastros electrónicos; sem qualquer tipo de sistema de sensores. O museu do edifício possui ainda projectores com lâmpadas de halogéneo; os anfiteatros têm também lâmpadas dichroic; o espaço laboratorial do piso 02 é servido por lâmpadas de iodetos metálicos; Outras características do edifício (16) Para a distribuição de água do sistema de climatização existem electrobombas gémeas, do tipo centrífugo, com motores sincronizados trifásicos, a uma velocidade de rotação constante de 1500 r.p.m. O edifício tem uma rede de distribuição de água potável e de incêndio, existindo uma estação de bombagem com dois grupos de hidropressoras, equipados com motores eléctricos com potência nominal de 750 W; o pavimento do átrio da entrada principal do edifício é radiante; a zona laboratorial do piso 02 é servida por um sistema de produção e uma rede de distribuição de ar comprimido e possui também alguns sistemas de movimentação de cargas pesadas; existem

4 Notas: ainda 6 elevadores que servem o edifício, dois em cada torre de acesso. (1) No caso de serem apresentados a participação no desafio mais de 1 edifício esta secção deverá ser repetida, incorporando dados de todos os edifícios; (2) Indicar as actividades predominantemente desenvolvidas no edifício, por exemplo actividades lectivas, gabinetes, laboratórios de investigação, oficinas, restauração, etc Sempre que possível deve ser incluída uma estimativa da repartição percentual das actividades que decorrem no (s) edifício (s); (3) Indicar o número de divisões do edifício (salas, laboratórios, gabinetes, etc ) (4) Deve ser indicado o horário de funcionamento do edifício; (5) Se possível indicar os consumos de electricidade mês a mês (kwh/mês) com base em dados históricos, anexando factura da electricidade; (6) Se possível indicar os consumos de combustíveis gasosos, líquidos ou sólidos, mês a mês, caracterizando a sua utilização final (litros/ano ou litros/mês); (7) Caracterização da espessura e materiais de construção utilizados nas paredes do edifício, identificando o tipo de construção, nomeadamente: a) Simples, Dupla com Caixa de Ar, b) Tijolo, Alvenaria de Pedra, Betão, Outra, c) - Isolamento: sim ou não e espessura; (8) Caracterização dos materiais utilizados na cobertura do edifício; indicar se: cobertura plana/inclinada, ocupada ou não ocupada, com isolamento/sem isolamento; (9) Caracterização dos materiais utilizados nos pavimentos dos edifícios; (10) - Caracterização das janelas existentes no edifícios, indicando: a) Vidro Simples ou Vidro Duplo, b) Caixilharia: Alumínio, Madeira, PVC, c) Sem corte térmico / com corte térmico, d) Sombreamento: exterior, interior, não presente (11) - Descrição dos sistemas de climatização existentes, indicando as suas características principais, nomeadamente potência (KW) e períodos típicos de funcionamento (sazonalidade e horário); Split (unidades individuais) ou Centralizado; fonte de energia para aquecimento (gasóleo, gás natural, gás butano, biomassa, electricidade); (12) - Descrição dos sistemas de ventilação existentes, indicando as suas características principais, nomeadamente potência (KW) e períodos típicos de funcionamento (sazonalidade e horário); (13) - Descrição dos sistemas de Produção de Água Quente Sanitária existentes, indicando as suas características principais e períodos típicos de funcionamento (sazonalidade e horário); (14) - Descrição dos Sistemas de Energias Renováveis e Recuperação de energia, indicando as suas características principais, nomeadamente potência instalada (kw) e energia produzida (kwh/mês); (15) - Descrição dos sistemas de iluminação existentes, indicando as suas características principais, nomeadamente: a) Incandescente/Fluorescente/Halogéneo, b) Balastros magnéticos ou electrónicos, c) Existência de algum sistema de sensores (presença); (16) - Indicar outras características do(s) edifício(s), que considere relevantes para o cálculo da energia consumida e não tenham sido abrangidas nos pontos anteriores.

5 Descrição do sistema de climatização de tese em curso de Tiago Vilhena A instalação de AVAC do edifício de Engenharia Civil, é centralizada, com duas UPAR reversíveis semelhantes, instaladas no topo das torres norte e central daquele pavilhão da marca TRANE modelo CXAN212. Esta UPAR (Unidade Produtora de Água Refrigerada) é baseada num ciclo frigorífico usando R407c com 6 compressores para ajuste da capacidade e dois permutadores, um com o ar ambiente e outro com água de circuito para a central técnica instalada na cave. As características das UPAR são as seguintes: Capacidade de aquecimento 384 kw, COP= 2,63, capacidade de arrefecimento 367 kw, EER = 2,53 segundo condições Eurovent. Quando a água é aquecida o permutador com ar funciona como evaporador arrefecendo-o e quando a água é arrefecida o permutador com ar funciona como condensador aquecendo-o. A água quente produzida é armazenada em quatro reservatórios de 7,5 m 3 cada instalados na cave. A água arrefecida produzida é armazenada num reservatório com 3 m 3 de capacidade. A água quente é usada em múltiplos circuitos para ventilo-convectores e em unidades de tratamento de ar. A água fria é usada apenas em unidades de tratamento de ar. A água quente é ainda utilizada para fornecer energia térmica ao circuito de água de condensação que é brevemente descrito a seguir. Para cada uma das alas do edifício existe um tanque de água de condensação. Para a ala nascente o tanque tem capacidade de 100 m 3 e para a ala poente tem 15 m 3 de capacidade contendo 10 m 3 de água e esferas com uma mistura eutética que mudam de fase a 27 C e armazenam uma energia de 500kWh. A temperatura de funcionamento indicada para a água no tanque maior é de 21 C a 27 C. A capacidade térmica das esferas no segundo tanque corresponde a 72 m 3 pelo que a capacidade térmica do segundo tanque é apenas 18% inferior ao do primeiro. Cada um dos tanques pode ser aquecido através de um permutador de placas (P3 e P4) com capacidade de 130 kw com o circuito principal de água quente acumulada, a 50 C. A água dos tanques pode também ser arrefecida em permutadores (P1 e P2) onde circula água de arrefecimento que vai dissipar calor numa torre de arrefecimento, que se encontra instalada no topo da torre sul. A água do circuito de condensação é utilizada na maior parte dos casos como o fluido de arrefecimento de condensadores de ciclos frigoríficos utilizados em Unidades de Tratamento de Ar (UTA). Deste modo pretende-se transportar a energia térmica retirada das salas através da água de condensação para ser depois dissipada na torre de arrefecimento. No entanto, existem ainda bombas de calor reversíveis que tanto podem usar a água de condensação para rejeitar calor como podem retirar calor do circuito de água de condensação para o transferir para as salas. Neste último caso é que se torna necessário fornecer calor ao circuito de água de condensação. Nas figuras seguintes apresentam-se de forma simples os esquemas de produção térmica e transferência para as aplicações nas situações de Inverno e Verão. Devido à grande variação entre soluções apresenta-se também uma listagem dos vários sistemas que se podem identificar e posteriormente as áreas que são servidas por cada tipo de sistema.

6 Fig. 1 - Diagrama esquemático da produção térmica e transferência para as aplicações da instalação AVAC, na situação de Inverno

7 Fig. 2 - Diagrama esquemático da produção térmica e transferência para as aplicações da instalação AVAC, na situação de Verão

8 Sistema 1 UTA Usado na Biblioteca, e anfiteatros VA 1 a VA 6 Fornecimento de ar a partir de UTA (UTA 1 a 3 para a Biblioteca e anfiteatros VA 1 e VA 2, e UTA 5 a 8 para anfiteatros VA 3 a VA 6) onde o ar insuflado no espaço pode ser aquecido por permutador usando água quente ou pode ser arrefecido por ciclo frigorífico que retira o calor do ar e fornece-o ao circuito de água de condensação que o dissipa posteriomente através da torre de arrefecimento. Sistema 2 Usado em gabinetes do Piso 2 com exposição ao exterior e alguns gabinetes interiores, bem como algumas salas do Piso 1 e Piso 0 Fornecimento de ar novo a partir de uma UTAN existente em cada um dos blocos do piso e que dispõem de permutadores de água refrigerada e água quente. Bombas de calor reversíveis de expansão direta. Nestas unidades um dos permutadores funciona com água do circuito de condensação e o outro com ar do interior da sala, permitem o aquecimento ou arrefecimento dos espaços servidos. A saída do ar dos espaços dá-se através das grelhas das portas para as zonas de circulação. Sistema 3 Usado em salas de aula e de estudo nos Pisos 0 e 1 e alguns gabinetes do Piso 2 Fornecimento de ar novo a partir de UTAN espalhadas pelo edifício. As UTAN dispõem de permutador com água refrigerada e permutador de água quente. Nos espaços referidos, por cima dos tectos falsos existem termo ventiladores com permutadores de água quente que permitem assim aquecer o ar. A saída do ar dos espaços dá-se através das grelhas das portas para as zonas de circulação. Sistema 4 Gabinetes do Piso 3 Fornecimento de ar novo aos espaços a partir de dispositivos de admissão na fachada do edifício. Bombas de calor reversíveis constituídas por dois permutadores, um funcionando com água do circuito de condensação e o outro com o ar novo. A saída do ar dos espaços dá-se através das grelhas das portas para as zonas de circulação. Sistema 5 Grande auditório do Centro de Congressos UTA 9 com fornecimento de ar novo e que usa recirculação para aumentar o caudal de ar insuflado. Esta UTA utiliza dois permutadores, um de água refrigerada e outro de água quente para, respectivamente, arrefecer ou aquecer o ar. Sistema 6 Sala de conferências do Centro de Congressos UTA 11 com fornecimento de ar novo e que usa recirculação. Funciona com um permutador de água quente e um ciclo frigorífico para arrefecimento dissipando o calor no circuito de condensação. Sistema 7 Sala de reuniões e salas de conferência do Centro de Congressos respectivamente UTA 10, 12 e 13 que efectuam o arrefecimento ou aquecimento do ar recirculado, sem adição de ar novo. O aquecimento é efectuado por permutador de água quente e o arrefecimento por ciclo frigorífico. Estas salas não dispõem de ventilação mecânica. Sistema 8 Salas de conferências 01.30, gabinetes e recepção do Centro de Congressos e gabinetes dos laboratórios do Piso 02 Fornecimento de ar novo a partir de dispositivos de admissão na fachada do edifício (admissão natural). O aquecimento ou arrefecimento é efectuado por bombas de calor reversíveis constituídas por dois permutadores, um funcionando com água do circuito de condensação e o outro com ar do interior do espaço. Sistema 9 Laboratórios e salas de apoio a laboratórios do Piso 01 Ventilação natural. Nos locais servidos por este sistema, por cima dos tectos falsos, existem termo ventiladores com permutadores de água quente que possibilitam o aquecimento do ar do espaço. A saída do ar dos espaços dá-se através das grelhas das portas para as zonas de circulação. Sistema 10 Zonas com sistemas locais (Splits) Ventilação a partir de UTAN com saída de ar através de portas. Aquecimento ou arrefecimento a partir de aparelhos do tipo split. Estes equipamentos foram instalados em zonas onde a utilização dos espaços exigiu maiores necessidades.

9 Sistema Sistema 1 Sistema 2 Sistema 3 Sistema 4 Sistema 5 Sistema 6 Sistema 7 Sistema 8 Sistema 9 Sistema 10 Caracterização do sistema UTA usando ar novo e recirculação, com permutador de água quente para aquecimento e ciclo firgorífico para arrefecimento UTAN+Bomba de Calor reversível UTAN+Termo ventiladores Insuflação natural (dispositivos de admissão na fachada)+bomba de Calor reversível UTA com fornecimento de ar novo e recirculação, dispondo de permutadores de água quente e fria UTA usando ar novo e recirculação, com permutador de água quente para aquecimento e ciclo firgorífico para arrefecimento UTA usando apenas ar recirculado Insuflação natural+bomba de Calor reversível (pisos inferiores) Insuflação natural+termo ventiladores (pisos inferiores) VRV/Split Tipologia dos espaços servidos Área servida (m²) Biblioteca e anfiteatros 925,73 Gabinetes, salas de aulas e recepções Salas de aula/estudo e gabinetes 1660, ,3 Gabinetes 2441,22 Anfiteatro 261,88 Sala de Conferências 105,11 Salas de Conferência/Videoconferência Salas de conferências, gabinetes e recepções 200,43 377,26 Laboratórios e salas de apoio 666,61 Sala de Estudo CGD, LTI, Museu, gabinetes e salas de aula Tabela 1 Correspondência entre os sistemas e as áreas servidas 1601,23

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