Ministério do Meio Ambiente Secretaria de Mudanças Climáticas e Qualidade Ambiental

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1 Ministério do Meio Ambiente Secretaria de Mudanças Climáticas e Qualidade Ambiental ETIQUETAGEM DO NÍVEL DE EFICIÊNCIA ENERGÉTICA DO EDIFÍCIO SEDE DO MINISTÉRIO DO MEIO AMBIENTE E MINISTÉRIO DA CULTURA BLOCO B / ESPLANADA DOS MINISTÉRIOS PARTE 3 Medidas de Conservação de Energia (MCE) e Análise de Investimentos 2015

2 Considerações Iniciais Este relatório é parte do Projeto de Retrofit do Edifício Sede do Ministério do Meio Ambiente e da Cultura, desenvolvido com recursos do Projeto Transformação do Mercado de Eficiência Energética no Brasil - PNUD BRA09/G31. Esta é a parte 3 que tem como objetivo principal apresentar a análise custo-benefício e payback de medidas de conservação de energia (MCE) necessárias para se alcanc ar ni vel ma ximo de eficiência energética, baseada em cena rios (potencial técnico, econo mico e de mercado). O relatório está dividido em duas partes: inicialmente, são caracterizadas as medidas de conservação de energia (MCE), posteriormente é apresentado o método de análise da economia gerada pelas MCE, como também o método de análise de investimento. Para analisar a economia gerada pelas MCE são analisados a redução do consumo, observando também a demanda. Na análise de investimentos são observados a relação custo-benefício e o payback. Na segunda parte do relatório todas as MCE são analisadas observando a economia gerada (consumo e demanda) e a análise de investimentos (relação custo-benefício e payback). Pág. 2 de 72

3 Diretor: Adriano Santhiago de Oliveira Equipe Técnica: Alessandra Silva Rocha Alexandra Albuquerque Maciel Lúcia Cristina Almeida dos Reis Thiago de Araújo Mendes Programa das Nações Unidas para o Desenvolvimento- PNUD Coordenador da Unidade de Meio Ambiente e Desenvolvimento: Carlos Castro Equipe Técnica: Ludmilla de Oliveira Diniz Rose Diegues (Analista de Programa) Revisão e edição: Alexandra Albuquerque Maciel Conteúdo: GCE do Brasil Diretor: Dimitri Lobkov Laboratório de Conforto e Eficiência Energética - Universidade Federal de Pelotas Coordenador do Projeto: Eduardo Grala da Cunha Equipe Técnica: Fernando Rezende Apolinário Nicolai Tihhonov Viviane Coelho Rodrigues Luciana Oliveira Fernandes Carla Matheus de Almeida Equipe Técnica/ Elaboração: Antonio César Silveira Baptista da Silva (Coordenador do Laboratório) Eduardo Grala da Cunha Eduardo Gus Brofman Juliana Al-Alam Pouey Liader da Silva Oliveira Mariane Pinto Brandalise Stífany Knop Pág. 3 de 72

4 Sumário 1. Aspectos Gerais Descrição das medidas de conservação de energia (MCE) Análise de Investimento Cálculo da Relação Custo-Benefício (RCB) Payback (Tempo de Retorno) Análise das Medidas de Conservação de Energia MC Medida Corretiva MCE 1 Contratação de Demanda Análise da Eficiência Energética Análise do Custo-Benefício Análise do Payback MCE 2 Eficientização das unidades VRF (volume de refrigerante variável) Análise da Eficiência Energética Análise do Custo-Benefício (RCB) Análise do Payback MCE 3 Substituição das unidades VRF (volume de refrigerante variável) por unidades Turbocor Análise da Eficiência Energética Análise do Custo-Benefício (RCB) Análise do Payback MCE 4 Padronização do funcionamento do sistema de proteção solar existente (brisesoleils verticais) e implementação de controle de iluminação Análise da Eficiência Energética Análise do Custo-Benefício (RCB) Análise do Payback Pág. 4 de 72

5 2.6 MCE 5 Aumento da temperatura do setpoint (temperatura de ajuste) do sistema de ar condicionado Análise da Eficiência Energética Análise do Custo-Benefício (RCB) Análise do Payback MCE 6 Proposta de sistema de ventilação natural Análise da Eficiência Energética Análise do Custo-Benefício (RCB) Análise do Payback MCE 7 Proposta de sistema de ventilação mecânica Análise da Eficiência Energética Análise do Custo-Benefício (RCB) Análise do Payback MCE 8 Colocação de novo Filme Refletivo na Fachada Leste Análise da Eficiência Energética Análise do Custo-Benefício (RCB) Análise do Payback MCE 9 Combinação de MCE (MCE 2, MCE 4 e MCE 8) Análise da Eficiência Energética Análise do Custo-Benefício (RCB) Análise do Payback MCE 10 Implementação de sistema VRF (volume de refrigerante variável) nos pavimentos térreo e subsolo Análise da Eficiência Energética Análise do Custo-Benefício (RCB) Análise do Payback Pág. 5 de 72

6 2.12 MCE 11 Implementação de sistema Fotovoltaico Análise do Custo-benefício (RCB) Análise do Payback Análise da emissão de CO Análise de Resultados Considerações Finais MCE recomendadas para o projeto executivo Referências Bibliográficas LISTA DE FIGURAS Figura 1 conta de energia do MMA/MINC Figura 2 Cadastro do MMA/MINC no programa CPC (LABCEE) Figura 3 Tarifas da CEB inseridas no programa CPC (LABCEE) Figura 4 Consumo de energia no horário fora de ponta (set/11 até ago/13) Figura 5 Consumo de energia no horário de ponta (set/11 até ago/13) Figura 6 Demanda de energia no horário fora de ponta (set/11 até ago/13) Figura 7 Ultrapassagem de demanda de energia no horário fora de ponta (set/12 até ago/13) Figura 8 Demanda de energia no horário de ponta (set/11 até ago/13) Figura 9 Ultrapassagem de demanda de energia no horário de ponta (set/12 até ago/13) Figura 10 Simulação de estrutura tarifária com valores atualmente contratados pelo MMA/MINC Figura 11 Simulação de estrutura tarifária com novos valores de demanda no horário fora de ponta Figura 12 Unidade condensadora de Sistema VRF (volume de refrigerante variável) Figura 13 Unidade evaporadora FXZQ25MVE (DAIKIN) Figura 14 Chiller (Unidade de água gelada) Turbocor modelo MS300-1FL2W2H-R134A Pág. 6 de 72

7 Figura 15 Unidade interna modelo MCK020AW Figura 16 Sensor DIM MICO, marca OSRAM Figura 17 Diagrama de perdas do sistema fotovoltaico Figura 18 Perfil de um modelo de estrutura principal para instalação fotovoltaica em estacionamentos (Fonte: 66 LISTA DE TABELAS Tabela 1 Classificação dos tipos de ações das Medidas de Conservação de Energia (MCE) Tabela 2 Caracterização das MCE Tabela 3 Tarifa Horo-Sazonal Azul Prédio Público AS Tabela 4 Análise da DPI dos pavimento do Bloco B do MMA/Minc Tabela 5 Custos para implementação da MC 1 (Medida Corretiva 1) Tabela 6 Características e número de unidades VRF (volume de refrigerante variável) Daikin VRV Inova (unidades externas) Tabela 7 Características e número de unidades internas Tabela 8 Consumo (kw) e Demanda (kwh) do Caso Base com Setpoint (temperatura de ajuste) de 21 C Tabela 9 Consumo (kw) e Demanda (kwh) com o sistema VRF (volume de refrigerante variável) Daikin Tabela 10 Custo inicial (aquisição e instalação) Tabela 11 FRC e RCB Tabela 12 Características e número de Centrais de Água Gelada Tabela 13 Características e número de unidades internas Tabela 14 Consumo (kwh) e Demanda do Caso Base (kw) Tabela 15 Consumo (kwh) e Demanda da MCE 3 (kw) Tabela 16 Custo inicial (aquisição e instalação) Pág. 7 de 72

8 Tabela 17 FRC e RCB Tabela 18 Combinações simuladas da operação de brise-soleils e presença de sistema de controle de iluminação Tabela 19 Relação dos equipamentos necessários para a automação do sistema de iluminação Tabela 20 Resultados da Configuração 01 - Brises abertos e sem nenhum tipo de controle de iluminação Tabela 21 Resultados da Configuração 02 - Brises fechados e sem nenhum tipo de controle de iluminação Tabela 22 Resultados da Configuração 03 - Brises abertos com controle de iluminação Tabela 23 Resultados da Configuração 04 - Brises fechados com controle de iluminação Tabela 24 Resultados da Configuração 05 - Brises abertos no período da manhã e fechados no período da tarde, com controle de iluminação Tabela 25 Resultados da Configuração 06 - Brises abertos no período da manhã e diferentes posições no período da tarde para bloquear a incidência de sol direta - com controle de iluminação Tabela 26 Resultados da Configuração 07 - Brises com controle por radiação e com controle de iluminação Tabela 27 Custo inicial (aquisição e instalação) Tabela 28 FRC e RCB Tabela 29 Consumo (kwh) e Demanda (kw) da MCE 05 setpoint (temperatura de ajuste) 21 C Tabela 30 Consumo (kwh) e Demanda (kw) da MCE 05 setpoint (temperatura de ajuste) 24 C Tabela 31 Percentual de horas de conforto (POC) do pavimento tipo do Bloco B VN entre 08h00min e 09h00min Tabela 32 Percentual de horas de conforto (POC) do pavimento tipo do Bloco B VN entre 08h00min e 10h00min Pág. 8 de 72

9 Tabela 33 Percentual de horas de conforto (POC) do pavimento tipo do Bloco B VM entre 08h00min e 09h00min 2 REN/h Tabela 34 Percentual de horas de conforto (POC) do pavimento tipo do Bloco B VM entre 08h00min e 10h00min 3 REN/h Tabela 35 Percentual de horas de conforto (POC) do pavimento tipo do Bloco B VM entre 08h00min e 09h00min 4 REN/h Tabela 36 Percentual de horas de conforto (POC) do pavimento tipo do Bloco B VM entre 08h00min e 10h00min 2 REN/h Tabela 37 Compilação dos resultados Tabela 38 Dados técnicos da MCE Tabela 39 Consumo (kwh) e Demanda (kw) do Caso Base Tabela 40 Consumo (kwh) e Demanda (kw) do Caso de Referência (Fachada Leste com película) Tabela 41 Custos da MCE Tabela 42 FRC e RCB Tabela 43 Consumo (kwh) e Demanda (kw) do Caso Base Tabela 44 Consumo (kwh) e Demanda (kw) da MCE 9 (MCE 2 + MCE 4 + MCE 8) Tabela 45 Custos da MCE Tabela 46 FRC e RCB Tabela 47 Consumo (kwh) e Demanda (kw) do Caso Base Tabela 48 Consumo (kwh) e Demanda (kw) do Caso de Referência (MCE 10) Tabela 49 Custos da MCE Tabela 50 FRC e RCB Tabela 51 Dados obtidos com a simulação com o PVsyst Tabela 52 Custos da Instalação Fotovoltaica Tabela 53 FRC e RCB Tabela 54 Emissão de CO2 considerando as 11 MCE Pág. 9 de 72

10 Tabela 55 Garantia do ni vel de eficiência energética A do Bloco B Tabela 56 Resumo da análise econômica das MCE LISTA DE GRÁFICOS Gráfico 1 Redução do consumo com base na MCE Gráfico 2 Redução da demanda com base na MCE Gráfico 3 Redução do consumo com base na MCE Gráfico 4 Redução da Demanda com base na MCE Gráfico 5 Redução do Consumo com base na MCE Gráfico 6 Redução da Demanda com base na MCE Gráfico 7 Redução no consumo (kwh) com base na MCE Gráfico 8 - Redução no consumo (kwh) com base na MCE Gráfico 9 Redução no consumo (kwh) com base na MCE Gráfico 10 Redução na Demanda (kwh) com base na MCE Gráfico 11 - Emissão de CO2 considerando as 11 MCE Gráfico 12 - Garantia do ni vel de eficiência energética A do Bloco B Pág. 10 de 72

11 GLOSSÁRIO ASHRAE American Society of Heating, Refrigerating and Air Conditioning Engineers. ART Anotação de Responsabilidade Técnica CEB- Companhia Energética de Brasília Ci- Capacidade térmica inicial CIBSE - Chartered Institution of Building Services Engineers COP- Coeficient of Performance CPC Controle e Planejamento de Consumo DPI Densidade de Potência Iluminação ENCE- Etiqueta Nacional de Conservação de Energia FA- Fator de Altura FF - Fator de Forma FINEP- Financiadora de Estudos de Projetos FRC Fator de Recuperação de Capital FS- Fator Solar FUNPEC- Fundação Norte-Rio-Grandense de Pesquisa e Cultura ICenv - Índice de Conformidade da Envoltória LABEEE- Laboratório de Eficiência Energética em Edificações/ UFSC LMPT- Laboratório de Meios Porosos e Propriedades Termofísicas LINSE - Laboratório de Inspeção de Eficiência Energética em Edificações /UFPEL LABCEE - Laboratório de Conforto e Eficiência Energética/ UFPEL LEED - Leadership in Energy and Environmental Design MMA Ministério do Meio Ambiente MC Medida Corretiva MCE Medida de Conservação de Energia MINC Ministério da Cultura PAFT - Percentual de Área de Abertura da Fachada Total P/m² Pessoas por metro quadrado POC Percentual de Horas Ocupadas em Conforto PROBEN Programa de Bom Uso Energético Pág. 11 de 72

12 PROPAR/UFSC- Programa de Pesquisa e Pós graduação em Arquitetura/ Universidade Federal de Santa Catarina PROGRAU/UFPEL- Programa de Pós-graduação em Arquitetura e Urbanismo/Universidade Federal de Pelotas PPGEC/UFSC- Programa de Pós Graduação em Engenharia Civil/ Universidade Federal de Santa Catarina RCB Relação Custo-Benefício Ri- Resistência Térmica inicial (m²k/w) REN/h Renovação de ar por hora Rse- Resistência superficial externa Rsi - Resistência superficial interna (m²k/w) RTQ-C - Regulamento Técnico da Qualidade de edifícios públicos, comerciais e de serviços RTQ-R Regulamento Técnico da Qualidade de edificações residenciais. RRT Registro de Responsabilidade Técnica UFRN- Universidade Federal de Natal UFPEL Universidade Federal de Pelotas VRF (volume de refrigerante variável) Variant Refrigerant Flow/ Fluxo de Refrigerante Variável Pág. 12 de 72

13 PROPRIEDADES TERMO FÍSICAS E UNIDADES DE MEDIDA Símbolo Variável Unidade A Área m 2 R Resistência térmica de um componente (m 2.K)/W U Transmitância térmica de um componente W/(m 2.K) C T Capacidade térmica de um componente kj/(m 2.K) ϕ Atraso térmico de um componente horas FS o Fator solar de elementos opacos - FS t Fator solar de elementos transparentes ou translúcidos - CS Coeficiente de sombreamento - c Calor específico kj/(kg.k) e Espessura de uma camada m λ Condutividade térmica do material W/(m.K) ρ Densidade de massa aparente do material kg/m 3 ε Emissividade hemisférica total - K Kelvin - unidade de base do Sistema Internacional de Unidades (SI) para a K grandeza temperatura termodinâmica W Watt - unidade de potência W Medidas de Conservação de Energia MCE 1 MCE 2 MCE 3 MCE 4 MCE 5 MCE 6 MCE 7 MCE 8 MCE 9 MCE 10 MCE 11 Contratação de Demanda Eficientização das unidades VRF (volume de refrigerante variável) Substituição das unidades VRF (volume de refrigerante variável) por unidades Turbocor Padronização do funcionamento do sistema de proteção solar e implementação de controle de iluminação Aumento da temperatura do setpoint (temperatura de ajuste) do sistema de ar condicionado Proposta de sistema de ventilação natural Proposta de ventilação mecânica Colocação de novo filme refletivo na fachada leste Combinação de medidas de conservação de energia MCE 2 + MCE 4 + MCE 8) Implementação de sistema VRF (volume de refrigerante variável) no térreo e subsolo Implementação de sistema fotovoltaico Pág. 13 de 72

14 1. Aspectos Gerais Foram definidos cinco tipos de ações de eficientização a serem implementadas no edifício em análise, considerando o usuário, equipamentos e sistemas de condicionamento de ar e iluminação, a envoltória e os fechamentos internos da edificação. Na definição das MCE foram observados o impacto das mesmas no nível de eficiência energética do edifício acordando com o RTQ-C, como também simplesmente a redução no consumo de energia da edificação. 1.1 Descrição das medidas de conservação de energia (MCE) As MCE tipo 1 são vinculadas à conscientização dos usuários dos espaços no que diz respeito ao uso e acionamento de sistemas de ar condicionado, iluminação, esquadrias e de proteção solar. Aspectos como os setpoint (temperatura de ajuste) de resfriamento, acionamento do sistema de iluminação artificial, como também operação de janelas e brise-soleil-soleil interferem diretamente no consumo do edifício, sem impactar na avaliação do RTQ-C. As MCE do tipo 2 estão caracterizadas pela substituição de equipamentos e sistemas por soluções mais eficientes, como o sistema de ar condicionado por exemplo. Estas medidas impactam no nível de eficiência energética do edifício de acordo com o RTQ-C. As MCE do tipo 3 vinculam-se à intervenção em elementos de arquitetura presentes na envoltória do edifício, como a sistematização do uso do sistema de proteção solar existente, e a colocação de novo filme refletivo na fachada oeste, por exemplo. Também interferem no nível de eficiência energética das edificações acordando com RTQ-C. As ações do tipo 4 relacionam-se à gestão do edifício. São medidas que geram economia, mas não impactam no nível de eficiência energética acordando com o RTQ-C. A contratação da demanda é a principal ação do tipo 4 a ser analisada. E por último, são apresentadas as ações do tipo 5, vinculadas a alterações internas necessárias para promover a ventilação natural na edificação, caso pertinente. Esta MCE foi sugerida pela equipe técnica do MMA/MinC, nesse sentido está sendo analisada sua viabilidade. A MCE do tipo 5 interfere no nível de eficiência energética do edifício de acordo com o RTQ-C. Na tabela 1 são caracterizados os cinco tipos de ação analisadas e apresentadas ao longo deste relatório. Pág. 14 de 72

15 Tabela 1 Classificação dos tipos de ações das Medidas de Conservação de Energia (MCE) Tipo de ação Caracterização do Tipo Ação Tipo 1 Conscientização dos usuários PROBEN (Programa de Bom Uso Energético) Ação Tipo 2 Inovação Tecnológica Equipamentos e Sistemas Ação Tipo 3 Inovação Tecnológica Envoltória Ação Tipo 4 Gestão do edifício Ação Tipo 5 Inovação Tecnológica Fechamentos Internos Na tabela 2 são caracterizadas as MCE adotadas e analisadas para eficientização do Bloco B da Esplanada dos Ministérios. Tabela 2 Caracterização das MCE MCE Descrição da MCE Tipo Impacto na economia de energia da edificação e/ou nos custos da energia consumida Impacto na avaliação do nível de Eficiência Energética acordando com o RTQ-C 1 Contratação de Demanda 4 Sim Não 2 Eficientização das unidades VRF (volume de refrigerante variável) substituição das 2 Sim Sim atuais por unidades mais eficientes (Nível A) 3 Substituição das unidades VRF (volume de refrigerante variável) atuais por unidades Turbocor (Sistema de água gelada) 2 Sim Sim Padronização do 4 funcionamento do sistema de 1 e proteção solar e 2 implementação de controle de Sim Sim iluminação Aumento da temperatura de 5 Setpoint (temperatura de ajuste) do sistema de ar condicionado 1 Sim Não 6 Proposta de sistema de 1 e ventilação natural 5 Sim Sim 7 Proposta de ventilação mecânica 2 Sim Sim 8 Colocação de filme refletivo na fachada leste 3 Sim Sim Pág. 15 de 72

16 Combinação de MCE (MCE 2 + MCE 4 + MCE 8) Implantação de sistema VRF (volume de refrigerante variável) no térreo e subsolo Implementação de sistema fotovoltaico 2 Sim Sim 2 Sim Sim 2 Sim Sim Cabe-se ressaltar que todas as MCEs consideraram o sistema de iluminac ão ni vel A observando o RTQ-C, ou seja, com uma DPI de 9,7 W/m 2. As MCE analisadas foram avaliadas observando a economia de energia gerada no consumo de energia (kwh) e na demanda (kw). O edifício real na análise de cada MCE foi simulado observando o sistema de iluminac ão com DPI ni vel A em todas as análises. O caso base para análise de eficiência energética e econômica foi o edifício real observando o sistema de iluminação artificial (nível A) e condicionamento de ar existente. 1.2 Análise de Investimento Para a análise financeira das medidas de conservação de energia apontadas neste relatório buscou-se determinar a relação custo-benefício (RCB) e o tempo de retorno do investimento inicial (payback) de cada uma delas. Importante destacar que está análise estará sendo desenvolvida do ponto de vista do cliente, neste caso do MMA/MinC, que mensalmente pagam a fatura de energia elétrica e serão beneficiados economicamente com a redução do consumo. Nos itens 1.3 e 1.4 são apresentados os conceitos aplicados para os cálculos destes parâmetros. 1.3 Cálculo da Relação Custo-Benefício (RCB) A relação custo-benefício é definida conforme a equação 1 apresentada a seguir: Sendo, RCB = CA T BA T (1) CAT o custo anualizado total, em R$/ano, e BAT o benefício econômico anual, em R$/ano. O resultado obtido da equação 1 é um valor adimensional que possibilita inicialmente avaliar se a medida considerada tem viabilidade do ponto de vista econômico, pois quando esse quociente é menor que 1 significa que os custos são inferiores aos benefícios. Posteriormente, é possível priorizar as medidas que apresentem a menor RCB. Pág. 16 de 72

17 Para determinar o CAT considera-se o investimento inicial total da MCE decomposto em uma série uniforme de valores ao longo da vida útil da MCE. Para isso, este valor inicial é multiplicado pelo fator de recuperação de capital (FRC), assim definido: FRC = i (1+i)n (1+i) n 1 (2) Sendo, i a taxa de desconto em base anual (remuneração do capital investido), em %; e n o tempo de vida útil da medida, em anos. A partir do FRC, o CAT fica assim definido: CA T = C T FRC (3) Sendo CT o custo inicial do investimento, em R$. Considerou-se para as análises aqui desenvolvidas um valor de 8 % ao ano para taxa de desconto em base anual, valor típico do setor elétrico. Para o cálculo do BAT considerou-se os valores da tarifa paga pelo cliente e os valores de redução resultantes da simulação de cada uma das medidas. Para a modalidade Horo-Sazonal Azul AS, os valores das tarifas para janeiro de 2014 para consumo de ponta, fora de ponta, e para a demanda de ponta e fora de ponta são apresentados na tabela 3 apresentada a seguir. Tabela 3 Tarifa Horo-Sazonal Azul Prédio Público AS Demanda (R$/kW.mês) Consumo (R$/kWh) Ponta Fora de Ponta Ponta Fora de Ponta 30, , , , Fonte: CEB (2014). Com relação aos valores que representam a redução do consumo, considerou-se a energia conservada (EC) como a diferença entre o consumo anual do caso base e o consumo anual na nova situação representada pela adoção da MCE em análise, sendo que estes dois valores de consumo foram determinados através de simulação. As simulações consideram o funcionamento do edifício entre 8 e 18 horas, horário considerado fora de ponta para consumo e demanda. Desta forma, o valor total da economia estimada na simulação foi dividida nas duas parcelas: ponta e fora da ponta. Pág. 17 de 72

18 No caso da energia conservada, o valor global da economia anual foi parcelada considerando o histórico observado nas faturas de energia. Analisando as 12 faturas de 2013 concluiu-se que 92% do consumo se deu fora da ponta e os 8 % restantes na ponta, sendo estes os percentuais utilizados para se dividir o resultado da energia conservada. No caso da demanda, cada um dos 12 valores mensais foi considerado. Em cada mês, a diferença entre a demanda no caso base e a demanda na nova situação resultou na redução de demanda do respectivo mês. A média destes 12 valores mensais de redução de demanda foi considerado como a redução de demanda global para a medida analisada. Este valor global foi adotado diretamente como a redução da demanda fora da ponta. Para chegar ao valor da redução da demanda na ponta, projetou-se sobre o valor global um fator definido através da relação constante na contratação de demanda entre o cliente e a CEB (590/900), resultando em um valor menor para este período de ponta. Com estes valores de economia e com os valores da tarifa constantes na tabela 3, estimou-se o benefício econômico anual através da equação: BA T = (RD P TD P + RD FP TD FP ) 12 + EC P TE P + EC FP TE FP (4) Sendo: RDP Redução da Demanda na Ponta (kw); TDP Tarifa de Demanda na Ponta (R$/kW.mês); RDFP Redução da Demanda Fora da Ponta (kw); TDFP Tarifa de Demanda Fora da Ponta (R$/kW.mês); ECP Energia Anual Conservada na Ponta (kwh/ano); TEP Tarifa de Energia na Ponta (R$/kWh); ECFP Energia Anual Conservada Fora da Ponta (kwh/ano); TEFP Tarifa de Energia Fora da Ponta (R$/kWh). 1.4 Payback (Tempo de Retorno) O payback é definido como o tempo de retorno do investimento. No caso do payback simples, este valor é obtido através do quociente entre o investimento inicial total e o benefício econômico anual, ambos relacionados com a medida de conservação de energia em análise, conforme equação 5 a seguir: Pág. 18 de 72

19 PB S = C T BA T (5) Sendo: PBS o payback simples, em anos; CT o custo inicial do investimento, em R$. BAT o benefício econômico anual, em R$/ano. Seu valor representa o tempo de recuperação do capital investido, mas não considera nenhuma remuneração para este capital. Além disso, a aplicação direta da equação 5 somente será possível nos casos em que o BAT seja representado por valores anuais constantes. Já o payback descontado (PBD) considera o valor do capital ao longo do tempo. Para calculá-lo, elaborou-se o fluxo de caixa da medida analisada considerando-se no ano zero o custo inicial do investimento (CT) como uma primeira parcela negativa e nos demais anos o benefício econômico anual (BAT) como parcelas positivas representando os retornos do investimento. No desenvolvimento dos fluxos de caixa, considerou-se que os valores dos BAT sofrerão um reajuste por conta do aumento das tarifas esperados. Assim, o valor calculado inicialmente foi acrescido em um percentual de 5,5 % ao ano, índice que está sendo considerando aqui como uma expectativa de reajuste das tarifas nestes próximos anos. Estes valores ajustados para cada ano irão compor os valores futuros dos benefícios econômicos do fluxo de caixa. Após este ajuste, estes valores futuros que compõem o fluxo de caixa são trazidos ao valor presente considerando uma taxa de 8 % ao ano, quando então é possível calcular o PBD observando o momento em que o saldo do fluxo de caixa se equilibra. Pág. 19 de 72

20 2. Análise das Medidas de Conservação de Energia 2.1 MC Medida Corretiva As baixas densidades de potência de iluminação, conjugadas com sistema de iluminação com grande número de lâmpadas fluorescentes T8 no subsolo, levantadas na realização dos produtos 1 e 2 deste edital, apontaram para uma inadequação do sistema de iluminação artificial existente no Bloco B do MMA/Minc. A tabela 4, apresentada no relatório do Produto 2 caracteriza as baixas DPI dos andares do MMA/Minc. No caso do subsolo, com a presença da garagem, é esperada uma baixa DPI, diferente do caso de alguns pavimentos, como o 1, 2, 3, 4, 8 e 9, nos quais a DPI esta muito abaixo da considerada ni vel A para edifi cios de escritório 9,7 W/m 2. Tabela 4 Análise da DPI dos pavimento do Bloco B do MMA/Minc Pavimento Carga Instalada Iluminação e Reatores (W) Área (m 2 ) DPI (W/m 2 ) Subsolo ,00 Térreo ,26 1 Pavimento ,41 2 Pavimento ,62 3 Pavimento ,56 4 Pavimento ,28 5 Pavimento ,41 6 Pavimento ,88 7 Pavimento ,44 8 Pavimento ,97 9 Pavimento ,90 Para a realização da análise de eficiência das MCE propostas partiu-se do pressuposto que o sistema de iluminac ão artificial apresenta ni vel de eficiência energética A, acordando com o RTQ-C, e observando uma DPI de 9,7 W/m 2 para a área de escritórios e 2,7 W/m 2 para a área de garagens. Nesse sentido, foi estimado um custo para a adequação do sistema de iluminação existente, apresentado na tabela 5, e caracterizada como medida corretiva (MC). Analisando a MCE 4 apresentada posteriormente neste relatório, observa-se que está sendo proposto a implementação de um sistema de automação da iluminação, sendo caracterizada, em parte, pela dimerização das lâmpadas fluorescentes T5, sendo necessária a existência de reatores eletrônicos dimerizáveis. A implementação da medida de correção (MC 1) é entendida como uma ação fundamental para os objetivos de etiquetagem do edifício. Está sendo prevista a manutenção das luminárias atuais, Pág. 20 de 72

21 realizando-se apenas a troca dos reatores e das lâmpadas. No caso de se decidir por adotar a automação proposta na MCE 4, seria mais interessante adquirir reatores dimerizáveis já no momento da medida corretiva, minimizando os custos das duas ações conjuntas, uma vez que se estaria eliminando troca de reatores e serviços duplicados. Os valores apresentados na tabela 5 a seguir correspondem a uma estimativa do custo da medida corretiva necessária. Na confecção do projeto luminotécnico será realizada uma análise pormenorizada das necessidades de adequação do sistema existente. Tabela 5 Custos para implementação da MC 1 (Medida Corretiva 1) Descrição dos equipamentos e N de unidades Custo (R$) sistemas Lâmpada fluorescente T ,00 Reator Eletrônico T ,00 Adaptação das Luminárias ,00 Serviços ,00 TOTAL , MCE 1 Contratação de Demanda A demanda de energia é sempre o valor de potência que uma determinada carga necessita para seu funcionamento, e cada equipamento possui a sua respectiva demanda para executar suas tarefas. A soma das várias demandas pertencentes aos diversos equipamentos existentes em uma instalação representará a demanda de potência elétrica da instalação durante determinado intervalo de tempo. Os medidores de demanda das concessionárias efetuam a integração dos valores medidos a cada 15 minutos, e o maior destes valores registrados dentro desses períodos ao final de 30 dias de medição será o valor da demanda medida contida na conta de fornecimento de energia da unidade consumidora. Já a estrutura tarifária é o conjunto de tarifas aplicáveis aos componentes de consumo de energia elétrica e/ou demanda de potências ativas de acordo com a modalidade de fornecimento. As tarifas de energia elétrica variam de acordo com a opção tarifária firmada entre a concessionária e o consumidor. Se a unidade consumidora receber a energia em baixa tensão (Grupo B), pagará somente o consumo mensal em kwh. Caso receba energia elétrica em média tensão (Grupo A), pagará conforme contrato firmado com a concessionária pelos valores de demanda em kw nas opções de Tarifa Convencional, Horo-sazonal verde ou azul, além do consumo mensal em kwh. Para este grupo é prevista tarifa de ultrapassagem que é aplicável sobre a diferença positiva entre a demanda medida e a contratada, quando exceder os limites estabelecidos. O enquadramento Pág. 21 de 72

22 tarifário objetiva ajustar o contrato de fornecimento de energia elétrica da unidade consumidora com a concessionária para que resulte em menor valor de pagamento da conta de energia. No MMA/MINC são duas as possibilidades de contratação de energia, a horo-sazonal AZUL e a horo-sazonal VERDE. As tarifas horo-sazonais são as chamadas tarifas diferenciadas, onde a demanda de potência e os consumos de energia elétrica são faturados segundo sua ocorrência ao longo do dia - ponta e fora de ponta. Acordando com as definições da CEEE - Companhia Estadual de Energia Elétrica (2014), na tarifa horo-sazonal AZUL, a maior repercussão está na tarifa aplicada na demanda de potência (kw). A relação entre a tarifa da demanda de energia elétrica utilizada no horário fora de ponta e no horário de ponta é em torno de 1 para 3, ou seja, as demandas são medidas separadamente, por segmento horário (ponta e fora de ponta), e, também, faturadas separadamente, sendo que a tarifa para demanda de ponta é em torno de 3 vezes o valor da tarifa fora de ponta (Grupo A4). Com a expressiva diferença de custo entre a demanda de energia apurada nas horas de ponta e a apurada nas horas fora de ponta, não é uma tarifa recomendada para consumidores que, em decorrência do regime de suas atividades, não possam desligar equipamentos que representem no mínimo 50% da carga (demanda) no intervalo de horas considerado como horário de ponta; a partir deste mínimo, quanto mais carga for desligada, maior o benefício na fatura, podendo atingir 30% da conta normal. A escolha desta tarifa exige rigoroso controle por parte do consumidor, na medida em que uma ultrapassagem de demanda (uso além do contratado), principalmente no horário de ponta, causa um forte impacto na fatura. Tarifa horo-sazonal VERDE: nesta, a diferenciação concentra-se na tarifa aplicada ao consumo (kwh) e tem uma única tarifa para a demanda de potência (kw); isto é, não faz diferenciação no horário de utilização da demanda, porém o consumo verificado é medido por segmento horário e aquele de fora de ponta tem uma tarifa em torno de 1/10 (um décimo) daquela aplicada ao consumo verificado na ponta. Esta estrutura tarifária é indicada para instalações consumidoras que pela sua natureza funcionam durante parte do horário de ponta, entrando neste segmento ainda com demanda plena, com desativação gradativa e índice de utilização da ponta de mais ou menos 1/3 (um terço) daquele horário reservado. Com base nas informações de consumo e demanda de energia colhidas na etapa 1, através das análises das contas de energia de, no mínimo, 18 meses, pretende-se verificar a possibilidade de redução nos valores despendidos com a fatura de energia, com alterações no contrato de fornecimento de energia elétrica firmados com a concessionária. Pág. 22 de 72

23 O MMA/MINC é tarifado na modalidade HORO-SAZONAL AZUL, com demandas contratadas de 900 kw no horário fora de ponta e de 590 kw no horário de ponta, conforme figura 1. Figura 1 conta de energia do MMA/MINC O programa que foi utilizado para a simulação da recontratação de demanda e da mudança da estrutura tarifária foi o CPC (Controle e Planejamento de Consumo), desenvolvido por bolsistas da Engenharia de Automação e Controle e da Engenharia Eletrônica da UFPel, vinculados ao PROBEN (Programa de Bom Uso Energético) da Universidade Federal de Pelotas, RS, coordenados pelo LABCEE. Nele foram inseridos os dados do MMA/MINC, conforme figura 2. Pág. 23 de 72

24 Figura 2 Cadastro do MMA/MINC no programa CPC (LABCEE) O programa foi alimentado com os valores de consumo e demanda de energia obtidos através das faturas de energia disponibilizadas pelo MMA/MINC, entre setembro de 2010 e agosto de Os valores das tarifas foram obtidos no site da CEB ( e inseridos no programa, conforme figura 3. Figura 3 Tarifas da CEB inseridas no programa CPC (LABCEE) Pág. 24 de 72

25 As figuras 4 e 5 representam a distribuição do consumo de energia ao longo do período de dois anos, nos horários fora de ponta e de ponta, respectivamente. Figura 4 Consumo de energia no horário fora de ponta (set/11 até ago/13) Através da análise do gráfico da figura 4 pode-se verificar um aumento do consumo de energia significativo no prédio, a partir de outubro de 2012, que se prolongou durante todo o período de verão, até o mês de maio de 2013, quando os valores passaram a ficar muito próximos dos obtidos no ano anterior. Isto provavelmente foi gerado pelo aumento do consumo do sistema de condicionamento de ar pois se fosse pelo sistema de iluminação teria se mantido nos meses de inverno, quando as temperaturas estão mais amenas. No horário de ponta, representado pela figura 5, este aumento também ocorreu, porém de forma mais amena e em um período menor, entre outubro de 2012 até janeiro de Pág. 25 de 72

26 Figura 5 Consumo de energia no horário de ponta (set/11 até ago/13) A partir daí foi feita uma análise das demandas de energia no mesmo período, cujos gráficos estão representados nas figuras 6 e 7. Figura 6 Demanda de energia no horário fora de ponta (set/11 até ago/13) O gráfico da figura 6 nos mostra um aumento de demanda no horário fora de ponta nos meses compreendidos entre setembro de 2012 e janeiro de Outro dado importante é que, Pág. 26 de 72

27 levando em conta a demanda contratada de 900 kw, a partir de novembro de 2012 houve ultrapassagem em 4 períodos nos 10 meses subsequentes (figura 7), o que indica a pertinência da alteração do valor do contrato. Obs: o mês de janeiro de 2012 apresenta um valor discrepante na demanda no horário fora de ponta, que coincide com o valor da demanda no horário de ponta na fatura de energia da concessionária. Porém este valor não entra no nosso cálculo, pois está fora do período simulado (set/2012 à ago/2013), além do que, por estar com valor abaixo da demanda contratada, ele também não modificou o valor pago pelo MMA/MINC à concessionária. Figura 7 Ultrapassagem de demanda de energia no horário fora de ponta (set/12 até ago/13) Já o gráfico representado na figura 8, da demanda no horário de ponta, mostra um comportamento semelhante em relação ao período do aumento de demanda de energia, porém em apenas dois meses no último ano houveram ultrapassagens que geraram um custo adicional à conta de energia (figura 9). Pág. 27 de 72

28 Figura 8 Demanda de energia no horário de ponta (set/11 até ago/13) Figura 9 Ultrapassagem de demanda de energia no horário de ponta (set/12 até ago/13) Pág. 28 de 72

29 Após esta primeira análise foi feita uma simulação com os mesmos valores contratados atualmente pelo MMA/MINC, para verificar qual a estrutura tarifária mais adequada para a instalação. Mesmo que o programa apresente os dados de AT-Convencional e medição em BT, estas categorias não podem ser contratadas pelo MMA/MINC, em função da norma atualmente em vigor, que exige uma tarifação tipo horo-sazonal para consumidores com demanda acima de 150 kw. Os resultados obtidos estão representados na figura 10. Figura 10 Simulação de estrutura tarifária com valores atualmente contratados pelo MMA/MINC Em um segundo momento a simulação foi feita com um aumento da demanda contratada no horário fora de ponta, de 900 para 950 kw, valor mais adequado em função das ultrapassagens verificadas no período analisado, valores representados na figura 11. Pág. 29 de 72

30 Figura 11 Simulação de estrutura tarifária com novos valores de demanda no horário fora de ponta A análise dos dados obtidos através da simulação de recontratação de demanda e mudança de estrutura tarifária, apresentados nas figuras 10 e 11, nos indicam claramente a opção pela mudança da estrutura tarifária atual, a Horo-sazonal azul, pela HORO-SAZONAL VERDE. A opção por esta nova modalidade tarifária, juntamente com o aumento da demanda contratada de 900 para 950 kw, poderia representar um custo evitado no período de R$ ,25, ou R$ 7.467,60 mensais. Isto teria proporcionado uma economia percentual de 6,17% no custo da energia pago à concessionária. Em função disso recomendamos a nova contratação de energia com a CEB na modalidade HORO- SAZONAL VERDE, com uma demanda contratada de 950 kw Análise da Eficiência Energética A MCE 1 sendo uma medida de gestão do contrato da tarifa de energia não é tratada neste item Análise do Custo-Benefício A MCE 1 sendo uma medida de gestão da contratação da tarifa de energia, e não tendo custos, não é tratada neste item. Pág. 30 de 72

31 2.2.3 Análise do Payback A MCE 1 não apresenta custos neste sentido o não é necessário calcular o payback. 2.3 MCE 2 Eficientização das unidades VRF (volume de refrigerante variável) As unidades condensadoras VRF (volume de refrigerante variável) existentes no Bloco B do MinC/MMA são substituídas por unidades mais eficientes, da marca Daikin, Modelo VRV Nova, conforme Figuras 12 e 13. A capacidade instalada é de 605 TR. Na tabela 6 são apresentadas as características e número de unidades a serem implantadas observando a MCE 2. Na tabela 7 são apresentados o número de unidades internas e os respectivos modelos a serem também implantados no edifício. A vida útil do sistema observando as informações da empresa Daikin é de 16 anos. Figura 12 Unidade condensadora de Sistema VRF (volume de refrigerante variável) Figura 13 Unidade evaporadora FXZQ25MVE (DAIKIN) Pág. 31 de 72

32 A análise da eficiência energética gerada com base na substituição do sistema VRF (volume de refrigerante variável) atual por sistema VRF (volume de refrigerante variável) mais eficiente foi realizada observando os Setpoint (temperatura de ajuste) de 21 C e 24 C (utilizado atualmente o de 21 C). A análise financeira foi realizada observando o Setpoint (temperatura de ajuste) de 21 C. Tabela 6 Características e número de unidades VRF (volume de refrigerante variável) Daikin VRV Inova (unidades externas) Tabela 7 Características e número de unidades internas Análise da Eficiência Energética Cabe-se ressaltar que o caso base foi simulado observando no Bloco B do MinC/MMA um sistema de iluminac ão artificial ni vel A, como também o sistema de condicionamento de ar atual. Na tabelas 8 e 9 são apresentados os dados de redução de consumo e de redução de demanda com base na implementação de sistema de condicionamento de ar VRF (volume de refrigerante variável) mais eficiente. Tabela 8 Consumo (kw) e Demanda (kwh) do Caso Base com Setpoint (temperatura de ajuste) de 21 C Base Demanda (kw) Consumo (kwh) Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Pág. 32 de 72

33 Ago Set Out Nov Dez Tabela 9 Consumo (kw) e Demanda (kwh) com o sistema VRF (volume de refrigerante variável) Daikin. VRF (volume de refrigerante variável) Daikin Set 21 Demanda (kw) Consumo (kwh) Red. Dem. Red. Cons. Jan % 19% Fev % 20% Mar % 20% Abr % 21% Mai % 21% Jun % 20% Jul % 20% Ago % 22% Set % 22% Out % 20% Nov % 21% Dez % 19% % 21% A redução de 21% do consumo do Bloco B com a MCE 2 pode ser observada no gráfico 1. Pág. 33 de 72

34 Gráfico 1 Redução do consumo com base na MCE 02 Com a MCE 2 a redução da demanda foi na ordem de 29%, conforme gráfico 2. Gráfico 2 Redução da demanda com base na MCE Análise do Custo-Benefício (RCB) Na tabela 10 são apresentados os dados referentes aos custos de aquisição e instalação do sistema de condicionamento de ar VRF (volume de refrigerante variável) proposto. Os custos do equipamentos foram levantados junto ao fabricante e os valores dos serviços foram estimados através de consultas com empresas instaladoras. Pág. 34 de 72

35 Tabela 10 Custo inicial (aquisição e instalação) Equipamentos/Instalação Custos (R$) Percentual (%) Unidades Externas (evaporadoras) ,29 27% Unidades Internas (condensadoras) ,80 52% Miscelâneas ,86 5% Serviços ,00 16% TOTAL (R$) ,95 Na tabela 11 são apresentados os valores do FRC (Fator de Recuperação do Capital), do CT (custo inicial do investimento), o BAT (benefício econômico anual) e a RCB (Relação Custo-Benefício). Tabela 11 FRC e RCB FRC 0,1130 C T ,95 BA T ,27 RCB 4, Análise do Payback A RCB apresentada na tabela 11 indica que o investimento analisado supera em muito o valor dos benefícios econômicos auferidos com a MCE 2. Com relação ao payback, calculou-se um PBS de 39 anos, muito superior à vida útil indicada pelo fabricante. Para o PBD, a análise do fluxo de caixa descontado indica que o saldo não se equilibra ao longo do horizonte avaliado, refletindo assim que o investimento nesta MCE 2 não apresenta um retorno econômico que o justifique. 2.4 MCE 3 Substituição das unidades VRF (volume de refrigerante variável) por unidades Turbocor Na MCE 3 as unidades VRF (volume de refrigerante variável) existentes foram substituídas por uma central de água gelada de alta eficiência (Chillers Turbocor). Importante destacar que esta opção apresenta a necessidade de uma área interna para abrigar os equipamentos (chillers- centrais de água gelada e bombas), além de uma área externa para a instalação das torres de arrefecimento. A capacidade instalada considera é de 600 TR. A central de água gelada é com condensação a água, por isso a necessidade das torres. A difusão interna de ar é obtida através de unidades internas hidrônicas do tipo fancoletes (intercambiadores de calor). Na figura 14 é apresentado uma imagem de uma unidade Chiller (unidade de água gelada) modelo MS300-1FL2W2H-R134A fabricado pelas Indústrias Tosi. Pág. 35 de 72

36 Figura 14 Chiller (Unidade de água gelada) Turbocor modelo MS300-1FL2W2H-R134A A Figura 15 apresenta uma imagem de uma unidade interna modelo MCK020AW. Nas tabelas 12 e 13 são apresentadas a quantidade e os respectivos modelos de chillers e fancoletes (intercambiadores de calor) a serem também implantados no edifício. Figura 15 Unidade interna modelo MCK020AW A análise da eficiência energética gerada com base na substituição do sistema VRF (volume de refrigerante variável) atual por Central de Água Gelada mais eficiente foi realizada observando os Setpoint (temperatura de ajuste) de 21 C e 24 C (utilizado atualmente e proposto como MCE 5). A análise financeira foi realizada observando o Setpoint (temperatura de ajuste) de 21 C. Tabela 12 Características e número de Centrais de Água Gelada Máquina Cap (TR) Quantidad e MS300-1FL2W2H-R134A Tabela 13 Características e número de unidades internas Unidades internas Quantidade MCK020AW 735 Pág. 36 de 72

37 2.4.1 Análise da Eficiência Energética Cabe-se ressaltar que o caso base foi simulado observando no Bloco B do Minc/MMA um sistema de iluminac ão artificial ni vel A, como também o sistema de condicionamento de ar atual. Na tabelas 14 e 15 são apresentados os dados de redução de consumo e de redução de demanda com base na implementação de sistema de condicionamento de ar Chiller Turbocor. Tabela 14 Consumo (kwh) e Demanda do Caso Base (kw) Base Demanda (kw) Consumo (kwh) Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez Tabela 15 Consumo (kwh) e Demanda da MCE 3 (kw) Turbocor Set Demanda (kw) Consumo (kwh) Red. Dem. Red. Cons. Jan % 10% Fev % 11% Mar % 9% Abr % 9% Mai % 10% Jun % 10% Jul % 10% Ago % 9% Set % 11% Out % 9% Nov % 11% Pág. 37 de 72

38 Dez % 8% % 10% A redução percentual do consumo pode ser observada no Gráfico 03, na ordem de 10%. A redução da demanda pode ser observada no Gráfico 04, na faixa de 20%. Gráfico 3 Redução do consumo com base na MCE 03 Gráfico 4 Redução da Demanda com base na MCE Análise do Custo-Benefício (RCB) Na tabela 16 são apresentados os dados referentes aos custos de aquisição e instalação do sistema de condicionamento central de Água Gelada proposto. Pág. 38 de 72

39 Tabela 16 Custo inicial (aquisição e instalação) Equipamentos/Instalação Custos (R$) Unidades Externas ,18 Unidades Internas ,00 Sistemas auxiliares ,00 Instalação ,00 TOTAL (R$) ,18 Na tabela 17 são apresentados os valores do FRC (Fator de Recuperação do Capital), do CT (custo inicial do investimento), o BAT (benefício econômico anual) e a RCB (Relação Custo-Benefício). Tabela 17 FRC e RCB FRC 0,1019 C T (R$) ,18 BA T (R$) ,64 RCB 5, Análise do Payback A RCB apresentada na tabela 17 indica que o investimento supera em muito o valor dos benefícios econômicos estimados para a MCE 3. Com relação ao payback, calculou-se um PBS de 58,7 anos, período muito elevado. Para o PBD, a análise do fluxo de caixa descontado indica que o saldo não se equilibra no período avaliado, indicando que o investimento nesta MCE 3 não apresenta um retorno econômico que o justifique. 2.5 MCE 4 Padronização do funcionamento do sistema de proteção solar existente (brise-soleils verticais) e implementação de controle de iluminação A MCE 4 tem como objetivo avaliar a integração do sistema de proteção solar existente (brisesoleils verticais) com sistema de controle de iluminação, ou seja, com dimerização 1 do sistema de iluminação artificial. Na MCE 4 foram testadas 7 possíveis combinações de operação do sistema de proteção solar observando além da operação manual do brise-soleil por parte do usuário, a implementação de controle de iluminação, acionando o sistema de iluminação artificial 1 Dimerização: Capacidade de alternar a intensidade luminosa do ponto de luz. Pág. 39 de 72

40 paralelamente às aberturas da edificação. As 7 possíveis combinações entre a posição do brisesoleil e o controle de iluminação são apresentados na tabela 18. Cabe-se ressaltar, que observando a análise financeira, foi previsto que 1/7 do total de lâmpadas não será dimerizado. Essas lâmpadas estarão nas circulações dos pavimentos. Ressalta-se ainda, que na quantificação dos custos de implementação da dimerização temos dois possíveis cenários a serem analisados. No primeiro, considera-se que na medida corretiva (MC 1) foram instalados reatores dimerizáveis ao invés de reatores eletrônicos simples para as lâmpadas T5. A MC 1 é uma condição para a etiquetagem máxima possível do edifício, mas ela prevê a instalação de reatores eletrônicos simples, uma vez que nela não se prevê nenhuma automação. Já a MCE 4 é uma opção que está sendo proposta, e neste primeiro cenário considera-se para o custo dos reatores apenas a diferença dos custos dos reatores dimerizáveis e dos reatores simples. Da mesma forma, para os serviços neste primeiro cenário considerou-se apenas um adicional relacionado à instalação dos sensores aos reatores dimerizáveis instalados na MC 1. No segundo cenário, RCB e payback foram analisados considerando integralmente os custos dos sensores, reatores eletrônicos dimerizáveis e mão de obra de instalação. Tabela 18 Combinações simuladas da operação de brise-soleils e presença de sistema de controle de iluminação R01 Brises abertos e sem nenhum tipo de controle de iluminação R02 - Brises fechados e sem nenhum tipo de controle de iluminação (Cenário base utilizado para comparação nas MCE anteriores) R03 Brises abertos com controle de iluminação (dimerização linear com setpoint (temperatura de ajuste) em 500 lux) em todos os ambientes com aberturas translúcidas. R04 Brises fechados com controle de iluminação (dimerização linear com setpoint (temperatura de ajuste) em 500 lux) em todas os ambientes com aberturas translucidas. R05 Brises abertos no período da manhã e fechados no período da tarde, com controle de iluminação (dimerização linear com setpoint (temperatura de ajuste) em 500 lux) em todas os ambientes com aberturas translúcidas. R06 Brises abertos no período da manhã e diferentes posições no período da tarde para bloquear a incidência de sol direta - com controle de iluminação (dimerização linear com setpoint (temperatura de ajuste) em 500 lux) em todas os ambientes com aberturas translúcidas. R07 Brises com controle por radiação, 120 W/m 2, e com controle de iluminação (dimerização linear com setpoint (temperatura de ajuste) em 500 lux) em todas os ambientes com aberturas translucidas. Pág. 40 de 72

41 Na figura 16 ilustra-se o sensor indicado na MCE 4 DIM MICO, marca OSRAM a ser implementado junto aos interruptores do sistema de iluminação no Bloco B. Figura 16 Sensor DIM MICO, marca OSRAM O controle de iluminação prevê a dimerização do sistema de iluminação artificial observando que a sequência de desligamento do sistema de iluminação artificial inicia nas fileiras de luminárias próximas às janelas. A relação dos equipamentos necessários para a automação do sistema de iluminação é apresentada na tabela 19. Tabela 19 Relação dos equipamentos necessários para a automação do sistema de iluminação Especificação dos Equipamentos Quantidade Sensores de iluminação 112 Reatores Eletrônicos dimerizáveis Análise da Eficiência Energética Nas tabelas 20 a 26 são apresentados os resultados da análise de eficiência energética das 7 configurações da relação brise-soleils e controle de iluminação encontrados na MCE 4. Tabela 20 Resultados da Configuração 01 - Brises abertos e sem nenhum tipo de controle de iluminação R01 Iluminação Arrefecimento Total Meses Consumo (kwh) Demanda (kw) Consumo (kwh) Demanda (kw) Consumo (kwh) Demanda (kw) Janeiro Pág. 41 de 72

42 Fevereiro Março Abril Maio Junho Julho Agosto Setembro Outubro Novembro Dezembro Total Média 1024 Tabela 21 Resultados da Configuração 02 - Brises fechados e sem nenhum tipo de controle de iluminação Meses Consumo (kwh) R02 Iluminação Arrefecimento Total Demanda Consumo Demanda Consumo (kw) (kwh) (kw) (kwh) Demanda (kw) Janeiro Fevereiro Março Abril Maio Junho Julho Agosto Setembro Outubro Novembro Dezembro Total Média 985 Tabela 22 Resultados da Configuração 03 - Brises abertos com controle de iluminação Meses Consumo (kwh) R03 Iluminação Arrefecimento Total Demanda Consumo Demanda Consumo (kw) (kwh) (kw) (kwh) Demanda (kw) Pág. 42 de 72

43 Janeiro Fevereiro Março Abril Maio Junho Julho Agosto Setembro Outubro Novembro Dezembro Total Média 946 Tabela 23 Resultados da Configuração 04 - Brises fechados com controle de iluminação Meses Consumo (kwh) R04 Iluminação Arrefecimento Total Demanda Consumo Demanda Consumo (kw) (kwh) (kw) (kwh) Demanda (kw) Janeiro Fevereiro Março Abril Maio Junho Julho Agosto Setembro Outubro Novembro Dezembro Total Média 912 Pág. 43 de 72

44 Tabela 24 Resultados da Configuração 05 - Brises abertos no período da manhã e fechados no período da tarde, com controle de iluminação Meses Consumo (kwh) R05 Iluminação Arrefecimento Total Demanda Consumo Demanda Consumo (kw) (kwh) (kw) (kwh) Demanda (kw) Janeiro Fevereiro Março Abril Maio Junho Julho Agosto Setembro Outubro Novembro Dezembro Total Média 912 Tabela 25 Resultados da Configuração 06 - Brises abertos no período da manhã e diferentes posições no período da tarde para bloquear a incidência de sol direta - com controle de iluminação Meses Consumo (kwh) R06 Iluminação Arrefecimento Total Demanda Consumo Demanda Consumo (kw) (kwh) (kw) (kwh) Demanda (kw) Janeiro Fevereiro Março Abril Maio Junho Julho Agosto Setembro Outubro Novembro Dezembro Pág. 44 de 72

45 Total Média 933 Tabela 26 Resultados da Configuração 07 - Brises com controle por radiação e com controle de iluminação meses Consumo (kwh) R07 Iluminação Arrefecimento Total Demanda Consumo Demanda Consumo (kw) (kwh) (kw) (kwh) Demanda (kw) janeiro fevereiro março abril maio junho julho agosto setembro outubro novembro dezembro Total Média 918 Nos Gráficos 5 e 6 observa-se que com relação à redução de consumo e demanda as configurações 4 (Brises fechados e controle de iluminação nos ambientes), 5 (Brises abertos pela manhã e fechados no período da tarde com controle de iluminação nos ambientes) e 7 (Brises com acionamento com base no controle de radiação solar e controle de iluminação nos ambientes) apresentaram resultados muito próximos de economia de energia. A configuração mais eficiente é a 4, onde os brise-soleils permanecem fechados ao longo do dia e é implantado sistema de controle linear de iluminação (dimerização). A diferença entre a redução de consumo e de demanda observando as configurações 4 e 5 é inferior a 1%. Pág. 45 de 72

46 Gráfico 5 Redução do Consumo com base na MCE 04 Gráfico 6 Redução da Demanda com base na MCE Análise do Custo-Benefício (RCB) Na tabela 27 são apresentados os dados referentes aos custos de aquisição e instalação do sistema de controle de iluminação proposto. Pág. 46 de 72

47 Tabela 27 Custo inicial (aquisição e instalação) Equipamentos/Instalação Custos (R$) Cenário 1 Integrada com MC 1 Custos (R$) Cenário 2 Sem integração com MC 1 Sensores de Iluminação , ,40 Reatores Eletrônicos , ,00 Instalação , ,00 TOTAL (R$) , ,40 Na tabela 28 são apresentados os dados do FRC (Fator de Recuperação do Capital), do CT (custo inicial do investimento), do BAT (benefício econômico anual) e da RCB (Relação Custo-Benefício). Tabela 28 FRC e RCB Integrada com MC 1 Sem integração com MC 1 FRC 0,2505 0,2505 C T , ,40 BA T , ,43 RCB 0,83 1,15 Os custos do equipamentos foram levantados junto ao fabricante e os valores dos serviços foram estimados através de consultas com empresas instaladoras. Com relação ao BAT, neste caso específico não se considerou nenhuma redução de demanda no horário de ponta, uma vez que se julgou que esta ação apresentará seu resultado apenas nos momentos de incidência de iluminação natural Análise do Payback Os valores da RCB apresentados na tabela 28 indicam que o investimento no cenário da ação considera integrada com a medida corretiva se mostra interessante do ponto de vista econômico. Já quando o custo total da MC 4 é assumido integralmente, este investimento supera o valor dos benefícios econômicos estimados. Com relação ao payback, no cenário integrado calculou-se um PBS de 3,3 anos, inferior à vida útil estimada de 5 anos. Para o PBD, a análise do fluxo de caixa descontado indica que o saldo se equilibra em 3,5 anos, refletindo assim que o investimento nesta MCE 4 apresenta um retorno econômico que o justifique. Para o cenário que considera os custos totais, calculou-se um PBS de 4,6 anos, também inferior à vida útil estimada. Para o PBD, a análise do fluxo de caixa descontado indica que o saldo se equilibra em 4,9 anos. Pág. 47 de 72

48 2.6 MCE 5 Aumento da temperatura do setpoint (temperatura de ajuste) do sistema de ar condicionado Uma análise in loco do sistema de condicionamento de ar apontou a temperatura de 21 C como a de setpoint (temperatura de ajuste) do atual sistema. A MCE 5 objetiva a redução do consumo e da demanda do Bloco B com base no aumento da temperatura de setpoint (temperatura de ajuste) para 24 C, a qual encontra-se entre o intervalo recomendado pela NBR (2008) Análise da Eficiência Energética Nas tabelas 29 e 30 observam-se o consumo e a demanda do Bloco B para o setpoint (temperatura de ajuste) de 21 C e 24 C respectivamente. Tabela 29 Consumo (kwh) e Demanda (kw) da MCE 05 setpoint (temperatura de ajuste) 21 C Base Demanda (kw) Consumo (kwh) Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez Tabela 30 Consumo (kwh) e Demanda (kw) da MCE 05 setpoint (temperatura de ajuste) 24 C Setpoint (temperatura de ajuste) 24 Demanda (kw) Consumo (kwh) Red. Dem. Red. Cons. Jan % 8% Fev % 9% Mar % 7% Abr % 6% Pág. 48 de 72

49 Mai % 7% Jun % 8% Jul % 8% Ago % 6% Set % 8% Out % 7% Nov % 8% Dez % 7% % 7% Nos gráficos 7 e 8 podemos observar a redução de 7% do consumo (kwh), e redução média de 11% na demanda (kw). Gráfico 7 Redução no consumo (kwh) com base na MCE 5 Gráfico 8 - Redução no consumo (kwh) com base na MCE 5 Pág. 49 de 72

50 2.6.2 Análise do Custo-Benefício (RCB) A análise não é pertinente para a MCE 5 já que não há custos agregados à medida Análise do Payback O retorno é imediato observando que não há custos agregados à medida. 2.7 MCE 6 Proposta de sistema de ventilação natural Na MCE 6 foram testadas a integração da ventilação natural com a climatização artificial em horários distintos. Foram analisadas duas possibilidades de integração do sistema de ventilação natural com o de condicionamento de ar. Na primeira análise testou-se a viabilidade de climatizar o Bloco B naturalmente, entre as 8h00min e 9h00min, e artificialmente, entre 09h00min e 18h00min. Na segunda proposta, o edifício é climatizado naturalmente entre 08h00min e 10h00min, e a partir das 10h00min até as 18h00min o prédio é climatizado artificialmente. A análise de viabilidade do uso da ventilação natural foi realizada observando o Percentual de Horas de Conforto médio das salas do pavimento tipo. A determinação do POC foi realizada com base no conforto adaptativo preconizado na ASHRAE 55 de Caso o POC fosse superior a 80% a ventilação natural passaria a ser considerada viável e seria analisada a viabilidade financeira de construção de pleno nas circulações dos pavimentos no intuito de gerar permeabilidade ao edifício. A análise realizada e apresentada nas tabelas 31 e 32 demonstrou não ser viável ventilar o prédio naturalmente, já que o POC médio, considerando a abertura das janelas (partes móveis) das 08h00min às 09h00min, foi de 51%. Para o período de abertura das janelas das 08h00min às 10h00min, o percentual de horas de conforto também foi baixo, apenas 48%. Tabela 31 Percentual de horas de conforto (POC) do pavimento tipo do Bloco B VN entre 08h00min e 09h00min PNUD-VN-R05schedule - 08:00 as 9:00 Zona Área Conforto Frio Calor TIPOMMA-ZN11 125,46 72,03% 22,99% 4,98% TIPOMMA-Z01-NC 237,66 61,30% 25,67% 13,03% TIPOMMA-ZN12 129,04 26,44% 11,49% 62,07% TIPOMMA-ZN10 114,12 55,94% 20,31% 23,75% TIPOMMA-ZC09 282,29 26,82% 9,96% 63,22% TIPOMMA-ZC07 159,3 73% 26% 1% TIPOMMA-ZC % 23% 5% TIPOMMA-ZS02 220,68 71% 23% 6% TIPOMMA-ZS04 245,28 26% 10% 64% Pág. 50 de 72

51 TIPOMMA-Z05-NC 44,79 73% 26% 1% Percentual Total de Conforto do Pavimento Tipo 51% EqNumV 2,51 Nível de Eficiência C Tabela 32 Percentual de horas de conforto (POC) do pavimento tipo do Bloco B VN entre 08h00min e 10h00min PNUD-VN-R05schedule - 8:00 às 10:00 Zona Área Conforto Frio Calor TIPOMMA-ZN11 125,46 67% 16% 17% TIPOMMA-Z01-NC 237,66 55% 24% 21% TIPOMMA-ZN12 129,04 26% 6% 68% TIPOMMA-ZN10 114,12 50% 14% 36% TIPOMMA-ZC09 282,29 26% 5% 69% TIPOMMA-ZC07 159,3 73% 19% 8% TIPOMMA-ZC % 16% 17% TIPOMMA-ZS02 220,68 64% 15% 20% TIPOMMA-ZS04 245,28 26% 5% 69% TIPOMMA-Z05-NC 44,79 73% 24% 4% Percentual Total de Conforto do Pavimento Tipo 48% EqNumV 2,11 Nível de Eficiência D Análise da Eficiência Energética A análise não foi desenvolvida. A MCE 6 não apresentou o resultado mínimo desejado em termos de conforto térmico no período ventilado naturalmente Análise do Custo-Benefício (RCB) A análise não foi desenvolvida. A MCE 6 não apresentou o resultado mínimo desejado em termos de conforto térmico no período ventilado naturalmente Análise do Payback A análise não foi desenvolvida. A MCE 6 não apresentou o resultado mínimo desejado em termos de conforto térmico no período ventilado naturalmente. Pág. 51 de 72

52 2.8 MCE 7 Proposta de sistema de ventilação mecânica A MCE 7 foi caracterizada pela implementação de sistema de ventilação mecânica com base numa rede de dutos acoplados a moto-ventiladores com 100% de ar externo, conjuntamente com o sistema de condicionamento de ar. O sistema de ventilação mecânica foi testado em dois horários: das 08h00min às 09h00min, como também das 08h00min às 10h00min. Nesta proposta está previsto um insufllador por andar. Além do aspecto de economia de energia foi utilizado como parâmetro de análise de viabilidade da medida o POC, observando o conforto adaptativo da ASHRAE 55 de Como índices de renovação do ar dos ambientes foram utilizadas 2, 3 e 4 renovações por hora. Nas tabelas 33, 34, 35 e 36 são apresentadas as análises do POC observando 2, 3 e 4 renovações por hora, como também os horários de análise das 08h00min às 09h00min e das 08h00min às 10h00min. Tabela 33 Percentual de horas de conforto (POC) do pavimento tipo do Bloco B VM entre 08h00min e 09h00min 2 REN/h PNUD-VM-R01ach2 - das 8:00 às 9:00 Zona Área (m²) Conforto Frio Calor TIPOMMA-ZN11 125,46 71,26% 22,61% 6,13% TIPOMMA-Z01-NC 237,66 47,89% 25,29% 26,82% TIPOMMA-ZN12 129,04 27,59% 7,66% 64,75% TIPOMMA-ZN10 114,12 46,74% 13,03% 40,23% TIPOMMA-ZC09 282,29 28,74% 6,51% 64,75% TIPOMMA-ZC07 159,3 74,33% 23,75% 1,92% TIPOMMA-ZC ,26% 22,22% 6,51% TIPOMMA-ZS02 220,68 71,26% 21,07% 7,66% TIPOMMA-ZS04 245,28 27,59% 6,51% 65,90% TIPOMMA-Z05-NC 44,79 72,80% 26,44% 0,77% Percentual Total de Conforto do Pavimento Tipo 49% EqNumV 2,15 Nível de Eficiência D Pág. 52 de 72

53 Tabela 34 Percentual de horas de conforto (POC) do pavimento tipo do Bloco B VM entre 08h00min e 10h00min 3 REN/h PNUD-VM-R01ach3 - das 8:00 às 9:00 Zona Área (m²) Conforto Frio Calor TIPOMMA-ZN11 125,46 72,41% 23,37% 4,21% TIPOMMA-Z01-NC 237,66 52,87% 25,29% 21,84% TIPOMMA-ZN12 129,04 25,67% 11,11% 63,22% TIPOMMA-ZN10 114,12 49,81% 18,39% 31,80% TIPOMMA-ZC09 282,29 27,97% 8,81% 63,22% TIPOMMA-ZC07 159,3 72,80% 26,44% 0,77% TIPOMMA-ZC ,18% 22,61% 4,21% TIPOMMA-ZS02 220,68 72,03% 22,61% 5,36% TIPOMMA-ZS04 245,28 27,20% 8,81% 63,98% TIPOMMA-Z05-NC 44,79 72,41% 26,82% 0,77% Percentual Total de Conforto do Pavimento Tipo 50% EqNumV 2,36 Nível de Eficiência D Tabela 35 Percentual de horas de conforto (POC) do pavimento tipo do Bloco B VM entre 08h00min e 09h00min 4 REN/h PNUD-VM-R01ach4 - das 8:00 às 9:00 Zona Área (m²) Conforto Frio Calor TIPOMMA-ZN11 125,46 71,65% 25,29% 3,07% TIPOMMA-Z01-NC 237,66 56,32% 25,67% 18,01% TIPOMMA-ZN12 129,04 26,44% 13,41% 60,15% TIPOMMA-ZN10 114,12 54,02% 20,31% 25,67% TIPOMMA-ZC09 282,29 27,97% 11,88% 60,15% TIPOMMA-ZC07 159,3 71,65% 27,97% 0,38% TIPOMMA-ZC ,65% 24,90% 3,45% TIPOMMA-ZS02 220,68 71,65% 24,90% 3,45% TIPOMMA-ZS04 245,28 26,05% 11,88% 62,07% TIPOMMA-Z05-NC 44,79 70,88% 28,74% 0,38% Percentual Total de Conforto do Pavimento Tipo 50% EqNumV 2,11 Nível de Eficiência D Pág. 53 de 72

54 Tabela 36 Percentual de horas de conforto (POC) do pavimento tipo do Bloco B VM entre 08h00min e 10h00min 2 REN/h PNUD-VM-R01ach2 - das 8:00 às 10:00 Zona Área (m²) Conforto Frio Calor TIPOMMA-ZN11 125,46 59,20% 37,36% 3,45% TIPOMMA-Z01-NC 237,66 20,50% 32,95% 46,55% TIPOMMA-ZN12 129,04 19,54% 15,90% 64,56% TIPOMMA-ZN10 114,12 51,72% 23,95% 24,33% TIPOMMA-ZC09 282,29 19,73% 14,56% 65,71% TIPOMMA-ZC07 159,3 53,26% 45,59% 1,15% TIPOMMA-ZC ,58% 36,78% 3,64% TIPOMMA-ZS02 220,68 60,34% 35,44% 4,21% TIPOMMA-ZS04 245,28 16,67% 14,56% 68,77% TIPOMMA-Z05-NC 44,79 60,54% 36,59% 3,00% Percentual Total de Conforto do Pavimento Tipo 36% EqNumV 1,62 Nível de Eficiência D Na tabela 37 é apresentada a compilação dos resultados. Observando o POC verifica-se que a medida não satisfaz uma condic ão ni vel A para ambientes condicionados naturalmente acordando com o RTQ-C (80%). A análise financeira não foi conduzida. Tabela 37 Compilação dos resultados Horário de análise Número de Renovações do ar POC 08h00min as 09h00min 2 49% 08h00min as 09h00min 3 50% 08h00min as 09h00min 4 50% 08h00min as 10h00min 2 36% Análise da Eficiência Energética A análise não foi desenvolvida. A MCE 7 não apresentou o resultado mínimo desejado em termos de conforto térmico no período ventilado artificialmente Análise do Custo-Benefício (RCB) A análise não foi desenvolvida. A MCE 7 não apresentou o resultado mínimo desejado em termos de conforto térmico no período ventilado artificialmente. Pág. 54 de 72

55 2.8.3 Análise do Payback A análise não foi desenvolvida. A MCE 7 não apresentou o resultado mínimo desejado em termos de conforto térmico no período ventilado artificialmente. 2.9 MCE 8 Colocação de novo Filme Refletivo na Fachada Leste A MCE 8 foi caracterizada pela implementação de filme reflexivo na pele de vidro da fachada leste com fator solar igual a 0,44, da marca 3M, tipo PR 50. Apesar da existência de filme refletivo na fachada leste atualmente, as condições de conservação da película inadequadas não permitiram sua consideração nas simulações do edifício real. Na tabela 38 são apresentados os dados técnicos do filme considerado na MCE 8. Tabela 38 Dados técnicos da MCE 8 Produto Especificação Quantidade Filme reflexivo Filme 3M PR 50 SHGC 0, m Análise da Eficiência Energética Nas tabelas 39 e 40 são apresentados o consumo (kwh) e a demanda (kw) do caso base e do Bloco B com a película refletiva na fachada leste. A implantação da película representou uma redução de 3% do consumo e 4% da demanda. Tabela 39 Consumo (kwh) e Demanda (kw) do Caso Base Base Demanda (kw) Consumo (kwh) Jan Fev Ma r Abr Mai Jun Jul Ago Set Out No v Dez Pág. 55 de 72

56 Tabela 40 Consumo (kwh) e Demanda (kw) do Caso de Referência (Fachada Leste com película) Película Vidros Leste Demanda (kw) Consumo (kwh) Red. Dem. Red. Cons. Jan % 4% Fev % 4% Ma r % 3% Abr % 2% Mai % 1% Jun % 1% Jul % 1% Ago % 2% Set % 4% Out % 4% No v % 4% Dez % 3% % 3% Análise do Custo-Benefício (RCB) Na tabela 41 são apresentados os dados referentes aos custos de aquisição e instalação da película reflexiva proposta. Tabela 41 Custos da MCE 8 Estimativa Metragem Película de controle Solar- Prestige 50 qtd. comprimento largura área Preço (R$/m 2 ) Sub-total (R$) 80 1,62 2,73 353,808 R$ 380,00 R$ , ,65 2,73 225,225 R$ 380,00 R$ , ,44 2,73 314,496 R$ 380,00 R$ , ,53 2, ,76 R$ 380,00 R$ ,80 Total R$ ,00 Na tabela 42 são apresentados os dados do FRC (Fator de Recuperação do Capital), do CT (custo inicial do investimento), do BAT (benefício econômico anual) e da RCB (Relação Custo-Benefício). Tabela 42 FRC e RCB FRC 0,1168 C T R$ ,00 BA T R$ ,39 RCB 3,69 Pág. 56 de 72

57 2.9.3 Análise do Payback O valor da RCB apresentada na tabela 42 indica que o investimento anualizado é superior ao valor dos benefícios econômicos anuais propiciados pela MCE 8. Com relação ao payback, calculou-se um PBS de 31,6 anos, mais que o dobro da vida útil de 15 anos indicada pelo fabricante. Para o PBD, a análise do fluxo de caixa descontado mostra que o saldo não se equilibra no período avaliado, indicando que o investimento nesta MCE 8 não apresenta um retorno econômico que o justifique MCE 9 Combinação de MCE (MCE 2, MCE 4 e MCE 8) Na MCE 9 foram combinadas as medidas 2 (implantação de sistema VRF (volume de refrigerante variável) mais eficiente que o atual), 4 (controle de iluminação e brise-soleils fechados na fachada oeste), e 8 (filme refletivo na fachada leste) Análise da Eficiência Energética Nas tabelas 43 e 44 são apresentados os dados de Consumo (kwh) e Demanda (kw) do Caso Base, como também o caso de referência caracterizando a eficiência da MCE 9. Observa-se que a implantação da MCE 9 gera uma redução média de 33% no consumo da edificação e 29% na demanda. Tabela 43 Consumo (kwh) e Demanda (kw) do Caso Base Base Demanda (kw) Consumo (kwh) Jan Fev Ma r Abr Mai Jun Jul Ago Set Out No v Dez Pág. 57 de 72

58 Tabela 44 Consumo (kwh) e Demanda (kw) da MCE 9 (MCE 2 + MCE 4 + MCE 8) Medidas Integradas Demanda (kw) Consumo (kwh) Red. Dem. Red. Cons. Jan % 36% Fev % 36% Ma r % 34% Abr % 33% Mai % 30% Jun % 28% Jul % 28% Ago % 32% Set % 35% Out % 35% No v % 36% Dez % 35% % 33% Análise do Custo-Benefício (RCB) Na tabela 45 são apresentados os dados referentes aos custos de aquisição e instalação da MCE 9 (MCE 2 + MCE 4 + MCE 8). Na tabela 46 são apresentados os dados do FRC (Fator de Retorno de Capital), IA (Investimento Anual) e RCB (Relação Custo-Benefício). Tabela 45 Custos da MCE 8 Medida de Conservação de energia (MCE) Custo (R$) MCE ,95 MCE ,70 MCE ,00 TOTAL ,65 Tabela 46 FRC e RCB MCE 2 0,1130 FRC MCE 4 0,2505 MCE 8 0,1168 C T R$ ,65 BA T R$ ,79 RCB 3,90 Pág. 58 de 72

59 Análise do Payback O valor da RCB apresentada na tabela 46 indica que o investimento anualizado é superior ao valor dos benefícios econômicos anuais propiciados nesta MCE 9. Com relação ao payback, calculouse um PBS de 32,3 anos. Para o PBD, a análise do fluxo de caixa descontado mostra que o saldo não se equilibra, indicando que a MCE 9 não se apresenta como interessante do ponto de vista econômico MCE 10 Implementação de sistema VRF (volume de refrigerante variável) nos pavimentos térreo e subsolo Na MCE 10 foi implantado sistema de condicionamento VRF (volume de refrigerante variável) no subsolo e no pavimento térreo Análise da Eficiência Energética Nas tabelas 47 e 48 são apresentados os dados de Consumo (kwh) e Demanda (kw) do Caso Base, como também o caso de referência caracterizando a eficiência da MCE 10. Observa-se que a implantação da MCE 10 gera uma redução média de 5% no consumo da edificação e 5% na demanda. Tabela 47 Consumo (kwh) e Demanda (kw) do Caso Base Base Demanda (kw) Consumo (kwh) Jan Fev Ma r Abr Mai Jun Jul Ago Set Out No v Dez Pág. 59 de 72

60 Tabela 48 Consumo (kwh) e Demanda (kw) do Caso de Referência (MCE 10) setpoint 21 Demanda (kw) Consumo (kwh) Red. Dem. Red. Cons. Jan % 5% Fev % 5% Ma r % 5% Abr % 5% Mai % 4% Jun % 3% Jul % 3% Ago % 4% Set % 5% Out % 5% No v % 5% Dez % 5% % 5% Nos gráficos 9 e 10 podemos observar a redução de 5% do consumo (kwh), e redução média de 5% na demanda (kw). Gráfico 9 Redução no consumo (kwh) com base na MCE 10 Pág. 60 de 72

61 Gráfico 10 Redução na Demanda (kwh) com base na MCE Análise do Custo-Benefício (RCB) Na tabela 49 são apresentados os dados referentes aos custos de aquisição e instalação das unidades evaporadoras e condensadoras, como também demais custos para implementação da medida. Tabela 49 Custos da MCE 10 Equipamentos/Instalação Custos (R$) Percentual (%) Unidades Externas (evaporadoras) ,00 39% Unidades Internas (condensadoras) ,00 20% Materiais miscelâneos ,00 8% Serviços ,00 32% TOTAL (R$) ,00 Na tabela 50 são apresentados os dados do FRC (Fator de Recuperação do Capital), do CT (custo inicial do investimento), do BAT (benefício econômico anual) e da RCB (Relação Custo-Benefício). Tabela 50 FRC e RCB FRC 0,1130 C T R$ ,00 BA T R$ ,64 RCB 2,15 Pág. 61 de 72

62 Análise do Payback A RCB apresentada na tabela 50 indica que o investimento analisado supera o valor dos benefícios econômicos anuais estimados para a MCE 10. Com relação ao payback, calculou-se um PBS de 19 anos, superior à vida útil de 16 anos indicada pelo fabricante. Para o PBD, a análise do fluxo de caixa descontado indica que um período superior à 20 anos para que o saldo se equilibre, refletindo assim que o investimento nesta MCE 10 não apresenta um retorno econômico que o justifique MCE 11 Implementação de sistema Fotovoltaico Uma das possibilidades de se obter uma pontuação adicional para a etiquetagem do edifício é a implantação de um sistema de autoprodução de eletricidade com fontes renováveis. Dadas as condições locais, uma boa possibilidade para isso seria a instalação de um sistema fotovoltaico. Para se atingir uma pontuação adicional, nas condições estabelecidas pelo RTQ-C, este sistema deve produzir uma quantidade equivalente à 10% do consumo do edifício. De acordo com as informações levantadas, o consumo anual do edifício é de aproximadamente MWh. Desta forma, analisou-se a possibilidade da implantação de um sistema capaz de produzir anualmente uma quantidade de no mínimo 215 MWh. A melhor possibilidade para a implantação neste caso seria instalar o sistema no telhado do edifício. No entanto, como atualmente este espaço se encontra ocupado pelas condensadoras dos sistema de ar condicionado, resta pouco espaço para a instalação. Além disso, este pouco espaço sofre o sombreamento das unidades condensadoras, inviabilizando atualmente essa possibilidade. Uma segunda opção seria aproveitar o espaço onde atualmente se utiliza como estacionamento, ao lado sul do edifício, na parte superior do ambiente do subsolo. Para a produção da eletricidade na quantidade desejada foi simulado no PVsyst um sistema que apresenta uma potência nominal de 150 kw instalado na cidade de Brasília/DF. A inclinação com relação à horizontal foi considerada de 10, inclinação típica possibilitada para estes sistemas de estruturas para espaços de estacionamento (carpots). Pág. 62 de 72

63 A tabela 51 a seguir apresenta alguns dados obtidos com a simulação com o PVsyst. Tabela 51 Dados obtidos com a simulação com o PVsyst Irradiação Global Horizontal (kwh/m 2 ) Temperatura Ambiente Média (C ) Irradiação Global 10 (kwh/m 2 ) Energia injetada na rede (kwh) Janeiro 145,0 23,1 140, Fevereiro 153,9 23,3 151, Março 140,6 22,7 143, Abril 149,3 22,7 158, Maio 146,5 21,1 162, Junho 142,5 19,6 163, Julho 153,9 19,6 173, Agosto 170,3 21,3 186, Setembro 157,6 23,3 163, Outubro 145,0 24,0 143, Novembro 142,6 22,5 138, Dezembro 146,6 22,7 140, Ano 1.793,8 22, , Pág. 63 de 72

64 Na figura 17 apresentada na sequência é mostrado o diagrama de perdas energéticas fornecido pelo PVsyst. O resultado aponta uma produção anual de 223 MWh no ponto de conexão da rede. Uma análise mais refinada das perdas para estimar um valor mais preciso somente será possível com um projeto executivo detalhado, definido o ponto de conexão e as distancias das ligações elétricas. Figura 17 Diagrama de perdas do sistema fotovoltaico Para uma instalação deste tipo, serão necessárias estruturas de fixação desenvolvidas para sistemas de estacionamento. A figura 18 ilustra o perfil de um modelo destas estruturas fabricadas pela Schueco Internacional KG. Na figura 18(a) observa-se um modelo que permite estacionar duas fileiras de carros (11,5 m) e na figura 18(b) apenas uma fileira (5 m). O sistema avaliado seria composto por 600 painéis fotovoltaicos de potência nominal de 250 W. O modelo utilizado na simulação foi o ISF-250, fabricado pela Isofoton. Este modelo apresenta Pág. 64 de 72

65 uma dimensão de 1,67 m por 0,99 m, sendo possível a instalação de 7 linhas de painéis na estrutura do modelo da figura 18(a) e 3 linhas no modelo da figura 18(b). Avaliando o espaço do estacionamento observou-se que existe disponível uma área de aproximadamente 40 m por 90 m. Neste espaço seria suficiente para a instalação proposta, sendo possível até mesmo uma instalação de maior porte. A ideia proposta aqui inicialmente seria instalar uma fila simples (5 m) na extremidade do espaço, próxima à avenida da saída do subsolo, e uma segunda fila dupla (11,5 m) em paralelo, deixando uma distância entre elas para evitar o sombreamento entre as mesmas e permitir a circulação dos veículos. O comprimento das filas seria de 60 m, comportando assim todos os 600 coletores fotovoltaicos da instalação de 150 kw. Esta configuração ocuparia menos da metade do espaço disponível. (a) Pág. 65 de 72

66 (b) Figura 18 Perfil de um modelo de estrutura principal para instalação fotovoltaica em estacionamentos (Fonte: Análise do Custo-benefício (RCB) A tabela 52 a seguir apresenta os custos de uma instalação fotovoltaica de 150 kw como a proposta. Tabela 52 Custos da Instalação Fotovoltaica Equipamentos/Instalação Custos (R$) Painéis fotovoltaicos de 250W ,00 Inversores ,00 Estrutura mecânica ,00 Materiais elétricos ,00 Serviços ,00 Total ,00 Pág. 66 de 72

67 Na tabela 53 são apresentados os dados do FRC (Fator de Recuperação do Capital), do CT (custo inicial do investimento), do BAT (benefício econômico anual) e da RCB (Relação Custo-Benefício). Neste caso específico, o BAT foi calculado considerando unicamente a quantidade de eletricidade produzida anualmente e a TEFP (Tarifa de Energia Fora da Ponta). Tabela 53 FRC e RCB FRC Inversores 0,1168 Demais 0,0888 C T (R$) ,00 BA T (R$) ,52 RCB 2,17 A RCB apresentada na tabela 53 indica que o investimento analisado supera o valor dos benefícios econômicos estimados para a instalação Análise do Payback Com relação ao payback, calculou-se um PBS de 21,7 anos, período elevado, mas inferior à vida útil da instalação. Para o PBD, observou-se que o saldo não se equilibra ao longo do horizonte avaliado, refletindo assim que o investimento nesta instalação não apresenta um retorno econômico que o justifique. 3. Análise da emissão de CO 2 Também foi realizado um estudo da emissão de CO2 observando as 11 MCE analisadas, como também considerando a eletricidade alimentada da rede como fonte energética na situação 1, e óleo diesel como fonte energética utilizado em geradores na situação 2. Para o óleo diesel em geradores de energia elétrica foi considerada uma emissão de 0,8844 Kg CO2/kWh de energia utilizada para consumo. Para a energia elétrica alimentada da rede, o valor da emissão de CO2 é de 0,0810 Kg CO2/kWh de energia utilizada para consumo. Nas tabela 54 e no Gráfico 11 são caracterizados a emissão de CO2 nas 11 medidas de conservação de energia testadas como também o Caso Base e o Edifi cio de Referência Ni vel A. Pág. 67 de 72

68 Tabela 54 Emissão de CO2 considerando as 11 MCE Ref A Base Real MCE 2 MCE 3 MCE 4 MCE8 MCE 9 MCE 10 MCE 11 Diesel Eletricidade Valores de CO2 emitido na atmosfera em quilogramas (Kg CO2) Gráfico 11 - Emissão de CO 2 considerando as 11 MCE A medida de conservação de energia com a menor emissão de CO2 na atmosfera é a MCE 9 com 116,437 Toneladas CO2 (eletricidade), e 1.271,321 Toneladas CO2 (óleo diesel). Já o maior caso de emissão de CO2 na atmosfera é Edifício Base com 174,110 Toneladas CO2 (eletricidade), e 1.901,026 Toneladas CO2 (óleo diesel). Pág. 68 de 72

69 4. Análise de Resultados Cabe-se ressaltar que as medidas analisadas que impactam no nível de eficiência energética do Bloco B acordando com o RTQ-C possibilitam que o edifício apresente um nível de Eficiência Energética A. Na tabela 55 e no Gra fico 12 são caracterizados os consumos (kwh) do edifi cio real, do edifi cio base (edifi cio real com iluminac ão ni vel A ), do edifi cio de referência ni vel A, do edifício base + MCE 2 (sistema VRF (volume de refrigerante variável) mais eficiente), do edifício base + MCE 3 (sistema de água gelada), do edifício base + MCE 4 (brise-soleil fechado + controle de iluminação), do edifício base + MCE 8 (filme refletivo), do edifício base + MCE 9 (MCE 2 + MCE 4 + MCE 8), do edifício base + MCE 10 (Sistema VRF (volume de refrigerante variável) no térreo e subsolo), e por último, do edifício base + MCE 11 (sistema fotovoltaico). Tabela 55 Garantia do nível de eficiência energética A do Bloco B MCE 3 Ref A Base Real MCE 2 Consumo Anual (kwh) Redução em rel. ao Ref A Redução em rel. ao Base MCE 4 MCE 8 MCE MCE 10 MCE ,98% 9,02% 16,89% 2,21% 32,62% 3,80% 9,70% 20,58% 9,70% 17,70% 2,95% 33,12% 4,50% 10,37% Na tabela 56 os resultados da análise econômica das MCE são resumidos. Gráfico 12 - Garantia do nível de eficiência energética A do Bloco B Pág. 69 de 72