Realização: Parceiro:

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1 Realização: Parceiro: Tecnologia de sistemas prediais disponível no Brasil atendendo requisitos de sustentabilidade. Eduardo Yamada Eng. Civil, Mestre em Engenharia, Gerente de Sistemas Prediais e Energia do CTE Centro de Tecnologia de Edificações..

2 PREMISSAS BÁSICAS PARA PROJETOS DE SISTEMAS PREDIAIS SUSTENTÁVEIS REDUÇÃO DOS IMPACTOS AMBIENTAIS

3 SISTEMAS ELÉTRICOS Tecnologias Sistema de Elevadores com Frenagem Regenerativa Geração de energia com a frenagem transformar energia cinética em energia elétrica - Análogo ao sistema KERS da F1 (Kinetic Energy Recovering System ou Sistema de recuperação de energia cinética); Inserção direta na rede ou com acumulação em banco de baterias ou capacitores; Redução média de energia na ordem de 25% da parcela de consumo dos elevadores. Sistema D.A.L.I. (Digital Addressable Lighting Interface Interface Digital de Endereçamento de Iluminação) Endereçamento e agrupamento de controles; Flexibilidade de layout para controle e setorização; Todos os reatores e drivers (LED) são dimerizáveis; Monitoramento e controle dos dispositivos (reatores, lâmpadas, etc.); Possibilidade de interface com outros sistemas.

4 SISTEMAS ELÉTRICOS Tecnologias Arquitetura do Sistema D.A.L.I.

5 SISTEMAS ELÉTRICOS Estratégias de Eficiência Lâmpadas e luminárias de maior eficiência energética Especificação de lâmpadas com maior eficiência luminosa (lúmens/w); Incandescente 100W 14 lm/w 1.000h Fluorescente T5 28W 104 lm/w h HID (Alta Intensidade de Descarga) 140W 118 lm/w h LED 19W 130 lm/w h Especificação de luminárias mais eficientes resultando em menores valores de densidade de potência de iluminação (W/m2): - Maior LOR (Light Output Ratio); - Maior Fator de Utilização (FU). Fluxo que sai da luminária (lm) Fluxo total das lâmpadas (lm) LOR = x 100 Fluxo que chega no plano de referência (lm) Fluxo total das lâmpadas (lm) FU = x 100

6 SISTEMAS ELÉTRICOS Estratégias de Eficiência Aproveitamento da iluminação natural reduzindo o consumo da iluminação artificial: Desligamento automático de circuitos perimetrais Automação Predial ou Relé-fotoelétrico; Dimerização de circuitos perimetrais com sensores analógicos de níveis de iluminância.

7 Dispositivos com menor consumo de água Metais hidro-sanitários com baixo consumo (vazão); Sistema de esgoto à vácuo 1,6 Lpf; Mictório seco; SISTEMAS HIDRÁULICOS Tecnologias Bacias sanitários de fluxo único (3,0 Lpf) vácuo assistido. Sistema de irrigação automatizada: - somente quando necessário (sensores e atuadores); - dimensionado em função da especificação das espécies.

8 SISTEMAS HIDRÁULICOS Estratégias de Eficiência Aproveitamento de efluentes para re-uso em sistemas de irrigação, bacias sanitárias e mictórios: Estação de tratamento de esgoto (águas cinzas e/ou negras); Captação da água condensada do sistema de ar condicionado. Aproveitamento de calor liberado de outros sistemas para pré-aquecimento de água quente: Sistema Misto com Placas Solares: - Pré-aquecimento de água através do circuito de condensação de chillers de condensação à água; - Backup de aquecimento com Bombas de Calor. Placas Solares Torre de Resfriamento Trocador de Calor Tanque de Acumulação AQ Chiller de Condensação à Água B TC B Bomba de Calor

9 SISTEMA DE AR CONDICIONADO Tecnologias Sistema de Expansão Direta do tipo VRF Ciclo Esquemático Principais Características: VRF (Variable Refrigerant Flow) Compressor com variador (Inversor) de frequência; Compressores de alta capacidade para instalação de múltiplas evaporadoras em longas extensões de rede frigorígena (até 1000m) e até 100m de desnível vertical; Modula a vazão de compressão em função da demanda térmica variável Otimização Energética; Permite instalação em edifícios de grande porte; Função de aquecimento Heat Pump (reversão do ciclo) e resfriamento em diferentes evaporadoras numa mesma rede frigorígena (3 tubos); Sistema de aquecimento integrado sem necessidade de outros componentes; Sistema de controle e monitoramento eletrônico e automatizado, com diversas funções. Otimiza a operação e facilita a manutenção e integração com outros sistemas.

10 SISTEMA DE AR CONDICIONADO Tecnologias Sistema de Expansão Direta do tipo VRF Sistema VRF de condensação à Ar Sistema VRF de condensação à Água

11 SISTEMA DE AR CONDICIONADO Tecnologias Sistema VRF à Gás Natural Motor Veicular de Combustão movido à GNV Características: Operação do motor à combustão a GNV em regime variável (800 a rpm); Possibilidade de gerar energia elétrica também (Alternador Opcional); Possibilidade de gerar água gelada (Trocador de Calor Opcional) simultaneamente à expansão direta (Sistema Direto + Indireto); Baixo nível de ruído.

12 SISTEMA DE AR CONDICIONADO Tecnologias Sistema de Expansão Indireta com Chillers do tipo Frictionless (Mancal Eletromagnético) Compressor Frictionless Características: Chillers com condensação à ar ou à água; Compressor com Mancal Eletromagnético (Frictionless) perda nula por atrito; Elevada Eficiência em Cargas Parciais em relação aos chillers convencionais; Compressor com Variador de Frequência de série ; Alto Fator de Potência (Acima de 0,96).

13 SISTEMA DE AR CONDICIONADO Estratégias de Eficiência Comparação de Eficiência dos Sistemas de Expansão Direta Capacidade Térmica (Wtérmico) COP = Eficiência a plena carga (100%)= Capacidade Elétrica (Welétrico) IPLV = Eficiência em cargas parciais segundo procedimentos AHRI Condições de Teste AHRI 210/240/340/360/365/1230

14 SISTEMA DE AR CONDICIONADO Estratégias de Eficiência Comparação de Eficiência dos Sistemas de Expansão Indireta Eficiência COP (kw/tr) 12,0 (0,29) 10,0 (0,35) 8,0 (0,44) 6,0 (0,57) 4,0 (0,88) 2,0 (1,76) COP=7,0 IPLV=11,8 COP=6,3 IPLV=12,2 COP=5,6 IPLV=8,9 COP=5,7 IPLV=6,2 COP=5,5 IPLV=6,0 COP=2,4 IPLV=3,0 Chiller à Água Centrífugo com Variador de Frequência Chiller à Água Frictionless Chiller à Água Parafuso com Variador de Frequência Chiller à Água Centrífugo Chiller à Água Parafuso Chiller à Ar Parafuso 25% 50% 75% 100% Capacidade COP=1,0 IPLV=1,0 Chiller de Absorção Condições de Teste AHRI 550/590

15 SISTEMA DE AR CONDICIONADO Eficiência Energética Tratamento do ar externo para reduzir a demanda interna de carga térmica Redução de calor latente e sensível: Pré-resfriamento do Ar Externo: Fan-Coils ou Self Contained; Equipamentos Dedicados de Tratamento de Ar Externo Recuperação de calor com eliminação total de calor latente. Modular a entrada de carga térmica de ar externo em função da qualidade do ambiente interno - monitoramento dos níveis de CO2.

16 SISTEMA DE AR CONDICIONADO Eficiência Energética Aproveitamento das condições externas para redução de consumo energético das cargas internas de resfriamento: Ciclo economizador - equipamentos de ar condicionado + sistema de ventilação com aproveitamento das condições entálpicas externas (temperatura e umidade); Free-Cooling - resfriamento sem o acionamento de equipamentos de refrigeração (compressores): Free-cooling de ar Utilização da ventilação mecânica; Free-cooling de água Utilização de serpentinas de água interligadas às Torres de Resfriamento; Night Cooling Pré-resfriamento do ambiente antes da ocupação.

17 SISTEMA DE AR CONDICIONADO Eficiência Energética Aproveitamento da carga térmica de resfriamento expurgada para pré-aquecimento do ar externo: Sistema de recuperação de energia por placas (Recuperação de calor sensível) Aplicação no Sistema VRF; Sistema de recuperação de calor por Rodas Entálpicas (Recuperação de calor sensível e redução de calor latente).

18 SISTEMA DE AR CONDICIONADO Eficiência Energética Composição de Chillers da Central de Água Gelada: Sistema de Chillers em paralelo (Convencional) CHILLER 1 CHILLER 2 CHILLER 1 ΔT= 9 C COP = 5,0 IPLV= 7,0 CHILLER 2 ΔT= 9 C MÁXIMA EFICIÊNCIA DO CHILLER RESULTANTE COP = 6,0 IPLV= aprox. 9,0 15 C 6 C Δt1=15-10= 5 C ΔT=15-6= 9 C Sistema de Chillers em série contra-fluxo ΔT=15-6= 9 C Δt1=10-6= 4 C CHILLER 1 CHILLER 2 15 C 10 C 6 C COP = 6,0 IPLV= 9,0 CHILLER 1 Δt1= 5 C COP = 6,0 IPLV= 11,0 CHILLER 2 Δt2= 4 C COP = 7,0 IPLV= 12,0 MÁXIMA EFICIÊNCIA DO CHILLER RESULTANTE COP = 6,5 IPLV= acima 12,0

19 SISTEMA DE AR CONDICIONADO Eficiência Energética Sistema de Co-geração de energia elétrica e energia térmica de resfriamento e/ou aquecimento:

20 METODOLOGIAS DE CONSTRUÇÃO SUSTENTÁVEL QUANTO A MAIS CUSTA UM PROJETO SUSTENTÁVEL E EFICIENTE????? LEED - Leadership in Energy and Environmental Design ENCE PROCEL EDIFICA PROCESSO AQUA ALTA QUALIDADE AMBIENTAL

21 METODOLOGIAS DE CONSTRUÇÃO SUSTENTÁVEL Você sabia que os Projetos de Arquitetura representam, no mínimo, cerca de 25% do consumo de energia de um empreendimento?? X

22 ESTUDO DE CASO DE EFICIÊNCIA ENERGÉTICA 4000 Condição Final do Projeto Condição Inicial do Projeto Economia de Demanda Térmica De Resfriamento (TR) Vidro Fator Solar 45% Vidro Fator Solar 30% 899 TR!! 2750 Vidro Fator Solar 25% % 36% 40% 44% 48% 55% Porcentagem Média de Área Transparente das Fachadas Condição Inicial do Projeto Condição Final do Projeto 19 m²/tr 26 m²/tr

23 SINERGIA DOS PROJETOS PROJETOS SEM SINERGIA PROJETOS ARQUITETÔNICOS Conceito do edifício ORIENTAÇÃO SOLAR Orientação do edifício ENVOLTÓRIA Materiais da Fachada, Vidro, proteção solar PROJETOS HIDRÁULICOS Bombas Hidr., Aquec. água PROJETOS ELÉTRICOS Equipamentos, Elevadores PROJETOS LUMINOTÉCNICOS Iluminação Interna e Externa PROJETOS AR CONDICIONADO Equipamentos de Resfriamento e Ventilação Mecânica

24 SINERGIA DOS PROJETOS PROJETOS COM SINERGIA PROJETOS HIDRÁULICOS Bombas Hidr., Aquec. água PROJETOS ELÉTRICOS Equipamentos, Elevadores PROJETOS LUMINOTÉCNICOS Iluminação Interna e Externa PROJETOS AR CONDICIONADO Equipamentos de Resfriamento e Ventilação Mecânica ENVOLTÓRIA Materiais da Fachada, Vidro, proteção solar ORIENTAÇÃO SOLAR Orientação do edifício PROJETOS ARQUITETÔNICOS

25 FERRAMENTAS PARA ANÁLISE DE DESEMPENHO DE SISTEMAS ANÁLISES E ESTUDOS DE ORIENTAÇÃO SOLAR

26 FERRAMENTAS PARA ANÁLISE DE DESEMPENHO DE SISTEMAS ESTUDO DE INCIDÊNCIA DE RADIAÇÃO SOLAR NAS FACHADAS

27 FERRAMENTAS PARA ANÁLISE DE DESEMPENHO DE SISTEMAS SIMULAÇÕES COMPUTACIONAIS DE DESEMPENHO ENERGÉTICO

28 METODOLOGIAS DE CONSTRUÇÃO SUSTENTÁVEL MITOS a serem desmistificados: Sustentabilidade não necessariamente significa custos elevados de Instalações Prediais e alta tecnologia incorporada nos projetos; A Eficiência Energética independe do projeto ser ou não Sustentável. VERDADES absolutas e convenientes: A concepção inicial da Envoltória dos projetos de arquitetura é fundamental para definir o dimensionamento racional dos Sistemas Prediais ; Projetos Arquitetônicos de Envoltória mal concebidos resultará em Sistemas de Ar Condicionado de elevado custo, que implicará em Instalações Elétricas caras ; O avanço incessante da Tecnologia e Microeletrônica fará com que equipamentos de escritórios e de sistemas estejam cada vez mais eficientes e menos ávidos por energia, resultando na redução da parcela de consumo desses sistemas, que por consequência, aumentará a parcela de demanda e consumo do sistema de ar condicionado Isto resultará no maior peso e responsabilidade da arquitetura de envoltória.

29 OBRIGADO!! Eng. MSc. Eduardo Seiji Yamada