PROJETO E SIMULAÇÃO DE UM ESCRITÓRIO E DE UMA CASA COM ENERGIA LÍQUIDA ZERO ( NZEB) Paulo Otto Beyer - UFRGS 1
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Faixa de conforto = de 19,5 à 28 C, máximo 300 h/ano fora da faixa T OP = h Ctbs+h R tr h tbs+tr 2 Clo=Resitsência térmica da vestimenta 5
ESCRITÓRIO COM ENERGIA LÍQUIDA ZERO Projetado por Simulação FACHADA NORTE 6
ESCRITÓRIO COM ENERGIA LÍQUIDA ZERO FACHADA SUL 7
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CARGAS TÉRMICAS INTERNAS PESSOAS: Quantidade: 20 Horário: Das 8h às 12h e das 14h às 18h (ou 13h às 17h) Dissipação: 120 W/pessoa EQUIPAMENTOS: Computador: 1 notebook/pessoa = 20 W/pessoa 1 Frigobar: 100 W, com condensador ventilado externamente 1 Impressora: 275 W 1 Cafeteira: 550 W 1 Micro-ondas: 900 W ILUMINAÇÃO: Lâmpadas LED (eficiência 2x fluorescente) Fração visível: 0,36 Fração infravermelha: 0,37 Fração convectiva: 0,27 Potência: 12 W/m2 Controle de Potência 12
SIMULAÇÃO E ESCOLHA DAS PAREDES 24,5 Temperatura interna média anual (c/ resfriamento evaporativo) 24 23,5 23 22,5 22 21,5 21 20,5 parede leve branca parede leve escura parede isolada branca parede isolada escura 13
SIMULAÇÃO E ESCOLHA DAS PAREDES 2800 Horas de desconforto no ano simulado 2600 2400 2200 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 400 200 0 Hrs<19 Hrs>28,5 Hrs<19 Hrs>28,5 Hrs<19 Hrs>28,5 Hrs<19 Hrs>28,5 parede leve branca parede leve escura parede isolada branca parede isolada escura 14
SIMULAÇÃO E ESCOLHA DA COBERTURA 23,9 Temperatura interna média anual 23,85 23,8 23,75 23,7 23,65 23,6 23,55 23,5 23,45 forro leve forro isolado 15
SIMULAÇÃO E ESCOLHA DA COBERTURA 900 Horas de desconforto no ano simulado 800 700 600 500 400 300 200 100 0 Hrs<19 Hrs>28,5 Hrs<19 Hrs>28,5 forro leve forro isolado 16
SIMULAÇÃO E ESCOLHA DAS JANELAS 650 Horas de desconforto no ano simulado 600 550 500 450 400 350 300 250 200 150 100 50 0 Hrs<19 Hrs>28,5 Hrs<19 Hrs>28,5 janelas vidro claro duplo janelas vidro duplo com vidro SKN 17
Tabela A.4 Constituições Escolhidas Construção Paredes externas Forro externo Janelas Paredes internas Forro interno Constituição Reboco (25mm) branco + tijolo (100mm) + isolamento de poliuretano (75mm) + tijolo (100mm) + reboco (25mm) branco Impermeabilizante branco + reboco (25mm) + isolamento de poliuretano (75mm) + concreto pesado (200mm) + reboco (25mm) branco Vidro SKN (9mm) + espaço de ar (13mm) + vidro claro (3mm) Reboco (25mm) branco + tijolo (100mm) + isolamento de poliuretano (75mm) + tijolo (100mm) + reboco (25mm) branco Concreto leve (100mm) + Espaço de ar + placa acústica (19,1mm) Piso externo Solo (300mm) + concreto pesado (200mm) 18
Tabela B.1 Propriedades dos elementos construtivos utilizados Tabela B.2 Propriedades dos vidros utilizados Material Condutividade Calor específico Densidade [kg/m3] térmica [W/m.K] [J/kg.K] Reboco 0,72 1858 830 Tijolo 0,89 1920 790 Isolamento de poliuretano 0,0245 24 1590 Placa acústica 0,06 368 590 Concreto pesado 1,95 2240 900 Material Transmitância Transmitância Condutividade solar visível térmica [W/m.K] Vidro claro 0,84 0,90 0,9 Vidro SKN 0,24 0,52 0,9 19
VENTILAÇÃO POR EFEITO DE VENTO Se houver Vento (com velocidade máxima limitada): 1- Se o interior estiver quente e o ar exterior for mais frio que o interior, abrir automaticamente janelas com setas verdes e fechar com seta preta, através de motores; 2- Se o interior estiver frio e o ar exterior for mais quente que o interior, abrir automaticamente janelas com setas verdes e fechar com seta preta, através de motores. 20
VENTILAÇÃO POR EFEITO DE VENTO Se Não houver Vento: 1- Se o interior estiver quente e o ar exterior for mais frio que o interior, abrir automaticamente janelas com setas verdes e fechar com seta preta, através de motores; 2- Se o interior estiver frio e o ar exterior for mais quente que o interior, abrir automaticamente janelas com setas verdes e fechar com seta preta, através de motores (Ventilação reversa). 21
Prateleiras de Luz (Light Shelves) 22
Prateleiras de Luz (Light Shelves) 23
MAPA DE ILUMINAÇÃO SEM PRATELEIRAS DE LUZ Térreo sul, equinócio, 21/03, 15 h 3000 2500 2000 1500 1000 500 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 Série4 Série1 Série10 Série7 Série19 Série16 Série13 2500-3000 2000-2500 1500-2000 1000-1500 500-1000 0-500 24
MAPA DE ILUMINAÇÃO COM PRATELEIRAS DE LUZ Térreo sul, equinócio, 21/03, 15 h 1800 1600 1400 1200 1600-1800 1400-1600 1200-1400 1000 1000-1200 800 600 400 200 0 Série10 Série7 Série19 Série16 Série13 800-1000 600-800 400-600 200-400 0-200 Série4 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 Série1 25
CONTROLE DA POTÊNCIA DE ILUMINAÇÃO Uso de sensores fotoelétricos e dimmer 26
Mapa de Iluminação e Pontos de Controle Ponto de Controle (setpoint): 500 lux 27
PAINÉIS FOTOVOLTAICOS 22 módulos Kyocera de 205 Wp, área total de 32,67 m² 28
TEMPERATURAS OPERATIVAS 29
RESFRIAMENTO EVAPORATIVO Bomba de 200 W operando continuamente conforme temperatura ambiente 30
CONFORTO TÉRMICO total 149 59 207 31
COLETA DE ÁGUA DA CHUVA Consumo Anual de Água na Torre: 231 m3 Coleta Anual de Água da Chuva: 185 m3 32
CONSUMO E BALANÇO ENERGÉTICO 33
NET-METERING 34
TURBINA EÓLICA 35
CASA PROTEGIDA PELA TERRA (EARTH SHELTERED HOME) 36
LOCALIZAÇÃO DA CASA 37
PLANTA BAIXA Área 85 m2 38
CORTES 39
MODELO SIMULADO 40
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241 horas de desconforto por frio 50 horas de desconforto por calor 291 horas totais (máximo 300) 43
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MATERIAIS CONSTRUTIVOS 45
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PRODUÇÃO E CONSUMO DE ÁGUA QUENTE Área de coletores 6 m2 47
ARMAZENAGEM DE ÁGUA DA CHUVA Área de coleta 21 m2 48
PRODUÇÃO E CONSUMO DE ENERGIA ELÉTRICA 22 painéis de 1425x652 mm com 36 células = 20 m2
FACHADA DA CASA
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EQUIPAMENTOS
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MAPAS E SENSORES DE ILUMINAÇÃO 55
MAPAS E SENSORES DE ILUMINAÇÃO ABNT-NBR 5413 para residências: 300 lux 56
PROJETO E SIMULAÇÃO DE UM ESCRITÓRIO E DE UMA CASA COM ENERGIA LÍQUIDA ZERO ( NZEB) Paulo Otto Beyer - UFRGS 57