Plataforma interactiva para edifícios inteligentes com controlo preditivo

Esta dissertação desenvolve uma plataforma de controlo interactiva para edifícios inteligentes através de um sistema SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition). Este sistema SCADA integra diferentes tipos de informações provenientes das várias tecnologias presentes em edifícios modernos (controlo da ventilação, temperatura, iluminação, etc.). A estratégia de controlo desenvolvida implementa um controlador em cascada hierárquica onde os "loops" interiores são executados pelos PLC's locais (Programmable Logic Controller), e o "loop" exterior é gerido pelo sistema SCADA centralizado, que interage com a rede local de PLC's. Nesta dissertação é implementado um controlador preditivo na plataforma SCADA centralizada. São apresentados testes efectuados para o controlo da temperatura e luminosidade de salas com uma grande área. O controlador preditivo desenvolvido tenta optimizar a satisfação dos utilizadores, com base nas preferências introduzidas em várias interfaces distribuídas, sujeito às restrições de minimização do desperdício de energia. De forma a executar o controlador preditivo na plataforma SCADA foi desenvolvido um canal de comunicação para permitir a comunicação entre a aplicação SCADA e a aplicação MATLAB, onde o controlador preditivo é executado. ABSTRACT: This dissertation develops an operational control platform for intelligent buildings using a SCADA system (Supervisory Control And Data Acquisition). This SCADA system integrates different types of information coming from the several technologies present in modem buildings (control of ventilation, temperature, illumination, etc.). The developed control strategy implements a hierarchical cascade controller where inner loops are performed by local PLCs (Programmable Logic Controller), and the outer loop is managed by the centralized SCADA system, which interacts with the entire local PLC network. ln this dissertation a Predictive Controller is implemented at the centralized SCADA platform. Tests applied to the control of temperature and luminosity in huge­area rooms are presented. The developed Predictive Controller tries to optimize the satisfaction of user explicit preferences coming from several distributed user-interfaces, subjected to the constraints of energy waste minimization. ln order to run the Predictive Controller at the SCADA platform a communication channel was developed to allow communication between the SCADA application and the MATLAB application where the Predictive Controller runs.

Sustentabilidade do betão: Comportamento de betões com substituição parcial de cimento portland por adições quase inertes

Os betões atuais são materiais com custos extremamente competitivos devido ao baixo custo do cimento Portland. Contudo, os elevados níveis de emissões de C02 gerados na sua produção provocam o aumento do custo final do produto, tanto económico como ambiental. Devido a esta situação algumas adições têm sido estudadas como alternativas para substituir parcialmente os conteúdos de cimento no fabrico de betão. Uma vez que existem grandes quantidades de pó de mármore inutilizadas na região de Évora decidiu-se avaliar o seu comportamento. O pó de mármore foi adicionado em certas percentagens de forma a reduzir os conteúdos de cimento, permitindo avaliar se este iria manter e/ou melhorar as características de resistência à compressão e trabalhabilidade do betão. Além de avaliado o comportamento desta adição, o mesmo foi também comparado com a adição de filer calcário nas mesmas percentagens. Os resultados obtidos demonstraram a exequibilidade da utilização de ambas as adições. ABSTRACT: Concretes currently used in construction are materials with very competitive costs due to the low cost of Portland cement. However, high levels of C02 emissions generated in its production cause an increase of the final cost of the product, both economically and environmentally. Due to this situation, some additions have been studied as alternatives to replace partially cement contents in concrete production. Since there are large quantities of marble dust in the region of Évora, it was decided to evaluate his behavior. The marble dust was added in known percentages so the cement contents could be reduced, allowing evaluating if it will maintain and/or improve the characteristics of the compressive strength and workability of the concrete. ln addition to evaluating the behavior of marble dust, this addition was also compared with the addition of limestone filler in the same percentages. The results demonstrated the feasibility of using both additions.

Formulação de betão autocompactável com resíduos de pedreiras do Alentejo: Aproveitamento de resíduos no fabrico do betão

Os betões autocompactáveis (BAC) são betões que se definem pela capacidade de fluir no interior das cofragens, preenchendo-as e envolvendo as armaduras só por acção do seu próprio peso, sem bloqueio dos agregados e mantendo-se homogéneo em todo o seu volume. As adições activas do tipo II nomeadamente as cinzas volantes, utilizadas na fabricação do BAC irão escassear no futuro pelo facto de provirem da queima do carvão da qual resulta uma quantidade elevada de C02. Para minimizar estas emissões, o carvão começa a ser substituído por gás natural. Mas, como o BAC necessita duma grande quantidade de finos, há necessidade de encontrar outros subprodutos que a substituam. Tendo em conta o que atrás se afirma introduziram-se na fabricação do BAC resíduos de pedreira do Alentejo, identificaram-se as suas características no estado fresco e no estado endurecido. Este estudo teve também em conta o factor económico da sua produção. /ABSTRACT: Self-Compacting (SCC) is concrete which may be defined by the ability to flow inside the formwork, filling them and involving the reinforcements only by action of its own weight, without blocking and maintaining uniformity throughout its volume. Type II additions, as fly ash, are used in the manufacture of SCC. The supply of fly ash in the future will be difficult because they come from the burning of coal resulting in a high amount of C02. To minimize these emissions, coal is being replaced by natural gas. But, as the BAC requires a large amount of fine materials, the formulation of SCC requires other fine products. Having this in mind, the use of waste from Alentejo quarries in concrete was tested. The characteristics of SCC with waste material were identified in fresh and hardened state. This study also took into account the economic factor of production.

Armazenamento sazonal de energia solar térmica de baixa temperatura para climatização de edifícios

Face aos padrões atuais de vida, em que despendemos a maior parte do nosso tempo no interior de edifícios, com um nível de conforto que ninguém quer abdicar, urge o desenvolvimento de tecnologias de climatização sustentáveis. Devido a uma combinação única de fatores, casas de baixo consumo de energia (e também casas passivas) em Portugal, são particularmente adequadas de explorar as vantagens da energia solar térmica, especialmente quando combinado com armazenamento sazonal de energia. No entanto nenhum exemplo documentado existe de como esta sinergia pode ser explorada com sucesso em Portugal, ilustrando assim o modo em que a necessidade de aquecimento pode ser colmatada de uma forma sustentável sem o uso de combustíveis fósseis. A energia solar é uma excelente alternativa de fonte de energia para aquecimento de edifícios. Um principal fator que limita a sua aplicação é que é uma fonte de energia com uma disponibilidade média de variação cíclica. O uso de armazenamento sazonal de energia pode reduzir substancialmente o custo do sistema solar que é capaz de fornecer até 100% das necessidades energéticas dos edifícios. Estes sistemas são projetados para armazenar a energia solar durante o verão e reter o calor armazenado para posterior utilização durante o inverno; Abstract: SEASONAL SOLAR THERMAL ENERGY STORAGE FOR LOW TEMPERATURE HEATING BUILDINGS. Given the current standards of living, where we spent most of our time inside buildings, with a level of Comfort that no one wants to give up, urges the development of sustainable climate control technologies. Due to a unique combination of factors, low energy (and also passive) houses in Portugal are particularly well suited to exploiting the advantages of solar thermal energy especially when combined with seasonal energy storage. However no documented example there of how this synergy can be exploited successfully in Portugal, illustrating the way in which the need for heating can be addressed in a sustainable manner without the use of fossil fuels. Solar energy is an important alternative energy source for heating applications. One main factor that limits its application is that it is an energy source with an average availability of cyclical variation. The use of seasonal thermal energy storage can substantially reduce the cost of solar energy systems that can supply up to 100% of buildings energy needs. Such systems are designed to collect solar energy during the summer and retain the stored heat for use during the winter.

Método LNEC para avaliação e classificação da qualidade acústica de edifícios habitacionais: ferramenta de estimação de custos médios de transição entre classes acústicas

O conforto acústico na habitação é essencial para permitir um repouso tranquilo e regenerativo. Este conforto é obtido principalmente pela redução do ruído e aumento do isolamento sonoro dos elementos de compartimentação. Para a qualificação deste conforto é necessário efetuar uma análise global do edifício, onde são considerados os fatores internos e externos à habitação, ou seja, considerando a acústica da envolvente (Vizinhança), do edifício (Edifício) e da fração (Habitação). Para este efeito foi produzido o “Método LNEC para avaliação e classificação da qualidade acústica de edifícios habitacionais”, o qual permite fazer uma avaliação global do conforto acústico na habitação. Este método inovador em Portugal origina uma Classe Acústica LNEC que permite representar com razoável fiabilidade o conforto acústico realmente sentido e a qualidade acústica da habitação. Este método pode ser aplicado a edifícios novos e a edifícios a reabilitar. De modo a permitir uma estimação dos custos médios necessários para transitar entre determinadas classes (e alcançar respetivo conforto acústico) é necessário possuir uma ferramenta de cálculo apropriada. Deste modo apresenta-se nesta comunicação uma ferramenta para estimar os custos de transição entre classes acústicas. Esta metodologia permite fazer escolhas mais fundamentadas nos processos de obtenção de determinado conforto acústico. Abstract The acoustic comfort in dwellings is essential to a peaceful and regenerative sleep. The achievement of this comfort is primarily obtained by reducing noise and increasing sound insulation of separating elements. To classify this comfort is necessary to conduct a comprehensive analysis of the habitation. This global analysis assesses the internal and external factors of the habitation, evaluating the acoustics of the environment (Vicinity), of the building (Building) and of the dwelling place (Lodging). Recently in Portugal was developed the “LNEC method for evaluation and acoustic quality classification of residential buildings” that allows an overall evaluation of the acoustic comfort in dwellings, resulting also in a “LNEC Acoustic Class” that portrays the real acoustic comfort sensed. Since this method can be applied to evaluate the acoustic comfort of new and of restored buildings, it is necessary a tool that gives an estimation of the needed investment to upgrade to a specific “LNEC Acoustic Class” (and achieve the respective acoustic comfort). In this communication is presented a tool that allows the estimation of that upgrade costs.