20 resultados para rigenerazione, riqualificazione, comfort, efficienza, sostenibilità, edilizia,
em Instituto Politécnico do Porto, Portugal
Resumo:
In this abstract is presented an energy management system included in a SCADA system existent in a intelligent home. The system control the home energy resources according to the players definitions (electricity consumption and comfort levels), the electricity prices variation in real time mode and the DR events proposed by the aggregators.
Resumo:
Este trabalho surgiu do mbito da Tese de Dissertao do Mestrado em Energias Sustentveis do Instituto Superior de Engenharia do Porto, tendo o acompanhamento dos orientadores da empresa Laboratrio Ecotermolab do Instituto de Soldadura e Qualidade e do Instituto Superior de Engenharia do Porto, de forma a garantir a linha traada indo de acordo aos objectivos propostos. A presente tese abordou o estudo do impacto da influncia do ar novo na climatizao de edifcios, tendo como base de apoio anlise a simulao dinmica do edifcio em condies reais num programa adequado, acreditado pela norma ASHRAE 140-2004. Este trabalho pretendeu evidenciar qual o impacto da influncia do ar novo na climatizao de um edifcio com a conjugao de vrios factores, tais como, ocupao, actividades e padres de utilizao (horrios), iluminao e equipamentos, estudando ainda a possibilidade do sistema funcionar em regime de Free-Cooling. O princpio partiu fundamentalmente por determinar at que ponto se pode climatizar recorrendo nico e exclusivamente introduo de ar novo em regime de Free-Cooling, atravs de um sistema tudo-ar de Volume de Ar Varivel - VAV, sem o apoio de qualquer outro sistema de climatizao auxiliar localizado no espao, respeitando os caudais mnimos impostos pelo RSECE (Decreto-Lei 79/2006). Numa primeira fase foram identificados todos os dados relativos determinao das cargas trmicas do edifcio, tendo em conta todos os factores e contributos alusivos ao valor da carga trmica, tais como a transmisso de calor e seus constituintes, a iluminao, a ventilao, o uso de equipamentos e os nveis de ocupao. Consequentemente foram elaboradas diversas simulaes dinmicas com o recurso ao programa EnergyPlus integrado no DesignBuilder, conjugando variveis desde as envolventes prpria arquitectura, perfis de utilizao ocupacional, equipamentos e taxas de renovao de ar nos diferentes espaos do edifcio em estudo. Obtiveram-se vrios modelos de forma a promover um estudo comparativo e aprofundado que permitisse determinar o impacto do ar novo na climatizao do edifcio, perspectivando a capacidade funcional do sistema funcionar em regime de Free-Cooling. Deste modo, a anlise e comparao dos dados obtidos permitiram chegar s seguintes concluses: Tendo em considerao que para necessidades de arrefecimento bastante elevadas, o Free-Cooling diurno revelou-se pouco eficaz ou quase nulo, para o tipo de clima verificado em Portugal, pois o diferencial de temperatura existente entre o exterior e o interior no suficiente de modo a tornar possvel a remoo das cargas de forma a baixar a temperatura interior para o intervalo de conforto. Em relao ao Free-Cooling em horrio nocturno ou ps-laboral, este revelou-se bem mais eficiente. Obtiveram-se prestaes muito interessantes sobretudo durante as estaes de aquecimento e meia-estao, tendo em considerao o facto de existir necessidades de arrefecimento mesmo durante a estao de aquecimento. Referente ventilao nocturna, isto , em perodos de madrugada e fecho do edifcio, concluiu-se que tal contribui para um abaixamento do calor acumulado durante o dia nos materiais construtivos do edifcio e que libertado ou restitudo posteriormente para os espaos em perodos mais tardios. De entre as seguintes variveis, aumento de caudal de ar novo insuflado e o diferencial de temperatura existente entre o ar exterior e interior, ficou demonstrado que este ltimo teria maior peso contributivo na remoo do calor. Por fim, ponto assente que de um modo geral, um sistema de climatizao ser sempre indispensvel devido a cargas internas elevadas, requisitos interiores de temperatura e humidade, sendo no entanto aconselhado o Free- Cooling como um opo vivel a incorporar na soluo de climatizao, de forma a promover o arrefecimento natural, a reduo do consumo energtico e a introduo activa de ar novo.
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A Qualidade do Ar Interior (QAI) um fator de grande preocupao. A importncia de manter um ambiente salubre mais acentuada em estabelecimentos escolares (EE), tendo em conta, que no interior destes permanecem crianas durante um elevado perodo de tempo. fundamental garantir uma boa QAI nos edifcios escolares, de forma a salvaguardar a sade, o bem-estar e o conforto dos ocupantes, bem como, no comprometer o seu desempenho escolar. Recentemente, foram construdos novos edifcios escolares e alguns dos existentes foram alvo de obras de remodelao. Contudo, a crescente tendncia em construir edifcios cada vez mais hermticos, com vista diminuio dos gastos de energia, origina problemas como a reduzida ventilao dos espaos. Vrios estudos tm demonstrado a influncia das atividades de limpeza na QAI. No entanto, verifica-se que na maioria das escolas no existem ainda procedimentos de limpeza padronizados. A falta de instrues de trabalho e a ausncia de formao s assistentes operacionais pode comprometer a eficcia dos procedimentos de higienizao, o que poder ter influncia na QAI dos espaos. Este estudo teve como principal objetivo avaliar a QAI em escolas bsicas de 1. ciclo. Foram contemplados no estudo fatores como a tipologia do edifcio, a ocupao das salas e as atividades de limpeza. Procedeu-se caracterizao dos EE e monitorizao de parmetros ambientais, como a temperatura do ar, a humidade relativa, a velocidade do ar, o dixido de carbono, o monxido de carbono, as partculas, os microrganismos mesfilos totais e os fungos. Estes parmetros foram avaliados nas salas com ocupao, sem ocupao e durante a implementao de um plano de higienizao. A ventilao inadequada parece ser o fator que mais condiciona a QAI das salas de aula avaliadas. Registaram-se elevadas concentraes de dixido de carbono e de microrganismos mesfilos totais, que parecem estar relacionados com a permanncia dos ocupantes nos locais e com a falta de ventilao adequada dos espaos. A concentrao de dixido de carbono foi mais elevada em edifcios recentes. Os picos elevados na concentrao de partculas parecem estar associados com as atividades dos ocupantes. Obtiveram-se concentraes menores de fungos e de microrganismos mesfilos totais ao longo da implementao do plano de higienizao, o que poder significar que os procedimentos de limpeza contribuem para reduzir os nveis de contaminao dos espaos interiores. No entanto, tendo em conta, que a concentrao de microrganismos mesfilos totais permaneceu elevada, as operaes de limpeza parecem no ser suficientes para garantir uma boa QAI. O aumento da ventilao dos espaos poderia contribuir significativamente para a melhoria da QAI dos espaos avaliados.
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Em consequncia da elevada permanncia das pessoas em espaos interiores de edifcios, surge actualmente uma maior preocupao com o conforto trmico e qualidade do ar no seu interior. Apesar da grande evoluo tecnolgica dos sistemas de conservao de energia trmica e controle da qualidade do ar interior (QAI) na construo, os edifcios existentes acabam por no acompanhar essa evoluo, apresentando um comportamento trmico e higromtrico que por vezes podem comprometer quer o conforto, quer a sade e actividades dos seus utilizadores. Nos estabelecimentos de ensino, o comportamento termo-higromtrico assume um papel importante face permanncia diria de um grande nmero de crianas e jovens no seu interior. Com este estudo pretende-se caracterizar a qualidade do ambiente no interior de oito escolas, atravs de uma anlise aos principais parmetros de natureza higrotrmica de oito salas de aulas, tais como: a temperatura (ambiente e superficial), a humidade relativa (do ambiente e da superfcie da envolvente exterior opaca), bem como o nvel de escoamento do ar interior. Neste trabalho so apresentados os resultados das medies efectuadas em oito salas de aula que permitiram a comparao de caractersticas termo-higromtricas entre as respectivas escolas. ainda apresentada a estimativa do nvel de conforto trmico face s condies ambientais registadas, bem como a anlise do risco de ocorrncia de condensaes interiores.
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A civilizao contempornea, pelas suas caractersticas, muito exigente em tudo o que diz respeito ao conforto dos edifcios, para trabalho ou habitao, e necessidade de economizar e racionalizar o uso de energia. A trmica dos edifcios assume, por isso, uma importncia acrescida na atividade profissional e no ensino. Para se conduzir ao aperfeioamento de solues na envolvente dos edifcios a este nvel, o trabalho aqui realizado centrou-se no estudo do funcionamento da termografia de infravermelhos e da importncia da sua utilizao na inspeo trmica de edifcios. Descoberta no incio do sculo XIX e desenvolvendo os primeiros sistemas operativos desde a 1 Guerra Mundial, a fim de determinar heterogeneidades de temperatura superficial, esta tcnica no destrutiva permite identificar anomalias que no so visualizadas a olho nu. Com a anlise dessas variaes de temperatura possvel conhecer os problemas e a localizao de irregularidades. Este trabalho baseia-se substancialmente no estudo de edifcios. A anlise realizada teve como finalidade executar inspees termogrficas visuais, com duas abordagens. Por um lado, avaliar salas pertencentes a estabelecimentos de ensino secundrio, reabilitadas e no reabilitadas, todas construdas entre as dcadas de 60 e 90, com o intuito de diagnosticar patologias construtivas, recorrendo termografia. Por outro, a anlise de edifcios de habitao, com a inteno de avaliar a necessidade de um equipamento complementar s inspees termogrficas o sistema de porta ventiladora. As inspees foram regidas pelas diretrizes da norma europeia EN 13187. A termografia uma tcnica importante na realizao de ensaios in situ que requerem rapidez de execuo, aliada vantagem de disponibilizar resultados em tempo real, permitindo assim uma primeira anlise das leituras no local. A inspeo termogrfica complementada com o sistema de porta ventiladora permitiu, tambm, revelar a importncia da necessidade de meios auxiliares em certos casos. A conjugao destas diferentes tcnicas permite reduzir a subjetividade da anlise in situ e aumentar a fiabilidade do diagnstico.
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Esta dissertao descreve o estudo, concepo e desenvolvimento de uma aplicao baseada no sistema operativo Windows 8 que interage com um sistema domtico KNX, permitindo ao utilizador controlar a sua instalao domtica. Esta proposta, que combina a rea de integrao/instalao de sistemas domticos e a de desenvolvimento de aplicaes para Windows 8 e Windows 8 Phone, constitui um desafio particularmente interessante para quem tem experincia profissional nas duas reas. A domtica surgiu na dcada de 70 como uma aplicao da eletrnica e das tecnologias da informao s instalaes residenciais, comerciais e industriais. Esta nova rea desencadeou uma revoluo, no s, ao nvel da produo e comercializao, mas, tambm, do ponto de vista do utilizador, ao promover a comodidade, segurana, personalizao e o controlo de pessoas e bens. Os smartphones e tablets vieram permitir que o desenvolvimento de aplicaes mveis de interaco com os sistemas domticos. Ao longo desta dissertao so descritas e analisadas as mltiplas reas de interveno da domtica assim como as diferentes tecnologias de aplicao e mercados. Tambm so analisados os sistemas operativos que existentes, as respetivas cotas de mercado e os tipos de dispositivos disponveis. Por ltimo, a aplicao foi concebida, implementada e testada para verificar a correcta interaco com o sistema domtico KNX e as funcionalidades de controlo da instalao domtica.
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In future power systems, in the smart grid and microgrids operation paradigms, consumers can be seen as an energy resource with decentralized and autonomous decisions in the energy management. It is expected that each consumer will manage not only the loads, but also small generation units, heating systems, storage systems, and electric vehicles. Each consumer can participate in different demand response events promoted by system operators or aggregation entities. This paper proposes an innovative method to manage the appliances on a house during a demand response event. The main contribution of this work is to include time constraints in resources management, and the context evaluation in order to ensure the required comfort levels. The dynamic resources management methodology allows a better resources management in a demand response event, mainly the ones of long duration, by changing the priorities of loads during the event. A case study with two scenarios is presented considering a demand response with 30 min duration, and another with 240 min (4 h). In both simulations, the demand response event proposes the power consumption reduction during the event. A total of 18 loads are used, including real and virtual ones, controlled by the presented house management system.
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A reabilitao uma interveno que confere ao edifcio uma qualidade superior que possua aquando da sua construo. Desta forma, e com a entrada em vigor em final de 2013 da nova legislao referente certificao energtica dos edifcios, surge novamente o interesse na temtica de reabilitar energeticamente o parque habitacional. Esta nova legislao aparece na sequencia das novas exigncias da Comisso Europeia e do Parlamento Europeu face s alteraes climticas e consequentemente, em relao eficincia energtica. A reabilitao energtica de edifcios, visa principalmente a melhoria das condies de conforto trmico, a reduo dos consumos energticos com aquecimento, arrefecimento e as guas quentes sanitrias. Tais melhorias so alcanveis com intervenes que se foquem na envolvente dos edifcios, com a aplicao de sistemas de alta eficincia para o aquecimento, arrefecimento, iluminao e guas quentes sanitrias e com a integrao de fontes de energias renovveis. Assim possvel alcanar edifcios com necessidades nulas ou quase nulas de energia, tal como exigem as metas impostas a nvel europeu.
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The use of demand response programs enables the adequate use of resources of small and medium players, bringing high benefits to the smart grid, and increasing its efficiency. One of the difficulties to proceed with this paradigm is the lack of intelligence in the management of small and medium size players. In order to make demand response programs a feasible solution, it is essential that small and medium players have an efficient energy management and a fair optimization mechanism to decrease the consumption without heavy loss of comfort, making it acceptable for the users. This paper addresses the application of real-time pricing in a house that uses an intelligent optimization module involving artificial neural networks.
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The recent changes on power systems paradigm requires the active participation of small and medium players in energy management. With an electricity price fluctuation these players must manage the consumption. Lowering costs and ensuring adequate user comfort levels. Demand response can improve the power system management and bring benefits for the small and medium players. The work presented in this paper, which is developed aiming the smart grid context, can also be used in the current power system paradigm. The proposed system is the combination of several fields of research, namely multi-agent systems and artificial neural networks. This system is physically implemented in our laboratories and it is used daily by researchers. The physical implementation gives the system an improvement in the proof of concept, distancing itself from the conventional systems. This paper presents a case study illustrating the simulation of real-time pricing in a laboratory.
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As fachadas so um elemento da envolvente que faz a interface entre o ambiente exterior e o interior. Do conjunto das suas caractersticas mais relevantes, existe uma, cuja importncia tem vindo a aumentar devido conjuntura ambiental e econmica atual: o desempenho energtico. Assim, importante analisar as caractersticas do comportamento trmico dos elementos da fachada, com base na respetiva regulamentao em vigor (REH D.L. n. 118/2013 de 20 de Agosto) e analisar o contributo da sua eventual reabilitao para uma melhor qualidade trmica da fachada e por consequente uma melhor qualidade de conforto dos utentes do edificio, no desprezando o aspeto arquitetnico do mesmo. Esta monografia baseia-se na anlise de casos prticos de diferentes solues construtivas e avaliao das vantagens e desvantagens dos sistemas propostos, conferindo a possibilidade de optar pelo sistema mais eficaz de acordo com as necessidades exigidas. Assim, e com base no principal objetivo, que o de melhorar o desempenho trmico das fachadas recorrendo reabilitao, o enfoque sobre a reduo do consumo energtico dos edificios, nomeadamente atravs do contributo trmico dos elementos das fachadas para a reduo das necessidades energticas por climatizao.
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A utilizao pouco eficiente da energia representa um elevado encargo para qualquer pas, seja do ponto de vista econmico, social ou ambiental. Em Portugal a iluminao pblica tem um importante peso nas despesas correntes dos municpios. Deste modo, torna-se imperativo agir de modo a aumentar a sustentabilidade energtica e diminuir os gastos com a iluminao pblica. Os municpios precisam de encontrar solues que permitam reduzir os consumos, mantendo nveis de segurana e conforto necessrios s populaes. Neste sentido, este trabalho prope-se estudar esta problemtica, apresentando solues, de modo a obter-se uma maior eficincia energtica desta para as instalaes e, consequentemente, conduzir a uma diminuio das emisses de CO2 durante o perodo de utilizao das mesmas.
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O presente trabalho aborda a temtica da eficincia energtica em sistemas de iluminao pblica. A principal motivao prende-se com o peso significativo que a parcela energtica destes sistemas ocupa na economia mundial. O uso eficiente de energia uma crescente preocupao devido diminuio de recursos, s consequncias climticas cada vez mais marcadas e ao elevado custo da energia, representando ainda um papel fundamental ao nvel econmico e de competitividade. A Iluminao Pblica (IP) representa um peso importante nas despesas correntes dos municpios. assim importante encontrar uma soluo que permita manter nveis de segurana e conforto necessrios s populaes e que proporcione uma reduo substancial do peso da IP nas despesas municipais. Neste sentido, este trabalho prope-se estudar esta problemtica, apresentando uma sistematizao de solues eficientes, quer a nvel de lmpadas e luminrias como tambm ao nvel de tecnologias que auxiliem e complementem a eficincia de uma instalao de iluminao pblica. A dissertao est dividida em duas partes. A primeira parte sistematiza os consumos verificados em Portugal, a vrios nveis (consumo de energia eltrica, evoluo do consumo energtico de iluminao pblica, etc.) abordando as polticas de eficincia energtica, e so descritos alguns procedimentos que possibilitam a poupana energtica na iluminao pblica, aliada a instalaes eficientes. A segunda parte da dissertao contempla o estudo de um caso prtico cujo objetivo propor solues tcnicas que permitam melhorar a eficincia energtica na iluminao pblica de Esposende, face situao atual do concelho. Sero propostas vrias solues, tais como luminrias LED, balastros electrnicos regulveis, lmpadas de menor consumo e at mesmo o uso da telegesto.
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Por um lado vivemos numa sociedade cujos padres de conforto so cada vez mais exigentes, por outro encontramo-nos numa era pautada por um certo declnio econmico, social e tambm ambiental. No se assumindo uma estratgia que limite ou diminua essas condies de conforto resta-nos atuar de forma a que os recursos utilizados para garantir esse mesmo conforto sejam utilizados da melhor forma possvel. O setor dos edifcios responsvel por uma grande parcela de consumo de energia na sociedade atual, sendo que os sistemas de climatizao que dele fazem parte, apresentam.se na maioria dos casos como os grandes consumidores de energia. Nesse sentido tm sido feitos esforos enormes no sentido de encontrar solues que garantam a eficincia energtica destes sistemas. O Variador Eletrnico de Velocidade apresenta-se como uma das solues amplamente difundidas, na vertente do controle de processos e economia de energia. A sua aplicao em sistema de climatizao mais um desses casos. Nesse sentido, numa primeira parte feito o estudo das caractersticas e funcionamento dos Variadores de Velocidade, Sistemas de Climatizao e sua aplicao conjunta. Em seguida realizada uma aplicao informtica que pretende demonstrar a economia de energia garantida por aplicao de um Variador de Velocidade.
Resumo:
Dado o panorama de conservao de energia a nvel nacional e mundial, torna-se hoje em dia muito importante, que seja possvel controlar e estimar o consumo energtico nos edifcios. Assim, atendendo actual problemtica energtica e ao crescente consumo energtico nos edifcios, importante parametrizar, avaliar e comparar este consumo. Neste sentido, nas ltimas dcadas, tm sido efectuados desenvolvimentos tcnicos, quer ao nvel do equipamento de campo para efectuar monitorizao e medio, quer ao nvel da simulao dinmica de edifcios. Com esta dissertao de mestrado, pretendeu-se efectuar a simulao dinmica de um edifcio escolar existente a funcionar em pleno, e efectuar uma anlise de sensibilidade relativamente ao grau de variao dos resultados obtidos atravs da aplicao de dois programas de clculo trmico e energtico. Foram utilizados, o programa VE-Pro da IES (Integrated Environmental Solutions) e o programa Trace 700 da TRANE. Ambos os programas foram parametrizados com os mesmos dados de entrada, tendo em ateno as opes de simulao disponibilizadas por ambos. Posteriormente, utilizaram-se os dados retirados da simulao para calcular a classificao energtica no mbito do sistema de certificao energtica (SCE), atravs de uma folha de clculo desenvolvida para o efeito. Foram ainda consideradas vrias solues de eficincia energtica para o edifcio, com vista a poupanas reais de energia, tendo sempre ateno ao conforto trmico dos ocupantes. Dessas medidas fazem parte, medidas relacionadas com a iluminao, como a substituio da iluminao existente por luminrias do tipo LED (Light Emitting Diode), solues de energias renovveis, como a instalao de colectores solares para aquecimento das guas quentes sanitrias, e painis fotovoltaicos para produo de energia, bem como medidas ligadas aos equipamentos de climatizao. Posteriormente, recalculou-se a classificao energtica afectada das melhorias. Os resultados obtidos nas duas simulaes foram analisados sob o ponto de vista do aquecimento, arrefecimento, ventilao, iluminao e equipamentos elctricos. A comparao das duas simulaes para cada parmetro acima referido, apresentaram variaes inferiores a 5%. O desvio maior verificou-se na ventilao, com o valor de aproximadamente 4,9%. Transpondo estes resultados para o clculo do IEE (ndice de Eficincia Energtica), verificou-se um desvio inferior a 2%.
