Desenvolvimento de algoritmo de controle de tração para regeneração de energia metroviária - ACTREM: melhoria da eficiência energética de sistemas de tração metroviária.

Esta tese propõe um modelo de regeneração de energia metroviária, baseado no controle de paradas e partidas do trem ao longo de sua viagem, com o aproveitamento da energia proveniente da frenagem regenerativa no sistema de tração. O objetivo é otimizar o consumo de energia, promover maior eficiência, na perspectiva de uma gestão sustentável. Aplicando o Algoritmo Genético (GA) para obter a melhor configuração de tráfego dos trens, a pesquisa desenvolve e testa o Algoritmo de Controle de Tração para Regeneração de Energia Metroviária (ACTREM), usando a Linguagem de programação C++. Para analisar o desempenho do algoritmo de controle ACTREM no aumento da eficiência energética, foram realizadas quinze simulações da aplicação do ACTREM na linha 4 - Amarela do metrô da cidade de São Paulo. Essas simulações demonstraram a eficiência do ACTREM para gerar, automaticamente, os diagramas horários otimizados para uma economia de energia nos sistemas metroviários, levando em consideração as restrições operacionais do sistema, como capacidade máxima de cada trem, tempo total de espera, tempo total de viagem e intervalo entre trens. Os resultados mostram que o algoritmo proposto pode economizar 9,5% da energia e não provocar impactos relevantes na capacidade de transporte de passageiros do sistema. Ainda sugerem possíveis continuidades de estudos.

A influência de decisões arquitetônicas na eficiência energética do Campus vol. 1/UFRN

Building design is an effective way to achieve HVAC energy consumption reduction. However, this potentiality is often neglected by architects due to the lack of references to support design decisions. This works intends to propose architectural design guidelines for energy efficiency and thermal performance of Campus/UFRN buildings. These guidelines are based on computer simulations results using the software DesignBuilder. The definition of simulation models has begun with envelope variables, partially done after a field study of thirteen buildings at UFRN/Campus. This field study indicated some basic envelope patterns that were applied in simulation models. Occupation variables were identified with temperature and energy consumption monitoring procedures and a verification of illumination and equipment power, both developed at the Campus/UFRN administration building. Three simulation models were proposed according to different design phases and decisions. The first model represents early design decisions, simulating the combination of different types of geometry with three levels of envelope thermal performance. The second model, still as a part of early design phase, analyses thermal changes between circulation halls lateral and central and office rooms, as well as the heat fluxes and monthly temperatures in each circulation hall. The third model analyses the influence of middle-design and detail design decisions on energy consumption and thermal performance. In this model, different solutions of roofs, shading devices, walls and external colors were simulated. The results of all simulation models suggest a high influence of thermal loads due to the incidence of solar radiation on windows and surfaces, which highlights the importance of window shading devices, office room orientation and absorptance of roof and walls surfaces

Diagnóstico e melhoria da eficiência energética da empresa Atlanta Steps

Inserida no setor do calçado, a Atlanta Steps é uma empresa que dedica a sua atividade maioritariamente à produção de solas para calçado. No decorrer da sua atividade produtiva existe potência calorífica libertada pelas máquinas que é necessário retirar para o exterior. Para o efeito, a empresa dispõe de um sistema de refrigeração das máquinas que opera de forma pouco eficiente, sobretudo em dias típicos de verão. É objetivo da presente dissertação efetuar um diagnóstico energético ao sistema de refrigeração da empresa por forma a avaliar: a potência calorifica libertada por cada máquina, a potência de refrigeração instalada, e o padrão de utilização de cada máquina, entre outros fatores. Com base no diagnóstico realizado são apresentadas propostas de melhoria que visam aumentar a eficiência energética do sistema e diminuir custos associados à refrigeração das máquinas, bem como melhorar a qualidade dos produtos da Atlanta Steps.

Análise do custo-benefício de sistemas de cobertas em edificações comerciais para o clima de Natal/RN visando eficiência energética

This research consists in studying the influence of the various type of construction systems of roofs with their energy efficiency as well as on the cost benefit for the commercial buildings on the temperatures condition of the city of Natal/RN. The main goal of this research is to analyze the cost benefit of the construction systems of roofs available on the market, taking into consideration the energy efficiency of the commercial buildings artificially air conditioned in order to be used by the projectors and to be adequated to the temperatures condition of the city of Natal/RN. The method of valuation of the cost benefit of roof systems consists in six steps: Features and simulation of the reference building; Analyze of sensitivity; Analyzes, features and simulation of alternatives of roof construction systems; Analyze of the cost of implementation; Analyze of the benefits of the alternatives comparing to the base case; And finally the analyze of the cost benefit. The model type chosen as reference was stores with pre molded buildings and system of roof with fiber ciment and ceiling . The thermal results showed the influence of the roof system on the energy efficiency of the building. The Final results of the simulations of the alternatives comes to a conclusion that the absortance is the variable that presents the best cost benefit relation and the reduction on the thermal transmittance still has limitations because of the high cost

Medidas de eficiência energética numa indústria cerâmica

O presente relatório resulta de um estágio realizado no âmbito da eficiência energética assente no programa Galp 20-20-20 que tem por génese uma parceria entre a Universidade de Aveiro e a empresa de coberturas cerâmicas, CS – Coelho da Silva S.A. A Fábrica alvo de estudo é uma consumidora intensiva de energia, despendeu no ano de 2013 cerca de 3.768 tep. Devido aos seus processos de cozedura e secagem, apresenta uma elevada dependência de Gás Natural, representando pouco mais de 78% do consumo global da fábrica. Deste consumo de energia térmica, 83% respeita ao forno e os restantes 17% encontram-se alocados ao secador, pelo que as medidas de eficiência energética presentes neste relatório centram-se da redução deste vetor energético. São então propostas três medidas para a redução da dependência deste vetor. A primeira, incide na recuperação de calor residual presente nos gases de exaustão através da instalação de um permutador de calor. Esta medida permite uma redução do consumo na ordem dos 10% e conta com um payback de 2,3 anos resultante de uma economia anual de 150.000 €. Para este estudo foi desenvolvido um modelo dinâmico em excel que permite a simulação de diversos cenários. São também propostas mais duas intervenções que incidem na alteração do circuito térmico. Estas medidas têm um impacte mais reduzido no que respeita ao percentual de redução energético, ambas com menos de 1% de redução do consumo global da fábrica. Contudo são medidas bastante interessantes dada a sua simplicidade e contam com poupanças anuais na ordem dos 6.000 € que resultam num payback inferior a 2 meses. Paralelamente executaram-se dois estudos para a iluminação, o primeiro sugere a instalação de um modelador de tensão que reduz a potência de iluminação em 36%, implicando uma redução da iluminância de cerca de 5%. A redução da potência resulta numa economia energética na ordem dos 0,4% da energia global da instalação. Este equipamento poderá ser adquirido por completo ou em renting. Ao optar pela compra integral, o investimento será apenas ressarcido em 2,8 anos resultante de uma poupança anula de perto de 6.500 €. Caso seja por renting este não tem qualquer custo adicional e as economias monetárias são partilhadas entre a empresa que fornece o equipamento e a CS-Coelho da Silva, S.A. Por fim é sugerida a substituição de parte da iluminação atual da fábrica por tecnologia LED, com esta medida reduz-se o consumo global em 0,76%. Esta medida gera uma economia monetária na ordem dos 11.500 € sendo ressarcida em 2,1 anos.

Projeto do complexo ambulatorial do Hospital Universitário João de Barros Barreto visando a critérios de sustentabilidade

The purpose of this dissertation is the architectural project of the ambulatory complex of the Federal University of Pará in Belém. It is a health care establishment whose focus is sustainability, energy efficiency and humanization. This design went through the application of architectural concepts, the study of references (theorical and empirical ones), planning, examining the terrain and its conditions and the preliminay design and resulted in a preliminary architecture blueprint. The empirical research is based on the main building of the Hospital Universitário João de Barros Barreto in Belém, Hospital Sarah Kubitschek of Fortaleza (Architect João Filgueiras de Lima - Lelé) and Hospital e Maternity São Luiz of São Paulo (Architect Siegbert Zanettini). Part of the planning is based on the method "Problem Seeking of Pena and Parshal (2001)". During the development process I sought to incorporate sustainability criterias, energy efficiency and humanization. In relation to sustainability the dissertation focuses on the utilization of rainwater for non-potable usage

Qualificação de edifícios residenciais verticais em Natal/RN à luz do regulamento técnico da qualidade para o nível de eficiência energética de edificações residenciais (RTQ-R)

The goal of the research was to investigate the energy performance of residential vertical buildings envelope in the hot and humid climate of Natal, capital of Rio Grande do Norte, based in the Technical Regulation of Quality for Energy Efficiency Level in Residential Buildings (RTQ -R), launched in 2010. The study pretends to contribute to the development of design strategies appropriate to the specific local climate and the increasing of energy efficiency level of the envelope. The methodological procedures included the survey in 22 (twenty two) residential buildings, the formulation of representative prototypes based on typological and constructives characters researched and the classification of the level of energy efficiency in the envelopment of these prototypes, using as a tool the prescriptive method of the RTQ-R and the parametric analyzes from assigning different values of the following variables: shape of the pavement type; distribution of housing compartments; orientation of the building; area and shading of openings; thermal transmittance, and solar absorptance of opaque materials of the frontage in order to evaluate the influence of these on the envelopment performance. The main results accomplished with this work includes the qualification of vertical residential buildings in Natal/RN; the verification of the adequacy of these buildings to local climate based from the diagnosis of the thermal energy of the envelopment performance, the identification of variables with more significant influence on the prescriptive methodology of RTQ-R and design solutions more favorable to obtain higher levels energy efficiency by this method. Finally, it was verified, that some of these solutions proved contradictory in relation to the recommendations contained in the theoretical approaches regarding environmental comfort in hot and humid weather, which indicates the need for improvement of the prescriptive method RTQ-R and further research on efficient design solutions

Eficiência Energética, Gestão de Energia e Integração de Renováveis em Instalações Hospitalares

A presente dissertação é o resultado de um estudo realizado entre Março de 2015 e Março de 2016 centrado no tema Eficiência Energética nos Edifícios, no âmbito da Dissertação do 2º ano do Mestrado em Engenharia Eletrotécnica – Sistemas Elétricos de Energia no Instituto Superior de Engenharia do Porto (ISEP). Atualmente, os edifícios são responsáveis por cerca de 40% do consumo de energia na maioria dos países da europa. Energia consumida, principalmente, no aquecimento, arrefecimento e na alimentação de aparelhos elétricos. Os hospitais, como grandes edifícios, são grandes consumidores de energia e, na maioria dos países europeus, situam-se entre os edifícios públicos menos eficientes. Neste contexto, representam um tipo de edifícios cuja atividade apresenta um potencial de poupança energético importante. O tipo de atividade aí desenvolvida, aliada às especificidades do sector da saúde, faz deste tipo de edifícios um alvo de análise e otimização energética bastante apetecível. O presente trabalho passa pelo estudo do potencial para a eficiência energética de um hospital situado na zona do Porto. Foi, inicialmente, efetuado um levantamento das necessidades energéticas, de modo a identificar os sectores prioritários de atuação. Este estudo conta com a análise dos consumos obtidos através do processo de monitorização, substituição da iluminação existente por uma mais eficiente, a instalação de painéis solares para reduzir o consumo destinado às águas quentes sanitárias, a substituição de caldeira a diesel por caldeira a biomassa, substituição de um chiller por um mais eficiente, entre outros. Os consumos registados no hospital em estudo serão comparados com um plano nacional (Eficiência Energética e Hídrica no Sistema Nacional de Saúde), para, desta forma, se perceber quais os consumos do hospital em estudo, quando comparados com outros hospitais.

A influência de decisões arquitetônicas na eficiência energética do Campus vol. 1/UFRN

Building design is an effective way to achieve HVAC energy consumption reduction. However, this potentiality is often neglected by architects due to the lack of references to support design decisions. This works intends to propose architectural design guidelines for energy efficiency and thermal performance of Campus/UFRN buildings. These guidelines are based on computer simulations results using the software DesignBuilder. The definition of simulation models has begun with envelope variables, partially done after a field study of thirteen buildings at UFRN/Campus. This field study indicated some basic envelope patterns that were applied in simulation models. Occupation variables were identified with temperature and energy consumption monitoring procedures and a verification of illumination and equipment power, both developed at the Campus/UFRN administration building. Three simulation models were proposed according to different design phases and decisions. The first model represents early design decisions, simulating the combination of different types of geometry with three levels of envelope thermal performance. The second model, still as a part of early design phase, analyses thermal changes between circulation halls lateral and central and office rooms, as well as the heat fluxes and monthly temperatures in each circulation hall. The third model analyses the influence of middle-design and detail design decisions on energy consumption and thermal performance. In this model, different solutions of roofs, shading devices, walls and external colors were simulated. The results of all simulation models suggest a high influence of thermal loads due to the incidence of solar radiation on windows and surfaces, which highlights the importance of window shading devices, office room orientation and absorptance of roof and walls surfaces

Análise do custo-benefício de sistemas de cobertas em edificações comerciais para o clima de Natal/RN visando eficiência energética

This research consists in studying the influence of the various type of construction systems of roofs with their energy efficiency as well as on the cost benefit for the commercial buildings on the temperatures condition of the city of Natal/RN. The main goal of this research is to analyze the cost benefit of the construction systems of roofs available on the market, taking into consideration the energy efficiency of the commercial buildings artificially air conditioned in order to be used by the projectors and to be adequated to the temperatures condition of the city of Natal/RN. The method of valuation of the cost benefit of roof systems consists in six steps: Features and simulation of the reference building; Analyze of sensitivity; Analyzes, features and simulation of alternatives of roof construction systems; Analyze of the cost of implementation; Analyze of the benefits of the alternatives comparing to the base case; And finally the analyze of the cost benefit. The model type chosen as reference was stores with pre molded buildings and system of roof with fiber ciment and ceiling . The thermal results showed the influence of the roof system on the energy efficiency of the building. The Final results of the simulations of the alternatives comes to a conclusion that the absortance is the variable that presents the best cost benefit relation and the reduction on the thermal transmittance still has limitations because of the high cost

Projeto do complexo ambulatorial do Hospital Universitário João de Barros Barreto visando a critérios de sustentabilidade

The purpose of this dissertation is the architectural project of the ambulatory complex of the Federal University of Pará in Belém. It is a health care establishment whose focus is sustainability, energy efficiency and humanization. This design went through the application of architectural concepts, the study of references (theorical and empirical ones), planning, examining the terrain and its conditions and the preliminay design and resulted in a preliminary architecture blueprint. The empirical research is based on the main building of the Hospital Universitário João de Barros Barreto in Belém, Hospital Sarah Kubitschek of Fortaleza (Architect João Filgueiras de Lima - Lelé) and Hospital e Maternity São Luiz of São Paulo (Architect Siegbert Zanettini). Part of the planning is based on the method "Problem Seeking of Pena and Parshal (2001)". During the development process I sought to incorporate sustainability criterias, energy efficiency and humanization. In relation to sustainability the dissertation focuses on the utilization of rainwater for non-potable usage

Qualificação de edifícios residenciais verticais em Natal/RN à luz do regulamento técnico da qualidade para o nível de eficiência energética de edificações residenciais (RTQ-R)

The goal of the research was to investigate the energy performance of residential vertical buildings envelope in the hot and humid climate of Natal, capital of Rio Grande do Norte, based in the Technical Regulation of Quality for Energy Efficiency Level in Residential Buildings (RTQ -R), launched in 2010. The study pretends to contribute to the development of design strategies appropriate to the specific local climate and the increasing of energy efficiency level of the envelope. The methodological procedures included the survey in 22 (twenty two) residential buildings, the formulation of representative prototypes based on typological and constructives characters researched and the classification of the level of energy efficiency in the envelopment of these prototypes, using as a tool the prescriptive method of the RTQ-R and the parametric analyzes from assigning different values of the following variables: shape of the pavement type; distribution of housing compartments; orientation of the building; area and shading of openings; thermal transmittance, and solar absorptance of opaque materials of the frontage in order to evaluate the influence of these on the envelopment performance. The main results accomplished with this work includes the qualification of vertical residential buildings in Natal/RN; the verification of the adequacy of these buildings to local climate based from the diagnosis of the thermal energy of the envelopment performance, the identification of variables with more significant influence on the prescriptive methodology of RTQ-R and design solutions more favorable to obtain higher levels energy efficiency by this method. Finally, it was verified, that some of these solutions proved contradictory in relation to the recommendations contained in the theoretical approaches regarding environmental comfort in hot and humid weather, which indicates the need for improvement of the prescriptive method RTQ-R and further research on efficient design solutions

Estudo de oportunidades de melhoria de eficiência energética na Rectimold

A melhoria de eficiência energética num contexto mundial é, na atualidade, uma área de grande relevância, devido ao constante aumento dos consumos energéticos, por motivo das necessidades de desenvolvimento dos países. A procura de estratégias de melhoria neste âmbito em ambiente industrial tem o potencial de trazer benefícios comerciais e ambientais significativos. Existem uma infinidade de medidas de eficiência energética e racionalização de consumos, que quando devidamente aplicadas aumentam o desempenho das empresas, com a consequente criação de riqueza e um menor impacte ambiental. O presente projeto teve como principal objetivo o estudo de oportunidades de melhoria de eficiência energética na empresa Rectimold. Esta é uma empresa inserida no ramo da indústria de moldes para injeção de plástico. Uma das etapas do trabalho consistiu na análise global dos consumos energéticos através das faturas, referentes aos anos de 2014 e 2015, onde se verificou que a empresa não está abrangida no âmbito do Sistema de Gestão dos Consumos Intensivos de Energia (SGCIE). Seguidamente, foram instalados analisadores de energia para a recolha de informação detalhada sobre os consumos de energia elétrica. A realização da análise energética incidiu sobre as áreas onde o potencial de economia e redução de consumos será maior, nomeadamente na iluminação, na climatização, na instalação de energias renováveis, no tipo de contratualização de energia elétrica e na introdução de um Sistema de Gestão de Energia (SGE). Nesse âmbito, foram apresentadas diversas propostas para elevar o desempenho energético da empresa, cuja implementação representa uma poupança de consumo energético em cerca de 20%.