Análise energética e ambiência de modelos arquitetônicos propostos pelo programa nacional de habitação rural

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Avaliação energética econômica do agroecossistema algodão: uma abordagem entre sistemas familiares de produção do Paraguai e do Brasil

The objective of this work was to evaluate the energy and economic efficiency indexes per unit of cotton agro-ecosystem area in family production systems of Paraguay and Brazil; and, to establish a relationship between the energy and economic. Typologies presented by the Program to Support Small Cotton Holdings (Paraguay), and by the National Program for Strengthening Family Agriculture (Brazil). Family systems of the two countries were identified; these are located from Paraguay (San Juan–CA) and from Brazil (Leme–SP). To construct the energy expenditure structure of the cotton agro-ecosystem, as well as to assess the economic efficiency, the mean values obtained were considered, when they presented similarities in production systems and they were within the typology proposed in this study. From the technical itinerary observed the Paraguayan agro-ecosystem depended (fossil fuel 56.76%) and industrial source (35.99%). Thus, the energy balance of the agricultural stage was established, which attained a value of 17,740.69 MJ ha-1; an energy efficiency of 5.28, and a cultural efficiency of 3.04. The Brazilian agro-ecosystem depended on energy from industrial source (insecticides 39.82%) and from fossil fuel (33.59%); it reached an energy balance of 19,547.88 MJ ha-1; an energy efficiency of 2.12, and a cultural efficiency index of 0.71. In the economic and energy indicator ratio, with regard to the months referring to the harvest time, that is to say, March, April, and May, the maximum economic efficiency indicator of paraguay was attained in the month of May (1,00), and from Brazil in the month of May (1,71). Both production systems analyzed were presented efficient, however, dependent of external circumstances and non-renewable energy sources.

Valiação energética e econômica do agroecossistema algodão: uma abordagem entre sistemas familiares de produção do Paraguai e Brasil

The objective of this work was to evaluate the energy and economic efficiency indexes per unit of cotton agro-ecosystem area in family production systems of Paraguay and Brazil; and, to establish a relationship between the energy and economic. Typologies presented by the Program to Support Small Cotton Holdings (Paraguay), and by the National Program for Strengthening Family Agriculture (Brazil). Family systems of the two countries were identified; these are located from Paraguay (San Juan–CA) and from Brazil (Leme–SP). To construct the energy expenditure structure of the cotton agro-ecosystem, as well as to assess the economic efficiency, the mean values obtained were considered, when they presented similarities in production systems and they were within the typology proposed in this study. From the technical itinerary observed the Paraguayan agro-ecosystem depended (fossil fuel 56.76%) and industrial source (35.99%). Thus, the energy balance of the agricultural stage was established, which attained a value of 17,740.69 MJ ha-1; an energy efficiency of 5.28, and a cultural efficiency of 3.04. The Brazilian agro-ecosystem depended on energy from industrial source (insecticides 39.82%) and from fossil fuel (33.59%); it reached an energy balance of 19,547.88 MJ ha-1; an energy efficiency of 2.12, and a cultural efficiency index of 0.71. In the economic and energy indicator ratio, with regard to the months referring to the harvest time, that is to say, March, April, and May, the maximum economic efficiency indicator of paraguay was attained in the month of May (1,00), and from Brazil in the month of May (1,71). Both production systems analyzed were presented efficient, however, dependent of external circumstances and non-renewable energy sources.

Estabilidade de paredes duplas de alvenaria ensaios de eficiência do grampeamento

As paredes de alvenaria não-resistentes têm sido, ao longo do tempo, amplamente utilizadas em fachadas, principalmente como material de enchimento. Este tipo de paredes detêm um papel de elevada importância em sistemas complexos como são os edifícios, uma vez que, separam o interior do ambiente exterior desenrolando um papel chave no desempenho dos edifícios, bem como no conforto dos seus utilizadores. Numa tentativa de aumentar a eficiência energética dos edifícios, vários países têm vindo a utilizar paredes duplas de alvenaria, a fim de criar caixas de ar ou espaços para colocar materiais de isolamento. No entanto, se este tipo de construção não for bem aplicado pode conduzir a patologias ou até mesmo ao colapso das paredes para fora do plano, particularmente devido a forças extremas como os sismos. Esta dissertação tem como objetivo apresentar uma campanha experimental que foi desenvolvida, a fim de investigar a influência do grampeamento em paredes duplas de alvenaria quando submetidas a cargas de compressão. Durante o estudo foram construídos diferentes provetes de paredes duplas de alvenaria onde foram aplicados diferentes tipos e quantidades de grampos. Para além disso, os grampos foram colocados em diferentes posições nas paredes, levando a uma quantidade significativa de variáveis. As cargas axiais aplicadas nos provetes, com o uso de um macaco hidráulico, serviram para averiguar e avaliar o número ideal e posição dos grampos contribuindo, portanto, para entender o cuidado necessário na construção de paredes duplas de alvenaria.

Plano de ação para a sustentabilidade energética do Município de Vale de Cambra

O crescimento exponencial da população mundial que assentou essencialmente na utilização de combustíveis fósseis e o facto de aproximadamente ¾ da população mundial viver em cidades, criou uma situação insustentável de emissões de CO2 para a atmosfera. No sentido de minimizar e tentar reverter este comportamento a União Europeia criou o programa Pacto dos Autarcas, que visa o comprometimento de um território em reduzir as suas emissões de CO2 em, pelo menos, 20% até 2020, através do chamado Plano de Ação. O presente trabalho pretende desenvolver um possível Plano de Ação para a Sustentabilidade Energética para o município de Vale de Cambra. Da realização da matriz energética para este município foi inventariado o consumo de 47.154 tep e respectivas emissões de CO2 associada de 108.084 toneladas, para o ano de referência 2012. Face ao estudo compreendido entre 2002 e 2012 são previstos consumos e emissões na ordem de 54.327 tep e 123.059 toneladas de CO2 respetivamente até 2020 caso não sejam tomadas medidas para inverter essa tendência. Baseado na interpretação da matriz energética criada, propõe-se um conjunto de ações nas áreas da indústria, mobilidade, edifícios, energias renováveis, eficiência energética, governabilização e ainda sensibilização/formação para obter uma redução de 20% das emissões e consumo em 2020, passando para 98.447 toneladas de CO2 emitidas e 43.462 tep respetivamente. Conclui-se que o planeamento energético de um território é de elevada importância porque permite articular vários aspectos, conseguindo aumentar a protecção do ambiente (com a redução de emissões de gases efeito de estufa) e aumentando a eficiência energética do território, aumenta a sua competitividade económica e consequentemente maior oportunidade de investimentos externos, criando mais oportunidades de emprego e bem-estar social.

UBS RN-7: proposta arquitetônica para um padrão flexível de unidade básica de saúde para a zona bioclimática 7 do RN, com ênfase na sustentabilidade ambiental

Standardization and sustainability: these two apparently antagonistic words find the challenge of uniting in a flexible architectonic proposal. This was the idea that motivated the proposal of this assignment, whose appearing is bound up with the necessity of thinking about standardized spaces that attend on functional criterias and environmental sustainability, in reply to an existing real demand. The assignment consists of an architectonic proposal for a flexible standard of a Basic Unit of Health for the bioclimatic zone 7 of RN (UBS RN-7), with emphasis in the environmental sustainability. The project contemplates innumerable involved variables, such as: obedience to the current law of the Health Ministry for the UBSs; formal/aesthetic aspects; criterias of expansiveness of the UBS I for the UBS II; relative aspects to the constructive rationality and, mainly, sustainability aspects. With the intention to unite the variables and, also, glimpsing a proposal that could reach a good functional performance, aesthetic, of environment comfort and energetic efficiency, it was also necessary to consider concepts about the flexibility of the envelopment. The elaboration of the architecture first draft was based on bibliographical research, conceptual studies and references, elaboration of the architectonic program and the draft development for the UBS port I and the UBS port II. To the end, an implantation data sheet for the project is proposed for the UBS standard project, where strategies of thermal isolation, shadowing and thermal inertia are adopted and combined to three possible types of lot, resulting in 24 possibilities of implantation

Performance Energética no contexto do sistema LEED

Com o aumento constante de procura de recursos naturais por parte dos vários setores da sociedade é urgente encontrar soluções para reduzir o seu consumo sem se travar a expansão demográfica que se tem vindo a sentir nos grandes centros urbanos. É através da implementação de medidas de sustentabilidade e pelo aumento da eficiência de utilização desses recursos que se tem vindo a combater esta tendência cada vez maior de consumismo global, sendo isto apenas possível com a implementação de ferramentas tecnológicas avançadas que permitem estabelecer limites ao considerado eficiente e premiando, em termos financeiros e de imagem de marketing, as entidades que o alcancem. O LEED é um sistema de certificação de sustentabilidade voluntário de edifícios residenciais e comerciais que estabelece métricas de comparação de parâmetros indicadores de consumos energéticos, hídricos e de materiais em todo o ciclo de vida do edifício e que tem vindo a ganhar destaque em crescendo a nível mundial. Esta dissertação teve como objetivo comparar a performance de consumo energético no âmbito do sistema LEED com a do sistema de certificação energética de edifícios nacional (SCE) de um grande edifício de serviços, estabelecendo um paralelismo de semelhanças e diferenças entre os dois e de avaliar os efeitos de potenciais medidas de eficiência energética e seus efeitos nas classificações de mérito obtidas em cada sistema. Os resultados obtidos na simulação que permitiu avaliar a performance foi muito satisfatório, tendo sido aproveitado pela empresa para efeitos de certificação LEED do edifício em estudo.

Auditoria Energética à Escola Secundária Padre Benjamim Salgado - Vila Nova de Famalicão

A dependência energética das grandes economias mundiais alertou o mundo para a necessidade de mudar o comportamento relativo ao consumo de energia. O aumento dos custos energéticos tem induzido ao uso racional da energia por parte das organizações, implicando uma monitorização permanente nas instalações. A eficiência energética é um tema que tem vindo a assumir grande importância nos dias de hoje na nossa sociedade, não só pelos compromissos internacionais assumidos, como também pelo combate ao desperdício energético. Esta dissertação relata o estágio curricular na Agência de Energia do Ave, que inclui uma auditoria energética à escola Padre Benjamim Salgado. O estágio visou essencialmente a contribuição para um modelo de desenvolvimento sustentável, na procura de alternativas com menor impacto ambiental, introduzindo conceitos de eficiência energética e ambiental nos processos de planeamento. Acções de sensibilização e auditorias energéticas foram os projetos que, durante o período curricular, tiveram maior intervenção por parte do autor desta dissertação, tendo em vista a mudança de hábitos de consumo energético na sociedade. A auditoria energética à escola Padre Benjamim Salgado, Joane Vila Nova de Famalicão, apresenta uma abordagem para a determinação da redução dos custos de energia, mantendo o conforto para os seus ocupantes. A escola em análise configura um Grande Edifício de Serviços (GES) à luz de uma análise térmica feita ao edifício escolar, com os valores de eferência atualizados, com entrada em vigor a 31 de dezembro de 2015, ao abrigo da nova regulamentação (decreto-lei n.º118/2013, 20 de Agosto) verificando-se o cumprimento dos requisitos mínimos definidos na Portaria n.º 349/2013 do atual decreto. Foi ainda efetuada, após um levantamento exaustivo, uma análise detalhada das faturas de energia, gás e água, e de todos os equipamentos consumidores de energia que se encontram instalados na instituição.

Implicação das Alterações Legislativas ao Regulamento de Desempenho Energético de Edifícios de Habitação nas Soluções Construtivas

A presente dissertação centra-se no estudo das implicações originadas, ao nível das soluções construtivas presentes na envolvente dos edifícios de habitação, pelas recentes alterações efetuadas ao Regulamento de Desempenho Energético de Edifícios de Habitação (REH). Com o intuito de aferir o desempenho energético, através da aplicação do REH, considerou-se como caso de estudo um edifício de habitação novo, unifamiliar com tipologia T3, localizado a cerca de 10 metros acima do nível médio das águas do mar e na periferia da zona urbana de Vila Nova de Gaia. Após o levantamento das necessidades energéticas do edifício em estudo, realizaram-se diversas simulações, com o intuito de identificar e quantificar as alterações provocadas pela entrada em vigor da Portaria 379-A/2015, de 22 de outubro. Inicialmente estudou-se o comportamento térmico da habitação unifamiliar admitindo diferentes soluções construtivas: as soluções que cumpriam com as exigências em vigor até ao final de 2015 e as que cumprem as imposições atuais. Desta forma tentou perceber-se quais as implicações dessas alterações nas necessidades energéticas da habitação. Em seguida, e utilizando o mesmo conceito da simulação inicial, fez-se um estudo considerando que a fração se situava nas diferentes zonas climáticas existentes em Portugal. Para que tal fosse possível, teve que se considerar a implantação da habitação em diferentes localizações geográficas e a diferentes altitudes. Também se procurou avaliar a importância que as pontes térmicas planas assumem nas transferências de calor, nas duas estações. Assim, foi necessário fazer um pré- dimensionamento da solução estrutural adotada, quantificar a área destes elementos e o respetivo coeficiente de transmissão. Quantificou-se, posteriormente, quais as necessidades energéticas obtidas com a solução estrutural perfeitamente definida e as que se obteriam se se desprezasse a sua existência. Com as análises comparativas dos diferentes resultados obtidos, verificou-se que as atualizações das exigências regulamentares a que os edifícios de habitação estão sujeitos originam grande impacto nos sistemas construtivos adotados.

Gestão Técnica Centralizada em Edifícios da Força Aérea

A investigação centra-se na aplicação da Gestão Técnica Centralizada como instrumento para a melhoria da eficiência energética dos edifícios e infraestruturas da Força Aérea Portuguesa e diminuição de pessoal afeto à sua manutenção, tendo por base, dois casos de estudo, o edifício QC12 do Centro de Formação Militar e Técnica da Força Aérea e o ECOTERMOLAB, pertencente ao Instituto de Soldadura e Qualidade. Da análise desenvolvida conclui-se que o funcionamento dos edifícios ECOTERMOLAB e QC12, com controlo por GTC, representam anualmente uma diminuição de consumo energético em 30% e 44% respetivamente e, uma redução de 50% nos recursos humanos afetos à instalação do QC12. Da viabilidade económica obtiveram-se as métricas de Valor Atual Líquido e a Taxa Interna de Rentabilidade positivos e um Período de Recuperação do Investimento, de 11,5 anos para ECOTERMOLAB e 10,7 anos para QC12. Por fim, teceram-se algumas recomendações, dirigidas à Força Aérea Portuguesa, com o intento de melhorar a eficiência energética elétrica e a redução de recursos humanos afetos. Abstract: The research is focused in the application of the Centered Technique Management as an instrument to improve the Portuguese Air Force buildings and infrastructures’ energetic efficiency and to reduce the staff in charge of its maintenance, based on two study cases, QC 12 building in The Air Force Military and Technique Training Center and ECOTERMOLAB, which belongs to Instituto de Soldadura e Qualidade (Quality and Welding Institute). From the analysis, one can conclude that the functioning of the ECOTERMOLAB and QC12 buildings, with GTC control, represents an annual consumption of less 30% and 44% respectively and a 50% reduction in the human resources of the QC 12. From the economical viability, it was possible to get the figures of the Net Present Value and the Internal Rate of Return and a Period of Return on Investment of 11,5 years for ECOTERMOLAB and 10,7 years for QC 12. Finally, some recommendations to the Portuguese Air Force were made, aiming the improvement of the electrical energetic efficiency and a reduction in human resources.

UBS RN-7: proposta arquitetônica para um padrão flexível de unidade básica de saúde para a zona bioclimática 7 do RN, com ênfase na sustentabilidade ambiental

Standardization and sustainability: these two apparently antagonistic words find the challenge of uniting in a flexible architectonic proposal. This was the idea that motivated the proposal of this assignment, whose appearing is bound up with the necessity of thinking about standardized spaces that attend on functional criterias and environmental sustainability, in reply to an existing real demand. The assignment consists of an architectonic proposal for a flexible standard of a Basic Unit of Health for the bioclimatic zone 7 of RN (UBS RN-7), with emphasis in the environmental sustainability. The project contemplates innumerable involved variables, such as: obedience to the current law of the Health Ministry for the UBSs; formal/aesthetic aspects; criterias of expansiveness of the UBS I for the UBS II; relative aspects to the constructive rationality and, mainly, sustainability aspects. With the intention to unite the variables and, also, glimpsing a proposal that could reach a good functional performance, aesthetic, of environment comfort and energetic efficiency, it was also necessary to consider concepts about the flexibility of the envelopment. The elaboration of the architecture first draft was based on bibliographical research, conceptual studies and references, elaboration of the architectonic program and the draft development for the UBS port I and the UBS port II. To the end, an implantation data sheet for the project is proposed for the UBS standard project, where strategies of thermal isolation, shadowing and thermal inertia are adopted and combined to three possible types of lot, resulting in 24 possibilities of implantation

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.

Comparabilidade energética entre sistemas de ciclo de 1 andar e de 2 andares

Este trabalho faz uma análise comparativa do desempenho termodinâmico, num mesmo fluído frigorigéneo, de ciclos frigoríficos em diferentes regimes térmicos, de modo a avaliar as vantagens na utilização da compressão em dois andares sobre a compressão em andar único, para as mesmas temperaturas de evaporação e condensação, nos respectivos permutadores de calor. No estudo o escoamento do fluído é considerado sem perdas de carga, as expansões isentálpicas e as compressões isentrópicas. Os vários rendimentos têm valor unitário de modo a não particularizar o resultado. As temperaturas de regime neste trabalho são -40ºC para a evaporação do fluído e de 40ºC para a sua condensação. As temperaturas intermédias estão no intervalo situado entre -20ºC e 8ºC, com intervalos de 1ºC entre si. Os processos alvo de observação são arrefecimento intermédio (intercooler), remoção do título de vapor à pressão intermédia (flash gas removal), e a combinação dos dois num único processo, com a injecção total de fluído, para o mesmo fluído refrigerante, o NH3 Seguidamente foi analisada a opção em cascata para NH. Foram quantificados valores de COP utilizando compressão seca e compressão húmida. 3/NH3 e em dois fluidos, NH3/CO2 Constatou-se que o processo intercooler e flash gas removal em sistema combinado em compressão seca tem desempenho cerca de 15,5% superior ao ciclo de compressão num só andar, e que a compressão húmida tem melhor desempenho do que a compressão seca, nomeadamente o melhor desempenho na compressão húmida é 11,7% superior ao melhor desempenho na compressão seca.

Energia solar térmica: uma contribuição para a melhoria do RCCTE

O presente estudo pretende avaliar o desempenho energético dos vários sistemas de preparação de águas quentes sanitárias (AQS) em edifícios de habitação. Segundo o RCCTE, decreto de lei nº 80/2006 de 4 de Abril, o recurso a sistemas de colectores solares térmicos é obrigatório sempre que haja uma exposição solar adequada. O RCCTE indica parâmetros de referência para o dimensionamento e cálculo do desempenho do sistema solar térmico. Indica nomeadamente um consumo de AQS a 60º C médio de referência de 40 l por pessoa e exige uma área mínima de captação na base de lm2 de colector padrão por ocupante convencional previsto. Existe no mercado a tendência para dimensionar o sistema para o mínimo exigido pela lei. Este relatório mostra que os parâmetros de referência do RCCTE estão desajustados à realidade portuguesa. Segundo este estudo, o consumo médio diário é o dobro do referido, resultando na redução muito significativa do desempenho energético do sistema solar, dado que existe um subdimensionamento da área de captação. Nestas condições, conclui-se que um sistema tradicional de esquentador a gás é mais eficiente que um sistema de colectores solares térmicos com apoio por efeito de Joule. Em Portugal, cerca de 35% dos sistemas solares em edifícios de habitação, utilizam esta energia de apoio. Este estudo apresenta fortes fundamentos para se rever os parâmetros de referência do RCCTE e permite concluir que o apoio por efeito de Joule, nas actuais condições, não deve ser permitido.

Patologia em paredes de alvenaria de tijolo

O presente trabalho procurou abordar a patologia mais comum de que “padecem”, mais tarde ou mais cedo, as paredes de alvenaria do tijolo. A construção em alvenaria de tijolo, além de tradicional, e ainda muito usada no nosso país, pelo que, neste trabalho se visa quer as novas construções – de forma a evitar erros de concepção, projecto e de execução, e a minimizar o aparecimento precoce de patologias – quer a recuperação de edificações mais antigas, sobretudo aquelas que se localizam nas “zonas históricas” das pequenas e das grandes cidades. Começou-se assim por estudar o elemento constituinte – o tijolo – desde o seu fabrico até ao processo de certificação. A concepção, projecto e execução de novas construções com alvenaria de tijolo, tem especial relevo neste trabalho, onde se analisaram questões sociais, económicas e ambientais no que concerne á escolha deste material, mas também o seu comportamento ao nível térmico-higrométrico e acústico, e sua eficiência energética. Considerou-se importante a elaboração de um levantamento, não exaustivo, da legislação em vigor sobre a matéria, com um pequeno destaque para o Eurocódigo 6 e o 8. Pensando sobretudo na resolução dos problemas que surgem em edifícios mais antigos abordou-se a fase de diagnóstico que permitirá escolher as técnicas adequadas da recuperação do edifício.