Final architecture diploma projects in the analysis of the UPC buildings energy performance

A partir de maig de 2003, per iniciativa del Vicerectorat adjunt d’Edificacions de la UPC, el Centre Interdisciplinari de Tecnologia, Innovació i Educació per a la Sostenibilitat (CITIES) treballa en l’elaboració i la implantació del Pla d’Eficiència en el Consum de Recursos (PECR), amb l’objectiu d’establir polítiques i definir línees d’actuació per a l’estalvi i l’eficiència en el consum dels recursos energètics i d’ aigua en els edificis de la UPC.El PECR contempla, en una de les primeres fases, la realització d’avaluacions energètiques en les edificacions de la UPC per valorar l’estat actual dels edificis i poder establir uns indicadors del seu comportament energètic a partir dels quals establir els objectius d’estalvi i d’eficiència. Per fer aquestes avaluacions, es va crear una línea de projectes finals de carrera (PFC) per a estudiants de l’Escola Politècnica Superior de l’Edificació de Barcelona (EPSEB), sota la coordinació de professors tutors de diferents departaments y amb la col•laboració indispensable de totes les unitats de recolzament de la UPC.Aquesta publicació és la ponència presentada al IV Congrès "Sustainable City", a Tallinn, en el que es va presentar aquest projecte com a una eina de treball amb l'objectiu de reduir l'impacte ambiental dels edificis universitaris en les ciutats.

Teaching, sustainability and environment in UPC buildings

Universities must motivate future professionals so that they are able to apply their experience over and beyond the scientific and technological context. These professionals should also be trained so that they are aware of the current position as regards the economy and limited energy resources, and they must be creative, knowledgeable and committed if they are to rethink the current model.The Departments of Architectural Technology II and Applied Physics, in collaboration with the Interdisciplinary Centre of Technology, Innovation and Education for Sustainability (CITIES), believed that students could be given the opportunity to specialise in the area of sustainable development by means of their final theses [2]. With this objective in mind, a line of theses called Energy Assessments was created as part of the Plan for Resource Consumption Efficiency (PECR). The line was based on a learning strategy that focused on the student.The teaching staff was able to observe that, in terms of cognitive aspects, the students improved their knowledge of environmental issues and the associated skills, and that they were more able to solve problems in the area of sustainability and had greater concerns about this subject matter after having completed their theses.

Disseny de les instal·lacions d’un geriàtric

Aquest projecte té la finalitat de dissenyar les instal·lacions de climatització i ventilació, protecció contra incendis i evacuació, seguretat d'utilització i accessibilitat, la instal·lació solar tèrmica per a l'obtenció aigua calenta sanitària i la instal·lació elèctrica d’un geriàtric, per tal de obtenir el certificat de la llicència d’activitat.

Estudi d'anàlisi de cicle de vida de cubicles amb coberta vegetada

Aquest projecte tracta sobre l'estudi d'unes noves solucions constructives per tal de millorar l'eficiència energètica dels edificis actuals. Per estudiar i obtenir resultats verídics s'utilitzen 4 cubicles reals, existents a Puigverd de Lleida, amb les mateixes dimensions interiors i idèntiques solucions constructives en façana però amb solucions diferents en coberta (2 d'elles amb coberta vegetada amb diferent tipus de drenatge, el tercer amb coberta plana convencional no transitable i el quart amb una solució constructiva considerada com a referència) per tal de comparar-los. És un estudi d'investigació mitjançant un anàlisi de cicle de vida (ACV) dels quatre cubicles utilitzant la base de dades Eco Invent 99.

Projecte de rehabilitació i reconversió en edifici plurifamiliar de l'antiga rectoria de la Curullada

Es projecta la reforma d'un edifici-habitatge donant compliment al CTE i implantant mesures d'eficiència energètica.

Casa unifamiliar a Vallvidrera

L'objecte d'aquest treball és dissenyar una casa unifamiliar situada a Vallvidrera, a la serra de Collserola, al Nord de Barcelona. L'objectiu principal del projecte és substituir la construcció actual per una d'habitable, accessible i més eficient energèticament. Tot i mantenir les línies constructives originals, la morfologia del nou edifici canviarà completament, desenvolupant-se en alçada, dotant a la parcel·la de més espai útil del que ara disposa. El punt de partida d'aquest nou edifici serà l'accés principal a peu de carrer i la redistribució dels espais en funció dels guanys solars.Es objecte del treball també el disseny de l'habitatge a través de solucions constructives menys convencionals. El treball però només n'aborda el disseny, sense entra en els càlculs més específics com els estructurals, s'utilitzen però seccions normalitzades que són habituals en construcció.

Optimización del framework de paralelización de tareas COMPSs

El propósito de este trabajo es optimizar el sistema de gestión de workflows COMPSs caracterizando el comportamiento de diferentes dispositivos de memoria a nivel de consumo energético y tiempo de ejecución. Para llevar a cabo este propósito, se ha implementado un servicio de caché para COMPSs para conseguir que sea consciente de la jerarquía de memoria y se han realizado múltiples experimentos para caracterizar los dispositivos de memoria y las mejoras en el rendimiento.

Produção de biomassa para geração de energia em povoamentos de Pinus taeda L. com diferentes idades

Os objetivos deste trabalho foram quantificar e qualificar a biomassa residual produzida em plantios comerciais de Pinus taeda L., em diferentes idades e sistemas de manejo, visando à geração de energia em sistemas de cogeração. As idades dos povoamentos foram: três anos (primeira poda), seis anos (terceira poda), 10 anos (terceira poda), 12 anos (primeiro desbaste), 14 anos (primeiro desbaste), 16 anos (segundo desbaste) e 24 anos (corte raso). Cinco árvores foram colhidas em cada idade, e seus componentes separados, pesados e analisados quanto ao teor de umidade e ao poder calorífico. Os dados quantitativos e qualitativos foram correlacionados para determinar o potencial de geração de energia elétrica a partir da biomassa florestal. Os plantios de Pinus taeda L. produziram de 30 a 95 t de biomassa florestal/ha, respectivamente, aos 3 e 24 anos de idade. O maior potencial produtivo de biomassa para a geração de energia são o corte raso (24 anos), o primeiro desbaste (14 anos) e a terceira poda (10 anos), respectivamente. O material com melhor qualidade para geração de energia foi o galho, com o menor teor de umidade (54%) e o maior poder calorífico líquido (1.784 kcal/kg), sendo 24, 14 e 10 anos as melhores idades. O sistema de manejo e as práticas silviculturais têm influência, juntamente com a idade, na produção de biomassa por unidade de área. O rendimento energético da biomassa recém-colhida é baixo, necessitando de tratamento prévio para redução do teor de umidade e aumento do poder calorífico líquido.

Balanço energético em galpão de frangos de corte

Com o objetivo de avaliar o fluxo de energia em galpão de frangos de corte, realizou-se estudo de balanço energético após acompanhamento de oito lotes de criação, em galpão comercial da empresa Frango Sertanejo, Sertãozinho - SP. Foi quantificado o poder calorífico de cada componente envolvido no processo de produção (direto e indireto, entradas e saídas), utilizando-os posteriormente para o cálculo do coeficiente de eficiência energética. Determinaram-se os consumos de ração (kg), produção de frango vivo (kg), aves mortas/descartadas (kg), produção de cama de frango (kg), água (L), gás liquefeito de petróleo - GLP (kg), energia elétrica (kWh), combustíveis (L), mão-de-obra (hora-homem), máquinas e implementos (horas) e instalações e equipamentos (m² e horas). O fluxo líquido de energia demonstrou que a atividade possui alto consumo energético, apresentando eficiência energética de 28%. Da energia direta de entrada, 10,2% corresponde à maravalha; 0,3% às aves; 86,5% à ração; 0,8% à eletricidade, e 2,1% ao GLP, e da energia de saída, 46,7% poderia retornar na forma de biogás, por meio da biodigestão anaeróbia da cama, gerando economia, já que se deixa de adquirir GLP para consumo no galpão.

Potencial de redução do consumo de energia elétrica pela utilização de aquecedores solares no Estado de Goiás

O presente trabalho analisa a viabilidade técnica da redução do uso de energia elétrica pela substituição dos chuveiros elétricos por aquecedores solares e apresenta uma análise da redução do custo mensal de energia elétrica para os diferentes municípios de Goiás. Por meio do processamento de dados climatológicos e com o auxílio do aplicativo de informações geográficas SPRING®, foram calculados os valores de irradiâncias (MJ m-2 anual-1) e do número de horas anuais de brilho solar sobre a superfície da Terra e no topo da atmosfera, respectivamente, para os municípios do Estado de Goiás. Com base em dados censitários, calcularam-se o consumo médio de energia elétrica mensal por domicílio (kWh mês-1) e o total anual (kWh ano-1). Analisou-se a redução do custo mensal de energia elétrica por domicílio pela substituição de chuveiros elétricos com diferentes potências comerciais por aquecedores solares. Analisaram-se, ainda, a redução da vazão que passa na turbina (m³ s-1) da principal usina hidrelétrica de Goiás e a relação entre a redução da potência total anual (kW) e a potência gerada por essa usina (kW). Procedeu-se, finalmente, à análise econômica, avaliando-se a relação custo/benefício da substituição proposta. Os resultados mostraram redução média mensal da conta de energia de R$ 36,92 e média de 13 meses para o retorno do capital investido. Pôde-se concluir pela viabilidade técnica, econômica e ambiental da substituição dos chuveiros elétricos pelos sistemas aquecedores/reservatórios térmicos.

Viabilidade técnico-econômica do uso de diferentes tecnologias de iluminação para indução de fotoperíodo na produção de mudas de crisântemo

Em função de suas características fisiológicas, as mudas de crisântemo necessitam de luz suplementar para evitar formação de botão floral. Isto é feito no período noturno. O presente trabalho visou a analisar a viabilidade técnico-econômica de substituir-se a atual tecnologia de iluminação artificial utilizada pelos produtores (lâmpadas incandescentes) para efeito de indução de fotoperíodo em ambiente protegido, pela tecnologia de lâmpadas de descarga, com o objetivo de reduzir o consumo de energia elétrica utilizada no processo. As lâmpadas de descarga possuem maior vida útil e apresentam menor consumo de energia quando comparadas às lâmpadas incandescentes. Os resultados das análises permitem concluir que a lâmpada fluorescente compacta integrada amarela, de 23 W, é a que apresenta viabilidade técnica e econômica para tal substituição.

Sustentabilidade na produção de leite: balanço energético em sistema intensivo de produção com visão focada nos processos

O objetivo deste trabalho foi analisar as atividades de produção de leite em sistema intensivo, classificá-las em processos de produção e projetá-las em valores energéticos em Mapa de Fluxo de Valores Energéticos (MFVE). Na pesquisa, realizada em uma fazenda do município de Córrego Fundo-MG, foi feito um estudo dos fluxos energéticos na produção, sendo todo o sistema dividido em processos de produção de milho para silagem, alimentação do rebanho, ordenha, sanidade animal, manejo sanitário e controle de produção. Foram levantados os empregos de energia direta e indireta nos processos produtivos em 2011. O valor unitário da energia empregada na produção de um litro de leite foi de 7,42 MJ kg-1, com eficiência energética de 34,56%. Por meio do Mapa de Fluxo de Valores Energéticos (MFVE) proposto, foi possível visualizar a participação energética para cada processo produtivo, viabilizando a aplicação de ações de planejamento e controle da produção direcionada à melhor eficiência econômica, ambiental e social.

Allocation of GHG emissions in a paper mill, an application tool to reduce emissions

El sector de pasta i paper és considerat un dels set sectors industrials més intensius en consum energètic. La producció i consum d'electricitat i de vapor esdevenen les fonts majoritàries d'emissions de gasos d'efecte hivernacle en aquest sector industrial. Les fàbriques papereres poden assolir objectius de reducció d'emissions mitjançant reducció en origen (substitució de combustibles, introducció d'energies renovables) o bé a partir de mesures d'eficiència energètica en el propi procés. En aquest context, s'ha desenvolupat un mètode de distribució d'emissions que permet assignar a cada unitat d'operació del procés paperer, el seu grau de responsabilitat en emissions. També s'han avaluat diferents mètodes de càlcul de factors d'emissió de vapor i electricitat, tant per plantes de cogeneració com per sistemes individuals. A partir d'aquesta avaluació s'han proposat nous mètodes alternatius als analitzats. Aquests mètodes i els factors d'emissions s'han aplicat a dues fàbriques papereres catalanes.

A arquitectura bioclimática mediterrânica : um equilíbrio entre duas estações

A particularidade do clima mediterrânico traduz-se num Inverno frio, embora não muito rigoroso e num Verão muito quente mas relativamente curto. As habitações têm por norma serem concebidas face aos climas predominantes, sendo nos casos mediterrânicos obrigadas a satisfazer simultaneamente as necessidades de Inverno e de Verão. A Arquitectura Bioclimática só adquire significado conhecendo-se plenamente o clima em questão; deste modo, há que encontrar um equilíbrio entre as amplitudes térmicas. É neste equilíbrio/consenso que se definem os princípios bioclimáticos, nas boas e más opções de concepção e construção, nas cedências e aquisições de energia para que se atinja uma temperatura confortável e qualidade do ar interior na habitação. Estas questões não se relacionam primariamente com a Ecologia, mas com a eficiência energética e a habitabilidade dos edifícios de modo a promover o bem-estar da pessoa.

Jardins Verticais : um contributo para os espaços verdes urbanos e oportunidade na reabilitação do edificado

O Homem tem privilegiado a vida no meio urbano, em detrimento do rural, por mais oportunidade de emprego e melhores condições de vida. As cidades cresceram de forma acelerada, sobretudo depois da Revolução Industrial do século XVIII, crescimento sem controlo, repercutindo-se num desajustado planeamento urbano, ambiental, humano, social e económico. De uma forma, as paisagens verdes e naturais, foram substituídas por densas manchas cinzentas de construção, criando afastamento crescente do Homem com a Natureza. Os Jardins Verticais poderão ter um papel fundamental revestindo de forma verde e natural as fachadas dos edifícios, numa tentativa de colmatar o afastamento entre ambos. Para além destes aspectos, os Jardins Verticais proporcionam inúmeras vantagens para o edifício, de que se destacam a eficiência energética e acústica, a protecção da estrutura do edificado ou a melhoria da qualidade do ar interior. Estes também importantes para a envolvente, como na redução do efeito ilha de calor, no aumento da biodiversidade, na melhoria da qualidade do ar exterior, mas sobretudo porque proporcionam ao Homem uma sensação de saúde e conforto, exclusivo da Natureza. Tendo em conta o estado de degradação do edificado nas grandes cidades, e tomando como exemplo particular a cidade do Porto, o recurso aos Jardins Verticais poderá ser uma solução viável para a reabilitação urbana, mudando a imagem de degradação, propondo uma imagem mais “verde” e contribuindo para o nível de sustentabilidade. Partindo deste pressuposto, propõe-se como aplicação do conhecimento adquirido no estudo desenvolvido e aqui apresentado, o recurso a Jardins Verticais como estratégia de reabilitação de edifícios da cidade do Porto. Inspirado na técnica e mestria de Patrick Blanc, resultou um “pormenor-tipo”, como base para a aplicação de Jardins Verticais no edificado social da cidade, experimentado em 10 estudos práticos, tirando-se partido das vantagens supra-mencionadas.