Avaliação do desempenho térmico de tintas reflectantes em fachadas por análise termográfica

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Civil - Perfil Construção

Contributo do Ecotect para o estudo da eficiência energética em edifício de habitação

Dissertação para obtenção do Grau Mestre em Engenharia Civil Perfil de Construção

Torrefação de biomassa de Arundo donax L. e de Phoenix canariensis com vista à sua valorização energética ou material

A torrefação é vista como um pré-tratamento térmico que introduz modificações na biomassa, ou em resíduos de biomassa, que facilitam o seu processamento mecânico e aumentam a sua estabilidade e densidade energética, potenciando, assim, uma valorização posterior. Neste trabalho, estudou-se o impacte da torrefação na gama de 200 a 350 ºC e tempos de residência entre 15 e 90 min nas propriedades da biomassa proveniente da herbácea Arundo donax L. e das palmeiras Phoenix canariensis, espécies muito abundantes em vários locais do país, tendo em vista a sua posterior valorização. A proliferação descontrolada do arundo e a praga do escaravelho das palmeiras leva a que estas espécies sejam alvo de frequentes operações de remoção. A sua estrutura altamente fibrosa dificulta e encarece estas operações, que acarretam custos significativos para as câmaras municipais, e não se conhecem medidas para a sua valorização material ou energética. A torrefação foi também aplicada a peletes de resíduos de pinheiro, na gama de 200 a 250 ºC e com tempos de residência de 30 e 60 min, para averiguar o seu impacte na qualidade desse biocombustível sólido. A torrefação permitiu obter peletes mais resistentes à biodegradação, devido à redução do teor de humidade para valores residuais, sem aumentar significativamente o seu teor de cinzas e sem afetar de forma relevante a sua durabilidade, o teor de finos ou a densidade aparente. Com a biomassa de arundo e de palmeira obtiveram-se produtos com maior poder calorífico e com melhor moabilidade. No entanto, a acentuada diminuição dos rendimentos mássico e energético e o elevado teor de cinzas constrangem a sua utilização como biocombustíveis sólidos. Desta forma, optou-se por testar a sua valorização como adsorventes do corante azul de metileno, bastante comum, por exemplo, na indústria têxtil, nos curtumes ou nas industrias do papel. Os estudos de adsorção revelaram maior afinidade pelo corante por parte da biomassa sujeita a torrefação mais ligeira, com eficiências de remoção muito próximas das do carvão ativado comercial, para concentrações iniciais de corante até 200 mg/L. As isotérmicas foram melhor ajustadas ao modelo de Langmuir, que revelou capacidades máximas de adsorção na monocamada entre 59,92 e 92,68 mg/g, tendo as curvas de cinética sido melhor descritas pelo modelo de pseudo-segunda ordem. A adsorção é bastante rápida nos primeiros minutos, essencialmente devido a atrações eletrostáticas, sendo inicialmente controlada pela difusão no filme e depois pela difusão nos poros. Os adsorventes revelaram seletividade por um corante catiónico e permitiram dessorção de corante, ao contrário do verificado com o carvão ativado comercial, o que é um aspeto da maior relevância tendo em mente a regeneração do adsorvente e a recuperação do corante.

Cálculo dos níveis ótimos de rentabilidade para o desempenho energético de habitações residenciais unifamiliares objeto de reabilitação

Dissertação de mestrado em Construção e Reabilitação Sustentáveis

Reabilitação de edifícios escolares - Níveis ótimos de rentabilidade na reabilitação de edifícios escolares em Portugal

A Comissão Europeia tem criado e atualizado diversas diretivas que promovem a eficiência energética, sendo necessário atuar nos diversos setores de atividade. O sector dos edifícios é preponderante, sendo responsável por cerca de 40% dos consumos finais de energia. Nos edifícios públicos, a melhoria da eficiência pode contribuir para reduzir as despesas assumidas pelos órgãos de poder e melhorar as condições de conforto dos utilizadores. Alguns municípios têm vindo a realizar intervenções de melhoria no parque escolar, não só para proporcionarem melhores condições de conforto aos alunos, mas também para melhorarem o desempenho energético e reduzirem os encargos. Com base no caso de estudo de uma escola básica de tipologia P3, através de uma análise de custos de ciclo de vida, são identificadas as medidas de melhoria do desempenho energético com melhores resultados na redução do custo global. As medidas com impacto mais relevante quer ao nível da redução de custos quer na redução dos consumos energéticos, foram a substituição da iluminação e dos envidraçados. A introdução de isolamento nas paredes e cobertura, apesar do impacto reduzido tanto ao nível dos custos como na energia, afiguram-se, em algumas das soluções testadas, também rentáveis. Tendo em vista o objetivo final de transformar estes edifícios em edifícios de emissões nulas de CO2 eq. até 2020, é possível aferir que: -As medidas de melhoria da envolvente opaca, apesar de pouco relevantes, podem ser, ainda que marginalmente, rentáveis; -A melhoria do desempenho energético de envidraçados e da iluminação são medidas essenciais; -A aproximação ao objetivo de emissões nulas só é atingível com a introdução de sistemas

Estudo de revestimentos ativos para o isolamento térmico de edifícios

Dissertação de mestrado em Sustentabilidade do Ambiente Construído

Otimização de custos, consumos energéticos e emissões de gases com efeito de estufa na reabilitação de edifícios residenciais de baixa densidade

Dissertação de mestrado integrado em Engenharia Civil

Análise custo-benefício da integração de painéis solares térmicos na reabilitação de um edifício

Dissertação de mestrado integrado em Engenharia Civil

Comparação do Coeficiente Global de Perdas de Calor para casa de vegetação aquecida usando diferentes técnicas para eficiência energética

O Coeficiente Global de Perdas de Calor (U) permite o equacionamento das necessidades térmicas de uma casa de vegetação climatizada. No presente trabalho, determinou-se esse coeficiente cujo referencial foi uma casa de vegetação localizada em Madri (Espanha), em que foram utilizadas medidas noturnas de temperatura do ar no interior, no exterior, bem como o consumo de energia para aquecimento. As comparações entre as técnicas de aquecimento utilizadas foram: solo radiante e aerotermos combinados com duas técnicas que visavam a promover melhor aproveitamento térmico, ou seja, a utilização de cobertura plástica formando dupla capa ou a utilização de túnel plástico. Os menores coeficientes foram conseguidos para a utilização de solo radiante com túnel e aerotermos com dupla capa com 7,19 W m-2 ºC-1 e 9,11 W m-2 ºC-1, respectivamente; o maior valor dentre os coeficientes nas condições estudadas foi 15,13 W m-2 ºC-1 ao considerar o uso de aerotermos sem utilização de plásticos. Conclui-se, portanto, que os resultados comprovam o melhor rendimento térmico para as técnicas ensaiadas.

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.

Análise energética de sistemas de aquecimento de água com energia solar e gás

Esta Tese apresenta uma análise do comportamento térmico de um sistema de aquecimento de água combinando energia solar e gás como fontes energéticas. A ênfase desta análise está na influência que a forma de conexão dos coletores solares e do circuito da fonte auxiliar de energia ao reservatório exercem sobre a eficiência e o custo de operação do sistema. O trabalho engloba uma montagem experimental, caracterização de componentes, validação experimental de um programa de simulação, análises de eficiência utilizando o programa e análises econômicas com dados simulados. Na fase experimental desta Tese, foram montados três sistemas de aquecimento de água. Dois sistemas utilizando reservatórios verticais e um sistema utilizando reservatório horizontal. Os sistemas foram montados com componentes similares: reservatórios metálicos isolados termicamente com capacidade de 600 litros (verticais), reservatório de polietileno isolado termicamente com capacidade de 600 litros (horizontal), 2 coletores solares de placas planas, tubulação de cobre e aquecedores a gás de passagem de 7,5 l /min. Os componentes foram caracterizados mediante a curva de eficiência dos coletores solares, eficiência dos aquecedores a gás de passagem e o coeficiente de perdas térmicas dos reservatórios Sensores foram instalados para monitorar os sistemas em operação. Os sinais dos sensores foram medidos através de uma central de aquisição de dados conectado a um computador. Temperaturas, irradiância solar, consumo de gás e consumo de água foram registrados ao longo do tempo. Os resultados experimentais foram comparados com resultados calculados por meio de um programa desenvolvido no Laboratório de Energia Solar apresentando boa concordância. Utilizando o mesmo programa determinou-se a configuração do sistema de aquecimento de água com energia solar e gás mais eficiente para a cidade de Porto Alegre com um determinado perfil de consumo. Outros tipos de sistemas de aquecimento de água foram simulados para atender o mesmo perfil de demanda. Análises econômicas comparando estes sistemas entre si foram realizadas considerando diversos cenários econômicos.

Uma análise energética da cristalização por resfriamento na indústria da cana-de-açúcar

Os mercados dos produtos oriundos da cana-de-açúcar no mundo vêm sofrendo nos últimos anos mudanças estruturais significativas. No cenário brasileiro, houve grande expansão da produção de cana-de-açúcar, impulsionados pela demanda dos carros flex –fuel, além da oportunidade de suprir o volume de açúcar que a União Europeia deixara de colocar no mercado mundial pela eliminação da subvenção aos exportadores de açúcar do bloco. As incertezas dos mercados exigem mudanças de estratégias de negócio, usinas projetadas para produção exclusiva de etanol, alteram sua estratégia para produção conjunta etanol e açúcar. Apesar dos processos comuns para produção de açúcar e etanol, não significa que essa mudança de estratégia seja fácil de ser efetivada, principalmente pelo aspecto energético. Estudos de processo de produção de açúcar mais eficientes energeticamente, com custos menores tem ganhado força na União Europeia, dentre elas a cristalização do açúcar por resfriamento. Vários cenários produtivos inclusive integrados a produção de etanol tem sido desenvolvidos ao longo dos anos. O objetivo do trabalho foi verificar por comparação de cenários, duas tecnologias de cristalização do açúcar (cozimento e resfriamento), em relação ao impacto nos excedentes de energia elétrica quando a produção de açúcar é adicionada a unidades que produzem somente etanol e energia elétrica. Por meio de simulações dos balanços térmicos dos cenários, observou-se uma restrição importante quando adotado a cristalização por cozimento, no que se refere aos volumes de excedentes de energia elétrica, e que pode ser minimizado se adotado o processo de cristalização por resfriamento, podendo assim ser uma alternativa quando se deseja mudar a estratégia do negócio, de produção exclusiva de etanol e energia elétrica para etanol, açúcar e energia elétrica.

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