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

Evaluation of three solar and daylighting control systems based on Calumen II, Ecotect and Radiance simulation programs to obtain an energy efficient and healthy interior in the experimental building prototype SDE10

Evaluation of three solar and daylighting control systems based on Calumen II, Ecotect and Radiance simulation programs to obtain an energy efficient and healthy interior in the experimental building prototype SDE10

Avaliação do potencial de arrefecimento passivo de um edifício de serviços

As tendências arquitectónicas actuais baseadas na adopção de extensas áreas de envidraçados e de construções com inércia térmica média a fraca resultam num risco acrescido de sobreaquecimento do ambiente interior dos edifícios, e no consequente aumento do consumo de energia para arrefecimento dos mesmos, tornando mais urgente a necessidade de estudar as melhores estratégias para contrariar esse aumento. A presente dissertação destinada à obtenção de grau de Mestre enquadra-se nesta temática e pretende avaliar o potencial de poupança eléctrica gerada por um sistema de arrefecimento passivo num edifício de serviços. Numa primeira fase, identificaram-se as diferentes estratégias de arrefecimento passivo que influenciaram o desempenho dos edifícios no passado e, comparando com edifícios dos nossos dias que com sucesso, aplicaram-se essas mesmas estratégias, demonstrou-se que podemos utilizar recursos da arquitectura vernacular nos edifícios contemporâneos. Posteriormente para avaliar o potencial de arrefecimento em edifícios de serviços para as condições climáticas portuguesas, realizou-se um estudo específico para um edifício real de serviços situado em Coimbra, e recorrendo-se ao software Autodesk Ecotect™, procedeu-se à análise energética da situação actual do edifício, conseguindo-se assim observar os pontos fortes e os pontos fracos do sistema existente. Com base na informação obtida foram testadas soluções a nível de climatização recorrendo à ventilação natural permitindo assim melhorar o desempenho do edifico. Novamente com o programa de cálculo Autodesk Ecotect™ e o Autodesk Green Building Studio™ foi possível fazer uma simulação destes cenários, e compará-los com os resultados da situação existente, podendo desta forma verificar o verdadeiro potencial de arrefecimento do edifício com as medidas propostas

Contributos para a avaliação do potencial de produção de energia em contexto urbano – Caso de Beja, Portugal

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

Construção sustentável de edifícios de balanço energético quase zero

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

Soluções construtivas nas regiões tropicais: caso de Moçambique

As soluções construtivas devem adequar-se aos problemas que a sustentabilidade ambien-tal e a economia energética hoje colocam. Em todo o ciclo de vida de uma construção são consumidos recursos que contribuem para o fenómeno do aquecimento global. A urgência de alterar rapidamente esta tendência, impõe o uso de soluções construtivas mais eficazes em paralelo com uma maior consciencialização das populações para os problemas decorrentes das práticas do sector da construção. Esta problemática é ainda pouco reconhecida em Moçambique e vista como uma possível ameaça ao modelo de desenvolvimento reconhecido como moderno e desenvolvido. Na maioria das cidades da região tropical tem-se verificado um elevado crescimento ur-bano nos últimos anos decorrente do aumento demográfico e do nível de desenvolvimento eco-nómico. No continente Africano em geral o crescimento não acontece apenas no meio urbano mas também no meio rural, situação que aumenta a necessidade e a oportunidade para a (re-) introdu-ção de soluções construtivas que contribuam para uma maior sustentabilidade do planeta. No pe-ríodo anterior ao fenómeno da globalização dos modelos arquitetónicos, a construção tradicional era mais sustentável que a generalidade das edificações atuais, principalmente no que toca ao consumo energético e à produção de resíduos. Os recursos utilizados eram essencialmente natu-rais e provenientes de fontes renováveis. A presente dissertação pretende contribuir para o estudo e utilização das soluções constru-tivas mais adequadas ao clima tropical, suportadas nas conclusões de estudo exploratório, que adotou um modelo de investigação composto por várias etapas cumulativas de desenvolvimento. Este trabalho desenvolveu ainda uma análise de um modelo de habitação unifamiliar adequada ao espaço rural de Moçambique. Foi feito uso do programa de software Ecotect, através do qual foi possível concluir quais as melhores práticas no quadro do conformo térmico no interior dos edifí-cios na região tropical.

Glazing daylighting performance and Trombe wall thermal performance of a modular façade system in four different Portuguese cities

This paper reports on a new façade system that uses passive solutions in the search for energy efficiency. The differentials are the versatility and flexibility of the modules, which are important advantages of the system. The thermal performance of Trombe walls and glazings and the daylighting performance of glazing were the key aspects analyzed in the results. Computational simulations were accomplished for the thermal performance of different arrangements of the modules with DesignBuilder software. The glazing daylighting performance was studied by means of Ecotect and Desktop Radiance programs and compared with the transmittance curves of glazings. Occupancy profile and internal gains were fixed according to the Portuguese reality for both studies. The main characteristics considered in this research were the use of two double glazings, four different climates in Portugal and one and two Trombe walls in the façade. The results show an important reduction in the energy consumption with the use of Trombe walls and double self-cleaning glazing in the façade, which also presented better daylighting performance.

Brazilian solar water heating systems evaluation

The Brazilian National Electricity Conservation Program - PROCEL - runs regular surveys in the electric-energy-consumption market. These studies are used as valuable data to better plan the actions of this program. These data also evaluate the program's performance by identifying the level of penetration of the most efficient electric equipment within the residential sector. PROCEL's main lines of action is to promote and make available the most efficient technologies. Based on the results from the latest survey, it is estimated that 24% of the electric-energy consumption of the residential sector is used by electric shower devices, which instantaneously heat the water that flows through them, normally using an electric resistance of 5 kW. These are an important factor in a country where electric-heating devices are present in about 73% of Brazilian households. Keeping that in mind, the purpose of this work is to present the main results of the Brazilian Solar-Water-Heating-Systems Evaluation, finished in 2010, where 535 installations were visited and more than 50 researchers from different universities participated in the project. Moreover, seven Brazilian cities were selected to be studied. The information was collected from field research and statistically treated. The collected information focused on the adequacy of the project to the household, installation, operation and life cycle of the systems, as well as the users' satisfaction level. Technical questionnaires were developed to summarize all the required information, such as a Web site designed to organize and manage the data collected and a Matlab application that performed the dimensioning and F-chart systems evaluation. Quality indicators were created through a full system monitoring, with thermographic analysis and evaluation of shading influence at the system's efficiency, using the Ecotect software.

Homeostatic Patterns - Processi biomimetici feedback-based per una architettura efficiente nei Prati di Caprara

Gli organismi biologici mostrano ricorrenti dinamiche di auto-organizzazione nei processi morfogenetici che sono alla base di come la materia acquisisce gerarchia e organizzazione.L’omeostasi è la condizione con la quale un corpo raggiunge il proprio equilibrio (termico, pressione, ecc.); un processo attraverso il quale questi sistemi stabilzzano le reazioni fisiologiche. Una delle caratteristiche fondamentali esibite da tali organismi è la capacità della materia di instaurare processi di auto-organizzazione, responsabile dei processi di ottimizzazione che guidano all’uso efficiente dell’energia nella lotta per la sopravvivenza. Questa ottimizzazione non mira al raggiungimento di un risultato globale deterministico e “chiuso” (precedentemente stabilito e poi perseguito ad ogni costo), quanto piuttosto al raggiungimento di un’efficienza di processi locali con obiettivi multipli e necessità divergenti; tali processi interagiscono organizzando sistemi nei quali proprietà peculiari uniche emergono dalle interazioni descritte. Le esigenze divergenti non sono negoziate sulla base di un principio di esclusività (una esigenza esclude o elimina le altre) ma da un principio di prevalenza, dove le necessità non prevalenti non cessano di esistere ma si modificano in funzione di quelle prevalenti (il proprio campo di espressione è vincolato dai percorsi tracciati in quello delle esigenze prevalenti). In questa tesi si descrive un’applicazione ad uno specifico caso di studio di progettazione architettonica: un parco con spazi polifunzionali nella città di Bologna. L’obiettivo principale del progetto Homeostatic Pattern è quello di dimostrare come questo tipo di processi possano essere osservati, compresi e traslati in architettura: come per gli organismi biologici, in questo progetto gli scambi di materia ed energia (stabilità, respirazione, porosità alla luce) sono regolati da sistemi integrati efficienti piuttosto che da raggruppamenti di elementi mono-ottimizzati. Una specifica pipeline di software è stata costituita allo scopo di collegare in modo bidirezionale e senza soluzione di continuità un software di progettazione parametrica generativa (Grasshopper®) con software di analisi strutturale ed ambientale (GSA Oasys®, Autodesk® Ecotect® analysis), riconducendo i dati nella stessa struttura attraverso cicli di feedback. Il sistema così ottenuto mostra caratteristiche sia a scala macroscopica, come la possibilità di utilizzo della superficie esterna che permette anche un’estensione dell’area verde (grazie alla continuità della membrana), sia alla scala del componente, come la propria capacità di negoziare, tra le altre, la radiazione solare e la modulazione della luce, così come la raccolta capillare delle acque meteoriche. Un sistema multiperformante che come tale non persegue l’ottimizzazione di una singola proprietà ma un miglioramento complessivo per una maggiore efficienza.