Infrared termography application in energy audits of buildings

The main objectives of this research are (i) to determine the correct use of infrared thermography in the energy analysis of buildings and to verify its application in conducting energy audits thereof; (ii) to conduct a proposal for a standard methodology (with its corresponding final report) for energy audit of buildings based on currently applicable regulations, specifying the parts of the audit process where the authors propose to include thermal inspections by using infrared thermography.

Commercial energy audits : the Illinois survey : attitudes and opinions from the Illinois business community /

"April 1985."

Information programs for technology adoption: The case of energy-efficiency audits

We analyze technology adoption decisions of manufacturing plants in response to government-sponsored energy audits. Overall, plants adopt about half of the recommended energy-efficiency projects. Using fixed effects logit estimation, we find that adoption rates are higher for projects with shorter paybacks, lower costs, greater annual savings, higher energy prices, and greater energy conservation. Plants are 40% more responsive to initial costs than annual savings, suggesting that subsidies may be more effective at promoting energy-efficient technologies than energy price increases. Adoption decisions imply hurdle rates of 50-100%, which is consistent with the investment criteria small and medium-size firms state they use. © 2003 Elsevier B.V. All rights reserved.

A dwelling-level investigation into the physical and socio-economic drivers of domestic energy consumption in England

The UK Government's Department for Energy and Climate Change has been investigating the feasibility of developing a national energy efficiency data framework covering both domestic and non-domestic buildings. Working closely with the Energy Saving Trust and energy suppliers, the aim is to develop a data framework to monitor changes in energy efficiency, develop and evaluate programmes and improve information available to consumers. Key applications of the framework are to understand trends in built stock energy use, identify drivers and evaluate the success of different policies. For energy suppliers, it could identify what energy uses are growing, in which sectors and why. This would help with market segmentation and the design of products. For building professionals, it could supplement energy audits and modelling of end-use consumption with real data and support the generation of accurate and comprehensive benchmarks. This paper critically examines the results of the first phase of work to construct a national energy efficiency data-framework for the domestic sector focusing on two specific issues: (a) drivers of domestic energy consumption in terms of the physical nature of the dwellings and socio-economic characteristics of occupants and (b) the impact of energy efficiency measures on energy consumption.

Auditorias de energia em instalações industriais do setor automóvel

Trabalho Final de Mestrado para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Mecânica

Auditorias energéticas – definição de um plano de ação para edifícios de serviços

O setor dos edifícios representa perto de 40% do consumo de energia final na Europa e cerca de 30% no caso de Portugal [1]. Para fazer face a esta situação foi elaborada e aprovada uma Diretiva Europeia Relativa ao Desempenho Energético dos Edifícios, que foi transposta a nível nacional através de um pacote legislativo assente em três pilares, nomeadamente o Sistema Nacional de Certificação Energética e da Qualidade do Ar Interior (SCE), o Regulamento dos Sistemas Energéticos de Climatização em Edifícios (RSECE) e o Regulamento das Características de Comportamento Térmico dos Edifícios (RCCTE). Atuando ao nível da eficiência energética o consumo de energia nos edifícios pode diminuir para metade, para tal é necessário proceder-se à execução de auditorias energéticas para poder determinar as soluções mais adequadas de forma a reduzir os desperdícios e custos associados ao consumo de energia. Nesta dissertação desenvolveu-se uma metodologia para a realização de auditorias energéticas em edifícios que assenta essencialmente em cinco etapas, nomeadamente: o planeamento, a análise do estado atual, o planeamento estratégico, a elaboração de relatório e a implementação de medidas com acompanhamento de resultados. A aplicação desta metodologia constitui uma grande ajuda na realização de auditorias energéticas conferindo uma maior qualidade à sua execução. De forma a validar a metodologia efetuada foi realizado o estudo de três casos práticos relativos a três agências bancárias (denominadas de A, B e C), em que duas delas pertencem a um projeto de eficiência energética que engloba 50 agências e uma outra que pertence a um outro projeto de apenas 3 agências. A metodologia segue a mesma lógica para as três agências, no entanto, em termos de validação, a última instalação baseia-se nos consumos dos dados monitorizados em contínuo.

Reformulação de um Sistema de Gestão de Consumos de Energia

Atualmente a energia é considerada um vetor estratégico nas diversas organizações. Assim sendo, a gestão e a utilização racional da energia são consideradas instrumentos fundamentais para a redução dos consumos associados aos processos de produção do sector industrial. As ações de gestão energética não deverão ficar pela fase do projeto das instalações e dos meios de produção, mas sim acompanhar a atividade da Empresa. A gestão da energia deve ser sustentada com base na realização regular de diagnósticos energéticos às instalações consumidoras e concretizada através de planos de atuação e de investimento que apresentem como principal objetivo a promoção da eficiência energética, conduzindo assim à redução dos respetivos consumos e, consequentemente, à redução da fatura energética. Neste contexto, a utilização de ferramentas de apoio à gestão de energia promovem um consumo energético mais racional, ou seja, promovem a eficiência energética e é neste sentido que se insere este trabalho. O presente trabalho foi desenvolvido na Empresa RAR Açúcar e apresentou como principais objetivos: a reformulação do Sistema de Gestão de Consumos de Energia da Empresa, a criação de um modelo quantitativo que permitisse ao Gestor de Energia prever os consumos anuais de água, fuelóleo e eletricidade da Refinaria e a elaboração de um plano de consumos para o ano de 2014 a partir do modelo criado. A reformulação do respetivo Sistema de Gestão de Consumos resultou de um conjunto de etapas. Numa primeira fase foi necessário efetuar uma caraterização e uma análise do atual Sistema de Gestão de Consumos da Empresa, sistema composto por um conjunto de sete ficheiros de cálculo do programa Microsoft Excel©. Terminada a análise, selecionada a informação pertinente e propostas todas as melhorias a introduzir nos ficheiros, procedeu-se à reformulação do respetivo SGE, reduzindo-se o conjunto de ficheiros de cálculo para apenas dois ficheiros, um onde serão efetuados e visualizados todos os registos e outro onde serão realizados os cálculos necessários para o controlo energético da Empresa. O novo Sistema de Gestão de Consumos de Energia será implementado no início do ano de 2015. Relativamente às alterações propostas para as folhas de registos manuais, estas já foram implementadas pela Empresa. Esta aplicação prática mostrou-se bastante eficiente uma vez que permitiu grandes melhorias processuais nomeadamente, menores tempos de preenchimento das mesmas e um encurtamento das rotas efetuadas diariamente pelos operadores. Através do levantamento efetuado aos diversos contadores foi possível identificar todas as áreas onde será necessário a sua instalação e a substituição de todos os contadores avariados, permitindo deste modo uma contabilização mais precisa de todos os consumos da Empresa. Com esta reestruturação o Sistema de Gestão de Consumos tornou-se mais dinâmico, mais claro e, principalmente, mais eficiente. Para a criação do modelo de previsão de consumos da Empresa foi necessário efetuar-se um levantamento dos consumos históricos de água, eletricidade, fuelóleo e produção de açúcar de dois anos. Após este levantamento determinaram-se os consumos específicos de água, fuelóleo e eletricidade diários (para cada semana dos dois anos) e procedeu-se à caracterização destes consumos por tipo de dia. Efetuada a caracterização definiu-se para cada tipo de dia um consumo específico médio com base nos dois anos. O modelo de previsão de consumos foi criado com base nos consumos específicos médios dos dois anos correspondentes a cada tipo de dia. Procedeu-se por fim à verificação do modelo, comparando-se os consumos obtidos através do modelo (consumos previstos) com os consumos reais de cada ano. Para o ano de 2012 o modelo apresenta um desvio de 6% na previsão da água, 12% na previsão da eletricidade e de 6% na previsão do fuelóleo. Em relação ao ano de 2013, o modelo apresenta um erro de 1% para a previsão dos consumos de água, 8% para o fuelóleo e de 1% para a eletricidade. Este modelo permitirá efetuar contratos de aquisição de energia elétrica com maior rigor o que conduzirá a vantagens na sua negociação e consequentemente numa redução dos custos resultantes da aquisição da mesma. Permitirá também uma adequação dos fluxos de tesouraria à necessidade reais da Empresa, resultante de um modelo de previsão mais rigoroso e que se traduz numa mais-valia financeira para a mesma. Foi também proposto a elaboração de um plano de consumos para o ano de 2014 a partir do modelo criado em função da produção prevista para esse mesmo ano. O modelo apresenta um desvio de 24% na previsão da água, 0% na previsão da eletricidade e de 28% na previsão do fuelóleo.

Inspeção a sistemas de climatização e conceção de um sistema de gestão da manutenção aplicado em edifícios universitários

Os requisitos legais impostos ao processo de manutenção das instalações de AVAC em edifícios evoluíram nos últimos 10 anos no sentido de uma crescente exigência, obrigando à existência de planos de manutenção preventiva, livros de ocorrências, inspeções obrigatórias a equipamentos, auditorias ou certi cações energéticas. Para os responsáveis da gestão da manutenção de edifícios, em particular para os que gerem uma quantidade signi cativa de equipamentos e instalações, fazê-lo sem o auxílio de uma ferramenta informática é um desa o considerável. Este trabalho visou a arquitetura de um sistema de gestão da manutenção de edifícios que foi aplicado a um caso real, nomeadamente o campus de Azurém da Universidade do Minho. Foi desenvolvida uma metodologia de inspeção, recolha e tratamento da informação para os sistemas técnicos de AVAC existentes nos edifícios. Esta metodologia foi implementada numa aplicação informática que permite aos técnicos responsáveis pela manutenção uma agilização de tarefas, resultado de um vasto conjunto de informações e de ferramentas desenvolvidas propositadamente, facilmente acessíveis através da rede Wi-Fi universitária. A integração das tarefas de manutenção na aplicação informática permitirá aumentar o grau de e ciência e e cácia nas atividades inerentes à manutenção, aumentando o grau de satisfação dos técnicos envolvidos no processo e dos utentes dos edifícios. O registo das tarefas de manutenção realizadas e dos respetivos custos em bases de dados, tornará também possível a geração de relatórios que sustentarão decisões mais assertivas. A implementação na aplicação informática dos seis módulos estruturais do Sistema de Gestão da Manutenção e Consumos Energéticos, SGMCE, permitirá atingir um nível de gestão da manutenção mais elevado, criando condições para o efetuar o comissionamento. O comissionamento prolonga-se por toda a vida do edifício, permitindo atingir os objetivos designados pelo seu promotor, dentro de patamares de custos de exploração energéticos e de custos optimizados de manutenção.

Estudo da redução de consumos energéticos de uma Piscina Municipal

As cada vez mais importantes questões ambientais levam à imprescindibilidade da eficiência energética, sendo que esta tem cada vez mais importância a nível mundial. Deste modo, a eficiência energética, quer por uma obrigação legal (devido aos níveis de consumo) quer por questões de estatuto no mercado (imagem de uma empresa amiga do ambiente), está bem presente no mundo industrial. Portugal apresenta, no que diz respeito à situação energética, uma forte dependência externa, acima dos 70 %. Em 2012, informação disponível pela Direção Geral de Energia e Geologia (DGEG), o consumo total de energia primária era de 21.482 ktep e mais de 55 % desse consumo era proveniente de origem fóssil. Os setores que apresentam maiores consumos de eletricidade por setor de atividade são a Indústria e o setor de Serviços, onde estão presentes os edifícios com consumos perto dos 33 %. De forma a promover a eficiência energética e implementar a utilização racional de energia foram criados programas, estratégias e legislação que permitiram incentivar a diminuição dos consumos de energia nos edifícios de serviço. Uma das metodologias implementadas passa pela gestão de energia, ou seja, para atuar é necessário conhecer os fluxos de energia de um edifício. As auditorias energéticas permitem realizar um levantamento e análise desses mesmos fluxos, com o desígnio de identificar oportunidades de racionalização de consumo de energia. Nesta dissertação foi realizado um estudo da redução de consumos energéticos de uma piscina municipal baseado em dados de uma auditoria energética. Através da auditoria foi possível obter um resultado do exame energético, caracterizar o perfil real de utilização da energia elétrica e caracterizar os equipamentos dos consumidores energéticos instalados. Também permitiu realizar um levantamento térmico, de forma conhecer as temperaturas e a humidade relativa do edifício. Por fim, são apresentadas cinco medidas e algumas recomendações de eficiência energética, que permitem uma redução do consumo anual à instalação de cerca de 20%. Procedeu-se, também, a uma análise dos dados obtidos na auditoria, de forma a identificar algumas oportunidades de racionalização de energia.

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.

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.

HeatWave : a handheld 3D thermography system for energy auditing

Energy auditing is an effective but costly approach for reducing the long-term energy consumption of buildings. When well-executed, energy loss can be quickly identified in the building structure and its subsystems. This then presents opportunities for improving energy efficiency. We present a low-cost, portable technology called "HeatWave" which allows non-experts to generate detailed 3D surface temperature models for energy auditing. This handheld 3D thermography system consists of two commercially available imaging sensors and a set of software algorithms which can be run on a laptop. The 3D model can be visualized in real-time by the operator so that they can monitor their degree of coverage as the sensors are used to capture data. In addition, results can be analyzed offline using the proposed "Spectra" multispectral visualization toolbox. The presence of surface temperature data in the generated 3D model enables the operator to easily identify and measure thermal irregularities such as thermal bridges, insulation leaks, moisture build-up and HVAC faults. Moreover, 3D models generated from subsequent audits of the same environment can be automatically compared to detect temporal changes in conditions and energy use over time.

Electronic Building Passport - Final Report: Project 2 National Energy Efficient Building Project Phase 2

The National Energy Efficient Building Project (NEEBP) Phase One report, published in December 2014, investigated “process issues and systemic failures” in the administration of the energy performance requirements in the National Construction Code. It found that most stakeholders believed that under-compliance with these requirements is widespread across Australia, with similar issues being reported in all states and territories. The report found that many different factors were contributing to this outcome and, as a result, many recommendations were offered that together would be expected to remedy the systemic issues reported. To follow up on this Phase 1 report, three additional projects were commissioned as part of Phase 2 of the overall NEEBP project. This Report deals with the development and piloting of an Electronic Building Passport (EBP) tool – a project undertaken jointly by pitt&sherry and a team at the Queensland University of Technology (QUT) led by Dr Wendy Miller. The other Phase 2 projects cover audits of Class 1 buildings and issues relating to building alterations and additions. The passport concept aims to provide all stakeholders with (controlled) access to the key documentation and information that they need to verify the energy performance of buildings. This trial project deals with residential buildings but in principle could apply to any building type. Nine councils were recruited to help develop and test a pilot electronic building passport tool. The participation of these councils – across all states – enabled an assessment of the extent to which these councils are currently utilising documentation; to track the compliance of residential buildings with the energy performance requirements in the National Construction Code (NCC). Overall we found that none of the participating councils are currently compiling all of the energy performance-related documentation that would demonstrate code compliance. The key reasons for this include: a major lack of clarity on precisely what documentation should be collected; cost and budget pressures; low public/stakeholder demand for the documentation; and a pragmatic judgement that non-compliance with any regulated documentation requirements represents a relatively low risk for them. Some councils reported producing documentation, such as certificates of final completion, only on demand, for example. Only three of the nine council participants reported regularly conducting compliance assessments or audits utilising this documentation and/or inspections. Overall we formed the view that documentation and information tracking processes operating within the building standards and compliance system are not working to assure compliance with the Code’s energy performance requirements. In other words the Code, and its implementation under state and territory regulatory processes, is falling short as a ‘quality assurance’ system for consumers. As a result it is likely that the new housing stock is under-performing relative to policy expectations, consuming unnecessary amounts of energy, imposing unnecessarily high energy bills on occupants, and generating unnecessary greenhouse gas emissions. At the same time, Councils noted that the demand for documentation relating to building energy performance was low. All the participant councils in the EBP pilot agreed that documentation and information processes need to work more effectively if the potential regulatory and market drivers towards energy efficient homes are to be harnessed. These findings are fully consistent with the Phase 1 NEEBP report. It was also agreed that an EBP system could potentially play an important role in improving documentation and information processes. However, only one of the participant councils indicated that they might adopt such a system on a voluntary basis. The majority felt that such a system would only be taken up if it were: - A nationally agreed system, imposed as a mandatory requirement under state or national regulation; - Capable of being used by multiple parties including councils, private certifiers, building regulators, builders and energy assessors in particular; and - Fully integrated into their existing document management systems, or at least seamlessly compatible rather than a separate, unlinked tool. Further, we note that the value of an EBP in capturing statistical information relating to the energy performance of buildings would be much greater if an EBP were adopted on a nationally consistent basis. Councils were clear that a key impediment to the take up of an EBP system is that they are facing very considerable budget and staffing challenges. They report that they are often unable to meet all community demands from the resources available to them. Therefore they are unlikely to provide resources to support the roll out of an EBP system on a voluntary basis. Overall, we conclude from this pilot that the public good would be well served if the Australian, state and territory governments continued to develop and implement an Electronic Building Passport system in a cost-efficient and effective manner. This development should occur with detailed input from building regulators, the Australian Building Codes Board (ABCB), councils and private certifiers in the first instance. This report provides a suite of recommendations (Section 7.2) designed to advance the development and guide the implementation of a national EBP system.

Planning smart cities using wireless low energy monitoring systems

Thesis to obtain the Master Degree in Electronics and Telecommunications Engineering