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Apresentação de divulgação do Green Campus no Instituto Superior Técnico no dia 20 de Outubro de 2011, pelo Prof. Toste de Azevedo.
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Desafio de Eficiência Energética no Ensino Superior
Aplicação ao campus da Alameda IST
Três tipos de edifícios construídos em diferentes épocas:Originais: e.g. Pavilhão central ou de especialidades
Pavilhões de civil e matemática
Torres norte e sul
(Tagus Park – Edifício mais recente que Alameda)
Em termos de utilização divisão em:Laboratórios e investigação (Torre Sul)
Espaço de aulas e de estudo (Pav. Civil)
Espaço para serviços (Central)
Aproximações ao problema
• Medidas comportamentais
Requerem a posterior execução pelos utilizadores do edifício.
Mais difíceis de implementar num edifício público do que num
privado (casa) em que existe a correlação utilizador-pagador.
No IST aplica-se apenas aos telefones. Sistema de multas em casa.
• Medidas passivas (ou nem tanto)
Em geral são de maior dificuldade de quantificação do que activas
Implicam investimento inicial e controlo das poupanças geradas.
• Medidas activas para redução do consumo
Mais simples de quantificar e implementar por isso fazem parte do
plano de investimentos do IST na manutenção de instalações.
Substituição de tecnologias é uma possibilidade pouco estudada.
Medidas comportamentais– Formação de todo o pessoal (de limpeza, seguranças, todos)
– Campanhas (de choque) para sensibilização.
– Disponibilização de informação aos utilizadores de consumos
de energia e identificação de valores específicos.
Algumas dificuldades de implementação devido à necessidade de Algumas dificuldades de implementação devido à necessidade de
introduzir monitorização que apresenta custos.
– Disponibilização de serviços de emergência de reparação de
desperdícios. Melhor integração dos utilizadores com os
organismos de gestão de edifícios e serviços de manutenção.
– Introdução de principio utilizador-pagador: Difícil devido à
heterogeneidade de utilizações dos edifícios. Autoridade.
Medidas passivas (ou quase)– Aplicação de películas sobre envidraçados ou instalação de
sombreamentos em edifícios � interfere com impacto visual
– Utilização de ventilação natural (ou mecânica) para
arrefecimento de espaços (free cooling).
– Uso de água para arrefecimento evaporativo (e.g. – Uso de água para arrefecimento evaporativo (e.g.
coberturas)
– Instalação de detectores de presença para controle de
iluminação
– Instalação de painéis solares para aquecimento de água
quente sanitária (pouca importância) ou de água da piscina
(aquecimento a gás natural pago pela AEIST que é o único
consumo no campus da Alameda que não é pago por IST)
Medidas activas– Alteração de equipamentos de central térmica por
equivalentes com mais eficiência (Acção continuada do
gabinete de manutenção)
– Substituição de unidades individuais de climatização
por sistemas centralizados permitindo maior controle.por sistemas centralizados permitindo maior controle.
– Alteração de iluminação e de equipamentos
– Implementação de sistemas de energias renováveis
para produção de energia eléctrica. Eventual criação de
rede eléctrica de corrente contínua para iluminação/?
– Introdução de outras tecnologias no campus (e.g.
cogeração; UPAR de absorção, projectos demonstração)
Perfis Reais de Utilização
Equipamentos P( W)
Período de
utilização
1 computador 200 24h/dia
Banho Termoestático 2600 1h/dia
Forno 900º 2200 10h/dia
5 Computadores 200 24h/dia
Equipamentos P( W)
Período de
utilização
1 Cromatógrafo 300 12h/dia
3 Computadores 200 12h/dia
1 Forno 2000 12h/dia
1 Banho Termoestático 2600 12h/dia
Iluminação P(W) Período de utilização
44 58 10h/dia
Ocupação Período de Utilização
8 pessoas 8h/dia
5 Computadores 200 24h/dia
Bet 700 24h/dia
Espectrofetómetro 500 10h/dia
1 Computador 200 10h/dia
Forno 900º 2200 10h/dia
Forno 500º 1800 10h/dia
Forno 600º 1500 10h/dia
1 computador 200 24h/dia
1 Cromatógrafo 300 12h/dia
Forno 400º 1000 12h/dia
1 computador 200 12h/dia
1 Caudalímetro 100 12h/dia
2 Estufas 80º 300 24h/dia
1 Banho Termoestático 2600 12h/dia
1 Bomba de Vácuo 1500 12h/dia
1 Cromatógrafo 300 8h/dia
Forno 1000 8h/dia
2 Bomba de Vácuo 1500 1h/dia
1 Centrífuga 480 1h/dia
3 Placas de aquecimento 1600 4h/dia
Estufa 300 24h/dia
Forno 125º 500 6h/dia
4 Computadores 200 8h/dia
Estufa 900º 2200 24h/dia
2 Placas de aquecimento 1600 5h/dia
1 Termo balança 1500 12h/dia
Resultados Obtidos
•Nos meses de Março e Abril verificam-se maiores discrepâncias em termos de consumo eléctrico que elevam o valor do erro obtido.
• Nos restantes meses considera-se que os valores obtidos reflectem de forma satisfatória a realidade.
• Agosto, o mês de menor ocupação dos espaços da torre, não apresenta o valor mais baixo de necessidades energéticas.
• Os menores consumos eléctricos observam-se de Dezembro a Fevereiro, o que pode ser influenciado pela menor utilização da UPAR.
Resultados Obtidos
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
Aquecimento Arrefecimento Ventilação Equipamentos Iluminação
Co
nsu
mo
an
ua
l d
e E
ne
rgia
(kW
h *
10
^3)
• Conclui-se que os equipamentos são os responsáveis pelo maior consumo
energético no edifício. Isto deve-se ao elevado número
de laboratórios e consequentes equipamentos pertencentes á Torre Sul.
• O consumo energético para arrefecimento representa a segunda maior
contribuição, enquanto o aquecimento, embora não desprezável ,
apresente um valor baixo.
• Estes valores espelham a importância que a área de envidraçado tem no
comportamento térmico do edifício resultado de um elevado
ganho solar.
• A ventilação e iluminação também têm um peso significativo no consumo anual de
energia da torre.
Resultados Obtidos
• Verifica-se uma correlação entre o consumo de gás natural na caldeira e no
campus.
• Verifica-se que existem necessidades de arrefecimento durante todo o ano.
• O mês de Agosto, embora com uma taxa de ocupação bastante inferior,
apresenta um valor elevado para a carga térmica de arrefecimento.
• O mês de Janeiro apresenta o valor mais elevado para a carga térmica de
aquecimento, contrariamente ao mês de Novembro. Estes valores entram em
concordância com o consumo global no campus.
Plano de Eficiência Energética
• Alteração da Iluminação por LED’s nas zonas de circulação comum.
• Colocação de películas de protecção solar interior e exteriores.
Electricidade €/kW.mês
Potência horas de ponta 8.351
Potência contratada 1.366
€/kWh
En. activa vazio 0.0414
En. activa ponta 0.1019
En. activa cheia 0.061
Gás Natural
€/kWh
0.046
VAL PeríodoTaxa de
Actualização
10
Anos7%
Plano de Eficiência Energética
Lâmpadas
fluorescentes
Utilização de
LEDS
Total (W) Total (W)PISO -2 2824 1324
PISO -1 1976 956
PISO 0 2456 1076
PISO 1 1326 579
PISO 4 1854 883
PISO 5 1628 806
PISO 6 1910 935
0
100000
200000
300000
400000
500000
600000
700000
800000
900000
Aquec
imen
to
Arrefe
cim
ento
Ventil
ação
Equip
ament
os
Ilum
inaç
ão
Co
ns
um
o e
léc
tric
o (
kW
h)
Simulação Real
Alteração Iluminação
0
100000
200000
300000
400000
500000
600000
700000
800000
900000
Aquec
imen
to
Arrefe
cim
ento
Ventil
ação
Equip
ament
os
Ilum
inaç
ão
Co
ns
um
o e
léc
tric
o (
kW
h)
Simulação Real
Alteração Iluminação
� Iluminação
PISO 6 1910 935
PISO 7 2020 970
PISO 8 1998 963
PISO 9 1788 870
PISO 10 1824 888
PISO 11 2226 1029
Aquec
imen
to
Arrefe
cim
ento
Ventil
ação
Equip
ament
os
Ilum
inaç
ão
Aquec
imen
to
Arrefe
cim
ento
Ventil
ação
Equip
ament
os
Ilum
inaç
ão
Ano VAL
0 -44786.4
1 -39068.5
2 -33724.6
3 -28730.3
4 -24062.8
5 -19700.6
6 -15623.8
7 -11813.6
8 -8252.8
9 -4924.91
10 -1814.72
• O VAL ao longo do tempo mostra que se trata de um projecto economicamente inviável.
• A TIR do projecto é de 6.1% para uma recuperação do investimento a 10 anos.
� Película Exterior de Protecção Solar Fumada
Plano de Eficiência Energética
0
100000
200000
300000
400000
500000
600000
700000
800000
900000
Aquec
imen
to
Arrefe
cim
ento
Ventil
ação
Equip
ament
os
Ilum
inaç
ão
Co
ns
um
o e
léc
tric
o (
kW
h)
Simulação Real
Películas fumadas
0
100000
200000
300000
400000
500000
600000
700000
800000
900000
Aquec
imen
to
Arrefe
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ento
Ventil
ação
Equip
ament
os
Ilum
inaç
ão
Co
ns
um
o e
léc
tric
o (
kW
h)
Simulação Real
Películas fumadas
0
50000
100000
150000
200000
250000
Co
ns
um
o E
léc
tric
o (
kW
h)
Simulação
Colocação de películas fumadas
0
50000
100000
150000
200000
250000
Co
ns
um
o E
léc
tric
o (
kW
h)
Simulação
Colocação de películas fumadas
• Verifica-se que o tempo de retorno do projecto é
inferior a 4 anos.
• A TIR do projecto é de 28%.
•Com superfície espelhada o retorno era em 5 ano
e TIR de 26% e com interior não valia a pena.
Aquec
imen
to
Arrefe
cim
ento
Ventil
ação
Equip
ament
os
Ilum
inaç
ão
Aquec
imen
to
Arrefe
cim
ento
Ventil
ação
Equip
ament
os
Ilum
inaç
ão
0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Mês
0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Mês
Ano VAL
0 -35000
1 -24882.1
2 -15426
3 -6588.6
4 + 1670.6
5 + 9389.5
6 + 16603.5
7 + 23345.5
8 + 29646.5
9 + 35535.2
10 + 41038.7