Design Process Tools

Transcrição

NZEB: Iniciativas Internacionais
Daniel Aelenei
Coimbra, 07 de Dezembro de 2011
Faculdade de Ciências e Tecnologia - UNL
Índice
Introdução - iniciativas internacionais
IEA Joint SHC Task 40/ECBCS Annex 52 - Towards Net
Zero Energy Solar Buildings
Considerações finais
Introdução
França
2012: todos os novos edifícios serão de baixo consumo –
“Effinergie standard”; 50 kWh/m2/ano (energia primária)
2020: todos os novos edifícios serão do tipo E+ (energy positive)
Grã Bretanha
2012: redução de 44% em relação a 2006 (100 kWh/m2/ano)
2016: todos os edifícios serão “zero carbon”: 10 kg - 14 kg
CO2/m2/ano
Estados Unidos
2020: “marketable” zero energy homes
2025: commercial zero-energy buildings
Towards Net Zero Energy Solar Buildings
(October 2008 – September 2013)
Towards Net Zero Energy solar Buildings
(October 2008 – September 2013)
Objectivos
Estudar os edifícios (existentes) de balanço energético nulo, quasenulo ou positivo, bem como os edifícios de baixo consumo energético
para definir/desenvolver um quadro harmonizado internacional de
definições, ferramentas, soluções inovadoras e recomendações para
a indústria.
http://www.enob.info/de/nullenergie-plusenergie-klimaneutrale-gebaeude-im-stromnetz-20/nullenergiegebaeude-karte-internationaler-projekte/
Karsten Voss - 5th Expert Meeting, Colorado, 2010 – aplicação com exemplos de edifícios NetZEB no Google
map
ENERPOS – La Réunion (FR)
SOLAR XXI – Lisboa (PT)
Plus energy settlement - Freiburg (DE)
Research Support Facility (RSF) – Colorado (USA)
Metodologia
STA
STB
STC
• Definitions & Large Scale
Implications
• Design Process Tools
• Advanced Building Design
Technologies and Engineering
Definitions & Large Scale Implications
• Quadro harmonizado de definições
energy
demand
energy
generation
energy delivered
CREDITS
PUBLIC
GRIDS
energy feed
energy balance  energy feed  credits  energy delivered  credits
O balanço energético é contabilizado na fonte (em termos de energia primária).
A energia (consumida e produzida) é multiplicada por factores de conversão.
• definições
1. Condições de fronteira e
balanço
1.
2.
3.
Fronteira fisica
Factores de conversão
Clima e conforto
3. Interacção com a rede
1.
2.
Load match
Grids interaction
2. Balanço energético
2.
3.
4.
5.
Itens considerados
Período
Prioridades
Supply options
4. Monitorização e certificação
1.
Fronteira fisica
Anna Marszal et. al– Aalborg University 2010
1. Condições de fronteira e
balanço
1.
2.
3.
Itens considerados
Período
Prioridades
Aquecimento
Arrefecimento
AQS
Iluminação
???
1.
2.
3.
Itens considerados
Período
Prioridades
Período de um
ano?
Fraca eficiência energética
1.
2.
3.
Itens considerados
Período
Prioridades
Produção
Kwh/m2/a
200
Excelente eficiência
energética
40
Consumo
Kwh/m2/a
40
200
1.
2.
Load match
Grids interaction
Igor Sartori - 5th Expert Meeting, Colorado, 2010
3. Interacção com a rede
4. Monitorização e certificação
Obrigatória?
Período?
Componentes e sistemas incluídos?
Conforto?
Metodologia
STA
STB
STC
Implications
1. Reunir informação sobre os processos e ferramentas utilizadas na
concepção
• Identificação dos processos de concepção seguidos
• Que ferramentas de simulação foram utilizadas e como
• Quais as características principais de cada edifício
• Identificação das possíveis lacunas nas ferramentas de
simulação (quando utilizadas no âmbito NZEB).
• Características de utilização do edifício e conforto
2. Estudo da precisão das ferramentas de simulação e uso das
ferramentas calibradas para análises energéticas
• Explorar as oportunidades de melhoria de custos de exploração
e conforto utilizando ferramentas de optimização
Andreas Athienitis & Adam Hirsch – 5th Expert Meeting, Colorado, 2010
First year monitoring data
Total consumption
37.000 kWh
PV production
24.945 kWh
Apartments consumption
25.000 kWh
Laboratory consumption
6.700 kWh
Inefficiencies
5.500 kWh
Heating and Cooling
13.391 kWh
ICT System
2.715 kWh
HP efficiency reduction
3.468 kWh
Electric absorption
7.030 kWh
Environmental sensors
3.985 kWh
Bad management
2.032 kWh
DHW
1.755 kWh
Ventilation
2.822 kWh
The Leaf House, Italy
EcoTerra House, Canada
HP Circulation Fan,
2509.1, 16%
Kitchen
Appliances, Lights,
Laundry, 5084.0,
31%
Heat Pump,
3151.8, 19%
Aux. Heater,
263.0, 2%
BIPV/T Fan, 69.4,
0%
Controls,
390.4, 2%
Garage Heater,
1965.5, 12%
HRV/Air
Cleaner,
1260.4,
8%
Inverter, 18.0, 0%
DHW, 1425.2,
9%
Actuators,
0.2, 0%
Sump
Pump, 0.8,
0%
Water Filter, 0.0,
0%
Well Pump, 6.0,
0%
Alarm System,
83.6, 1%
Metodologia
STA
STB
STC
Implications
Advanced Building Design, Technologies and Engineering
1. Construção duma base de dados detalhada de edifícios que
apresentem
• Soluções e tecnologias inovadoras
• Integração arquitectónica de soluções de ventilação/iluminação
• NZEB “Lessons learned”
• Performance energética > 50% edifícios tipo
• Integração de energias renováveis
• Monitorizados (energia e conforto ambiente)
2. Analysis Matrix
• Investigação do conjunto de combinações de medidas de
eficiência energética com tecnologias de geração local e as
condições típicas das diferentes regiões climáticas que são mais
propensos a alcançar a meta NZEB
Advanced Building Design, Technologies and Engineering
Aurélie Lenoir, François Garde – 6th Expert Meeting, Basel, 2011
Exemplos de fichas
Exemplos de fichas
François Garde & Michael Donn – 6th Expert Meeting, Basel, 2011
NZEB “Lessons learned” - exemplo
Daniel Aelenei & Laura Aelenei– 6th Expert Meeting, Basel, 2011
Analysis
matrix
(exemplo)
Analysis matrix (exemplo)
Energy performance of 20 case studies estimated relative to “zero-energy” (L. Aelenei et. Al – CISBAT 2011)
Daniel Aelenei & Laura Aelenei– 6th Expert Meeting, Basel, 2011
Analysis
matrix
(exemplo)
Relevância de medidas de arrefecimento passivas relativas a 20 casos de estudo
Outras actividades
Outras actividades
Considerações finais – a importância do conceito
Tem como alvo um dos sectores mais importantes do sistema
energético: os edifícios
Reforça o papel do conceito passivo como elemento chave na
concepção dos edifícios
Leva ao desenvolvimento de tecnologias mais energeticamente
eficientes
Apela a utilização cuidadosa dos recursos energéticos (hábitos de
utilização mais eficientes)
Consciência ambiental mais forte
Charles J. Kibert, Ph.D., P.E, Mobile, Alabama
Acelera a implementação de sistemas de energias renováveis
Obrigado pela atenção!

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