Simulação computacional do desempenho energético da edificação laboratorial, Radial 8, do CENPES/PETROBRAS

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2017
Autor(a) principal: Carmo, Felipe Alfaia do lattes
Orientador(a): Costa Filho, Manoel Antonio da Fonseca lattes
Banca de defesa: Chalhub, Daniel José Nahid Mansur lattes, Mangiavacchi, Norberto lattes, Brum, Nísio de Carvalho Lobo lattes, Carlo, Joyce Correna lattes, Leite, Marco Antônio Haikal lattes
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade do Estado do Rio de Janeiro
Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica
Departamento: Centro de Tecnologia e Ciências::Faculdade de Engenharia
País: BR
Palavras-chave em Português:
Palavras-chave em Inglês:
Área do conhecimento CNPq:
Link de acesso: http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/11732
Resumo: Currently, 50.8% of national electricity consumption refers to the building sector. Among the various types of existing buildings, the laboratories are characterized by the intense use of energy and by presenting significant opportunities to improve energy efficiency. Technical reports from laboratory sector demonstrate that a single fumehood can consume electric power equivalent to three or four family houses, showing the high electricity expenditures of this building. Therefore, analyzes and initiatives aimed at reducing electrical consumption in laboratories become extremely relevant to this niche and consequently to the National Energy Balance, since this type of construction is present in the various sectors of society. So, this research aims to evaluate the energy performance of an existing Chemical Laboratory in the city of Rio de Janeiro using Hourly Analysis Program (HAP), version 4.91. So, the current system will be simulated according to data obtained in field survey. This simulation showed an efficiency of 45%. From this analysis, ten scenarios of improvements to the HVAC system (Heating, Ventilation and Air Conditioning) of the building were simulated, since these equipments represent on average 70% of the total consumption of the building. From the data obtained in the simulations, parameters of thermal load, electric consumption, cost with energy, energy efficiency and international labor assessment indices (defined by the Laboratories for the 21st Century program - LABs21) were evaluated to determine the best solution. The most efficient proposal achieved an efficiency of 73% and utilized sensitive and latent heat recovery systems and active chilled beams. The best solution will also be evaluated based on the ideal sizing parameters stipulated by the LABs21 and the international certification of energy efficiency in buildings, LEED, where it presented a 35% energy saving compared to the base model of this methodology.
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Among the various types of existing buildings, the laboratories are characterized by the intense use of energy and by presenting significant opportunities to improve energy efficiency. Technical reports from laboratory sector demonstrate that a single fumehood can consume electric power equivalent to three or four family houses, showing the high electricity expenditures of this building. Therefore, analyzes and initiatives aimed at reducing electrical consumption in laboratories become extremely relevant to this niche and consequently to the National Energy Balance, since this type of construction is present in the various sectors of society. So, this research aims to evaluate the energy performance of an existing Chemical Laboratory in the city of Rio de Janeiro using Hourly Analysis Program (HAP), version 4.91. So, the current system will be simulated according to data obtained in field survey. This simulation showed an efficiency of 45%. From this analysis, ten scenarios of improvements to the HVAC system (Heating, Ventilation and Air Conditioning) of the building were simulated, since these equipments represent on average 70% of the total consumption of the building. From the data obtained in the simulations, parameters of thermal load, electric consumption, cost with energy, energy efficiency and international labor assessment indices (defined by the Laboratories for the 21st Century program - LABs21) were evaluated to determine the best solution. The most efficient proposal achieved an efficiency of 73% and utilized sensitive and latent heat recovery systems and active chilled beams. The best solution will also be evaluated based on the ideal sizing parameters stipulated by the LABs21 and the international certification of energy efficiency in buildings, LEED, where it presented a 35% energy saving compared to the base model of this methodology.Atualmente, 50,8% do consumo elétrico nacional referem-se ao setor de edificações. Dentre os diversos tipos de edificações existentes, os laboratórios caracterizam-se pelo uso intenso de energia e por apresentarem oportunidades significativas de melhora de eficiência energética. Informativos do setor de laboratórios demonstram que uma única capela pode consumir a energia elétrica equivalente a três ou quatro casas familiares, demonstrando os altos gastos com eletricidade deste tipo de edificação. Portanto, análises e iniciativas que visem à redução do consumo elétrico em laboratórios são extremamente relevantes para esse nicho e consequentemente para o Balanço energético nacional, uma vez que este tipo de construção encontra-se presente nos diversos setores da sociedade. Deste modo, esta pesquisa visa avaliar o desempenho energético de um Laboratório Químico existente na cidade do Rio de Janeiro utilizando o programa Hourly Analysis Program (HAP), versão 4.91. Para tal, foi simulado o sistema atual, conforme dados obtidos em levantamento de campo. Este sistema apresentou uma eficiência de 45%. A partir desta análise foram simulados dez cenários de melhorias para o sistema AVAC (Aquecimento, Ventilação e Ar Condicionado) da edificação, uma vez que estes equipamentos representam em média 70% do consumo total do prédio. A partir dos dados obtidos nas simulações foram avaliados parâmetros de carga térmica, consumo elétrico, custo com energia elétrica, eficiência energética e índices internacionais de avaliação de edificações laboratoriais (definidos pelo programa Laboratories for the 21st Century - LABs21), para determinar a melhor solução. A proposta mais eficiente obteve uma eficiência de 73% e utilizava sistemas de recuperação de calor sensível e latente e vigas frias ativas. A proposta mais eficiente também foi avaliada com base nos parâmetros ideais de dimensionamento estipulados pelo LABs21 e pela certificação internacional de eficiência energética em edificações, a LEED, onde apresentou 35% de economia de energia em comparação com o modelo base da metodologia.Submitted by Boris Flegr (boris@uerj.br) on 2021-01-06T19:13:26Z No. of bitstreams: 1 Felipe Alfaia do Carmo.pdf: 3836643 bytes, checksum: c7e95b040dba227604dec6412b15ceac (MD5)Made available in DSpace on 2021-01-06T19:13:26Z (GMT). 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