Simulação Térmica e Energética de Edificações

Autor: 
Samuel R. Gosch
Orientador: 
Roberto Lamberts
Resumo: 

O projeto em estudo visa aprimorar os conhecimentos em simulações computacionais térmicas e energéticas de edificações no programa EnergyPlus, gerando informações precisas para identificar, através de análise de sensibilidade, as variáveis de maior influência em modelagem de protótipos. Essas variáveis servirão de base para a elaboração de uma interface gráfica para o programa, que já está em desenvolvimento.
Nas simulações computacionais preliminares utilizou-se o método BESTEST, adotado pela ASHRAE como norma para teste e avaliação de programas computacionais para análise energética de edificações, sob o título de ASHRAE Standard 140, onde foi executando o caso 600 (caso base). As simulações iniciais realizadas a partir do Método BESTEST, apresentaram variações pouco significativas, o que representa que os dados de entrada foram inseridos de maneira coerente no programa de simulação.
Posteriormente, iniciou-se a simulação de células (zonas térmicas), a fim de analisar a transferência de calor através de suas superfícies internas, identificando a influência destas variáveis. Representou-se um caso base, onde a edificação é dividida em 9 ambientes (9 zonas térmicas), e 9 modelos de células isoladas. As células que representavam os ambientes com maior quantidade de paredes internas resultaram em maiores diferenças entre consumo das células e do caso base, indicando que, dependendo da edificação, a carga térmica total de cada zona sofre influência significativa do fluxo de calor entre zonas adjacentes. De modo geral, para os modelos simulados neste trabalho as células não representaram com precisão o consumo de energia elétrica em condicionamento de ar, obtendo-se diferença de até 49% no consumo anual de energia com condicionamento de ar de uma zona do caso base. Porém, novas análises estão sendo feitas e outros parâmetros do modelo serão testados para se determinar em quais condições o uso de células poderia reduzir o tempo gasto na modelagem de edificações para análise de desempenho térmico e energético. Este relatório também apresenta uma metodologia para estimar a participação de eletrodomésticos e lâmpadas no consumo de energia elétrica de residências nas principais zonas bioclimáticas brasileiras através de dados médios de consumo fornecidos pelo SINPHA (Sistema de Informações de Posses de Eletrodomésticos e Hábitos de Consumo). O estudo de usos finais de energia foi direcionado para os principais equipamentos elétricos residenciais, dentre eles: geladeira, freezer, lâmpadas, chuveiro, condicionador de ar, televisão, aparelho de som, ferro de passar roupa, lavadora de roupa e forno microondas. A iluminação foi definida pelos principais ambientes de uma residência: sala, quarto de casal, quarto de solteiro, banheiro, cozinha, área de serviço, garagem e área externa.  A ponderação de consumo de energia entre as concessionárias analisadas permite a estimativa de usos finais de energia em residências por zonas bioclimáticas, onde se demonstram os diferentes índices de consumos de cada equipamento elétrico. A estimativa de usos finais de energia em residências demonstra os diferentes índices de consumo de cada equipamento elétrico, variando juntamente com os hábitos de consumo da população de cada região. Dessa maneira pode-se estimar os usos finais de energia para cada zona bioclimática brasileira.

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