Análise e parametrização de estratégias free-cooling num edifício

Abstract

Encontramo-nos neste momento numa crise, não apenas monetária ou social, mas também energética e ambiental. Com o consumo voraz dos nossos recursos naturais finitos surge a urgência de o controlar, explorando novas formas de utilizar do que dispomos mas de uma forma mais eficiente e sem pôr em causa o nível de vida que damos como adquirido. Neste enquadramento surge a eficiência energética de edifícios como uma disciplina emergente capaz de pelo menos reduzir o impacto que os edifícios têm no meio em que nos inserimos. Incluído na miríade de técnicas e metodologias passíveis de tornar um edifício energeticamente mais eficiente encontra-se o arrefecimento gratuito, que será objeto de estudo nesta tese. O arrefecimento gratuito consiste numa técnica de climatização que aproveita a temperatura do ar exterior, assim como algumas características construtivas dos edifícios, para, quando o ar exterior está mais fresco que o interior, arrefecer o edifício. Com o objetivo de medir o impacto que esta técnica tem num dado edifício, utilizou-se uma ferramenta de simulação dinâmica, o Energy plus através do interface de utilização DesignBuilder. Com este simularam-se variados tipos de edifício, em diferentes locais e com diferentes tipos de utilização para determinar qual o impacto que essas variáveis teriam nos resultados finais, i.e., nos benefícios resultantes do arrefecimento gratuito. Tendo-se determinado como variáveis essenciais na avaliação do processo em estudo, o clima, a inércia do edifício, o perfil de utilização do mesmo e a técnica de arrefecimento gratuito utilizada, quantificou-se a tendência esperada para obter melhores resultados em locais mais quentes e quando o edifício detém uma ocupação anual sem grandes flutuações, assim como a influência das variáveis acima referidas no potencial de arrefecimento gratuito do edifício.

We find ourselves in a moment of crisis, one not only of a monetary or social degree, but also one of energy and environment. With the voracious consumption of our finite natural resources there comes an urgency to control it, exploring new ways to use what we have, but in a more efficient way without compromising our standard of life that we take for granted. In this context arises the energy efficiency of buildings as an emerging discipline capable of at least reduce the impact that buildings have on the environment in which we operate. From the myriad of techniques and methodologies comes free cooling, which will be studied in this thesis. Free cooling consists in an air conditioning technique that takes advantage of the outside air’s temperature, as well as the building’s design characteristics, to, when the outside air is cooler than on the inside, cool the building. With the objective of measuring the impact that technology has on a building, it was used a dynamic simulation tool, EnergyPlus through the interface of DesignBuilder. With it, we simulated several types of building, in different locations, to determine what would be the impact of these different variables on the final outputs, e.g., on the benefits of free cooling. Having determined as key variables, the climate, the building’s inertia, the type of use the building would have and the free cooling technique, it was quantified the expected trend to get better results in hotter locations and when the building has an annual occupation without major fluctuations, as well as the influence of the above mentioned variables on the potential for free cooling in the building.