Análise de soluções energéticas na reabilitação de um GES

Abstract

A otimização dos sistemas técnicos dos edifícios, tanto de habitação como de comércio e serviços, são indispensáveis para alcançar os objetivos definidos pela União Europeia no que diz respeito à neutralidade carbónica. Atualmente na Europa, 75 % dos edifícios não são eficientes do ponto de vista energético, isto devido ao facto de a sua construção, na grande maioria dos casos ser anterior á entrada em vigor da diretiva europeia EPBD. Deste modo, as renovações e requalificações de edifícios existentes, são oportunidades para melhorar o desempenho energético destes e com isso obter ganhos ambientais, sociais e económicos levando a poupanças energéticas e redução de emissões. Desta feita, no âmbito da dissertação em engenharia mecânica, surgiu a oportunidade de desenvolver um projeto em que o objetivo primário é explorar soluções para a preparação das AQS na reabilitação de um edifício, mais concretamente, na transformação de um edifício bancário do Millennium BCP em um hotel de 4 estrelas. O projeto desenvolvido teve lugar na empresa Tykhe, sediada em Braga, que desempenha vários serviços de engenharia, principalmente na área de AVAC. Assim sendo, inicialmente realizou-se uma estudo inicial, com o objetivo de aferir se o edifício se encontra regulamentar, e ao mesmo tempo caracterizar os espaços interiores, a zona climática, as soluções construtivas adotadas, os caudais de ar novo e os sistemas de iluminação. Posteriormente, foi lançado no HAP o edifício e determinadas as cargas térmicas, o que permitiu a seleção dos equipamentos de climatização. Novamente utilizando o HAP, foi atualizado o ficheiro com os sistemas de climatização e simulado o edifício, sendo obtidos os consumos energéticos do mesmo. A tarefa seguinte consistiu na definição do sistema de geração de AQS, em que numa primeira fase foram determinados os perfis de consumo, o que permitiu determinar uma potência térmica necessária de 49.40 𝑘𝑊, sendo assim idealizadas duas soluções: bomba de calor e painéis solares híbridos (Solução 1) e caldeira a gás natural e painéis solares térmicos (Solução 2). Constatou-se de seguida que a solução 1 confere maiores proveitos económicos e ambientais, porém a classe energética do edifício com ambas as soluções é 𝐵 −. Por fim, foi analisada um medida de melhoria que consistiu na instalação de 117 painéis fotovoltaicos verticais na fachada sudeste do edifício, o que articulando com as duas soluções de AQS leva a uma alteração da classe energética do edifício com a solução 1 para 𝐵.

The optimization of technical systems in buildings, both residential and commercial, is essential to achieve the goals set by the European Union regarding carbon neutrality. Currently, in Europe, 75 % of buildings are not energy-efficient, mainly due to their construction predating the implementation of the European EPBD directive. Therefore, renovations and requalification of existing buildings present opportunities to improve their energy performance, resulting in environmental, social and economic benefits, including energy savings and emission reduction. In the context of a mechanical engineering dissertation, the opportunity arose do develop a project with the primary goal of exploring solutions for domestic hot water (DWH) preparation in the renovation of a Millennium BCP bank building into a 4 star hotel. The project was carried out at Tykhe, a company based in Braga specializing in HVAC engineering services. Initially, a initial study was conducted to assess the buildings compliance with regulations and to characterize their interior spaces, climate zone, construction solutions, air airflows, and lighting systems. Subsequently, the building was modeled using HAP software, allowing for the determination of thermal loads and the selection of HVAC equipment. Using HAP once again, the building was simulated with the HAVC systems in place, an the energy consumption was calculated. The next task involved defining the DHW generation system. In the first phase, consumption profiles were determined, resulting in a required thermal power of 49.40 𝑘𝑊. Two solutions ere devised: a heat pump and hybrid solar panels (Solution 1) and a natural gas boiler and solar thermal panels (Solution 2). It was then concluded that solution 1 offered greater economic and environmental benefits, although both solutions resulted in a energy class rating of 𝐵 − for the building. Finally, an improvement measure was analyzed, involving the installation of 117 vertical photovoltaic panels, on the southeast façade of the building. When combined with the two DHW solutions, this alteration led to an energy class rating of 𝐵 for Solution 1.