Green Campus - Apresentação Instituto Superior Técnico

Desafio de Eficiência Energética no Ensino Superior

Aplicação ao campus da Alameda IST
Três tipos de edifícios construídos em diferentes épocas:
Originais: e.g. Pavilhão central ou de especialidades
Pavilhões de civil e matemática
Torres norte e sul
(Tagus Park – Edifício mais recente que Alameda)

Em termos de utilização divisão em:
Laboratórios e investigação (Torre Sul)
Espaço de aulas e de estudo (Pav. Civil)
Espaço para serviços (Central)

Aproximações ao problema
• Medidas comportamentais
Requerem a posterior execução pelos utilizadores do edifício.
Mais difíceis de implementar num edifício público do que num
privado (casa) em que existe a correlação utilizador-pagador.
No IST aplica-se apenas aos telefones. Sistema de multas em casa.
• Medidas passivas (ou nem tanto)
Em geral são de maior dificuldade de quantificação do que activas
Implicam investimento inicial e controlo das poupanças geradas.
• Medidas activas para redução do consumo
Mais simples de quantificar e implementar por isso fazem parte do
plano de investimentos do IST na manutenção de instalações.
Substituição de tecnologias é uma possibilidade pouco estudada.

Medidas comportamentais
– Formação de todo o pessoal (de limpeza, seguranças, todos)
– Campanhas (de choque) para sensibilização.
– Disponibilização de informação aos utilizadores de consumos
de energia e identificação de valores específicos.
Algumas dificuldades de implementação devido à necessidade de
introduzir monitorização que apresenta custos.
– Disponibilização de serviços de emergência de reparação de
desperdícios. Melhor integração dos utilizadores com os
organismos de gestão de edifícios e serviços de manutenção.
– Introdução de principio utilizador-pagador: Difícil devido à
heterogeneidade de utilizações dos edifícios. Autoridade.

Medidas passivas (ou quase)
– Aplicação de películas sobre envidraçados ou instalação de
sombreamentos em edifícios interfere com impacto visual
– Utilização de ventilação natural (ou mecânica) para
arrefecimento de espaços (free cooling).
– Uso de água para arrefecimento evaporativo (e.g.
coberturas)
– Instalação de detectores de presença para controle de
iluminação
– Instalação de painéis solares para aquecimento de água
quente sanitária (pouca importância) ou de água da piscina
(aquecimento a gás natural pago pela AEIST que é o único
consumo no campus da Alameda que não é pago por IST)

Medidas activas
– Alteração de equipamentos de central térmica por
equivalentes com mais eficiência (Acção continuada do
gabinete de manutenção)
– Substituição de unidades individuais de climatização
por sistemas centralizados permitindo maior controle.
– Alteração de iluminação e de equipamentos
– Implementação de sistemas de energias renováveis
para produção de energia eléctrica. Eventual criação de
rede eléctrica de corrente contínua para iluminação/?
– Introdução de outras tecnologias no campus (e.g.
cogeração; UPAR de absorção, projectos demonstração)

Descrição do Edifício – Torre Sul

Caracterização da envolvente

Perfis Reais de Utilização

Ocupação Período de Utilização Iluminação P(W) Período de utilização
8 pessoas 8h/dia 44 58 10h/dia

Período de Período de
Equipamentos P( W) utilização Equipamentos P( W) utilização
1 computador 200 24h/dia 1 Cromatógrafo 300 12h/dia

Banho Termoestático 2600 1h/dia 3 Computadores 200 12h/dia

Forno 900º 2200 10h/dia 1 Forno 2000 12h/dia

5 Computadores 200 24h/dia 1 Banho Termoestático 2600 12h/dia

Bet 700 24h/dia 1 Bomba de Vácuo 1500 12h/dia

Espectrofetómetro 500 10h/dia 1 Cromatógrafo 300 8h/dia

1 Computador 200 10h/dia Forno 1000 8h/dia

Forno 900º 2200 10h/dia 2 Bomba de Vácuo 1500 1h/dia

Forno 500º 1800 10h/dia 1 Centrífuga 480 1h/dia

Forno 600º 1500 10h/dia 3 Placas de aquecimento 1600 4h/dia

1 computador 200 24h/dia Estufa 300 24h/dia

1 Cromatógrafo 300 12h/dia Forno 125º 500 6h/dia

Forno 400º 1000 12h/dia 4 Computadores 200 8h/dia

1 computador 200 12h/dia Estufa 900º 2200 24h/dia

1 Caudalímetro 100 12h/dia 2 Placas de aquecimento 1600 5h/dia

2 Estufas 80º 300 24h/dia 1 Termo balança 1500 12h/dia

Resultados Obtidos

•Nos meses de Março e Abril verificam-se maiores discrepâncias em termos de consumo eléctrico
que elevam o valor do erro obtido.

• Nos restantes meses considera-se que os valores obtidos reflectem de forma satisfatória a
realidade.

• Agosto, o mês de menor ocupação dos espaços da torre, não apresenta o valor mais baixo de
necessidades energéticas.

• Os menores consumos eléctricos observam-se de Dezembro a Fevereiro, o que pode ser
influenciado pela menor utilização da UPAR.

Resultados Obtidos
900
800

Consumo anual de Energia (kWh * 10^3)
700
600
500
400
300
200
100
0
Aquecimento Arrefecimento Ventilação Equipamentos Iluminação

• Conclui-se que os equipamentos são os responsáveis pelo maior consumo
energético no edifício. Isto deve-se ao elevado número
de laboratórios e consequentes equipamentos pertencentes á Torre Sul.
• O consumo energético para arrefecimento representa a segunda maior
contribuição, enquanto o aquecimento, embora não desprezável ,
apresente um valor baixo.
• Estes valores espelham a importância que a área de envidraçado tem no
comportamento térmico do edifício resultado de um elevado
ganho solar.
• A ventilação e iluminação também têm um peso significativo no consumo anual de
energia da torre.

Resultados Obtidos

• Verifica-se uma correlação entre o consumo de gás natural na caldeira e no
campus.

• Verifica-se que existem necessidades de arrefecimento durante todo o ano.

• O mês de Agosto, embora com uma taxa de ocupação bastante inferior,
apresenta um valor elevado para a carga térmica de arrefecimento.

• O mês de Janeiro apresenta o valor mais elevado para a carga térmica de
aquecimento, contrariamente ao mês de Novembro. Estes valores entram em
concordância com o consumo global no campus.

Plano de Eficiência Energética

• Alteração da Iluminação por LED’s nas zonas de circulação comum.
• Colocação de películas de protecção solar interior e exteriores.

Electricidade €/kW.mês
Potência horas de ponta 8.351
Potência contratada 1.366
€/kWh Gás
€/kWh Taxa de
En. activa vazio 0.0414 Natural VAL Período
Actualização
En. activa ponta 0.1019 0.046
En. activa cheia 0.061
10
7%
Anos

Iluminação

Lâmpadas Utilização de 900000
800000

Consum o eléctrico (kWh)
fluorescentes LEDS 700000
Total (W) Total (W) 600000
PISO -2 2824 1324 500000 Simulação Real
PISO -1 1976 956 400000 Alteração Iluminação
PISO 0 2456 1076 300000
PISO 1 1326 579 200000
100000
PISO 4 1854 883
0
PISO 5 1628 806
PISO 6 1910 935

o
ão
o
o

s

çã
to
t
t

en
en

aç

en

a
im
m

il

in
PISO 7 2020 970

m
nt
ci

m
c

pa
Ve
fe
ue

I lu
re

ui
Aq
PISO 8 1998 963

Ar

Eq
PISO 9 1788 870
PISO 10 1824 888
PISO 11 2226 1029
•O VAL ao longo do tempo mostra que se trata de um
Ano
0
VAL
-44786.4
projecto economicamente inviável.
1 -39068.5
2 -33724.6
3 -28730.3 • A TIR do projecto é de 6.1% para uma recuperação
4 -24062.8
5 -19700.6 do investimento a 10 anos.
6 -15623.8
7 -11813.6
8 -8252.8
9 -4924.91
10 -1814.72

Película Exterior de Protecção Solar Fumada

900000 250000
800000
Consum o eléctrico (kWh)

700000 200000

Consumo Eléctrico (kWh)
600000
500000 Simulação Real 150000
400000 Películas fumadas Simulação
300000 Colocação de películas fumadas
100000
200000
100000
50000
0

o
o
to
to

s

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to
çã

0
en
en

en

a
i la
im
m

in
m
nt

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
ci

m
c

pa
Ve
fe
ue

I lu
re

ui
Aq

Ar

Eq

Mês

Ano VAL
• Verifica-se que o tempo de retorno do projecto é
0 -35000
1 -24882.1 inferior a 4 anos.
2 -15426
3 -6588.6
4 + 1670.6 • A TIR do projecto é de 28%.
5 + 9389.5
6 + 16603.5
7 + 23345.5 •Com superfície espelhada o retorno era em 5 ano
8
9
+ 29646.5
+ 35535.2
e TIR de 26% e com interior não valia a pena.
10 + 41038.7

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