O sistema AVAC (aquecimento, ventilação e ar condicionado), instalado no edifício é um sistema de climatização centralizado, constituído por três bombas de calor geotérmicas (cujas principais características são apresentadas na tabelas 6) para a produção de água fria e água quente, ventiloconvectores dispostos em muitos dos espaços do edifício, quatro unidades de tratamento de ar novo (UTAN’s) e três unidades de tratamento de ar (UTA’s), cujas principais características se podem verificar na tabela 7 e um conjunto de tubos enterrados.
As bombas de calor geotérmicas serão responsáveis por alimentar as baterias de aquecimento e arrefecimento das UTAN’s e das UTAS’s e ainda os ventiloconvectores.
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O transporte de energia térmica das bombas até aos locais de destino será feito por tubagens em cobre, formando circuitos de 4 tubos (dois para água quente e dois para água fria), que são isolados termicamente com espuma de borracha. Nas baterias referidas e nos ventiloconvectores a energia térmica contida na água é passada para o ar, que será depois distribuído pelo edifício.
Devido à dimensão do edifício, são necessários caudais de ar muito elevados e consequentes energias de aquecimento e arrefecimento elevadas. Os tubos enterrados no solo, que tem elevada inércia, e por isso uma temperatura quase constante ao longo do ano (aproximadamente 15°C) recebem o ar do exterior que depois se dirige as unidades de tratamento. Com o aproveitamento da temperatura do solo pode ser feita uma pré-climatização do ar, deixando a uma temperatura mais próxima da desejada a insuflar e exigindo por isso menor dispêndio de energia nas unidades de tratamento de ar.
As UTA´s serão responsáveis pelo condicionamento do ar da zona do restaurante, cafetaria e cozinha, enquanto as UTAN’s pelo restante, e quase, totalidade do edifício. Uma responsável pela parte Oeste do edifício, outra pela parte central e outra pela parte Este. As UTAN’s são responsáveis então pela renovação do ar, inserindo nos espaços apenas ar novo (nas UTA’s uma percentagem do ar condicionado é recirculado). Este ar novo já condicionado, conduzido através de condutas e insuflado através de grelhas pode ser novamente condicionado localmente, através dos ventiloconvectores. Este duplo sistema de condicionamento do ar, UTAN’s/UTA’s e ventiloconvectores, deve-se ao facto de localmente, em cada espaço, poderem ser necessárias temperaturas diferentes das definidas como padrão para o edifício.
Na figura 20, fotografia tirada no local, pode ser visto uma parte do duplo condicionamento referido. No canto inferior esquerdo da imagem é possível observar-se a uma conduta de forma retangular com uma grelha de insuflação no final que permita a chegada do ar da UTAN. No centro da imagem está presente um ventiloconvector, ligado por 4 tubos às bombas de calor e ainda ligado a duas condutas de ar para insuflação e extração do ar, do local onde se encontra, a ser novamente condicionado.
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Figura 20 – Duplo Condicionamento (ventiloconvetor mais condutas provinientes da UTAN)
O conhecimento das características dos principais equipamentos é necessário para a quando do cálculo das necessidades energéticas se saber por exemplo, Coefficients of Performance (COP), no caso das bombas, e os consumos dos ventiladores na extração e insuflação, no caso das UTAN’s. No edifício existem vários tipos de equipamentos, contudo são os anteriormente referidos que apresentam maior importância e peso nos consumos energéticos a determinar posteriormente na dissertação e dos quais se destacam as principais características. Tabela 6 - Caraterísticas das bombas geotérmicas
Designação BG1 BG2 BG3
Potência Calorífica (kW) 328,9 259,8 37,1
Potência Frigorifica (kW) 316,9 240,9 -
Potência absorvida aquecimento 95,9 75,5 8,2
Potência absorvida arrefecimento 70,9 58,0 -
COP (aquecimento) 3,43 3,44 4,52
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Tabela 7 - Caraterísticas das UTAN's e UTA’s
Designação UTAN 1 UTAN 2 UTAN 3 UTAN 4
UTA1 UTA2 UTA3
Insuflação Ar novo (m³/h) 10620 13905 14040 7700 3900 1980 6000 Ar recirculado (m³/h) - - - - 1400 4520 - Potência (kW) 5,5 7,5 7,5 4 2,2 4,0 2,2 Extração Caudal (m³/h) 8500 11955 12090 7300 5300 6500 6000 Potência (kW) 4 5,5 5,5 4 2,2 3,0 - 3.4.2.AQS
No edifício existe um abastecimento de águas quentes sanitária (AQS) à cozinha e aos balneários para duches. A zona da cozinha vai ser abastecida por 10 painéis solares térmicos, colocados na cobertura, e ligados a dois depósitos acumuladores, um com capacidade de 1000 l e outro com a capacidade de 800 l. Para o aquecimento das AQS destinadas a duches está previsto um painel solar, também colocado na cobertura e um depósito de 200 l.
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4.Fração em estudo
Para uma correta determinação das necessidades energéticas do edifício, um dos objetivos centrais da dissertação, é necessário definir primeiro parâmetros como a área das diferentes secções, o seu pé direito, se os espaços são úteis ou não úteis, entre outros como as soluções construtivas.
O atual regulamento define como grande edifício de comércio e serviços “o edifício de comércios e serviços cuja área interior útil de pavimento, descontando os espaços complementares, igual ou ultrapasse 1000 m², ou 500 m² no caso de centros comerciais, hipermercados, supermercados e piscinas cobertas”.
Tendo em conta que no regulamento está ainda definido que a área interior útil do pavimento “considera-se o somatório da área de pavimento de todas as zonas térmicas do edifício ou fração, desde que tenham consumo de energia elétrica ou térmica, registado no contador, independentemente da sua função e existência de sistemas de climatização, sendo a área medida pelo interior dos elementos que delimitam as zonas térmicas do exterior e entre si”, isto é, todo o edifício, e que este regulamento define ainda que espaço complementar como “a zona térmica sem ocupação humana permanente atual ou prevista e sem consumo de energia atual ou previsto associado ao aquecimento ou arrefecimento ambiente, incluindo cozinhas, lavandarias e centros de armazenamento de dados” poder-se-á então, partindo destes pressupostos aferir-se se o edifício em questão se trata ou não de um Grande edifício de Comércio e Serviços (GES) ou de um pequeno edifício de Comércio e Serviço (PES).
O edifício apresenta no total 8859 m² de área útil interior. Tendo em conta que aproximadamente 80% a 90% do edifício é climatizado, então trata-se de um GES.
Tabela 8 – Área Interior útil do edifício
Piso Área interior útil (m²)
-2 190
-1 2895
0 1719
1 2084
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Devido à dimensão do edifício, ao tempo disponível para a realização do trabalho, e de modo a melhor compreender-se a aplicação da legislação energética em vigor, optou-se for se fazer apenas a análise de uma parte do edifício, a zona mais a Este do piso 0 marcada na figura 21. Esta zona considerada como uma fração, apresenta uma área interior útil inferior a 1000 m², tratando-se assim de um PES.
Figura 21 – Localização da fração em estudo – adaptado [41]
De acordo com a tabela I.02 da Portaria nº349-D/2013 a determinação do Índice de Eficiência Energética, para posterior determinação da classe Energética do edifício, para os PES pode ser feita através de um cálculo Simplificado (Monozona). Para isto utilizou-se a folha de cálculo versão 2.1.4 disponibilizada pelo Laboratório Nacional de Energia e Geologia (LNEG).
Contudo é necessário fazer primeiramente um levantamento do edifício no que diz respeito a soluções construtivas, estrutura, sistemas de climatização instalados, tipos de ocupação, entre outros parâmetros.