Análise de eficiência energética de uma residência usando estratégias de arquitetura passiva e energia solar

Abstract

Esta monografia apresenta um estudo de desempenho térmico e energético de uma residência unifamiliar para a cidade de Porto Alegre. O modelo de residência utilizado foi o proposto por LAMBERTS et al., 2010. Nele, são empregados sistemas de energia solar térmica e fotovoltaica e estratégias de arquitetura passiva, a fim de se obter a melhor utilização dos recursos naturais disponíveis. Foi simulada a temperatura dos ambientes da residência em quatro meses específicos ao longo de um ano e comparada à temperatura exterior, com o objetivo de se verificar a obtenção da condição de conforto térmico. Dentre os meses estudados, não se atingiu o conforto térmico em apenas um, junho. Também foi simulado o consumo de energia elétrica da residência para os casos de utilização de equipamentos convencionais e equipamentos eficientes, em comparação com o consumo real de uma residência unifamiliar em Porto Alegre. O resultado para o caso de equipamentos eficientes, com média de 270 kWh mensais, se assemelhou muito ao caso real, com média de 304 kWh mensais. O sistema de aquecimento solar de água foi dimensionado para suprir um consumo diário de 510 litros de água, e para a armazenagem foi usado um reservatório com capacidade para 400 litros. O sistema fotovoltaico, projetado para suprir a demanda de 326,5 kWh, é capaz de alimentar a residência durante meses de consumo típico, tornando-a independente da rede enquanto não houver aumento de consumo não planejado.

This work presents the thermal and energy performance analysis of a single family residence for Porto Alegre. The residence model used is the one presented in LAMBERTS et al., 2010. In it, systems of thermal and photovoltaic energy are used, besides passive architecture strategies, in order to obtain the best use of the available natural resources. The simulation comprised the residence rooms temperature in four specific months during a year and it was compared to the exterior temperature, for the purpose of achieve the thermal comfort condition. Among the studied months, the condition of thermal comfort wasn’t achieved in only one, June. The residence electric energy consumption was also simulated for the conventional equipments and efficient equipments cases, in comparison with the real consumption of a single family residence in Porto Alegre. The results for the efficient equipments case, with an average of 270 kWh a month, were very similar to the real case, with an average of 304 kWh a month. The solar water heating system was designed to meet the daily consumption of 510 liters of water, and for the storage of the system a reservoir with 400 liters capacity was used. The photovoltaic system, designed to meet the 326.5 kWh demand, is able to supply the residence during typical consumption months, bringing it to be independent of the power grid as long as there is no consumption increase.