Análise de estratégias de controlo de iluminação e ventilação num edifício escolar

Abstract

Este trabalho tem como principal objetivo estudar várias estratégias de controlo de iluminação e ventilação num edifício escolar. Importa, portanto, compreender formas de cumprir a regulamentação, assegurar o conforto térmico e visual, a qualidade do ar interior e minimizar o custo de exploração dos sistemas de climatização. No campo de iluminação, partindo de uma situação de sobredimensionamento das luminárias, realizou-se um estudo de influência da iluminação no conforto visual dos ocupantes e, evidentemente da sua cota parte nos consumos energéticos do edifício.No âmbito da climatização eficiente dos espaços, dimensionaram-se, no programa de simulação energética DesignBuilderTM, sistemas de climatização com funcionamento VAC (Volume de Ar Constante) e VAV (Volume de Ar Variável). No primeiro caso consideraram-se duas situações, uma em que a QAN (quantidade de ar novo) é constante e determinada recorrendo a duas metodologias previstas na regulamentação, método prescritivo e método analítico, e uma segunda em que a QAN é variável e dependente da ocupação dos espaços. No segundo caso, considerou-se duas situações, uma com QAN constante, e outra com a QAN variável em função da carga térmica. O restante caudal para garantir o volume de insuflação pretendido fica ao encargo do ar de recirculação.Para terminar, analisaram-se os consumos energéticos de cada um dos sistemas descritos de forma a avaliar qual seria a melhor solução para o caso em estudo, quer a nível de eficiência energética, quer a nível de proporcionar conforto térmico, e visual, aos ocupantes e garantir a qualidade do ar interior.

The main goal of this work is to study several lighting and ventilation control strategies in a school building. Therefore, is crucial to understand how to ensure thermal and visual comfort and indoor air quality, all while minimizing the HVAC systems costs and comply with all legal regulations applied.In the lighting field, starting from a situation of oversized lamps, a lighting influence study, on the visual comfort of the occupants, was conducted, and, naturally its influence on the energy consumption of the building. To ensure the climatization on the occupied areas, several systems were dimensioned on the energy simulation program DesignBuilderTM, with different functioning principles, one with CAV (Constant Air Volume) and another with VAV (Variable Air Volume). In the first case two different situations were considered, one where the outdoor air volume is constant and determined by two methodologies present in legislation, the prescriptive method and the analytic method, and a second one where the outdoor air volume is variable and function of the space occupation rate. In the second case, two distinct cases applied, one where the outdoor air is constant and another where the outdoor air is dependent on the thermal load of the space. Recirculation air is in charge of ensuring the remaining air volume to achieve the pretended insufflation volume.Last, the energy consumption of every system was analyzed in order to evaluate the best solution to achieve a good energy efficiency, deliver thermal and visual comfort to the occupants e ensure a good indoor air quality.