Estratégias para edifícios de escritórios energia zero no Brasil com ênfase em BIPV

Abstract

Esta pesquisa tem o objetivo de avaliar o potencial de transformação de edifícios de escritório brasileiros em edifícios energia zero (EEZ) em diferentes climas. O estudo foi baseado em simulações computacionais, e o desenvolvimento do modelo foi dividido em três etapas. A primeira etapa consistiu na avaliação do caso protótipo (edifício referencial), que representa uma tipologia de edifícios de escritórios no Brasil. A segunda etapa consistiu no desenvolvimento do caso otimizado (edifício com baixo consumo de energia) de acordo com o regulamento de eficiência energética brasileiro. O comportamento dos dois casos foi determinado e comparado com o cálculo do balanço térmico e energético do edifício. Finalmente, o caso energia zero foi obtido por meio da aplicação de tecnologias solares (BIPV) na edificação. As simulações computacionais foram realizadas através dos programas EnergyPlus e Daysim para Fortaleza, CE, e Florianópolis, SC, cidades localizadas em diferentes zonas climáticas do Brasil. Os resultados mostraram que, em Fortaleza, mais módulos fotovoltaicos foram necessários devido ao maior consumo de energia, principalmente com refrigeração. O uso do regulamento de eficiência energética proporcionou redução no consumo de aproximadamente 50%. Porém, com o uso da janela fotovoltaica, outras estratégias foram necessárias para atingir o EEZ.This research work aims to evaluate the potential to transform Brazilian office buildings into Zero Energy Buildings (ZEB) in different climates, based on computer simulations. The development of the model was divided into three steps. The first step was the evaluation of the prototype case (reference building), which represents the current building typology of Brazilian office buildings. The second step was the development of an optimal case (low energy building) according to the Brazilian energy efficiency labelling system. The performance of both cases was determined and compared by calculating the building's heat balance and energy balance. Finally, the ZEB case was obtained by the application of solar energy technologies (BIPV) in the building. The simulations were carried out with the computer programs EnergyPlus and Daysim for two cities in two different climatic zones of Brazil: Fortaleza/CE and Florianopolis/SC. The results showed that, in Fortaleza, more photovoltaic modules were necessary due to the higher energy consumption, especially for cooling. In addition, the application of the Brazilian energy efficiency regulation for buildings allowed a reduction of almost 50% in the final energy consumption. However, others strategies were also necessary to reach ZEB, due to the use of PV windows.