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Título: Estudo, Avaliação e Propostas de melhoria para a Climatização do edifício Biorama do Parque Biológico de Vila Nova de Gaia
Autor: Diamantino, João Filipe Rodrigues
Orientador: Sá, Christopher Silva Alves de
Palavras-chave: Eficiência Energética
Temperatura
Humidade
Biorama
Certificação energética
Energy Efficiency
Temperature
Humidity
Energy certification
Data de Defesa: 2014
Resumo: A eficiência energética e a preocupação com a sustentabilidade têm vindo a ganhar preponderância na sociedade moderna. Este trabalho é uma contribuição para esta tendência onde se pretendeu avaliar e sugerir alterações ao sistema de climatização do edifício Biorama do Parque Biológico de Vila Nova de Gaia (PBG). Procedeu-se em primeiro lugar a uma caracterização física, química e geográfica dos 5 biomas constituintes do Biorama. Para isso, recorreu-se a documentos fornecidos pelo próprio PBG, visitas ao local e registo de medições de alguns parâmetros (temperatura, humidade relativa, qualidade do ar). Posteriormente foi realizado o balanço térmico dos edifícios, de acordo com a legislação em vigor, recorrendo a expressões e conceitos teóricos. Foram determinados valores dos ganhos térmicos de aquecimento de 15811, 10694, 7939, 9233, e 6621 kWh/ano para Floresta tropical, Mesozoico, Dunas, Savana e Deserto, respetivamente. Foram igualmente determinados valores dos ganhos térmicos no verão de 7093, 4798, 3560, 4144 e 2971 kWh na Floresta tropical, no Mesozoico, nas Dunas, na Savana e no Deserto, respetivamente. As cargas térmicas de aquecimento foram 149, 125, 47, 60 e 51 kW na Floresta tropical, no Mesozoico, nas Dunas, na Savana e no Deserto, respetivamente. As cargas térmicas de arrefecimento foram iguais a 59, 57, 47, 35 e 36 kW na Floresta tropical, no Mesozoico, nas Dunas, na Savana e no Deserto, respetivamente. Algumas soluções são avançadas, bem como alternativas comportamentais de modo a corrigir alguns problemas identificados. Uma proposta é a da instalação de painéis solares e acumuladores de calor, com os quais se estima um ganho médio conjunto de 500 W em cada bioma, e representam um investimento de 1050 euros e terão um retorno de 1 ano. Em relação à humidade é sugerido a utilização mais eficaz dos aspersores existentes e a utilização de esponjas, para fazer subir a humidade relativa para valores superiores a 80%. Em sentido inverso, no inverno, propõem-se a utilização de material higroscópico para fazer baixar a humidade relativa em cerca de 5%. Os custos com os suportes e o material higroscópico rondam os 250 €. Por fim, é sugerido a instalação de um aparelho de ar condicionado de 16 000 BTU no corredor de ligação, pois é a única forma de garantir condições de conforto térmico. Esta proposta de arrefecimento com ar condicionado e ainda o recurso a uma cortina de lâminas de plástico, que servem para efetuar uma separação mais eficiente entre ar frio e ar quente, têm um custo aproximado de 350 €. É ainda sugerida a utilização de lonas ou de uma planta trepadeira com um custo por planta de 5€, nas coberturas dos telhados virados a sul, sendo que a zona do corredor deverá ser totalmente coberta, a fim de evitar a exposição solar direta.
Energy efficiency and the concern for sustainability have been gaining more dominance in modern society. In this work we intend to review and suggest corrections to the problems of climate control of Biorama in the Vila Nova de Gaia Biological Park (PBG), taking into account these concepts and concerns. Proceeded to the physical, chemical and geographical characterization of the 5 constituents-biomes of Biorama. For this, we used the documents provided by PBG, site visits and measurements of registration of some parameters (temperature, relative humidity, air quality). It has also been estimated in detail the thermal balance of the buildings, according to the legislation in force, using expressions and theoretical concepts. Afterwards, we did the heat balance of buildings, in accordance with the legislation in force, using expressions and theoretical concepts. Were determined values of thermal gains heating 15811, 10694, 7939, 9233, and 6621 kWh / year for Rain forest, Mesozoic, Dunes, Desert and Savannah, respectively. Were equally determined values of thermal gains in summer, 7093, 4798, 3560, 4144 and 2971 kWh in the Rain forest, the Mesozoic, the Dunes in Savannah and in the Desert, respectively. The thermal loads of heating were 149, 125, 47, 60 and 51 kW in Rain forest in the Mesozoic, the Dunes in Savannah and in the Desert, respectively. The thermal loads of cooling were equal to 59, 57, 47, 35 and 36 kW in Rain forest in the Mesozoic, the Dunes in Savannah and in the Desert, respectively. Some solutions are advanced and behavioral alternatives to correct some problems identified. One proposal is the installation of solar panels and heat accumulators, with which it is estimated an average gain set of 500 W in each biome, and represent an investment of 1050 euros and will have a 1 year return. With respect to humidity is suggested as the most efficient use of existing nozzles and using a sponge, to raise the relative humidity to above 80%. In the opposite direction in winter propose the use of hygroscopic materials to lower the relative humidity at about 5%. The cost of the supports and the hygroscopic material are around € 250. Finally, it is suggested the installation of an air conditioner 16,000 BTU in the connecting corridor as it is the only way to ensure thermal comfort conditions. This proposal cooling with air conditioning and even the use of a curtain of plastic sheeting, which serve to make a more efficient separation of cold air and hot air, which cost approximately € 350. It also suggests using pads or a climbing plant with a cost per plant of € 5, on the covers of roofs facing south, and the area of the corridor should be completely covered in order to avoid direct sun exposure.
URI: http://hdl.handle.net/10400.22/5802
Designação: Mestrado em Engenharia Mecânica- ramo Energia
Aparece nas colecções:ISEP - DM – Engenharia Mecânica

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