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Manual de Projeto

ECONOMIA

Medida financiada no âmbito do Plano de Promoção da Eficiência no Consumo de energia elétrica, aprovado pela Entidade Reguladora dos Serviços Energéticos.


melhor escola & energia

Manual de Projeto

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DiagnĂłsticos energĂŠticos em contexto escolar Manual de projeto 2018

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Índice Enquadramento

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Planeamento do projeto Definição da equipa e atribuição de responsabilidades Calendarização das atividades

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6 7 7 7

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Recolha de documentação para o projeto

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Trabalhos de campo Equipamentos de medição Caraterização do(s) Edifício(s) Identificação da instalação Envolvente opaca Envolvente envidraçada Caraterização dos sistemas energéticos Caraterização dos espaços quanto aos equipamentos Sistemas de Iluminação Sistemas de Aquecimento, Ventilação e Ar Condicionado Águas Quentes Sanitárias (AQS) Equipamentos de Cozinha/Refeitório Equipamentos Multimédia (computadores, monitores, servidores, projetores)

8

9 9 12 12 13 15 16 16 17 18 20 22 23

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Tratamento e análise de informação Caraterização Geral do(s) edifício(s): Localização do Edifício Tipo de Utilização do Edifício Caraterísticas dimensionais e construtivas da envolvente Consumo e Custo com a Energia Desagregação por vetor Energético Definição de Indicadores Caraterização dos Sistemas Energéticos Caraterização Geral Caraterização dos Sistemas de Iluminação Caraterização dos Sistemas de Aquecimento, Ventilação e Ar Condicionado Caraterização dos Sistemas de Águas Quentes Sanitárias Caraterização dos Sistemas Multimédia Caraterização dos Equipamentos de Cozinha Outros

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24 24 24 25 25 26 26 29 29 29 30 31 32 32 33 33

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Oportunidades de melhoria Fatura energética Compensação de energia reativa Ajuste no Tarifário Envolvente Coberturas, paredes e pavimentos Vãos envidraçados e portas Sistemas de Iluminação Sistemas de Aquecimento, Ventilação e Ar Condicionado

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34 35 35 35 36 36 36 37 38

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Sistemas de Águas Quentes Sanitárias Equipamentos Multimédia Equipamentos de Cozinha Produção de Energia Renovável Medidas comportamentais

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39 39 39 40 40

ANEXO I – INFORMAÇÃO COMPLEMENTAR E DE APOIO A Energia Energia primária, energia final e energia útil Como se mede a energia (unidades) Eficiência Energética Envolvente dos Edifícios Coberturas e paredes Janelas e proteções solares Sistemas de Iluminação Tipo de Iluminação Conceitos sobre iluminação Tipos de fontes de emissão de luz (lâmpadas e outros) Sistemas de controlo e regulação Aquecimento Ventilação e Ar Condicionado Sistemas centralizados Sistemas Individuais Ventilação Produção de Águas Quentes Sanitárias (AQS) Equipamentos elétricos Equipamentos de queima de combustível Equipamentos Multimédia Consumos standby Consumos Fantasma Equipamentos de cozinha Produção de energia renovável Sistemas Solares Térmicos Sistemas Solares Fotovoltaicos Sistemas a Biomassa A Fatura de Energia Fatura de energia elétrica Fatura de gás natural Faturas de outros combustíveis

41 41 41 43 43 43 45 48 48 49 50 53 54 54 56 57 58 58 60 61 61 61 62 62 62 63 64 64 64 71 73

ANEXO II - FATORES DE CONVERSÃO

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74

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75

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APÊNDICE I

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Enquadramento À semelhança de quase todos os edifícios e infraestruturas, as escolas necessitam de energia para o seu normal funcionamento. Num contexto em que as escolas estão cada vez mais dotadas de meios e equipamentos, essas necessidades energéticas tendem a ser cada vez maiores. Para que essa tendência seja sustentável, é fundamental promover a eficiência energética, a utilização racional de energia e as energias renováveis. Como não é possível atuar sobre aquilo que não se conhece, torna-se imperativo efetuar previamente um diagnóstico energético à instalação, neste caso à escola, de modo a caraterizar e analisar os perfis de consumo e de utilização, bem como os principais equipamentos consumidores de energia. Só assim, é possível identificar e estudar, para posteriormente adotar medidas de melhoria que promovam uma redução dos consumos de energia sem comprometer o conforto e o bom funcionamento da escola. Embora os procedimentos de diagnósticos energéticos possam ser adaptados para cada escola, é possível apontar algumas orientações e metodologias de abordagem que podem direcionar a atuação de uma equipa auditora. Este manual visa apresentar, de forma sucinta, as principais questões a considerar num procedimento de análise dos consumos de energia de uma escola, alertando para alguns aspetos que a equipa responsável por essa análise deve ter em conta na sua abordagem. Pretende também lançar pistas para a execução prática de uma análise dos consumos de energia e para a elaboração do respetivo relatório que poderá suportar a proposta de um projeto para melhoria do desempenho energético da escola. A informação aqui apresentada deve ser aprofundada e/ou complementada junto de outros recursos como os professores e, se possível, de profissionais que realizam auditorias energéticas. Só dessa forma os resultados terão os níveis de detalhe e de especificidade necessários para reforçar a robustez do projeto e para mobilizar os decisores para a efetiva implementação das medidas de melhoria propostas. O manual de projeto está organizado da seguinte forma: • Planeamento do projeto, onde se apresentam sugestões como organizar e planear o projeto; • Recolha de documentação para o projeto, onde se apresentam sugestões de documentos a considerar e formas de os obter; • Trabalhos de Campo, onde se identificam as áreas que poderão ser consideradas, assim como ferramentas de apoio à realização dos trabalhos; • Tratamento e análise de informação, onde se apresentam algumas sugestões de metodologias de tratamento dos dados recolhidos e pistas para a sua interpretação. • Oportunidade de melhoria, onde se apresentam algumas sugestões de área onde se pode intervir para melhorar a eficiência energética na escola; • Informação complementar, onde se poderá encontrar informação de apoio aos trabalhos de caráter mais técnico. Bom trabalho!

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Planeamento do projeto Definição da equipa e atribuição de responsabilidades Para conseguir um projeto de sucesso é necessário um bom planeamento, Professor Rodrigo Responsável pela coordenação do projeto pelo que a primeira abordagem deverá ser a definição da equipa de auditores, bem como a responsabilidade e as tarefas de cada um dos elementos. Luís Além disso, a direção da escola deverá ser informada acerca do trabalho a Responsável pela recolha de documentação ser desenvolvido pelos alunos, uma vez que a ajuda e o envolvimento de Filipa todos é fundamental para se obterem os melhores resultados. A atribuição Responsável pelo trabalho de campo de responsabilidades deve ser clara e objetiva, sendo uma prática que pode Joana ajudar a organizar a gerir melhor o tempo destinado a este projeto. Deste Responsável pelo tratamento e análise de informação modo, os alunos devem, desde cedo, definir responsabilidades respondendo à pergunta “quem fica responsável pelo quê”. Cada equipa deve ter um Marco Responsável pela oportunidades de melhoria professor responsável pela coordenação do projeto, conforme se ilustra na equipa fictícia criada para melhor compreensão. Embora devam ser definidas responsabilidades para cada elemento da equipa, isso não significa que os participantes não tenham de trabalhar em equipa. É apenas uma forma de organização e responsabilização para assegurar que todas as tarefas são realizadas.

Calendarização das atividades Uma calendarização adequada do trabalho permite uma maior eficiência na realização das atividades, pelo que é uma boa prática elaborar um cronograma com algum detalhe das atividades a desenvolver. Para que se consigam atingir os objetivos é necessário trabalhar em equipa, apesar de haver um aluno responsável por uma dada atividade (no exemplo facultado), os restantes vão ter de ajudar. Existem alguns trabalhos, como por exemplo o trabalho de campo, que devem ser realizados em pares, pelo menos, para agilizar o levantamento das caraterísticas dos sistemas e das escolas. O cronograma que se segue é um exemplo, pelo que pode optar-se por um cronograma diferente e/ou organizar as atividades de forma distinta. O importante é enquadrar as atividades necessárias à elaboração do diagnóstico no tempo que têm para o desenvolver.

sor Rodrigo sável pela coordenação do projeto

sável pela recolha de documentação

sável pelo trabalho de campo

sável pelo tratamento e análise de informação

sável pela oportunidades de melhoria

Exemplo de cronograma de atividades (projeto)

As tarefas descritas no quadro acima são meramente indicativas, pelo que podem delegar tarefas diferentes entre os membros da equipa, como por exemplo, um aluno pode ficar responsável por um edifício, outro pelo ginásio e outro pelo refeitório. A distribuição de responsabilidades também pode ser por tecnologias, ou outra a identificar.

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Recolha de documentação para o projeto Após a constituição da equipa de auditores, estes devem proceder à recolha e compilação da informação documental disponível na escola sobre as instalações, os equipamentos e os respetivos modos de funcionamento. A maioria da informação poderá ser obtida junto dos serviços administrativos e funcionários da escola, embora possa também ser útil recorrer a outras entidades ou mesmo fontes bibliográficas para a obtenção dos seguintes elementos: Descrição

Recebido

Plantas, desenhos, memória descritiva do edifício (dimensões, materiais construtivos, etc.) e das instalações técnicas (sistema de ar condicionado, redes elétricas e/ou de gás, sistema informático e de comunicações, etc.). Especificações técnicas, manuais e/ou registos de manutenção dos principais equipamentos consumidores de energia (p.e. ar condicionado, caldeiras, esquentadores, iluminação, computadores, quadros interativos/projetores, rede informática, rede de comunicações e dados, equipamentos de cozinha, etc.). Informação referente ao sistema solar térmico para aquecimento da água (tipo, área, localização, orientação, inclinação, capacidade do(s) depósito(s), temperatura de ar-mazenamento da água), e/ou ao sistema fotovoltaico para produção de energia elétrica (tipo, área, localização, orientação, inclinação, potência instalada, registos de produção) Modificações ao projeto inicial quer do ponto de vista arquitetónico, quer dos sistemas de climatização instalados que possam provocar alterações no consumo de energia. Registos de falhas ou ocorrências de qualquer tipo (obras, avarias, eventos, festas, etc.) que possam ter afetado ou alterado os consumos energéticos na escola. Cópia das faturas de eletricidade e/ou combustíveis referentes preferencialmente aos últimos três anos. Consumos energéticos de 15 em 15 minutos retirados do site https://edponline.edp.pt/ (caso a escola esteja em BTE ou MT). Relatórios de auditorias energéticas anteriores (caso existam). Perfil de ocupação do edifício, por zonas, em termos percentuais ao longo do dia ou semana (deverão ser fornecidos no mínimo os períodos de funcionamento). Perfil de funcionamento dos equipamentos AVAC do edifício (Centrais térmicas, centrais de frio, UTA, ventilação) por zonas, em termos percentuais ao longo do dia ou semana. Perfil de utilização da iluminação do edifício, por zonas, ao longo do dia ou semana. Perfil de utilização de equipamentos em geral (computadores, impressoras, etc.) do edifício, por zonas, em termos percentuais ao longo do dia ou semana. Indicação do tipo e quantidade de lâmpadas instaladas em cada espaço, bem como a respetiva potência, tipo de armaduras (projeto de iluminação atualizado, caso exista). Indicação do número de ocupantes por compartimento. Indicação do tipo e quantidade de equipamentos instalados em cada espaço, bem como a respetiva potência. Informação sobre as Baterias de Condensadores para compensação da energia reativa (caraterísticas técnicas e localização no esquema unifilar). Identificação e caraterização de áreas com uso especial (Ex. cafetarias, salas de im-pressão e cópia, laboratórios, elevadores, salas de conferência, armazéns, etc.). Registo de queixas de utilizadores relativamente à qualidade do ar interior (ar pesado, sonolência) Exemplos de informação documental a recolher (nem todas as escolas têm todos os elementos)

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Trabalhos de campo Equipamentos de medição Antes de realizar o trabalho de campo a equipa auditora deve munir-se de alguns equipamentos que podem auxiliar na caraterização dos edifícios e dos equipamentos consumidores de energia. Alguns exemplos: • F  ita métrica – Permite medir a espessura de paredes, áreas de pavimento e cobertura, área de envidraçados, pé direito, entre outros. • Medidor de distâncias laser – Este equipamento possui um feixe laser permitindo medir distâncias grandes com maior facilidade do que uma fita métrica. Para além disso, há alguns dispositivos destes com um software que permite o cálculo da área, através da monitorização do comprimento e da largura de um espaço. Alguns destes equipamentos calculam ainda o volume de um espaço caso também seja monitorizada a altura do espaço. • Sensor de temperatura e humidade – Este equipamento permite verificar a temperatura e humidade relativa de um espaço. Existem alguns equipamentos que permitem registar estes dados ao longo do tempo, o que permite ter um perfil da temperatura e humidade de um dado local. • Medidor de energia elétrica de tomada – Permite a medição de consumos de equipamentos passíveis de ligação à tomada para que se possa monitorizar os consumos de energia. Este equipamento é bastante fácil de utilizar, bastando: 1. Ligar o medidor de energia elétrica à tomada. 2.  Ligar o equipamento diretamente ao medidor e monitoriza os consumos durante uma semana de forma a abrangeres também o fim de semana (deste modo ficas com uma semana típica). Também se pode usar durante períodos mais curtos, sendo também usados para verificar a potência dos equipamentos em standby. 3.Remover os equipamentos da tomada e regista os consumos. Caso a escola não possua um medidor de energia elétrica de tomada pode-se sempre fazer uma estimativa multiplicando o número de horas de funcionamento do equipamento pela sua potência. É necessário ter em atenção que alguns equipamentos da escola não funcionam ao longo de todo o ano (fins de semana e períodos de férias). Há ainda outros equipamentos, como frigoríficos, computadores, impressoras que não têm uma potência contínua ao longo do tempo pelo que o cálculo do consumo de energia não é direto.  • Luxímetro – Permite medir a iluminância de um dado espaço, ou seja, a quantidade de luz numa determinada área. Com este equipamento é possível averiguar se a luz presente nos espaços é suficiente para as atividades a desempenhar. No entanto, para a realização deste estudo deverá ser seguida a norma europeia EN 12464-1. “Light & Lighting – Lighting of Indoor Workplaces” que indica a quantidade de luz recomendada às funções desempenhadas, isto é, numa sala de aulas é necessário mais luz do que numa casa de banho, por exemplo. Existem ainda outros equipamentos utilizados em diagnósticos ou auditorias energéticas que permitem uma monitorização detalhada da instalação e/ou equipamentos de energia. No entanto, esses equipamentos devem, apenas e só, serem utilizados por técnicos devidamente equipados e qualificados para o efeito. Alguns exemplos:

• Pinça amperimétrica – É utilizada para medir a intensidade de corrente elétrica (amperes) de forma pontual, ou seja, não permite guardar o histórico do consumo de um dado equipamento ou instalação. É, geralmente, utilizada para verificar o consumo de equipamentos que têm um perfil de consumo fixo. Caso exista um equipamento cuja chapa caraterística esteja inacessível ou degradada, pode utilizar-se uma pinça para verificar a potência instantânea da mesma. • Analisador de energia – É o equipamento que permite a análise mais rigorosa dos consumos de energia elétrica uma vez que permite gravar os dados que se encontra a monitorizar. Deste modo, carateriza não

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só a quantidade de energia consumida, como também quando é consumida. Genericamente, é instalado um analisador no circuito geral, por forma a ter um perfil global da instalação e outros em quadros parciais de acordo com o que se pretenda medir, quadro parcial da iluminação, AVAC, AQS, bombagem, entre outros. Permite ainda medir a energia reativa e a qualidade de energia. • Analisador de gases – Este equipamento permite efetuar uma análise aos gases de exaustão por forma a verificar se a queima está a ser realizada de forma eficiente e para, caso necessário, solicitar uma afinação por forma a reduzir os consumos de energia. • Caudalímetros – Permite contabilizar o consumo de um determinado fluido. Os contadores de gás ou da água são caudalímetros onde podem ser verificados os consumos gerais da escola. No entanto, não permitem verificar o consumo de um equipamento individualmente. Para esse efeito é necessário instalar-se um caudalímetro sectorial por forma a determinar o consumo de um terminado equipamento. Este tipo de intervenção é bastante dispendioso e só pode ser executada por técnicos devidamente credenciados.

Distâncias, áreas e volumes (fita métrica ou distanciómetro a laser)

Iluminância (luxímetro)

Análise de gases de exaustão (analisador de gases)

Temperatura e humidade (termohigrómetro)

Consumo de energia elétrica (medidor de tomada, pinça amperimétrica e analisador de energia)

Consumo de líquidos e/ou gases (caudalímetro)

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Para além dos equipamentos de medição a equipa auditora deverá munir-se das tabelas presentes no Apêndice I permitindo assim identificar mais facilmente oportunidades de melhoria e consequentemente otimizar o tempo.

Exemplificação das tabelas presentes no Apêndice I – Checklist de Medidas de Utilização Racional de Energia

Por fim, recomenda-se a consulta do ANEXO com informação complementar de ordem mais técnica para cada um dos temas aqui apresentados.

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Caraterização do(s) Edifício(s) Para uma caraterização mais eficaz e ainda para memória futura, recomenda-se efetuar levantamentos fotográficos quer das soluções construtivas quer dos sistemas energéticos.

Identificação da instalação A identificação da instalação, neste caso, da escola, deve conter, preferencialmente, a seguinte informação: Designação: Morada: Telefone: Pessoa de Contacto: Endereço de correio eletrónico Data de Construção e/ou ultima intervenção* Exemplo de elementos para a identificação da instalação e pessoa de contacto * Caso tenha ocorrido alguma intervenção indicar o que foi alterado.

A caraterização geral dos espaços ocupados na escola deve incluir, conforme aplicável: • O número de edifícios existentes e as suas orientações; • As dimensões dos espaços (determinar áreas e alturas das salas de aulas, refeitórios, bibliotecas, casas de banho, entre outros); • O tipo de utilização dos espaços (sala de aula que funciona 8h por dia, sala de reuniões que só funciona 4h por semana, por exemplo); • Períodos de funcionamento (encerrada para férias, encerra aos fins de semana). Área Bruta (m²)

Número de ocupantes

Pavilhão A

1 400

Pavilhão B

Espaço

Horário

Observações

150

Semana 08:00 – 19:00 Fins de Semana 08 – 13:00

Encerra para férias da Páscoa 13 a 31 de junho

1 100

120

Semana 08:00 – 19:00 Encerra ao fim de semana

Houve manutenção em outubro estando fechado duas semanas

Pavilhão C

1 800

300

Semana 08:00 – 19:00 Encerra ao fim de semana

Nada a acrescentar

Cantina/ Refeitório

400

Semana 12:00 – 16:00 Encerra ao fim de semana

As Sras. da cantina começam a trabalhar às 09:30

Ginásio

600

30

Terça, quarta e quinta-feira, 08:00 – 19:00 Encerra ao fim de semana

Exemplo de caraterização geral dos espaços

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Caso os horários sejam muito divergentes de dia para dia, devem ser desagregados de acordo com o dia da semana: Dias Manhã Tarde

Sábado

Domingo

Entrada Saída Entrada Saída Exemplo de caraterização dos espaços quando aos horários de funcionamento

Envolvente opaca

A caraterização e avaliação da envolvente opaca deve focar-se essencialmente na verificação das caraterísticas construtivas e de eventuais patologias que possam existir.

Coberturas

Caraterísticas construtivas • O(s) tipo(s) de cobertura(s) (verificar se é plana ou inclinada); •O  (s) tipos de isolamento(s), quando aplicável e se acessível; • As área(s); • Espessura(s). Caso não seja possível verificar-se o(s) tipo(s) de isolamento(s), deve colocar-se a data de construção e/ou a data de remodelação do edifício. Patologias • Existência de grandes oscilações de temperatura na sala de aula: muito quente no verão e muito fria no inverno (perguntar aos colegas e/ou professores); • Infiltrações no teto; • Desenvolvimento de focos de humidade, condensações, fungos e bolores que poderão ser um sinal de falta de isolamento; • Degradação de materiais, em especial na face inferior do teto da cobertura.

Espaço

Pavilhão A

Pavilhão B

Área Cobertura m2

15 000

18 000

Espessura (cm)

15

15

Tipo de cobertura

Cobertura plana

Cobertura inclinada

Tipo de Isolamento

Sem isolamento

Não sei

Observações Infiltrações na sala de música, apresentando fungos no teto. O professor Ramiro diz que os alunos tiveram de levar mantas no inverno. Ano de construção é de 1990

Pavilhão C ….

13 000

20

Cobertura inclinada

Isolamento XPS

… Exemplo de caraterização das coberturas

+ 13 +

Sala muito confortável


Paredes

Caraterísticas construtivas: • O(s) tipo(s) de parede(s); • O(s) tipos de isolamento(s), quando aplicável e se acessível; • A(s) área(s); • A(s) espessura(s); Caso não seja possível verificar-se o(s) tipo(s) de isolamento deve colocar-se a data de construção e/ou a data de remodelação do edifício. Patologias: • A existência de uma coloração negra ou amarela nas paredes que podem indiciar problemas; • Existência de grandes oscilações de temperatura na sala de aula: muito quente no verão e muito fria no inverno (perguntar aos colegas e/ou professores); • Infiltrações nas paredes; • Desenvolvimento de focos de humidade, condensações, fungos e bolores que poderão ser um sinal de falta de isolamento; E ainda: • Se ao toque a parede estiver muito fria no inverno e/ou bastante quente no verão; • Paredes com pouca espessura indicam, normalmente, ausência de isolamento; • Paredes duplas com espessura inferior a cerca de 30 cm poderão não ter isolamento ou este ser insuficiente.

Espaço

Pavilhão A

Área de parede (m2)

Orientação

Espessura (cm)

Tipo de parede

Tipo de Isolamento

12 000

Norte

30

Parede simples de alvenaria

Sem isolamento

Pavilhão A

6 000

Este

30

Cobertura inclinada

Isolamento EPS

Pavilhão A

6 000

Sul

50

Parede Dupla Isolada pelo exterior

Isolamento XPS

….

Observações A parede parece amarelada O professor Ramiro diz que os alunos tiveram de levar mantas no inverno

… Exemplo de caraterização das paredes

Pavimentos

Caraterísticas construtivas: • O(s) tipo(s) de pavimento(s) (madeira, betão, pedra); • O(s) tipo(s) de isolamento(s), quando aplicável e se acessível; • A(s) área(s) e espessura(s); Caso não seja possível identificar o(s) tipo(s) de isolamento deve colocar-se a data de construção e/ou a data de remodelação do edifício.

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Patologias • A existência de grandes oscilações de temperatura na sala de aula: muito quente no verão e muito fria no inverno (perguntar aos colegas e/ou professores); • Caso o chão seja de madeira, verificar se está levantado, pode ser sinónimo de infiltrações; • Desenvolvimento de focos de humidade, condensações, fungos e bolores que poderão ser um sinal de falta de isolamento. Área de Pavimento (m2)

Espessura (cm)

Tipo de pavimento

Tipo de Isolamento

Observações

Pavilhão A

15 000

30

Madeira

Sem isolamento

Os tacos do chão estão a levantar

Pavilhão B

18 000

20

Lage de betão

Isolamento EPS

Pavilhão C

13 000

30

Pedra

Isolamento XPS

Espaço

….

… Exemplos de caraterização dos pavimentos

Envolvente envidraçada A caraterização e avaliação da envolvente envidraçada deve focar-se essencialmente na verificação das soluções construtivas e de eventuais patologias que possam existir.

Vão envidraçados

Soluções construtivas: • O(s) tipo(s) de vidro(s) (vidro simples, vidro duplo, vidro triplo) •O  (s) tipo(s) de caixilharia(s) (com ou sem corte térmico); • O (s) materiais da caixilharia (PVC, alumínio ou madeira); • Tipo(s) de abertura(s); • A existência de proteções solares (película nos vãos envidraçados, estores, persianas interiores ou exteriores, cortinas, entre outros); • A existência de dispositivos de sombreamentos fixos ou móveis (toldos, palas, entre outros) e se têm mecanismo de contro. Patologias • A existência de condensação nos vidros; • Se ao tato o vidro apresenta-se muito frio no inverno e/ou bastante quente no verão; • Problemas de vedação das janelas (verificar a existência de correntes e ar significativas recorrendo a uma folha de papel por exemplo). Adicionalmente, verificar e a janela tem etiqueta energética.

+ 15 +


Área do envidraçado (m2)

Orientação

Tipo de Vidro

Caixilharia

Proteções Solares

Dispositivos de sombreamento

Observações

Pavilhão A

620

Norte

Vidro Duplo

PVC com corte térmico

Os vidros têm uma pelicula acastanhada

Pala fixa

Sente-se o vento a passar entre janelas

Pavilhão A

120

Sul

Vidro simples

Madeira sem corte térmico

N/A

N/A

As salas parecem estar muito quentes

Alumínio sem corte térmico

N/A

N/A

Sente-se o vento a passar entre janelas e a caixilharia parecia estar muito quente

Alumínio sem corte térmico

N/A

N/A

Espaço

Pavilhão A

120

Este

Vidro simples

Pavilhão A

620

Oeste

Vidro simples

….

… Exemplo de caraterização dos vãos envidraçados

Caraterização dos sistemas energéticos Caraterização dos espaços quanto aos equipamentos

Após identificada e caraterizada a envolvente do edifício, deverá ser visitado cada espaço para verificar os equipamentos consumidores de energia presentes nos respetivos espaços. A tabela seguinte é apenas uma sugestão de como poderá ser organizada a informação durante o levantamento.

Espaço

Zona

Área Bruta

Horas de operação

Ocupantes

Sist. de Iluminação

AVAC

AQS

Eq. Cozinha

Eq. Multimédia

Sala 1 Pavilhão A

Sala 2 Biblioteca Ginásio Exemplo de caraterização dos espaços quanto a equipamentos consumidores de energia

* Apenas se for monitorizado, não sendo obrigatório

A caraterização de cada espaço só fica completa com a caraterização dos sistemas energéticos de acordo com o referido nos capítulos da Caraterização dos Sistemas de Iluminação e da Caraterização dos Equipamentos de Cozinha.

Sistemas de Iluminação Nas escolas, a iluminação representa uma parte significativa da fatura de energia elétrica pelo que deve ser analisada e caraterizada com bastante rigor. Para o efeito, deve -se: • Determinar o número de pontos de luz existentes em funcionamento e em não funcionamento (por avaria ou por outros motivos); • Desagregar os pontos de luz por tipo de lâmpadas e por potência; • Caraterizar as luminárias (simples, duplas, tipo de balastro, casquilho); + 16 +


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Manual de Projeto

• Identificar os períodos de funcionamento; • Verificar a existência de dispositivos de controlo e/ou regulação de fluxo, como por exemplo, relógios que programam o ligar/desligar automáticos da iluminação, sensores de presença, sensores crepusculares, entre outros; • Verificar se há possibilidade de maximizar a utilização de iluminação natural;

Caso recorram a um técnico especializado devem solicitar uma análise aos níveis de iluminância. Patologias: • Fadiga dos utilizadores; • Luminárias sujas; • Lâmpadas fundidas; • Lâmpadas a piscar constantemente; • Ruído que advém dos equipamentos; • Cores de lâmpadas diferentes na mesma armadura; • A existência de uma distribuição não uniforme dos níveis de iluminância pelo ambiente, ou seja, se existem zonas com muita iluminação e outras sombrias.

Espaço

Tipo de Lâmpada

Casquilho

Tipo Balastro

Potência da lâmpada

Qtd

Controlo

Horas

Fluorescente Tubular - T8

G 13

Eletromagnético

1 x 36 W

4

Não tem

8

Fluorescente Tubular - T8

G 13

Eletromagnético

1 x 58 W

1

Não tem

8

Sala 2

Fluorescente Tubular – T5

G5

Eletrónico

1 x 49 W

4

Não tem

8

Biblioteca

Fluorescente Tubular – T8

G 13

Eletromagnético

4 x 18 W

8

Não tem

6

Sala de Musica

Fluorescente Tubular – T5

G5

Eletrónico

2 x 49 W

4

Não tem

3

WC

Fluorescente Compacta

E27

N/A

1 x 8W

1

Sensor de movimento

1

Sala de computadores

Halogénio

GU 10

N/A

1 x 50 W

1

Não tem

4

Zona

Sala 1

Pavilhão A

Exemplo de caraterização da iluminação por espaço e por tecnologia Nota: o balastro eletromagnético das lâmpadas tem um consumo adicional de até 20%. Enquanto que o balastro eletrónico pode ter um consumo adicional de até 10%.

Como monitorizar os consumos? Os consumos da iluminação podem ser monitorizados recorrendo a um analisador de energia para determinar o seu perfil de carga. Caso o horário de funcionamento seja conhecido, poder-se-á utilizar apenas a pinça amperimétrica e multiplicar pelas horas de funcionamento. No entanto, apenas o consumo pontual do equipamento será medido. Caso a escola não possua esse equipamento deve fazer-se uma estimativa de consumo multiplicando o número de horas de funcionamento da ilumunação pela sua potência.

+ 17 +


Sistemas de Aquecimento, Ventilação e Ar Condicionado Os sistemas de AVAC, quando existentes, representam também um custo muito significativo na fatura energética da escola. Para o efeito deve-se: • Determinar a quantidade de equipamentos existentes em funcionamento e em não funcionamento (por avaria ou por outros motivos), assim como o estado de conservação dos mesmos; • Verificar a idade do(s) equipamento(s) e a sua classe energética. Nos equipamentos de produção de frio: • Aferir as especificações técnicas através da análise da chapa caraterística e/ou manual técnico do equipamento (potência, eficiência (EER), horas de funcionamento e consumo de energia); • Aferir os setpoints (temperaturas de funcionamento). Nos equipamentos de produção de calor (fonte: energia elétrica): • Aferir as especificações técnicas através da análise da chapa caraterística e/ou manual técnico do equipamento (potência, eficiência (COP), horas de funcionamento e consumo de energia); • Aferir os setpoints (temperaturas de funcionamento). Nos equipamentos de produção de calor (fonte: queima de combustível): • Aferir as especificações técnicas através da análise da chapa caraterística e/ou manual técnico do equipamento (tipo de combustível, potência, caudal de combustível, eficiência, horas de funcionamento, consumo de energia, excesso de ar); • Aferir os setpoints (temperaturas de funcionamento). Patologias: • Mau odor; • Não produção de frio e/ou calor Nota:Caso os equipamentos da escola possuam o fluido frigorífico R22, devem ser alertados os responsáveis da escola para a obrigatoriedade de os substituir.

Eficiência Fluido COP ou Térmico (%)

Potência Térmica Arref. [kW]

Potência Térmica Aqu. [kW]

Setpoints de Temperatura [ºC]

Ano

Horário

R 410 a

3,8

4,2

Verão – 25 Inverno – 22

2009

2h/dia verão

98

N/A

N/A

2

N/A

2004

4h/dia inverno

COP 4,3

Água

60

65

Verão – 25 Inverno – 22

2002

4h /dia

Tipo de Sistema

Qnt.

Eficiência EER

Ar condicionado sala 1

Split

1

EER 3,3

COP 3,1

Aquecedor Sala 2

Aquecedor elétrico

1

N/A

Ar Condicionado Sala 3, 4, 5, Biblioteca

Chiller

1

EER 3,9

ID do sistema

Exemplo de caraterização de equipamentos de climatização

Podem ser adicionados outros elementos, classe de eficiência energética, tipo de controlo se é automático ou manual, se tem relógio que o força a desligar. Quanto mais detalhado melhor ficas a conhecer a tua instalação.

+ 18 +


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Manual de Projeto

Equipamentos de distribuição (bombas, tubagens e condutas) Para o efeito deve-se: • Aferir as especificações técnicas através da análise da chapa caraterística e/ou manual técnico do equipamento (potência, caudal, rendimento, horas de funcionamento, consumo de energia); • Verificar a existência de dispositivos de controlo e/ou regulação (variadores eletrónicos de velocidade); • Verificar o regime de funcionamento (por exemplo, o número de horas de funcionamento e época em que é usado, se trabalha com a carga máxima ou parcial, ou seja, no caso de ter mais que uma potência, se funciona normalmente à potência máxima ou intermédia); • Verificar o estado de conservação dos equipamentos e dos isolamentos das tubagens.

Exemplo de tubagens com e sem isolamento térmico

ID Bomba Bomba Chiller Sala 3, 4, 5, 6, 7, Biblioteca

Potência do Ventilador [kW]

Horário de Funcionamento

Rendimento [%]

Tipo de comando

Ano

2

9:00 – 18:00

98

Relógio programável

2004

… Exemplo de caraterização de equipamentos de distribuição

Patologias • Ruído nas bombas; • Isolamentos danificados; • Fugas de água; • Colmatação de tubagens e/ou condutas.

Equipamentos de ventilação Para o efeito deve-se: • Aferir as especificações técnicas através da análise da chapa caraterística e/ou manual técnico do equipamento (potência, caudal, eficiência do motor, horas de funcionamento e consumo de energia); • Realizar uma inspeção aos filtros e verificar se estão sujos, danificados, ou se é necessária a sua substituição).

+ 19 +


ID Ventilador Ventilador Sala 3, 4, 5, 6, 7, Biblioteca

Potência do Ventilador [kW]

Horário de Funcionamento

Rendimento [%]

Tipo de comando

Ano

6

9:00 – 18:00

96,3

Relógio programável

2004

… Exemplo de caraterização de equipamentos de ventilação

Patologias • Ruído; • Sonolência e/ou fadiga dos ocupantes; • Mau odor. Como monitorizar os consumos? Os consumos dos equipamentos elétricos de AVAC podem ser monitorizados recorrendo a um analisador de energia para determinar o perfil de carga do equipamento. Caso o equipamento tenha um funcionamento constante e o seu horário de funcionamento seja conhecido, poder-se-á utilizar apenas a pinça amperimétrica. No entanto, apenas o consumo pontual do equipamento será medido. Existem, porém, alguns equipamentos que podem ser os alunos a monitorizar, como por exemplo, radiadores a óleo, termoventiladores e resistências elétricas, ou seja, todos os que possam ser ligados à tomada, recorrendo ao analisador de tomada. Caso a escola não possua esse equipamento deve fazer-se uma estimativa de consumo multiplicando o número de horas de funcionamento do equipamento pela sua potência. No caso dos equipamentos que funcionam por queima de combustível pode pedir-se uma análise aos gases de exaustão por forma a verificar se a queima está a ser executada de forma correta e eficiente e, caso necessário, solicitar uma afinação por forma a reduzir os consumos de energia.

Águas Quentes Sanitárias (AQS) O aquecimento das águas em escolas com balneários e cozinha representa outra grande fatia de custos da fatura de energia. Para o efeito deve-se: • Determinar a quantidade de equipamentos existentes em funcionamento e em não funcionamento (por avaria ou por outros motivos) assim como o estado de conservação dos equipamentos; • Verificar a idade do(s) equipamento(s) e a sua classe energética. Produção de calor recorrendo a eletricidade • Aferir as especificações técnicas através da análise da chapa caraterística e/ou manual técnico do equipamento (potência, eficiência, horas de funcionamento e consumo de energia). Produção de calor recorrendo a queima de combustível • Aferir as especificações técnicas através da análise da chapa caraterística e/ou manual técnico do equipamento (tipo de combustível, potência, eficiência, caudal de combustível, horas de funcionamento, consumo de energia, excesso de ar).

+ 20 +


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Fonte de energia

Potência Térmica Aqu. [kW]

Setpoints de Temperatura [ºC]

Ano

Horário

86

Gás Natural

8

62

2009

2h/dia

97

Eletricidade

2

65

2004

2h/dia

Eletricidade

12

60

2004

4h/dia

ID do sistema

Tipo de Sistema

Qnt.

Rendimento (%)

AQS Cozinha

Esquentador a gás

1

AQS BAR

Termoacumulador

1

Bomba de calor

1

AQS Ginásio

Eficiência COP/ SCOP

3,6

… Exemplo de caraterização de equipamentos de produção de águas quentes

Patologias • Isolamentos danificados; • Mau odor; • Sonolência dos ocupantes; • A água não aquece.

Equipamentos de Distribuição (bombas) Para o efeito deve-se • Aferir as especificações técnicas através da análise da chapa caraterística e/ou manual técnico do equipamento (potência, caudal, rendimento, horas de funcionamento, consumo de energia); • Verificar o regime de funcionamento (por exemplo, o número de horas de funcionamento e época em que é usado, se trabalha com a carga máxima ou parcial), ou seja, no caso ter mais que uma potência, se funciona normalmente à potência máxima ou intermédia, e do sistema de controlo utilizado; • Verificar a existência de dispositivos de controlo e/ou regulação; • Verificar o estado de conservação dos equipamentos e dos isolamentos das tubagens. ID Bomba

Potência do Ventilador [kW]

Horário de Funcionamento

Rendimento [%]

Tipo de comando

Ano

Bomba Ginásio

0,5

Segunda, quarta e sexta-feira (9:00 – 13:00)

97,4

Relógio programável

2004

… Exemplo de caraterização de bombas de circulação

Patologias • Ruído nas bombas; • Isolamentos danificados; • Fugas de água; • Colmatação de tubagens e/ou condutas. Como monitorizar os consumos? À semelhança do que foi referido acima, poderão ainda ser monitorizados, por técnicos qualificados, os consumos dos equipamentos elétricos de AQS recorrendo a um analisador de energia por forma a determinar o perfil de carga do equipamento. No caso dos termoacumuladores ou esquentadores elétricos, podem ser os alunos a monitorizar, recorrendo ao analisador de tomada. Caso a escola não adquira esse equipamento podem sempre fazer uma estimativa multi-

+ 21 +


plicando o número de horas de funcionamento do equipamento pela sua potência. Deve ter-se em atenção que alguns equipamentos da escola não funcionam ao longo de todo o ano (fins de semana e períodos de férias). Relativamente aos equipamentos que funcionam por queima de combustível pode pedir-se uma análise aos gases de exaustão por forma a verificar se a queima está a ser executada da forma correta e, caso necessário, solicitar uma afinação das caldeiras para reduzir os consumos de energia. Caso o equipamento seja alimentado a gás natural e tenha um contador dedicado, pode registar-se o consumo antes da utilização do equipamento. Caso o equipamento seja alimentado através de gás engarrafado, deve-se verificar quantas garrafas são utilizadas por mês.

Equipamentos de Cozinha/Refeitório Para o efeito deve-se: • Contar os equipamentos existentes para conservação, confeção e/ou preparação de alimentos nos bares e cozinhas da escola, assim como o seu estado de conservação; • Verificar a idade do(s) equipamento(s) e a sua classe energética. Equipamentos que funcionam recorrendo a energia elétrica • Aferir as caraterísticas técnicas através da análise da chapa caraterística e/ou manual técnico do equipamento: (potência, eficiência, horas de funcionamento e consumo de energia). Equipamentos que funcionam recorrendo a queima de combustível • Aferir as caraterísticas técnicas através da análise da chapa caraterística e/ou manual técnico do equipamento (tipo de combustível, potência, caudal de combustível, eficiência, horas de funcionamento, consumo de energia). Tipo de Sistema

Qnt.

Potência [kW]

Fonte de energia

Classe de eficiência

Ano

Horas

Fogão da cantina

Fogão a gás natural

1

8

Eletricidade

A

2009

4

Banho maria

Aquecedor elétrico Banho maria

1

4

Eletricidade

B

2004

4

Forno elétrico

1

4

Gás Natural

A+

2002

2

Hotte

1

1

Eletricidade

A

2006

4

Frigorífico

2

0,4

Eletricidade

B

2009

24

Arca congeladora

1

0,4

Eletricidade

B+

2009

24

ID do sistema

Forno Extrator de fumos Frigorífico Arca Congeladora …

Exemplo de caraterização de equipamentos de cozinha

Patologias • Equipamentos de frio não arrefecem o suficiente para a devida conservação dos alimentos; • Ruído nos compressores dos equipamentos de produção de frio; • Cheiro a combustível nos equipamentos que utilizam Gás Natural ou GPL.

+ 22 +


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Manual de Projeto

Como monitorizar os consumos? Alguns dos equipamentos podem ser os alunos a monitorizar, como por exemplo, o frigorífico, as arcas e os banhos maria, ou seja, todos os que possam ser ligados à tomada, recorrendo ao analisador de tomada. Depois da medição por um período de tempo conhecido, como por exemplo, uma semana, deve-se estimar o consumo anual, tendo em consideração os períodos de não funcionamento da escola.

Equipamentos Multimédia (computadores, monitores, servidores, projetores) Embora este tipo de equipamentos tenha, na generalidade, uma potência reduzida, no seu conjunto têm algum peso na fatura energética pelo que não podem ser desprezados. Além de mais, este tipo de equipamentos existe cada vez em mais quantidades nas escolas. Para o efeito deve-se: • Determinar a quantidade do(s) equipamento(s) existentes em funcionamento e em não funcionamento (por avaria ou por outros motivos) assim como o seu estado de conservação; • Verificar a idade do(s) equipamento(s) e a sua classe energética; • Aferir as caraterísticas técnicas através da análise da chapa caraterística e/ou manual técnico do equipamento (potência, consumo de energia do equipamento em funcionamento e standby, etc.); •V  erificar o regime de funcionamento (número de horas de funcionamento); • Verificar o tipo de ligação (se tem uma tomada com botão, que permita desligar definitivamente o equipamento quando não utilizado, um relógio que permita forçar o seu encerramento a partir de determinada hora).

Local

Zona

ID do sistema

Qnt.

Potência Unit. em func. e em standby [W]

Ano

Horas/ dia

Observações

Pavilhão A

Sala 1

Projetor

1

600/20

2009

4

Estava em standby enão tinha extensão com botão para desligar definitivamente

Sala 2

Projetor

1

600/20

2004

4

Estava em standby enão tinha extensão com botão para desligar definitivamente

Pavilhão A Pavilhão A

Biblioteca Computador

26

75/20

2002

2

Existe uma ficha com botão para os desligar

Pavilhão A

Biblioteca

Monitor

26

25/5

2006

4

Existe uma ficha com botão para os desligar

Pavilhão A

Biblioteca

Televisão

2

200/10

2009

2

Estava desligado da ficha

… Exemplo de caraterização de equipamentos multimédia

Patologias • Equipamentos em standby; • Equipamentos ligados quando não necessário. Como monitorizar? No caso dos computadores, televisores, impressoras, podem ser os alunos a monitorizar, recorrendo ao analisador de tomada. Caso a escola não adquira esse equipamento podem sempre fazer uma estimativa multiplicando o número de horas de funcionamento do equipamento pela sua potência. Atenção que alguns equipamentos da escola não funcionam ao longo de todo o ano (fins de semana e períodos de férias). Nota: Esta monitorização poderá também ser realizada para equipamentos que estejam “desligados” mas ligados à ficha, monitoriza-os e verifica se realmente os seus consumos são zero.

+ 23 +


Tratamento e análise de informação Os dados obtidos nos levantamentos documentais e de campo devem ser analisados para produzir informação que caraterize os consumos energéticos da escola numa base anual. Esta caraterização designa-se como “consumo de referência” ou “baseline”. Essa informação deve ser compilada na forma de um relatório de diagnóstico energético, o qual constituirá uma ferramenta de apoio à decisão no que respeita à implementação das medidas de otimização do desempenho energético. De seguida apresentam-se alguns exemplos de tratamento de dados e do tipo de informação que pode constar de um relatório de diagnóstico. De notar que a informação produzida será sempre dependente da quantidade, qualidade e detalhe dos dados recolhidos, pelo que a estrutura e conteúdo de um relatório de diagnóstico pode variar de caso para caso.

Caraterização Geral do(s) edifício(s): Localização do Edifício • Morada e coordenadas para uma fácil localização do mesmo. Descrição da forma como os edifícios estão orientados em relação ao sol, e identificação da existência de elementos como árvores e outros obstáculos que façam sombra e afetem a exposição solar e/ou ao vento.

Exemplo de representação de uma vista em planta da escola

+ 24 +


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Manual de Projeto

Tipo de Utilização do Edifício

• Descrição da função ou utilização dada a cada edifício e/ou aos diferentes espaços nele existentes (salas de aulas, de informática, corredores, laboratórios, ginásio, entre outros).

Caraterísticas dimensionais e construtivas da envolvente

• Paredes e coberturas (existência ou não de isolamento térmico, material de construção, etc.); • Janelas (tipo de vidro e caixilharia, sistema de abertura, sistemas de sombreamento, etc.); • Número de utilizadores e períodos de funcionamento do edifício e/ou zonas dos edifícios.

Consumo e Custo com a Energia Desagregação por vetor Energético A contribuição de cada vetor energético (Energia Elétrica, Gás Natural, Gás Propano, Biomassa, entre outros), quer a nível de consumo quer a nível de custo, nos valores globais da instalação, pode ser mais facilmente interpretada quando representada graficamente como se demonstra de seguida. Para o efeito, as unidades energéticas de cada um dos vetores devem ser todas convertidas para uma unidade equivalente, como o kWh ou o tep (tonelada equivalente petróleo). Só desta forma se pode comparar a contribuição de cada um dos vetores energéticos. Já a nível do custo, a comparação deve igualmente ser efetuada sobre a mesma base, por exemplo, com ou sem impostos. Consumos de Energia (tep) Gás Natural 13%

Gás Propano 3%

Custos de energia (EUR) Gás Propano 4%

Gás Natural 12%

Biomassa 3%

Biomassa 6%

Energia Elétrica 78%

Energia Elétrica 81%

Exemplo de representação gráfica da distribuição dos consumos e dos custos por vetor energético

Energia Elétrica

• Caraterização do tipo de contrato: Indicar qual o tipo de contrato (AT, MT, BTE ou BTN), o Ciclo Tarifário (Ciclo Semanal ou Ciclo Diário) e a Potência Contratada (em KVA). • Evolução anual e mensal dos consumos de energia: com base na informação recolhida, através das faturas e/ou dos registos de telecontagem, os dados podem ser representados graficamente para melhor ilustração da evolução temporal dos consumos. Essa representação gráfica irá permitir identificar tendências e padrões de consumos.

+ 25 +


  2007 2008 2009 2010 2011

8  6 

 

6  kWh

  kWh

   

+,6%

-,%

   

 

   

  

  kWh

   jan

fev

mar

abr

mai

jun

jul

ago

set

out

nov

dez

2013

2014

2015

Exemplo de representação gråfica a evolução do consumo de energia elÊtrica ao longo de ano, ou anos

• Desagregação dos consumos e custos de energia ativa por período horårio: uma vez que o consumo de energia tem custos distintos em horårios diferentes, Ê importante perceber em que períodos se verifica maior consumo e maiores custos, por forma a avaliar se existe a possibilidade de desviar consumos para outras horas por forma a reduzir os encargos totais com a energia elÊtrica. Desagregação dos consumos por período horårio Ponta 207 032 kWh/ano 20%

Desagregação dos custos por período horårio Ponta 23 639 Eur 24%

Super Vazio 89 991 kWh/ano 9%

Vazio Normal 11 064 Eur 11%

Cheio 568,441 kWh/ano 56%

Vazio Normal 155 050 kWh/ano 15%

Cheio 58,425 Eur 59%

Super Vazio 5 537 Eur 6%

Exemplo de desagregação do consumo e custos de energia por período horårio

80 000 [kWh/kVArh]

70 000 60 000 50 000 40 000 30 000 20 000 10 000 0

out/14 nov/14 dez/14 jen/15 fev/15 mar/15 abr/15 mai/15 jun/15 jul/15 ago/15 set/15

En. Ativa Fora-de-Vazio En. Relativa Fora de Vazio

0.98 0.96 0.94 0.92 0.90 0.88 0.86 0.84 0.82 0.80 0.78 0.76 0.74 0.72 0.70

Fator de potĂŞncia

• Desagregação de consumos e custos de energia reativa: recorrendo às faturas de energia elÊtrica poderå ser elaborado um gråfico com a desagregação dos consumos e dos custos com a energia reativa e do fator de potência da instalação.

Fator PotĂŞncia Fora de Vazio Fator de PotĂŞncia Limite ERSE

Exemplo de representação gråfica do consumo de energia reativa e o fator de potência

+ 26 +


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Manual de Projeto

Escalão I €696 8%

Escalão II €2,005 25% Escalão III €5,423 67%

Exemplo de representação gráfica da desagregação dos custos com a energia reativa por escalão

• Análise dos custos totais da instalação: poderá ainda ser elaborado um gráfico com a desagregação de todos os custos integrados na fatura de energia elétrica. Potência Contratada €4 522 (3%) ISP €1 045 (1%)

Energia Reativa Consumida Fora de Vazio €8 155 (6%)

Potência Horas de Ponta €18 122 (14%)

Super Vazio €5 537 (4%)

Vazio Normal €11 064 (9%)

Ponta €23,639 18%

Cheias €58,425 45%

Contribuição Audiovisual €32 (<0,05%)

Exemplo de representação gráfica da desagregação dos custos com a energia elétrica

Combustíveis

Neste capítulo dos combustíveis, inclui-se o gás natural, canalizado ou em reservatório, o Gás propano (em reservatório ou garrafa), gás butano, gasolina, gasóleo, biomassa, entre outros. • Caraterização do tipo de contrato: indicar qual o tipo de contrato (em que escalão se encontra, como por exemplo, para o gás natural canalisado). • Evolução anual e mensal dos consumos de energia: com base na informação recolhida através das faturas podem ser elaborados gráficos que ilustrem a evolução temporal dos consumos. Esta representação gráfica permite identificar tendências e padrões de consumos. Caso o vetor energético seja utilizado para produção de águas quentes sanitárias ou para climatização poder-se-á fazer uma comparação com a variação da temperatura exterior, para verificar se existe alguma correlação.

+ 27 +


 

  kWh

6  kWh

  kWh

   

+,6%

-,%

           2013

2014

2015

Exemplo de representação gråfica da evolução do consumo de combustíveis (neste caso, base anual) 18 000

30

Consumo GN [kWh]

25

14 000 12 000

20

10 000

15

8 000 6 000

10

4 000

5

2 000 0

Jan

Fev

Mar

Abr

Mai

Jun

Jul

Ago

Consumo GN

Set

Out Nov Dez

Temperatura MĂŠdia Exterior [ÂşC]

16 000

0

TmĂŠdia exterior

Exemplo de representação gråfica da correlação entre consumo de gås natural para aquecimento e a temperatura exterior

â&#x20AC;˘ AnĂĄlise dos custos totais da instalação: para o gĂĄs natural (canalisado), por exemplo poderĂĄ ser elaborado um grĂĄfico com a desagregação de todos os custos com a fatura. Taxa de Ocupação Subsolo â&#x201A;Ź468 (5.2%)

ISP â&#x201A;Ź277 (3.1%) Termo Fixo â&#x201A;Ź60 (0,7%)

Energia â&#x201A;Ź8,170 (91.0%)

Exemplo de representação gråfica da desagregação dos custos de uma fatura de gås natural

+ 28 +


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Manual de Projeto

Definição de Indicadores Para uma avaliação mais correta do desempenho energĂŠtico de uma instalação, ĂŠ necessĂĄrio definir indicadores energĂŠtico que melhor se adequam ao tipo de instalação e desta forma se possa monitorizar a melhoria da eficiĂŞncia energĂŠtica com a implementação de medidas de melhoria. Os indicadores podem ainda ser divididos em: â&#x20AC;˘ Indicadores de desempenho energĂŠtico, por exemplo: â&#x20AC;ş  Relação entre o consumo de energia e a ĂĄrea coberta [kWh/m²] e/ou [tep/m²]; â&#x20AC;ş  Relação entre o consumo de energia e o nĂşmero de utilizadores [kWh/utilizador] e/ou [tep/utilizador];

â&#x20AC;˘ Indicadores econĂłmicos

â&#x20AC;ş  Relação entre o custo de energia e a ĂĄrea coberta [â&#x201A;Ź/m²]; â&#x20AC;ş  Relação entre o custo de energia e o nĂşmero de utilizadores [â&#x201A;Ź/utilizador];

â&#x20AC;˘ Indicadores ambientais

â&#x20AC;ş  Relação entre as emissĂľes de diĂłxido de carbono e a ĂĄrea coberta [kgCOâ&#x201A;&#x201A;/m²]; â&#x20AC;ş  Relação entre o consumo de energia e o nĂşmero de utilizadores [kgCOâ&#x201A;&#x201A;/utilizador];

Estes e outros indicadores poderão ser úteis ou facilitar a interpretação da evolução dos consumos ao longo do tempo, permitir uma eventual comparação entre escolas ou mesmo definir objetivos num plano para redução progressiva de consumos ou de gastos com energia na escola.

Caraterização dos Sistemas EnergĂŠticos Caraterização Geral Por forma a conhecer quais os equipamentos e tipologias de utilização de energia que contribuem para o consumo global de energia, por vetor energĂŠtico, e apĂłs caraterização de todos os equipamentos quanto ao seu consumo (considerando as caraterĂ­sticas tĂŠcnicas e perfil de utilização), ĂŠ boa prĂĄtica elaborar uma desagregação desses consumos graficamente. A desagregação ajuda nĂŁo sĂł a compreender onde se verifica maior consumo de energia, mas tambĂŠm pode dar pistas sobre as ĂĄreas prioritĂĄrias de atuação, ou seja, de implementação de medidas de melhoria de eficiĂŞncia energĂŠtica. Dependendo das instalaçþes em causa, as tipologias de utilização a desagregar para o caso de uma escola podem ser: aquecimento, arrefecimento, ventilação, iluminação interior, iluminação exterior, redes e servidores, outros equipamentos. Este tipo de desagregação pode ainda ser realizada de acordo com a PotĂŞncia Instalada ou de acordo com os Custos de Energia. Desagregação dos consumos de Energia ElĂŠtrica Equipamentos Cozinha 8Â&#x192; 8Â&#x201E;Â&#x2026; (6%)

Outros Â? ­­Â&#x2026; (%)

AVAC Â&#x201E; Â&#x2C6;­ (%)

Equipamentos MultimĂŠdia Â?  ­ (%) AQS 16 478 (%)

Desagregação dos consumos de Gås natural

Iluminação interior Â&#x2021; ­  (%) Equipamentos Cozinha 6 Â&#x2C6; (%)

AVAC 66 782 (%) Iluminação Exterior   (6%)

Exemplo de representação gråfica da desagregação dos consumos de energia por tipologia de utilização e por vetor energÊtico

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Caso seja solicitado a um técnico uma monitorização dos consumos de energia elétrica de uma escola, efetuada recorrendo a analisadores de energia, também poderá ser possível traçar um diagrama de carga como o representado na figura abaixo. Neste exemplo, verifica-se que nos dias úteis o consumo aumenta volta das 8h00 prolongando-se até por volta das 17h00. Durante o fim de semana o consumo é significativamente inferior. No entanto, não toma o valor de zero, o que significa que a escola tem consumos que não dependem da sua utilização direta. Este perfil pode ser o de uma escola. Diagrama de Carga Geral da Instalação 140 120

kW

100 80 60 40 20 6/7/15 0:00 6/7/15 4:00 6/7/15 8:00 6/7/15 12:00 6/7/15 16:00 6/7/15 20:00 7/7/15 0:00 7/7/15 4:00 7/7/15 8:00 7/7/15 12:00 7/7/15 16:00 7/7/15 20:00 8/7/15 0:00 8/7/15 4:00 8/7/15 8:00 8/7/15 12:00 8/7/15 16:00 8/7/15 20:00 9/7/15 0:00 9/7/15 4:00 9/7/15 8:00 9/7/15 12:00 9/7/15 16:00 9/7/15 20:00 10/7/15 0:00 10/7/15 4:00 10/7/15 8:00 10/7/15 12:00 10/7/15 16:00 10/7/15 20:00 11/7/15 0:00 11/7/15 4:00 11/7/15 8:00 11/7/15 12:00 11/7/15 16:00 11/7/15 20:00 12/7/15 0:00 12/7/15 4:00 12/7/15 8:00 12/7/15 12:00 12/7/15 16:00 12/7/15 20:00 13/7/15 0:00 13/7/15 4:00 13/7/15 8:00 13/7/15 12:00 13/7/15 16:00 13/7/15 20:00 14/7/15 0:00 14/7/15 4:00 14/7/15 8:00

0

Figura 71 – Exemplo de representação gráfica do perfil de consumo horário

Caraterização dos Sistemas de Iluminação Para a caraterização dos sistemas de iluminação, recomenda-se efetuar: • A identificação dos sistemas presentes e onde se encontram instalados; • A inclusão de observações referentes à qualidade da iluminação. Idealmente, caso tenha sido efetuadas devem estar presentes os níveis de iluminância (lx) medidos em cada espaço; • A descrição dos dispositivos de controlo e/ou regulação de fluxo, quando aplicável; • A identificação da tipologia de balastros; • A identificação do tipo de armaduras; • A identificação dos horários de funcionamento; • A inclusão de observações quando à existência de iluminação natural. • A desagregação por tipo de tecnologia, por exemplo, na iluminação entre lâmpadas fluorescentes tubulares T5 e T8, fluorescentes compactas, halogéneo, incandescentes, LED, entre outros. Esta desagregação poderá ser de acordo, com o consumo de energia, com a potência, com os custos de energia ou com o numero de lâmpadas. Desagregação da potência instalada por tecnologia de iluminação

Iodetos Metálicos 8%

LED 4%

Desagregação dos consumos de Energia Elétrica por tecnologia de iluminação Fluorescente Tubular (T8) 12%

Halogénio 13%

Fluorescente Tubular (T8) 25%

Halogénio 16% Incandescente 57%

Incandescente 50%

Iodetos Metálicos 10% LED 5%

Exemplo de representação gráfica com a desagregação das tecnologias por potência e por consumo

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Caraterização dos Sistemas de Aquecimento, Ventilação e Ar Condicionado Para este efeito, recomenda-se efetuar uma descrição sobre a localização dos sistemas e que zonas climatizam (ex: Chiller 1 instalado junto do edifício A climatiza a biblioteca e o auditório). Devem ainda estar mencionadas as caraterísticas dos sistemas presentes recorrendo à chapa caraterística ou em alternativa ao manual do equipamento indicando: • Equipamentos de ventilação (potência, caudal, eficiência do motor, horas de funcionamento e consumo de energia). • Produção de Frio (Potência, eficiência (EER), horas de funcionamento e consumo de energia). • Produção de Calor ›  Eletricidade (Potência, eficiência (COP), horas de funcionamento e consumo de energia); ›  Queima de combustível (tipo de combustível, potência, caudal de combustível, eficiência, horas de funcionamento, consumo de energia, excesso de ar);

• Equipamentos de Distribuição

›  Bombas (potência, caudal, horas de funcionamento, consumo de energia)

Recomenda-se igualmente, efetuar uma desagregação por tipo de tecnologia (caso exista mais do que uma) por forma a verificar quais os equipamentos que têm um consumo mais representativo da instalação. Esta desagregação poderá ser de acordo com a potência instalada, ou com os consumos de energia). Desagregação dos consumos de Energia Elétrica por Equipamentos de AVAC

Splits 17%

Chiller B 34%

Chiller A 17% VRV 32%

Exemplo de representação gráfica com a desagregação do consumo por sistemas ou equipamento de AVAC

Caso seja solicitado a um técnico uma monitorização dos consumos de energia elétrica do sistema de climatização da escola, pode-se ainda traçar um diagrama de carga como o representado na figura abaixo. Neste exemplo, verifica-se que o sistema monitorizado funciona entre as 7h00 e as 19h00 nos dias úteis, com um perfil de funcionamento mais ou menos constante, apresentando apenas um pico no arranque. No fim de semana, aparentemente encontra-se desligado uma vez que o consumo é muito reduzido. No entanto, verifica-se que as bombas ficaram a fazer a recirculação pois existe algum consumo. Por vezes, pode desligar-se totalmente o equipamento, evitando esse consumo residual.

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50

1 Outubro

2 Outubro

3 Outubro

4 Outubro

5 Outubro

6 Outubro

45 40 35

kW

30 25 20 15 10 5

0:00 3:00 6:00 9:00 12:00 15:00 18:00 21:00 0:00 3:00 6:00 9:00 12:00 15:00 18:00 21:00 0:00 3:00 6:00 9:00 12:00 15:00 18:00 21:00 0:00 3:00 6:00 9:00 12:00 15:00 18:00 21:00 0:00 3:00 6:00 9:00 12:00 15:00 18:00 21:00 0:00 3:00 6:00 9:00 12:00 15:00 18:00 21:00

0

Exemplo de representação gráfica do perfil de funcionamento horário de sistemas de AVAC

Caraterização dos Sistemas de Águas Quentes Sanitárias Para a caraterização dos sistemas de AQS deve-se dividir em sistemas de produção e em sistemas de distribuição. Para o efeito, recomenda-se recorrer efetuar uma descrição dos sistemas presentes, onde se encontram instalados e qual o fim a que se destinam (banhos, cozinha, etc.). As caraterísticas técnicas devem estar mencionadas e para o efeito recorre-se à chapa de caraterísticas existentes nos equipamentos ou em alternativa ao manual do equipamento, indicando: Nos sistemas de produção da água quente • Eletricidade (potência, eficiência, horas de funcionamento e consumo de energia); • Queima de combustível (tipo de combustível, potência, caudal de combustível, eficiência, horas de funcionamento, consumo de energia, excesso de ar); • Painéis solar térmicos (área de captação solar, inclinação e orientação dos painéis, eficiência dos coletores, volume de armazenamento da água quente, temperatura de armazenamento, etc). Nos sistemas de distribuição da água quente • Bombas (potência, caudal, horas de funcionamento, consumo de energia). Recomenda-se igualmente, efetuar uma desagregação por tipo de tecnologia, por exemplo, termoacumuladores por resistência elétrica, bombas de calor, coletores solares, entre outros (esta desagregação poderá ser efetuada, por potência e por consumo de energia).

Caraterização dos Sistemas Multimédia A caraterização dos sistemas multimédia é efetuada mediante a identificação e descrição dos mesmos, sendo uma boa prática fazer referência à existência (ou não) de dispositivos de controlo on/off automáticos (temporizadores), à existência de fichas com botão para desligar os equipamentos na totalidade quando não estão em utilização, ao estado de conservação dos mesmos, entre outros. Devem ainda estar mencionadas as caraterísticas dos sistemas presentes recorrendo à chapa caraterística ou em alternativa ao manual do equipamento indicando: • Potência; • Consumo de energia em funcionamento e em standby; • Horas de funcionamento.

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Recomenda-se igualmente, efetuar uma desagregação por tipo de tecnologia, por exemplo, computadores de secretária, computadores portáteis, monitores LED, monitores CRT, monitores TFT, Projetores, UPS, entre outros (esta desagregação poderá ser efetuada, por potência e por consumo de energia). Desagregação dos consumos de Energia por Equipamentos de Multimédia Projetores 12% Computadores de secretária 32%

Monitores CRT 34% Monitores LED 17%

Portáteis 5%

Exemplo de representação gráfica da desagregação dos equipamentos, por consumo de energia

Caraterização dos Equipamentos de Cozinha A caraterização dos equipamentos de cozinha também pode ser efetuada, descrevendo as suas caraterísticas, por fonte de energia, indicando para cada equipamento: • Eletricidade (potência, eficiência, horas de funcionamento e consumo de energia); • Queima de combustível (tipo de combustível, potência, caudal de combustível, eficiência, horas de funcionamento, consumo de energia). Recomenda-se ainda efetuar uma desagregação por tipo de tecnologia, por exemplo, forno elétrico, forno a gás, arca congeladora, frigorífico, máquina de café, chaleira entre outros. Desagregação dos consumos de Energia por Equipamentos de Cozinha

Fornos Elétricos 48%

Banhos maria elétricos 27% Frigoríficos 10%

Arcas congeladoras 10% Chaleiras 5%

Exemplo de representação gráfica da desagregação por tipologia de utilização, por consumo de energia

Outros O campo “Outros” destina-se aos equipamentos com baixa representatividade nos consumos da escola e que não se enquadram nas restantes tipologias, como por exemplo motores elétricos de portões, iluminação de emergência, dispensadores de comida e bebida, entre outros.

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Oportunidades de melhoria Um dos principais objetivos da realização de diagnósticos energéticos é munir-se de informação para a avaliação de suporte à identificação, estudo e proposta de medidas de redução ou otimização dos consumos e custos com a energia, bem como das condições de conforto dos utilizadores. Como tal, a equipa auditora deve estar sempre atenta a potenciais oportunidades de melhoria do desempenho energético. Essa atenção deve existir quer durante o trabalho de campo, quer no tratamento dos dados e da informação recolhida, bem como no dia-a-dia. Algumas das oportunidades mais comuns nas escolas estão relacionadas com: • A existência de patologias na envolvente (cobertura, vãos envidraçados, paredes e pavimentos) que podem indiciar necessidade de intervir a nível isolamentos térmicos e/ou substituição dos vãos envidraçados; • A existência de equipamentos menos eficientes, obsoletos ou em fim de vida, como sistemas de iluminação ou sistemas de aquecimento e/ou arrefecimento; • Sobredimensionamento de equipamentos, cuja potência instalada e/ou a energia que consomem é excessiva em relação às necessidades efetivas; • Uma utilização mais eficaz e inteligente dos sistemas de gestão técnica das instalações (quando existam), fazendo um acompanhamento efetivo dos dados de consumo e tendo uma ação pró-ativa na respetiva otimização. As oportunidades de melhoria devem ser descritas, com o maior detalhe possível para cada medida proposta, incluindo uma análise da respetiva viabilidade técnica e financeira, a inserir num capítulo próprio do relatório que podem ser designados, por exemplo, por “Plano de Ação para a Eficiência Energética”. No caso de medidas que envolvam a instalação ou a substituição de equipamentos de conversão ou de aproveitamento energético deve, sempre que possível, ser feita referência aos seguintes aspetos: • Especificações técnicas mínimas essenciais dos sistemas ou equipamentos a instalar, as quais poderão servir de orientação no processo de abordagem a empresas fornecedoras. Por exemplo, o tipo de lâmpadas, a eficiência luminosa mínima, ou a eficiência mínima de uma caldeira ou do equipamento de ar condicionado a instalar/substituir. Na eventualidade de existirem questões particulares como limitações de espaço ou a existência prévia de outros equipamentos, estes devem ser também referidos; • Estimativa dos custos de implementação e operação, das economias proporcionadas e do retorno financeiro associado. O cálculo do período de retorno simples estimado pode ser um importante indicador e orientador no caso de ser necessário selecionar ou priorizar investimentos. Esta estimativa pode ser mais ou menos detalhada, com a inclusão de elementos relacionados com custos de financiamento, eventuais incentivos e valor gerado para o tempo de vida do equipamento. Para uma melhor análise, recomenda-se consultar fornecedores das soluções identificadas. Deve ainda ser incluído custos de operação e manutenção, para verificar se o projeto compensa ou não a longo prazo.

Exemplos de Medida

Investimento

Redução Anual

Período Retorno

Economia Energética

Economia

[EUR]

[ kWh ]

[ EUR ]

[ Anos ]

[%]

[%]

Sistema Solar Térmico para AQS

10 000

15 066

1 278

7,8

1,5

1,3

Sistema Fotovoltaico de Auto-Consumo

29 700

53 800

4 950

6

5,3

5,0

Iluminação Interior

45 418

109 151

14 651

3,1

10,7

14,8

Compensação de energia Reativa

1 250

*

1 042

1,2

N/A

1,1

86 368

153 200

12 942

30

TOTAL

Exemplo de apresentação das oportunidades de melhoria e respetivo impacte energético e financeiro *medida em kVAr

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No caso de medidas comportamentais, em que são introduzidas alterações que induzam ou incentivem uma utilização mais racional da energia, estas devem: •S  er descritas com o detalhe suficiente em relação à forma de promover uma mudança efetiva de comportamentos. Sempre que possível, devem ser sugeridas explicitamente as iniciativas concretas a introduzir, como a mudança de determinados procedimentos ou a realização de ações de comunicação dirigidas a alunos, professores e/ou funcionários. Para o efeito recomenda-se identificar técnicos que podem ajudar, como por exemplo, das Agências de Energia (regionais ou municipais); • Incluir uma estimativa dos benefícios associados a uma alteração efetiva dos comportamentos, quer em termos de economias de energia, quer em termos de conforto, bem-estar e produtividade dos ocupantes; • Incluir o plano de implementação; • Incluir um plano de comunicação junto da comunidade escolar. O diagnóstico energético deve ser elaborado como instrumento de apoio e suporte à decisão para quem tenha essa responsabilidade no que se refere ao investimento ou à introdução de alterações de funcionamento da escola que impactem no respetivo desempenho energético. A informação relativa às oportunidades de melhoria deve ser a base para a proposta de um projeto de melhoria de eficiência energética, que englobe medida de utilização eficiente e racional de energia, bem com a integração de energias renováveis. Para este efeito, além dos aspetos de viabilidade técnica e financeira das medidas identificadas, será necessário considerar no projeto os seguintes aspetos:

• Seleção ou hierarquização das medidas em função do orçamento disponível para o investimento. Para cada medida que exija a execução de obra, a instalação ou substituição de equipamentos ou qualquer outra afetação de recursos terá de ser verificado se tem enquadramento nas verbas disponíveis. Se as verbas disponíveis não forem suficientes para executar todas as medidas propostas, terão de ser selecionadas aquela(s) que apresentem melhores condições para ser(em) executadas. Normalmente são aquelas que proporcionam maior e mais rápido retorno na forma de economias de energia, mas também podem ser aquelas que resultem em melhor conforto dos ocupantes. •C  alendarização da execução prática. As medidas a implementar devem ser executadas de acordo com um planeamento e ter em conta eventuais limitações ou condicionantes, como o impacto que a obra tem no normal funcionamento da escola (se é necessário fazer durante as férias ou pausas escolares) ou a necessidade de obterem autorizações ou de se fazerem obras ou alterações prévias.

Em qualquer circunstância, um projeto de propostas para melhoria do desempenho energético deve ser claro, conciso, realista e tecnicamente bem suportado para merecer a credibilidade e interesse dos decisores. De seguida são apresentados alguns exemplos de oportunidades de melhoria que podem ser adequadas à escola.

Fatura energética Compensação de energia reativa A energia reativa representa um custo que pode ser facilmente solucionado com a instalação de uma bateria de condensadores. Este tipo de investimentos tem um período de retorno entre 1 a 3 anos.

Ajuste no Tarifário Embora não se reduza o consumo de energia, ajustar o tarifário é uma boa medida de gestão de energia. Um exemplo disso é deslocar os consumos para os períodos horários onde o custo de energia é menor (por exemplo, de ponta para cheia ou vazio ou de cheia para vazio) sempre que isso seja compatível com o normal funcionamento da escola. Pode, por exemplo, evitar ligar-se os termoacumuladores nas horas de ponta. Consulte o capítulo “Regime tarifário, período horário e ciclo horário” presente no Anexo 1.

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Envolvente A envolvente tem um papel muito importante no consumo de energia do edifício, pois ocorrem trocas de energia com o exterior através das coberturas, paredes, pavimento e vãos envidraçados. Para além, disso uma envolvente bem isolada termicamente traz vantagens adicionais à redução do consumo energético tais como, a melhoria do conforto térmico, a minimização de patologias e melhoria da saúde e a maior durabilidade dos edifícios.

Coberturas, paredes e pavimentos As intervenções nas coberturas paredes e pavimentos, são alterações estruturais que precisam de aconselhamento técnico. Como ser mais eficiente? • Adicionar isolamento térmico nas paredes, coberturas e pavimentos. Alguns aspetos a considerar em intervenções nas coberturas

Eficiência Energética A colocação de isolamento térmico é fundamental para assegurar um bom desempenho energético.

Impermeabilização Aproveite para impermeabilizar a cobertura e desta forma evitar infiltrações que possam danificá-la.

Resistência ao fogo Verifique a resistência e reação ao fogo dos materiais propostos. Solicite a respetiva ficha técnica. O ideal é escolher produtos com classe A1 de reação ao fogo e E na resistência ao fogo.

Acústica Em zonas de tráfego aéreo ou similar convém solicitar informação sobre a atenuaçao acústica dos materiais propostos .

Vãos envidraçados e portas Os vãos envidraçados são responsáveis pela entrada de calor no verão (quando pretendes arrefecer) e pela saída de calor no inverno (quando queres aquecer). Como ser mais eficiente? • Calafetar janelas e portas; • Substituir por janelas mais eficiente (janelas com vidro simples por janelas com vidro duplo e corte térmico, por exemplo).

Exemplos de como calafetar as janelas recorrendo a silicone ou a fitas

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Sistemas de Iluminação A luz solar é sem dúvida a melhor fonte de luz e a que representa um menor custo de exploração, portanto caso seja possível deve recorrer-se a esta. Quando não é possível então deve recorrer-se às soluções mais eficientes. Como ser mais eficiente? • Privilegiar a iluminação natural em detrimento da iluminação artificial; • Sempre que possível utilizar cores claras (preferencialmente branco) nos tetos e paredes pois são estas cores que melhor refletem a luz; • Desligar a iluminação quando os espaços estão desocupados, inclusive durante os intervalos entre aulas; • Proceder à limpeza das luminárias; • Segmentar os circuitos de iluminação de modo a poder desligar o que não se utiliza; • Instalar sensores de movimento em zonas de passagem; • Instalar controladores horários; • Instalar células crepusculares; • Instalar reguladores de fluxo (para esta medida, deve verificar-se com um técnico se as lâmpadas suportam esta tecnologia); • Redução da potência de iluminação sem comprometer a iluminância do local.

Alguns exemplos de tecnologias de iluminação a considerar e a não considerar

Caso se opte por substituir a iluminação deve ter-se em atenção as soluções adequadas aos espaços a iluminar. Deve ter-se em consideração o local onde se vai instalar a iluminação (exemplo: espaço de lazer, trabalho/estudo, corredor) e deve ter-se em atenção as necessidades, avaliando-se a conjugação entre o ponto de luz. Por vezes há mais do que uma opção para o mesmo sistema, pelo que poderá ser necessário analisar diversos cenários e verificar qual o melhor cenário qualidade/preço. Deve ter-se em atenção o horário da escola.

Exemplo de uma simulação luminotécnica

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Fluorecente Tubular T8

Tubo LED

Painel LED

18

9

40

Caraterísticas Técnicas Potência Unit. [W] Fluxo Luminoso Lamp [lm]

1 350

1 100

5 200

Eficiência Luminosa [lm/W]

65,22

122,22

130,00

Potência Sistema [W]

82,8

41,4

40,0

Fluxo Sistema [lm]

5 400

4 400

5 200

Eficiência Luminosa [lm/W]

65,2

122,2

130,0

15 000

30 000

30 000

S

N

N

3,40

9,80

48,00

-

3,00

5,00

Custo total [€]

3,40

42,20

53,00

Tempo médio de utilização ao ano [h/ano]

880

880

880

Consumo de energia anual do sistema [kWh/ano]

72,86

36,43

35,20

Custo de energia [€/ano]

10,20

5,10

4,93

Economia anual [€/ano]

N/A

5,10

5,27

Período de retorno [anos]

N/A

8,27

10,05

Tempo e vida útil [h] Balastro

Análise Económica Preço Unitário[€] Custo de instalação[€]

Exemplo de uma análise de diferentes cenários para a mesma utilização

Sistemas de Aquecimento, Ventilação e Ar Condicionado Os sistemas AVAC, quando existentes, são responsáveis por uma grande fatia do consumo de energia da escola. Como ser mais eficiente? • Utilizar a climatização apenas e só quando necessária; • Redefinir setpoints dos equipamentos (25ºC no verão e 18ºC no inverno); • Fechar persianas e cortinas, quando existe radiação direta e pretende-se arrefecer o interior dos espaços, ou durante a noite quando se pretende que o calor não saia; • Promover a ventilação natural entre fachadas opostas, abrindo as janelas dos espaços para que o ar circule; • Instalar permutadores de calor; • Isolar condutas e tubagens; • Inspecionar os filtros das unidades de tratamento de ar e substitui-los caso necessário; • Substituir equipamentos obsoletos e ineficientes por equipamentos mais recentes; • Instalar variadores de velocidade nos motores dos ventiladores caso estes não estejam sempre sujeitos à mesma carga.

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O tratamento da informação recolhida em questionários ou por simples entrevistas pode permitir a identificação de situações de desconforto que indiciem uma utilização menos eficaz dos sistemas energéticos disponíveis. Tal pode ser o caso quando se verificam correntes de ar excessivas ou, por outro lado, de zonas “abafadas”, com fraca circulação de ar e que carecem de melhoria das condições de ventilação.

Sistemas de Águas Quentes Sanitárias Os custos com o aquecimento de água também podem ser significativos na fatura energética das escolas. Como ser mais eficiente? • Instalar redutores de caudal, nos balneários e nas cozinhas, por forma a reduzir o consumo de água quente e consequentemente de energia; • Isolar tubagens de água quente (caso não estejam ou se apresentem degradadas); •S  ubstituir os equipamentos obsoletos e ineficientes por equipamentos mais recentes; • Efetuar a manutenção dos equipamentos; • Substituir equipamentos obsoletos por tecnologias mais eficientes e/ou que recorram a energias renováveis (painéis solares térmicos ou caldeiras a biomassa).

Equipamentos Multimédia Os equipamentos multimédia podem não ter individualmente potência elevadas, no entanto, podem representar um consumo de energia significativo devido à elevada quantidade de equipamentos multimédia que existem atualmente nas escolas. Como ser mais eficiente? • Desligar os equipamentos da tomada quando não estão a ser utilizados; • Adquirir tomadas inteligentes ou com botão por forma a desligar os equipamentos, evitando assim consumos fantasma e os consumos standby; • Adquirir tomadas com programador horário para que os equipamentos, a partir de certa hora, possam ser desligados automaticamente; • Substituir equipamentos obsoletos, por novos equipamentos com a certificação energystar; • Diminuir a intensidade luminosa dos monitores; •S  ugerir a troca de computadores fixos por computadores portáteis. Por norma, o portátil apresenta um consumo de energia inferior; • Optar por cores escuras do ambiente de trabalho do monitor, pois implicam menores consumos de energia do que cores mais claras.

Equipamentos de Cozinha A cozinha representa uma zona com elevada densidade energética devido à concentração de equipamentos por área. Como ser mais eficiente? • Instalar relógios programáveis em termoacumuladores elétricos, banhos maria elétricos e fornos elétricos, para garantir que caso alguém se esqueça não haja consumo desnecessário; • Evitar colocar os equipamentos de produção de frio encostados às paredes; • Limpeza periódica das serpentinas; • Verificar o estado das borrachas que promovem a vedação dos equipamentos de frio; • Sugerir a substituição de frigoríficos e arcas congeladoras que estejam obsoletos ou cujas borrachas não vedem, por equipamento com classe energética A ou superior; • Dar formação aos funcionários da cozinha, sensibilizando-os para a importância da conservação da energia, por forma a evitar, que as portas do frigorífico permaneçam abertas, a água não fique a correr quando não necessário, ou a colocação das tampas nos tachos na confeção dos alimentos, entre outros. + 39 +


Produção de Energia Renovável A produção de energia por fontes renováveis está a ganhar dimensão em Portugal em especial a energia solar e a biomassa, quer para aquecimento de águas sanitárias e piscinas, quer para produção de energia elétrica através de sistemas fotovoltaicos, diminuindo os consumos de energia de origem fóssil e não renovável, reduzindo a fatura energética e o impacte ambiental. Como ser mais eficiente? • Proceder à instalação de painéis solares fotovoltaicos, para produção de energia elétrica; • Instalar coletores solares para apoiar a produção de água quente sanitária; • Instalar caldeiras a biomassa para o aquecimento de águas ou até mesmo para climatização. Estas caldeiras permitem a integração de coletores solares.

Medidas comportamentais Embora existam imensas tecnologias passíveis de ser aplicadas e com bons resultados, muitas das soluções dependem, por vezes, do comportamento dos utilizadores visando uma utilização mais racional da energia nos espaços. recomendando-se assim: • A realização de campanhas de sensibilização aos utilizadores e técnicos das escolas para as questões de eficiência energética e do consumo energético, • A implementação de um plano de comunicação sobre as ações e respetivos impactes (por exemplo, desligar as luzes das salas de aulas nos intervalos produz uma poupança de XX EUR); • A promoção da responsabilidade individual e coletiva (por exemplo, a divulgação do consumo energético afeto a cada departamento, criará uma forma de os funcionários de cada departamento quererem ser “os melhores” energeticamente); • A promoção da procura ativa e continuada de informação (por exemplo, divulgação mensal aos utilizadores de informações relativas aos consumos energéticos, respetivo impacto ambiental, custos energéticos, etc.); • Designar inspetores da eficiência energética e organizar rotinas periódicas, durante os intervalos e ao final do dia, para desligar a iluminação desnecessária e identificar oportunidades de melhoria.

Exemplo de imagens a incluir em campanhas de sensibilização

Até porque… a energia mais barata e que menos polui é aquela que não se consome.

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ANEXO I – INFORMAÇÃO COMPLEMENTAR E DE APOIO A Energia A energia define-se como a capacidade de realizar trabalho, sendo energia tudo o que produz ou pode produzir uma ação, podendo manifestar-se através do movimento, calor, eletricidade, entre outros.

Energia primária, energia final e energia útil

• A energia pode ser dividida em energia primária, final e energia útil. • As fontes de energia primária são aquelas que são obtidas diretamente da natureza, como o petróleo, o gás natural, o xisto, o carvão mineral, os resíduos vegetais e animais, a energia solar e a eólica, entre outras. • A energia final corresponde ao consumo final observado ou à energia recebida diretamente pelo utilizador final, já afetada pelos processos de transformação desde a sua captura. • A energia útil designa a energia que é aplicada na função pretendida, aquecimento, arrefecimento, entre outros. Perdas no uso final

Perdas na transformação Energia primária

Calor de processo

Energia secundária

Aquecimento direto Energia útil

Uso final

Energia final

Transformação

Motor Iluminação Outros

Esquema da transformação da energia

Como se mede a energia (unidades) Medir uma grandeza física é compará-la com outra que se tomou como padrão e que recebe o nome de unidade da grandeza em causa. Para facilitar a comunicação e o comércio houve necessidade de uniformizar para um único sistema de unidades, o Sistema Internacional de Unidades (SI) que é presentemente adotado pela maioria dos países desenvolvidos. O sistema de unidades é um conjunto de unidades coerentes entre si que deriva das unidades base: • Comprimento - Metro (m) • Massa - Quilograma (kg) • Tempo - Segundo (s) • Corrente elétrica - Ampere (A) • Temperatura - Kelvin (K) •Q  uantidade de substância - Mole (mol) • Intensidade luminosa - Candela (cd) + 41 +


Para a construção do SI há que estabelecer as relações entre as unidades fundamentais por forma a obter as: • Unidades Derivadas Compostas (sem nome específico, por exemplo kg/m³) • Unidades Derivadas Simples (com nome específico, por exemplo o Watt, W= )

d

Distância [m]

v

E

t

m

Tempo [s]

Massa [kg]

Velocidade [m/s]

a

Aceleração [m/s²]

F

Energia, trabalho [J]

P

Força [N]

Potência [w]

Relação entre unidades dos SI

Unidades de Potência Embora no SI a potência esteja definida como “Watt”, é frequente encontrar algumas chapas de caraterísticas técnicas com “HP”, que significa Horse Power. Esta unidade, de origem anglo-saxónica, encontra-se frequentemente nas caraterísticas dos equipamentos de bombagem. Outra unidade de potência que também de encontra, é “cv” que significa Cavalo Vapor, sendo muito utilizada para apresentar a potência de motores. De seguida apresentam-se as conversões de equivalência entre as três unidades. Watt (W)

Horse Power (HP)

Cavalo Vapor (cv)

1

1,34 x 10

1,36 x 10-3

Horse Power (HP)

746

1

1,014

Cavalo Vapor (cv)

735,5

0,9863

1

Watt (W)

-3

Conversão entre unidades de Potência

Conversões entre Unidades de energia A energia (E) é o resultado da potência (P) utilizada num dado intervalo de tempo (ΔT), ou seja, caso um equipamento com uma potência de 1 kW tenha sido utilizado durante 1 hora o consumo de energia será dado por:

E=P×∆T=1 kW × 1 h = 1 kWh

+ 42 +


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Deste modo, a energia é medida em kWh. No entanto, pode ser encontrada em outras unidades, de acordo com as conversões presentes na tabela seguinte:

Joule (J)

Kilowatt-hora (kWh)

kilocaloria (kcal)

British thermal Unit (BTU)

1

2,778 x 10-7

2,389 x 10-4

9,478 x 10-4

1

860

3,413

1

3,969

0,252

1

Joule (J) Kilowatt-hora (kWh)

3,6 x 106

Quilocaloria (kcal)

4,186 x 10

British thermal Unit (BTU)

1,055 x 103

3

1,163 x 10

-3

2,930x10-4

Conversão entre unidades de Energia

Eficiência Energética

A eficiência energética ou o uso racional de energia consiste em utilizar menos energia para realizar a mesma tarefa, assegurando sempre que são garantidas as condições de qualidade e de conforto bem como o de funcionamento das instalações. Por exemplo, ao substituir as lâmpadas fluorescentes tubulares atualmente presentes numa dada sala de aula por iluminação com tecnologia LED, garantindo as necessidades de luz adequadas à atividade da sala, estamos perante um exemplo de eficiência energética. É importante não confundir eficiência energética com gestão de energia. A eficiência energética é uma ferramenta da gestão de energia. No entanto, por vezes, existem estratégias que reduzem a fatura de energia elétrica, mas não reduzem o consumo de energia. Por exemplo, ligar a máquina de lavar a roupa durante a noite, conduz a um custo de energia mais reduzido (para instalações com tarifa bi-horária, tri-horária ou tetra-horária). De facto, a lavagem da roupa terá um custo mais reduzido, no entanto, o consumo de energia será o mesmo.

Envolvente dos Edifícios Uma das principais funções dos auditores ou de uma equipa auditora é caraterizar e avaliar a envolvente de uma instalação. Neste sentido, torna-se imperativo analisar os seguintes constituintes da envolvente: • Envolvente opaca: › P or norma, coberturas e paredes

• Envolvente envidraçada:

› P or norma, janelas, portas, mas também claraboias.

Coberturas e paredes As coberturas são fundamentais para o conforto de uma escola e responsáveis por ganhos e perdas de calor. Estas podem ser classificadas, de acordo com a sua geometria, como inclinadas ou planas.

Exemplificação de coberturas inclinada e planas

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Ao longo dos anos tem vindo a aumentar o cuidado com o conforto térmico e com a conservação da energia, pelo que as construções após 2006 são obrigadas a ter isolamento na sua cobertura, de acordo com a legislação relacionada com o Sistema de Certificação Energético dos Edifícios. Caso o ano de construção da escola seja anterior a 2006, a colocação de isolamento poderá ser um aspeto interessante a ter em consideração.

Evolução das coberturas relativamente às técnicas de construção e aplicação de isolamento

As paredes também são responsáveis por elevadas perdas e ganhos de calor, podendo causar desconforto na sala de aulas perante ausência ou reduzida camada de isolamento térmico. Se as paredes estiverem isoladas termicamente contribuem para a redução das necessidades energéticas e custos de energia associadas à utilização de equipamentos de climatização.

Evolução das paredes relativamente às técnicas de construção e aplicação de isolamento

Existem diversos tipos de materiais que promovem o isolamento térmico das coberturas e das paredes preservando assim a temperatura no interior dos edifícios. Estes materiais têm diferentes condutibilidades térmicas (a condutibilidade térmica, λ (W/m².K) É a propriedade térmica de um material: carateriza a maior ou menor facilidade de condução de calor através dos materiais ou substâncias) e quanto menor for o seu valor, menores serão as trocas térmicas. No entanto, o seu valor económico também varia, sendo por isso necessária uma análise cuidada entre o material a utilizar e a sua espessura.

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ICB (Aglomerado de Cortiça Expandida) Condutibilidade: 0,045

XPS (Poliestireno Expandido Extrudido) Condutibilidade: 0,037

MW (Lã Mineral) Condutibilidade: 0,045

PUP/PIR (Espuma Rígida de Poliuretano ou de Poli-iIsocianurato) Condutibilidade: 0,040

EPS (Poliestireno Expandido Moldado) Condutibilidade: 0,040

Betonilha com Isolamento Térmico

Exemplos de isolamento térmicos

Janelas e proteções solares As janelas são também responsáveis por grandes ganhos e perdas de calor. Por forma a controlar essas trocas de calor deve investir-se em janelas eficientes. No entanto, é necessário conhecer todas as componentes de uma janela: • Vidro •T  ipo de abertura • Caixilharia • Proteção Solar •C  lasse energética

Tipo de vidro

Atualmente são comercializados 3 tipos de vidro - simples, duplo e triplo - embora em Portugal o triplo não seja muito utilizado, uma vez que o clima é temperado. Além dos benefícios térmicos, os vidros duplos ou triplos, também têm propriedades acústicas permitindo isolar o ruído exterior (e vice-versa). As espessuras do vidro, variam entre os 6 e 16 mm, devendo-se, em vidros duplos, optar-se por espessuras diferentes das lâminas (cada um os vidros separados por uma caixa-de-ar, árgon ou azoto), por forma a melhor isolar o ruído. Por fim, por forma a aumentar a eficiência energética das janelas, estas podem ter um gás entre as lâminas, que pode ser Árgon ou Azoto.

72,3% a 75,4%

18,9% a 22,8%

6,0% e 7,0%

Vidros Simples

Vidros Duplos

Vidros Duplos e perfis isolantes

Janelas de fraca qualidade, maioritariamente com classe F

Vidros simples ainda são a maioria, ou seja, há grande margem para melhorar isolamentos térmico nas janelas

+ 45 +


Tipo de abertura Existem diversos tipos de abertura de janelas, como batente, basculante, projetante e deslizante. Podem ainda ser feitas integrações de sistemas, como o caso do oscilo-batente e do oscilo-deslizante. O tipo de abertura também condiciona o seu isolamento térmico, devendo optar-se, sempre que possível, por janelas basculantes ou oscilo-basculante.

Exemplos de tipos de abertura de janelas

Caixilharia

A caixilharia é outra das componentes da janela que deve ser tida em consideração. Os materiais mais comuns que constituem o caixilho são o alumínio, o PVC (policloreto de polivinila) ou a madeira, podendo existir algumas combinações entre eles, como, por exemplo, alumínio no exterior e madeira no interior. Todos estes materiais podem oferecer soluções de elevado desempenho energético. Atualmente as caixilharias podem ser adquiridas com corte térmico, potenciando assim a sua eficiência energética.

Perfil exterior Poliamida

Exemplificação de caixilhos quanto à existência de corte térmico

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Perfil interior


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Proteções solares

As proteções solares, a nível energético, têm como objetivo bloquear ajudar a controlar a entrada da radiação solar no verão, podendo ser colocadas no interior ou exterior das janelas e podem ser de diversos tipos: INTERIORES

EXTERIORES

FIXAS

MÓVEIS (funcionamento manual ou automático)

INTEGRADOS

MÓVEIS (funcionamento manual ou automático)

ENTRE VIDROS OU ENTRE JANELAS

Exemplos de proteções solares quanto à sua colocação no vão envidraçado

As proteções solares permitem controlar:

Calor/Frio

Radiação Solar

Luz

Ruído

Encadeamento

As proteções solares possibilitam a proteção em caso de:

Intrusão

Fogo

Impacto

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Insetos


Sistemas de Iluminação A visão é um dos aspetos mais importantes no estimulo educativo e uma inadequada iluminação pode causar: • Dores de cabeça • Falta de concentração • Falta de visão • Cansaço

Tipo de Iluminação Existem dois tipos de iluminação: • Iluminação Natural, promovida pela radiação solar • Iluminação Artificial, recorrendo a equipamentos

Iluminação Natural

A iluminação natural provém do sol e deverá ser potenciada sempre que possível, desobstruindo-se as janelas para permitir a sua entrada.

Exemplificação de aproveitamento da iluminação solar através de aberturas envidraçadas

Iluminação Artificial

A iluminação artificial é utilizada para substituir ou colmatar a iluminação natural quando esta não está acessível ou não é suficiente para a realização de atividades para não comprometer a qualidade e a segurança. Esta pode dividir-se do seguinte modo:

Iluminação geral

Iluminação localizada Tipo de iluminação artificial quanto à sua aplicação

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Iluminação de tarefa


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Conceitos sobre iluminação Temperatura de cor

A temperatura de cor é indicada numa unidade denominada Kelvin, sendo que este valor determina se as fontes de luz produzem luz quente ou luz fria. As temperaturas de cor mais baixas são ideais para ambientes mais relaxados e de convívio (por exemplo, entre 2.700K e 3.000K), por outro lado as temperaturas de cor mais elevadas são utilizadas para ambientes onde as tarefas a realizar exigem maior atenção e concentração, como as salas de aulas (por exemplo, entre 4.500K e 6.500K).

Exemplificação de diferentes temperaturas de cor em fontes de luz

Índice de restituição de cor

A restituição de cor está relacionada com a forma como os objetos surgem sob o efeito de uma luz branca. Com índice de Índice de Restituição de Cor (IRC) baixo, os objetos poderão parecer com as cores alteradas em relação à sua aparência real. Com um IRC elevado, os objetos terão uma aparência mais natural. O valor máximo de IRC é igual a 100 (luz solar). As fontes de luz com IRC superior a 90 são consideradas excelentes para um reconhecimento de cor.

60 < CRI < 70

80 < CRI < 90

CRI >90

Tipos de fontes de emissão de luz (lâmpadas e outros) Por forma a promover a iluminação artificial existem diversos tipos de tecnologia de acordo com as necessidades de iluminação, as mais utilizadas em escolas são as lâmpadas fluorescentes tubulares T8 (cerca de 26 mm de diâmetro) e T5 (cerca de 16 mm de diâmetro), as lâmpadas fluorescentes compactas, as lâmpadas de vapor de sódio, as de vapor de mercúrio e as de iodetos metálicos. As lâmpadas de vapor de sódio, as de vapor de mercúrio, halogénio e as de iodetos metálicos são mais comummente usadas em ambientes exteriores, mas também em piscinas cobertas ou pavilhões. Em algumas escolas, a tecnologia LED (díodo emissor de luz - light emitting diode) também já começa a ter alguma expressão na iluminação interior e exterior.

+ 49 +


Lâmpada fluorescentes tubulares tipo T8 e do tipo T5

As lâmpadas fluorescentes tubulares possuem um gás no seu interior que ao ser ionizado através da corrente elétrica emite luz. Estas lâmpadas são muito utilizadas hoje em dia, podendo ser encontradas em open-space, salas de aula, halls, cantinas, corredores, entre outros. Estas lâmpadas podem estar organizadas em diferentes configurações de acordo com a armadura, ou seja, podem estar em armaduras simples, com apenas uma lâmpada, armaduras duplas, com duas lâmpadas, armaduras triplas, com três, ou armadura quadrupla, com quatro lâmpadas. Poderão existirão outras, mas estas são as mais frequentes.

Exemplificação de diferentes configurações de armaduras

Outro aspeto a ter em atenção será o tipo de casquilho da lâmpada, as lâmpadas fluorescentes tubulares tipo T8 têm um casquilho do tipo G13 e as T5 têm um casquilho G5. As lâmpadas fluorescentes tubulares T5 e T8 têm associado um balastro que pode ser eletrónico ou ferromagnético. Estes balastros têm um consumo adicional entre 10 a 20%, respetivamente, face à potência da lâmpada. Ou seja, numa lâmpada de 58W, além dessa potência deverá ser considerado um consumo adicional de 12 W.

Exemplificação de balastro ferromagnético e balastro eletrónico

Lâmpadas fluorescentes compactas As lâmpadas fluorescentes compactas, também designadas por lâmpadas economizadoras, têm um funcionamento semelhante às fluorescentes tubulares. No entanto, têm o balastro eletrónico integrado na lâmpada. São geralmente encontradas nos locais onde anteriormente estavam lâmpadas de incandescência.

Exemplificação de uma lâmpada fluorescente compacta (existem outros formatos)

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Halogéneo

As lâmpadas de halogéneo herdaram o seu nome do gás que está presente na sua constituição. Recorrentemente podem ser encontradas em corredores, halls ou como iluminação decorativa. Estas lâmpadas têm um consumo elevado face às tecnologias mais recentes, pelo que têm vindo a ser descontinuadas desde setembro de 2016. No entanto, ainda podem ser encontradas em algumas superfícies comerciais e instaladas em muitos espaços. Este tipo de solução também tem uma eficiência reduzida porque emite muito calor. Esta tecnologia permite diversos casquilhos. Contudo, nas escolas, geralmente, existem duas possibilidades, o casquilho GU 5.3 e o casquilho GU 10. É importante verificar a diferença entre eles, pois o casquilho GU 5.3 funciona com uma tensão de alimentação de 12 V, tendo um transformador associado, o casquilho GU 10 funciona com a tensão da rede, 230V.

GU5.3

GU10

Exemplificação de diferentes casquilhos aplicados em lâmpadas de halogéneo

Lâmpadas vapor de mercúrio, vapor de sódio e iodetos metálicos

Estes tipos de lâmpadas são também apelidadas de lâmpadas de descarga, sendo geralmente utilizadas para promover a iluminação exterior, integradas em globos ou em projetores, tendo genericamente potências elevadas na ordem dos 150W (havendo lâmpadas de 400W, 1 000W, etc.). Adicionalmente, têm associado uma reatância que promove a descarga que permite assim acender a lâmpada. As lâmpadas de vapor de mercúrio são utilizadas principalmente para iluminação de zonas de passagem exteriores, mas também em ringues de desporto, quer exteriores quer interiores. Têm um custo de aquisição baixo. No entanto, são bastante ineficientes e apresentam IRC muito baixo. Por conterem mercúrio, já não são permitidas instalar, mas ainda podem ser encontradas pontualmente.

Exemplificação de uma lâmpada de vapor de mercúrio e o respetivo efeito em aplicações exteriores.

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As lâmpadas de vapor de sódio são conceptualmente semelhantes às de vapor de mercúrio. Contudo, possuem uma luz mais amarela e uma maior propagação da mesma. Este tipo de lâmpadas é mais eficiente do que as de vapor de mercúrio. No entanto, possui também um baixo IRC. Existem lâmpadas de vapor de sódio de alta pressão e de baixa pressão, contudo, as mais utilizadas são as de alta pressão.

Exemplificação de uma lâmpada de vapor de sódio e o respetivo efeito em aplicações exteriores.

As lâmpadas de iodetos metálicos possuem uma eficiência luminosa semelhante às lâmpadas de vapor de sódio. No entanto, possuem uma temperatura de cor mais fria, apresentado uma cor branca-azulada. O seu IRC é bastante elevado, estando geralmente acima dos 80. Estas lâmpadas podem ser encontradas instaladas nos projetores dos campos de futebol por exemplo, mas também em iluminação de fachadas exteriores.

Exemplificação de uma lâmpada de iodetos metálicos (tubular)

LED

A designação LED significa Lighting Emitting Diode ou em português díodo emissor de luz. Atualmente é a tecnologia de iluminação usada com menores consumos de energia, podendo ser encontradas nos mais diversos locais e com diversas configurações, isto é, podem ter o formato de bolbo como as lâmpadas incandescentes, de focos de halogéneo, de tubos como as lâmpadas fluorescentes tubulares, podendo ainda ser encontradas em formato de fita (Fita LED). Os seus consumos são cerca de 90% inferiores às lâmpadas incandescentes e têm uma duração que pode ir até 50.000 horas. A iluminação LED também tem uma aplicação muito eficaz na iluminação exterior, em particular nas zonas de passagem exteriores, fachadas e campos de futebol. Os LED podem, por vezes, ser aplicados para substituição direta da lâmpada já existentes (retrofit), contudo, o resultado final é mais eficaz e com maior eficiência se substituir a luminária atual por uma luminária LED. Para ambos os casos deverá ser contactado um eletricista ou outro técnico qualificado para o efeito.

Alguns exemplos de formatos de iluminação com tecnologia LED

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Sistemas de controlo e regulação Sensores de movimento

Os sensores de movimento permitem que as luzes acendam apenas quando há passagem de pessoas evitando assim que fiquem ligadas por tempo indeterminado desnecessariamente. São idealmente utilizados em zonas de passagem como corredores, halls e casas de banho.

Exemplificação de um sensor de movimento

Controladores horários

Os controladores horários permitem um controlo rigoroso do horário de funcionamento da iluminação de acordo com um perfil definido. Podem, por exemplo, serem instalados nos circuitos das salas de aulas obrigando a que estes circuitos sejam desligados a partir de um horário predefinido. Deste modo, mesmo que alguém se esqueça de desligar a luz, o sistema desliga-se automaticamente.

Exemplificação de um controlador horário (ou relógio)

Exemplificação de células crepusculares

Células crepusculares

As células crepusculares são geralmente utilizadas em iluminação exterior e são sensíveis à luz solar, isto é, apenas acionam o circuito de iluminação quando deixa de existir um determinado nível de luz solar, predefinido pelo utilizador. Também podem ser aplicados em espaços interiores para iluminação interior seja acionada apenas quando a iluminação natural não assegura as necessidades de iluminação do espaço. Estes sistemas funcionam melhor do que os controladores horários pois só atuam mesmo quando necessário.

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Os reguladores de fluxo permitem regular a potência do sistema, reduzindo o consumo da(s) lâmpada(s), diminuindo também o seu fluxo luminoso. Caso seja adotada esta tecnologia, deve ter-se em atenção que nem todas as lâmpadas permitem regulação de fluxo, também conhecido por dimming.

Exemplo de um regulador de fluxo

Aquecimento Ventilação e Ar Condicionado Os sistemas de Aquecimento Ventilação e Ar Condicionado (AVAC), são responsáveis por proporcionar conforto térmico e pela Qualidade do Ar Interior (QAI). Estes sistemas podem desagregar-se do seguinte modo: • Sistemas centralizados • Sistemas individuais

Sistemas centralizados Nos sistemas centralizados o aquecimento/arrefecimento do fluido é centralizado em um ou mais equipamentos, geralmente distantes do local a climatizar, pois visa servir diversos espaços em simultâneo, ou até mesmo vários pisos. São exemplo disso: • Chiller • VRV • Caldeiras

Chiller

Os chillers consomem energia elétrica e, através de um processo termodinâmico, produzem água fria, que é, posteriormente, distribuída através de bombas de circulação até às unidades terminais presentes no espaço a climatizar. Existem chillers que também produzem água quente, designados por chiller bomba de calor. Embora estes equipamentos tenham um elevado rendimento, são poucas vezes encontrados em escolas devido ao seu custo inicial elevado.

Chiller arrefecido a água

Chiller arrefecido a ar

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Sistemas de Volume Refrigerante Variável (VRV)

Os equipamentos de Volume Refrigerante Variável (VRV - variable refrigerant volume) são um tipo de sistema de ar condicionado centralizado do tipo multi-split (mais do que uma unidade interior), podendo alimentar até 64 unidades interiores. Neste tipo de sistemas é o próprio fluido frigorífico que se desloca até às unidades interiores libertando ou absorvendo calor de acordo com as necessidades de aquecimento ou arrefecimento, respetivamente. Este sistema também é bastante eficiente uma vez que utiliza uma tecnologia de volume variável de fluido frigorífico adaptando automaticamente a temperatura do fluido frigorífico à carga necessária para um ótimo conforto dos espaços.

Exemplificação de uma caldeira

Exemplificação de um VRV

(unidade exterior)

Caldeiras

As caldeiras são equipamentos que convertem a energia presente na energia elétrica ou combustíveis (gás, gasóleo, biomassa) em calor, através de um processo de queima, aquecendo água que é posteriormente distribuída através bombas até aos locais onde é pretendido climatizar. Em alternativa, o fluido poderá ser enviado para Unidades de Tratamento de AR (UTA) ou Unidades de Tratamento de AR Novo (UTAN), onde circulam em serpentinas aquecendo o ar que por ali passa e que é distribuído para os locais a climatizar. Neste caso, a água quente não se desloca até às zonas a climatizar.

Unidades terminais

As unidades terminais são aquelas que se encontram nos espaços a climatizar e são responsáveis por difundir a energia na forma de calor ou frio contida no fluido proveniente dos Chillers, Caldeiras, UTA(N)s e VRV.

Exemplificação de unidades interiores (difusor de teto à direita e radiador à esquerda)

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Sistemas Individuais Os sistemas individuais são utilizados, geralmente, quando se pretende climatizar um espaço pequeno, ou para situações pontuais. Os equipamentos mais utilizados são: • Splits • Termoventiladores • Radiadores a óleo • Radiadores a gás • Salamandras

Splits

Os sistemas do tipo split são compostos por duas unidades: a que se encontra no espaço a climatizar (unidade evaporadora) e a outra que fica no ambiente externo (unidade condensadora). Neste tipo de sistema, o fluido frigorífico liberta ou absorve calor, na zona a climatizar, de acordo com as necessidades de aquecimento ou arrefecimento, respetivamente. Estes sistemas também são designados por bomba de calor pois deslocam calor do interior do espaço para o exterior ou vice-versa.

Exemplificação de um split (unidade interior à esquerda e unidade exterior à direita)

Termoventiladores

Os termoventiladores convertem energia elétrica em calor através do efeito de joule, sendo o calor distribuído através de uma ventoinha. Este tipo de equipamentos é bastante ineficiente.

Exemplificação de um termoventilador

Exemplificação de um radiador elétrico

Exemplificação de um radiador com queima de combustível

Radiadores elétricos e radiadores com queima de combustível

Os radiadores elétricos convertem energia elétrica em calor através do efeito de joule aquecendo o fluido circulante (água ou óleo). Os radiadores com queima de combustível, queimam o combustível no espaço a climatizar aquecendo o ar circulante. Os combustíveis mais utilizados nestes radiadores são o gás butano, gás propano e parafina. Deve promo+ 56 +


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ver-se uma ventilação adequada dos espaços por forma a evitar intoxicações pela utilização deste tipo de equipamentos.

Salamandras

As salamandras são equipamento que libertam calor para o espaço a climatizar através da queima de biomassa, podendo ser lenha, briquetes ou pellets. Estes equipamentos têm de dispor de ligação ao exterior para libertação dos fumos.

Exemplificação de uma salamandra

Ventilação A ventilação é o processo para a remoção de concentrações de poluentes do interior de um espaço. Um espaço não ventilado pode conter elevadas concentrações de dióxido e monóxido de carbono que podem causar sonolência e baixa produtividade. Deste modo, torna-se imprescindível uma adequada ventilação dos espaços que pode ser obtida por: • Ventilação natural •V  entilação mecânica •V  entilação mista

Ventilação natural

A ventilação natural promove, de forma controlada, o fluxo de ar entre o interior e o exterior dos espaços interiores da escola, por exemplo, aproveitando a geometria do edifício e sem qualquer custo de energia.

Ventilação Mecânica

A ventilação mecânica promove, de forma controlada, o fluxo de ar entre o interior e o exterior da escola, recorrendo a equipamentos que consomem energia para provocar uma depressão ou pressurização do espaço: • Ventilador/Extrator • Unidades de Tratamento de Ar ou Unidades de Tratamento de Ar Novo (UTA/UTAN)

Ventilação Mista

É a conjugação dos dois tipos de ventilação, natural e mecânica, sendo caraterizada pela existência de extratores individuais (exaustores, extratores de casa de banho) ligados a condutas individuais.

Esquema do processo de ventilação natural

Esquema do processo de ventilação mecânica + 57 +

Exemplo de um processo de ventilação mista


Ventilador/Extrator Os ventiladores/extratores são os equipamentos mais simples para promover a circulação do ar. No entanto, estes equipamentos não promovem o tratamento do ar. UTA/UTAN As UTA(N) são os equipamentos que melhor controlam a qualidade do ar interior uma vez que no seu interior possuem filtros para a remoção de poeiras. As UTAs têm ainda na sua constituição um ventilador que promove a insuflação do ar para o interior da zona a climatizar e podem conter baterias de aquecimento ou arrefecimento para aquecer ou arrefecer o ar insuflado. Estas baterias são serpentinas onde circula o fluido aquecido/arrefecido nos chiller ou nas caldeiras.

Figura 40 – Exemplo de um esquema de um sistema de ventilação com uma UTA ou UTAN

Produção de Águas Quentes Sanitárias (AQS) A água quente sanitária é geralmente utilizada para banhos e/ou cozinha. Para promover o aquecimento da água podem ser utilizados: • Equipamentos Elétricos • Equipamentos de queima de combustível • Coletores Solares Térmicos Os coletores solares vão ser abordados no capitulo 2.8.

Equipamentos elétricos São equipamentos que promovem o aquecimento da água por resistência elétrica ou através de um ciclo termodinâmico. • Resistência elétrica › Esquentador elétrico › Termoacumulador elétrico

• Ciclo termodinâmico › Bomba de calor

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Esquentador elétrico

O esquentador elétrico é um equipamento constituído por uma resistência elétrica que aquece a água instantaneamente. Estes equipamentos não têm depósito de acumulação, pelo que necessitam de potências muito elevadas para que a água saia à temperatura pretendida, levando assim a um elevado consumo de energia elétrica.

Termoacumulador elétrico

O termoacumulador elétrico é constituído por um depósito, que armazena a água que é aquecida por uma resistência elétrica. No entanto, o aquecimento da água não é imediato. É sempre necessário aguardar algum tempo até que a água atinja a temperatura desejada. Este sistema fornece uma quantidade de água limitada pela capacidade do depósito, a uma temperatura variável durante a utilização.

Bomba de calor

A bomba de calor é um equipamento que consome energia elétrica e é composto por um fluido frigorífico que através da mudança de estado transfere o calor do ar exterior para o fluido que se pretende aquecer, neste caso água. Estes equipamentos apresentam uma elevada eficiência energética.

Exemplificação de um esquentador elétrico

Exemplificação de um termoacumulador elétrico

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Exemplificação de uma bomba de calor


Equipamentos de queima de combustível • Caldeira de queima de combustível • Esquentador de queima de combustível

Caldeira de queima de combustível

As caldeiras de queima de combustível utilizam a energia presente nos combustíveis, gás natural, propano ou butano, biomassa, gasóleo de aquecimento entre outros, transferindo-a para a água que se pretende aquecer através de um permutador de calor exposto às chamas de queimadores.

Exemplificação de uma caldeira de queima de combustível

Exemplo de esquema de caldeira convencional e caldeira de condensação

Também podem ser encontradas caldeiras de condensação as quais aproveitam o calor presente nos gases de combustão, transmitindo-o ao circuito de água quente sanitária ou ao de aquecimento ambiente. Este aproveitamento do vapor de água gerado na combustão pode reduzir o consumo de energia, entre 20% a 30%.

Esquentador com queima de combustível

Os esquentadores com queima de combustível têm um funcionamento idêntico ao das caldeiras, onde a energia do combustível é transferida para o fluido a aquecer, por intermédio de um permutador de calor, exposto às chamas dos queimadores. Geralmente os esquentadores têm menos potência e menores dimensões do que as caldeiras.

Exemplificação de um esquentador a gás

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Equipamentos Multimédia Os equipamentos de multimédia encontram-se por toda a escola, mas provavelmente com maior incidência nas bibliotecas, nos serviços administrativos e nas salas de informática, sendo os mais recorrentes: • Computadores de secretária • Computadores portáteis • Monitores CRT/TFT ou LED • Projetores • Televisores • Impressoras Embora individualmente não representem grandes potências, são equipamentos que estão muitas horas ligados e que por vezes não são desligados na ficha originando: •C  onsumos standby •C  onsumos fantasma

Consumos standby Os consumos de standby são facilmente identificáveis através da luz vermelha, geralmente no canto inferior direito dos monitores e/ou televisores, que indica que o equipamento aguarda uma ordem para ser acionado. O facto de o equipamento estar na fase “ready” faz com que este tenha um consumo, que embora diminuto, ligado o ano inteiro e em muitos equipamentos tenha um peso significativo na fatura de energia elétrica da escola. Os consumos standby também ocorrem noutros equipamentos como as máquinas de lavar, por exemplo.

Exemplificação de um sinal de consumo standby

Consumos Fantasma Os consumos fantasma são por vezes confundidos com os consumos standby. No entanto, são ligeiramente diferentes. Enquanto o standby tem uma luz que indica que o equipamento aguarda uma ordem e, portanto, para aquela luz estar ligada terá de haver consumo energético associado, os consumos fantasma surgem sem se dar conta, estando associados a carregadores ou transformadores ligados à tomada quando o equipamento está desligado. O seu nome fantasma, deriva disso mesmo, pois pode pensar-se que como o equipamento foi desligado, este não está a consumir energia, mas na verdade, o consumo existe. Pode verificar-se este fenómeno ao colocar a mão sobre o transformador de um computador e verificar se está quente.

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Equipamentos de cozinha A cozinha é um espaço repleto de equipamentos consumidores de energia que não podem ser negligenciáveis dividindo-se em três atividades principais: • Confeção de alimentos • Preservação de alimentos • Lavagem de utensílios de cozinha Assim, numa cozinha ou cantina escolar, podem ser encontrados, entre outros: • Fornos e fogões elétricos • Fornos e fogões a gás • Micro-ondas • Banhos maria • Equipamentos para AQS • Chaleiras • Frigoríficos • Arcas congeladoras • Máquinas de lavar • Vitrines • Máquinas de vending • Etc.

Produção de energia renovável A produção de energia descentralizada, ou seja, localizada onde é consumida, tem cada vez mais peso em Portugal recorrendo-se essencialmente aos: • Sistemas Solares Térmicos • Sistemas Solares Fotovoltaicos • Sistemas a Biomassa

Sistemas Solares Térmicos O coletor solar é um dispositivo que converte a energia solar que incide por radiação na cobertura de vidro dos coletores solares, transferindo-a para o fluido que circula no interior dos tubos de cobre que constituem o coletor. Este fluido, ao sofrer o aquecimento, circula em circuito fechado dentro da serpentina do depósito, aquecendo a água aí acumulada. A circulação do fluido é gerida e controlada pelo regulador solar e pelo grupo de circulação em função das temperaturas registadas na medição. O depósito é um reservatório termicamente isolado onde a água aquecida é armazenada para ser posteriormente utilizada. Em sistemas convencionais, a água circula entre os coletores e o reservatório térmico através de um sistema natural chamado termossifão ou circulação natural. Nesse sistema, a água dos coletores fica mais quente e, portanto, menos densa que a água no reservatório. Dessa forma, por convecção, é realizada a circulação da água. A circulação da água também pode ser feita através de bombas circuladores cujo processo é denominado por circulação forçada sendo normalmente utilizados em piscinas e sistemas de grandes volumes. Os sistemas solares térmicos são comumente usados para produção de águas quentes sanitárias quer para cozinhas quer para banhos. Desde 2006 que todos os edifícios novos que precisem de água quente devem ter sistemas solares térmico, como as habitações, as escolas, entre outros.

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Exemplificação de sistemas solares térmicos (por termossifão à esquerda e por circulação forçada à direita)

Sistemas Solares Fotovoltaicos Os sistemas solares fotovoltaicos convertem a luz solar em eletricidade através de um fenómeno designado por efeito fotoelétrico que ocorre em placas de silício, por exemplo, que constituem o módulo. A energia elétrica, na forma de corrente contínua, desloca-se através dos cabos elétricos, até a um inversor que converte a corrente contínua em corrente alternada para que se possa ser utilizada a energia elétrica na escola ou em casa. Atualmente, estes sistemas são utilizados para autoconsumo (produzir energia elétrica para consumir no local). Contudo, o utilizador pode ser remunerado pela energia que não consome. Caso haja energia excedente, ou seja, quando a produção é superior ao consumo, esta pode ser injetada na rede elétrica a um custo de cerca de 0,04€/ KWh, a qual é muito reduzida quando comparada com o preço a que a escola compra energia, cerca de 0,13 €/kWh (este valor depende do tipo de contrato que a escola possui). Embora se possam adquirir baterias para acumular a energia elétrica produzida pelos módulos fotovoltaicos, não é muito habitual uma vez que o custo de aquisição do equipamento aumenta significativamente. Quando se instalam baterias, é necessário estar associado um regulador ou controlador de carga para proteção das baterias. Os módulos solares podem ainda ter seguidores solares para aumentar a produção de energia elétrica. No entanto, estes sistemas são dispendiosos e carecem de manutenção regular.

Esquema de um sistema solar fotovoltaico para autoconsumo

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Sistemas a Biomassa A biomassa é a massa total de organismos vivos numa determinada área sendo constituída essencialmente por hidratos de carbono integrantes na madeira (e seus resíduos), nos resíduos agrícolas, nos resíduos sólidos urbanos, nos resíduos dos animais, nos resíduos da produção alimentar, nas plantas aquáticas e nas algas. A energia presente na biomassa é convertida em calor através da sua queima recorrendo-se, por exemplo, a caldeiras, salamandras ou recuperadores. Estes equipamentos podem ser alimentados por diferentes tipos e formas de biomassa. Alguns exemplos são: • Lenha • Briquetes • Pellets • Casca de amêndoa • Bagaço ou caroço de azeitona • Etc. Os sistemas a biomassa podem ser usados quer para produção de águas quentes sanitárias e/ou aquecimento ambiente.

Exemplificação de uma caldeira a biomassa

A Fatura de Energia

Para elaborar um bom diagnóstico energético torna-se imprescindível uma análise cuidada das faturas de energia. No entanto, nem sempre é fácil fazer a sua análise, principalmente às faturas de energia elétrica devido à quantidade de elementos que constituem a mesma. Neste capítulo são apresentadas pistas para análise das principais faturas de energia que uma escola paga: • Fatura de energia elétrica • Fatura de gás natural • Faturas de outros combustíveis

Fatura de energia elétrica A fatura de energia elétrica apresenta uma quantidade significativa de campos a analisar. De modo a agilizar a sua análise, desagrega-se nos seguintes campos: • Caraterização da instalação • Energia Ativa • Energia Reativa • Termos de Redes • Taxas, impostos e contribuições • Rotulagem de energia elétrica (mix energético e emissões de CO2)

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Antes de mais, é de referir que atualmente existem vários comercializadores de energia elétrica pelo que a escola pode contratar a sua energia elétrica ao fornecedor que melhor proposta apresentar. Acresce ainda que atualmente também é possível mudar de comercializador as vezes que o consumidor considerar necessário. Todavia, é necessário ter presente eventuais prazos de permanência do contrato de fornecimento. O facto de haver diferentes comercializadores, implica que há um inúmero de modelos de faturas que apresentam a informação de forma distinta.

Caraterização da instalação

Usualmente no campo superior esquerdo das faturas de energia elétrica estão presentes os dados que caraterizam a instalação e o tipo de contrato: • Nome da instalação • Morada da instalação • Número de contribuinte do consumidor • Código de ponto de entrega (CPE) • Tipo do contrato Código de ponto de entrega Código de ponto de entrega é uma chave que permite identificar de forma inequívoca a instalação de cada consumidor de eletricidade. Tipo de contrato Relativamente ao tipo de contrato, as opções apresentadas dependem do tipo de empresa. Neste campo devem fazer referência ao ciclo tarifário e ao tipo de tensão. Estes temas vão ser mais desenvolvidos no subcapítulo da energia ativa e dos termos e redes, respetivamente.

Energia Ativa

A energia ativa, medida em kWh, é a responsável pela realização de trabalho, ou por outras palavras, é a energia utilizada no funcionamento dos equipamentos. Consumo No campo referente ao consumo pode surgir: • Consumo medido •C  onsumo estimado • Consumo já faturado Em instalações de Média Tensão (MT) ou Alta Tensão (AT), geralmente, não é feita esta distinção devido à existência de mecanismos automáticos de contagem (telecontagem), pelo que o que é faturado é somente o consumo medido. Consumo medido O consumo medido é o consumo que realmente está indicado no contador de energia referente ao consumo real efetuado durante o referido na fatura. Este valor pode ser obtido de duas formas: pela confirmação do valor por um técnico de contagem do fornecedor de energia, ou por indicação do cliente junto do fornecedor, seja por telefone ou pela internet. Consumo estimado O consumo estimado é referente à energia que não pode ser contabilizada pelo fornecedor, seja por impossibilidade de contagem ou por falta de indicação dos valores do contador ao fornecedor. Dado a falta de valores, e como a faturação se refere a um período de tempo previamente fixado, o comercializador estima quanto foi consumido no período de tempo onde não existe contagem, baseado em consumos anteriores do cliente, para assim poder incluir o valor desse período de tempo na fatura. Consumo já faturado O consumo já faturado origina uma restituição do valor já pago, cobrado em função das estimativas calculadas pelo comercializador.

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Regime tarifário, período horário e ciclo horário No campo dos consumos pode-se fazer a distinção de três termos importantes: • Regime Tarifário • Período horário • Ciclo Horário Regime tarifário Existem quatro tipos de tarifários que variam de acordo com a tensão de abastecimento da energia elétrica, conforme se apresenta no quadro seguinte: Tensão de Alimentação

Potência Utilizada

Baixa tensão Normal – BTN

230/400 V

=< 41,4 kVA

Baixa Tensão Especial – BTE

230/400 V

>= 41,41 kW

Média Tensão – MT

10 kV e 30 kV

Em função da utilização

Alta Tensão – AT

60 kV e 110 kV

Em função da utilização

> a 110 kV

Em função da utilização

Muito Alta Tensão – MAT

Regimes tarifários (Fonte: ERSE)

Para uma instalação com uma potência utilizada inferior ou igual a 41,4 KVA, então a tarifa enquadra-se em Baixa Tensão Nominal (BTN), e podem ser escolhidos um dos três regimes tarifários: › Tarifa Simples › Tarifa em Bi-horário › Tarifa em Tri-Horário

Para uma instalação com uma potência superior a 41,4 KVA, pode enquadrar-se em Baixa Tensão Especial (BTE) ou em Média Tensão (MT), então o regime tarifário aplicado será: › Tarifa em Tetra-Horário.

Tarifa simples Na tarifa simples o preço da eletricidade é igual em todas as horas do dia.

Esquema horário da tarifa simples

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Tarifa bi-horária Na tarifa bi-horária, o dia apresenta dois tipos de período horário, designadamente consumos em vazio e consumos em fora do vazio. Neste tipo de tarifa os consumos em vazio são mais baratos do que os consumo em fora do vazio, privilegiando-se o consumo no horário noturno e aos fins de semana.

Esquema horário da tarifa bi-horária

Tarifa tri-horária Na tarifa tri-horária o preço da energia elétrica é diferenciado por três períodos horários: horas de vazio, horas cheias e horas de ponta. À semelhança da tarifa bi-horária, os consumos em vazio são mais baratos do que os consumo em fora do vazio (ponta e cheias), privilegiando-se o consumo no horário noturno e aos fins de semana. As horas de ponta são aquela em que se deve evitar maiores consumos de energia uma vez que o custo é significativamente mais elevado.

Esquema horário da tarifa tri-horária

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Tarifa tetra-horária A tarifa tetra-horária é semelhante à tarifa tri-horária, mas com uma subdivisão do período de vazio em “Vazio Normal” e “Super-Vazio”. Note-se que o período “Super-Vazio” tem um custo inferior ao “Vazio Normal”.

Esquema horário da tarifa tetra-horária Nota. Os regimes horários apresentados são para instalações em BTE, pelo que para instalações MT, estes horários divergem ligeiramente, podendo ser consultados no site da Erse, em http://www.erse.pt/pt/electricidade/tarifaseprecos/periodoshorarios/Paginas/default.aspx

Período horário Como já referido, o custo da energia elétrica varia conforme o período em que é consumida: • Horas Ponta • Horas Cheias • Horas Vazio ou Vazio Normal • Horas Super-Vazio Horas de Ponta O período horário de Ponta é um período onde a procura pelos vários consumidores de energia é muito elevada, por isso o período em que a energia é mais cara. Horas de Cheia O período horário de Cheia é um período onde a procura de energia é elevada, por isso o segundo período mais caro. Horas de Vazio Normal O período horário de Vazio, ou Vazio Normal, é um período onde a procura de energia é reduzida, por isso o segundo período onde a energia é mais barata. Horas de Super-Vazio O período horário de Super-Vazio é um período onde a procura de energia é muito reduzida, por isso o período onde o preço da energia é mais reduzido.

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Ciclo Horário Durante os sete dias de uma semana existem duas formas de aplicar os períodos horários (ciclos): • Ciclo diário •C  iclo semanal Os períodos horários variam de inverno para verão. Ciclo diário No ciclo diário os quatro períodos repetem-se de segunda a domingo. Ciclo semanal No caso do ciclo semanal, apenas os dias úteis têm os quatro períodos horários. Existe uma variante ao Ciclo Semanal que é o Ciclo Semanal Opcional, que privilegia os consumos efetuados durante a manhã. No ciclo semanal os feriados são considerados como domingos (vazio).

Energia Reativa

A energia reativa é a energia utilizada por equipamentos que dependem de efeitos eletromagnéticos para operar. Esta energia ocupa espaço na rede retirando capacidade à mesma para o transporte de energia ativa, pelo que a sua faturação é um fator de penalização por essa redução de capacidade. No entanto, pode produzir-se energia reativa localmente recorrendo a baterias de condensadores e reduzindo assim a penalização com este tipo de energia. A energia reativa é faturada de duas formas: • Energia reativa consumida fora de vazio • Energia reativa fornecida em vazio Energia reativa consumida fora de vazio A energia reativa consumida fora de vazio é aquela que é necessária para que os equipamentos dependentes de efeitos eletromagnéticos possam funcionar corretamente, tais como os motores. Atendendo às horas de funcionamento prováveis destes equipamentos, a faturação só decorre nas horas de cheias e de pontas, e varia em função do fator de potência do equipamento, existindo os três escalões regulados para faturação dessa energia, penalizando os equipamentos com menor fator de potência. Escalão

cos ϕ

Limites da tg ϕ

Fator Multiplicativo

1

0,96

0,3 ≤ tg ϕ < 0,4

1/3

2

0,93

0,4 ≤ tg ϕ < 0,5

1

3

0,89

tg ϕ ≥ 0,5

3

Escalões de energia reativa (Fonte: ERSE)

O fator de potência traduz o grau de eficiência do uso dos sistemas elétricos. Valores altos de fator de potência (próximos de 1) indicam uso eficiente da energia elétrica, enquanto valores baixos indiciam o seu mau aproveitamento, além de representar uma sobrecarga para todo sistema elétrico. Energia reativa fornecida em vazio A energia fornecida em vazio é aquela que retorna à rede por efeitos capacitivos, por norma ocorrente nas alturas de menor consumo (vazio, no tarifário tri-horário, ou nas horas de vazio normal e super-vazio no tetra-horário), sendo então apenas faturada nesse período. Apenas há lugar a faturação de energia reativa para fornecimentos em BTE / MT / AT / MAT e esta só é faturada a partir do nono mês da entrada em serviço da instalação.

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Termos de Redes

As faturas destes escalões de potência contemplam várias parcelas no que respeita a termos de redes, sendo estes: • Potência Contratada • Potência em Horas de Ponta • Acesso às redes Potência Contratada (PC) A potência contratada indica o valor de potência requisitada e garantida permanentemente na instalação. O valor escolhido depende da quantidade de aparelhos utilizados em simultâneo e das suas potências. A potência contratada é faturada em função do período de faturação e assume um valor fixo diário. Potência em Horas de Ponta (PHP) O pagamento da potência em horas de ponta é como uma penalização para a utilização da rede nas horas de maior procura (4 horas diárias) e de incentivo para os consumos serem deslocados para as restantes horas. Como já referido, a energia em horas de ponta já é a que apresenta um custo superior aos restantes períodos, pelo que este valor vem penalizar ainda mais o consumo de energia neste horário. Acesso às redes Sobre o valor da energia ativa existe ainda uma tarifa a aplicar para os períodos (Ponta, Cheia, Vazio e Super-vazio). Este valor é afixado pela Entidade Reguladora dos Serviços Energéticos (ERSE) e é igual para todos os comercializadores de energia.

Taxas, impostos e contribuições

Por fim são aplicados os impostos associados ao consumo elétrico incluídos na fatura, sendo eles: • Taxa de exploração da DGEG (Direção Geral da Energia e Geologia) • Imposto Especial de Consumo Elétrico (IEC) • Imposto de Valor Acrescentado (IVA) • Contributo audiovisual Taxa de exploração DGEG A taxa de exploração da DGEG refere-se à cobrança da exploração das instalações elétricas por parte da DGEG. Imposto Especial de Consumo Elétrico O imposto especial de consumo elétrico foi introduzido em 2012 por imposição europeia devido a preocupações ambientais, investimento em iniciativas de eficiência energética sendo faturado em função do consumo de energia. Imposto sobre o valor acrescentado O IVA é aplicável aos valores faturados, na taxa de legal em vigor, sendo que para o contributo audiovisual o valor aplicado é de 6% e para o restante da fatura é de 23% (taxa em vigor). Contributo audiovisual O contributo audiovisual é cobrado através da fatura da eletricidade destinando-se a financiar o serviço público de radiodifusão e televisão portuguesa (RTP).

Rotulagem de energia elétrica (mix energético e emissões de CO2)

Esta informação aparece, geralmente, no final das faturas de energia elétrica e permite que o consumidor saiba a origem da energia que consome assim como as emissões de CO2 que lhe estão associadas. Esta informação permite que os consumidores possam fazer a sua escolha com base num critério adicional ao preço, podendo potenciar uma maior concorrência no mercado retalhista.

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Mix Energético Outras 7%

Cogeração 10%

Nuclear 6%

Hidríca 23%

Carvão 21% Eólica 18%

Gás Natural 15%

Exemplificação de rotulagem de energia elétrica

Fatura de gás natural A fatura de gás natural divide-se em quatro campos: • Caraterização da instalação • Consumo de gás natural • Termo fixo • Taxas impostos e contribuições Antes de mais, é de referir que existem vários comercializadores de gás natural o que implica modelos de faturas que apresentam a informação de forma distinta.

Caraterização da instalação

Geralmente no campo superior esquerdo das faturas de gás natural estão presentes os dados que caraterizam a instalação e o tipo de contrato: • Nome da instalação • Morada da instalação • Número de contribuinte do consumidor • Código Universal da Instalação (CUI) • Escalão Código Universal da Instalação O código universal da instalação é o código de identificação da instalação de gás natural, único para cada contador. Escalão O escalão de gás natural identifica a intensidade do consumo de gás natural. No mercado livre, a tarifa de gás natural de baixa pressão divide-se em quatro escalões, segundo o consumo anual do cliente, até àquele valor máximo de 10.000 m3/ano: • Escalão 1 – 0 a 220 m³/ano • Escalão 2 - 221 a 500 m³/ano • Escalão 3 – 501 a 1.000 m³/ano • Escalão 4 – 1.001 a 10.000 m³/ano A tarifa a aplicar varia de acordo com o escalão de gás natural.

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Consumo de gás natural

O consumo de gás natural pode ser obtido de três formas distintas: • Consumo medido • Consumo estimado • Consumo já faturado Consumo medido O consumo medido é o consumo que realmente está indicado no contador de energia referente ao consumo real efetuado durante referido na fatura. Este valor pode ser obtido de duas formas: pela confirmação do valor por um técnico de contagem do fornecedor de energia, ou por indicação do cliente junto do fornecedor, seja por telefone ou pela internet. Consumo estimado O consumo estimado é o consumo referente ao gás natural que não pode ser contabilizado pelo fornecedor, seja por impossibilidade de contagem ou por falta de indicação dos valores do contador ao fornecedor. Dado a falta de valores, e como a faturação se refere a um período de tempo previamente fixado, o comercializador estima quanto foi consumido no período de tempo onde não existe contagem, baseado em consumos anteriores do cliente, para assim poder incluir o valor desse período na fatura. Consumo já faturado O consumo já faturado origina uma restituição do valor já pago, cobrado em função das estimativas calculadas pelo comercializador. Tarifa de Energia e comercialização Esta é a componente não regulada do preço do gás natural no mercado livre. Inclui o custo de aprovisionamento de gás (Uso do Terminal, Uso do Armazenamento Subterrâneo e Uso da Rede de Transporte – saída) e o custo de comercialização.

Taxas, impostos e contribuições

Por fim são aplicados os impostos associados ao consumo de gás natural incluídos na fatura, sendo eles: • Tarifa de acesso às redes • Termo fixo • Taxa de Ocupação do Subsolo (TOS) • Imposto especial sobre o consumo de gás natural combustível (IEC) • Imposto de Valor Acrescentado (IVA) Tarifa de Acesso às Redes Esta componente é definida pela ERSE, sendo paga por todos os consumidores de gás natural. É a soma das tarifas de Uso Global do Sistema, Uso da Rede de Transporte (saída) e Uso da Rede de Distribuição. Termo Fixo O termo fixo corresponde à disponibilidade do serviço e é um valor fixo a pagar por cada dia do mês em que esteve ativo o fornecimento. Taxa de Ocupação do Subsolo A taxa de ocupação do subsolo é uma taxa, cujo montante é determinado pelos vários municípios, que decorre da utilização e aproveitamento de bens do domínio público e privado municipal, nomeadamente a ocupação do subsolo pelas redes de distribuição de gás natural. Imposto especial sobre o consumo de gás natural combustível (IEC) O Imposto Especial de Consumo de Gás Natural Combustível é integrado na subcategoria de imposto sobre os produtos petrolíferos e energéticos (ISP) e é pago ao Estado. + 72 +


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IVA O IVA é aplicável aos valores faturados, na taxa de legal em vigor que atualmente se encontra nos 23%.

Faturas de outros combustíveis As restantes faturas são mais simples de analisar, pois não contemplam tantas parcelas. Como se pode verificar, apenas se tem de verificar a quantidade o preço e o IVA.

Exemplo de faturas de combustíveis, estilha à esquerda e garrafas de gás à direita

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ANEXO II - FATORES DE CONVERSÃO FC [kWh/MJ]

FC [tep/kWh]

FE [kgCO2/kWh]

3,6

0,000215

0,3600

Energia Elétrica

Fatores de conversão a aplicar à energia elétrica

FC [kWh/kg]

PCI [MJ/kg]

PCI [tep/ton]

Gasóleo/Diesel

11,889

42,8

Gás Natural

12,528

45,1

GPL

12,958

Madeira/Resíduos de Madeira Pellets/Briquetes de Madeira Renováveis

FE [kgCO2e/GJ]

FE [kgCO2e/tep]

FE [kgCO2e/kWh]

1,022

74,0

3 098,2

0,2663

1,077

64,1

2 683,7

0,2307

46,7

1,115

63,0

2 637,7

0,2269

4,083

14,7

0,352

0,0

0,0

0,0000

4,667

16,8

0,401

0,0

0,0

0,0000

N/A

N/A

N/A

0,0

0,0

0,0000

Fatores de conversão a aplicar ao Gasóleo, Gás Natural, GPL, Madeira, Pellets e Renováveis

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APÊNDICE I ENVOLVENTE DO EDIFÍCIO Ref.ª

Medidas de URE

Aplicabilidade

Observações

EE.01

Adicionar isolamento térmico a paredes divisórias entre espaços climatizados e os que não são, de preferência do lado frio da parede

Sala 1, sala 2, biblioteca

EE.02

Adicionar isolamento térmico no pavimento de sotãos não climatizados

Sala 1, sala 2, biblioteca

EE.03

Adicionar uma camada de isolamento térmico por baixo de pavimentos sobre espaços exteriores ou não climatizados

Sala 1, sala 2, sala 3

EE.04

Reparar fugas indesejáveis e portas e envidraçados ou janelas que já não fecham bem

Sala 1, sala 2, sala 3, sala 4, biblioteca

EE.05

Substituir caixilharias antigas por caixilhos novos com melhor comportamento térmico (em madeira, PVC ou metal com corte térmico), ou seja menor coeficiente de transmissão térmica

Sala 1, sala 2, sala 3, sala 4, biblioteca

EE.06

Substituir os envidraçados dos vãos por outros com melhores propriedades térmicas (e.g. vidro duplo com câmara com gás raro e película de baixa emissividade)

Sala 1, sala 2, sala 3, sala 4, biblioteca

EE.07

Instalar antecâmaras nas portas para o exterior

Hall de entrada, hall de entrada da biblioteca

outras

Aplicabilidade

Observações

ILUMINAÇÃO Ref.ª

Medidas de URE

IL.1

Substituir iluminação atual por iluminação LED

Sala 1, sala 2, biblioteca

IL.2

Proceder à limpeza das luminárias

Sala 1, sala 2, biblioteca

IL.3

Utilizar luz direta em vez de luz indireta

Sala 1, sala 2, biblioteca

IL.4

Instalar sensores de presença em corredores, escadas e outros locais de (só) passagem

Corredor 1, corredor 2, casa de banho

IL.5

Instalar sensores de intensidade luminosa modulantes que adaptam a quantidade de iluminação artificial à iluminação natural existente e às necessidades

Hall de entrada, Iluminação do parque de estacionamento, ginásio

IL.6

Aplicação de níveis de iluminação recomendados (DIN 5035 ou EN 12464-1)

Sala 1, sala 2, biblioteca

IL.7

Usar paredes e divisórias de cores claras, sempre que possível o branco

Sala 1, sala 2, biblioteca

IL.8

Substituir vidro pintado ou refletor por vidro branco com proteções solares externas amovíveis

Sala 1, sala 2, biblioteca

IL.outra

+ 75 +


SISTEMAS DE AQUECIMENTO Ref.ª

Medidas de URE

Aplicabilidade

SA.01

Recomendar o respeito pela manutenção periódica dos equipamentos de combustão: verificar a mistura ar-combustível para a máxima eficiência

Geral

SA.02

Reduzir a temperatura de set-point da água na caldeira tanto quanto possível, dependendo da demanda de calor do sistema e dos materiais da caldeira

Ginásio

SA.03

Desligar a caldeira sempre que não é utilizada

Ginásio

SA.04

Adicionar isolamento térmico à superfície exterior da caldeira

Geral

SA.05

Verificar que o queimador é o adequado à caldeira. Caso contrário substitui-lo.

Geral

SA.06

Comparar a potência da caldeira com as necessidades atuais. Caso esteja sobredimensionada, reduzir a potência através da substituição do queimador ou mesmo de todo o conjunto-caldeira

Geral

SA.07

Quando existe mais que uma caldeira, deve certificar-se que apenas as necessárias estão em operação em cada instante como é requerido pela carga variável

Geral

SA.08

Desligar as bombas de circulação quando não há necessidades de aquecimento

Geral

SA.09

Utilizar bombas de velocidade variável sempre que o caudal for variável

Geral

SA.10

Melhorar o isolamento das condutas e toda a a tubagem de distribuição

Geral

SA.11

Otimizar o sistema de controlo: montando válvulas termostáticas ou termostatos, em particular em espaços sujeitos a outras cargas térmicas de aquecimento

Geral

SA.12

Verificar as temperaturas ajustadas, selecionando os valores mais baixos possíveis para cada espaço. Implementar temperaturas mais baixas em períodos de desocupação ou sempre que a atividade o justifique

Ginásio, biblioteca, refeitório

SA.13

Desligar o aquecimento em espaços que dele não necessitam

Ginásio, biblioteca, refeitório

SA.14

Instalar energia solar térmica

Geral

SA. outras

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Observações


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SISTEMAS DE ARREFECIMENTO Ref.ª

Medidas de URE

Aplicabilidade

Observações

SArr.01

Recomendar a manutenção periódica dos equipamentos de frio (chiller, split, VRV)

Geral

SArr.02

Aumentar a temperatura de set-point da água refrigerada tanto quanto possível

Geral

SArr.03

Comparar a potência do chiller com as necessidades actuais. Caso esteja sobredimensionado, reduzir a potência na primeira oportunidade ou obrigatoriedade de substituição da unidade

Geral

SArr.04

Desligar as bombas de circulação quando não há necessidades de frio

Refeitório, ginásio

SArr.05

Verificar se as bombas de circulação estão bem dimensionadas: substituir sempre que estejam sobredimensionadas

Geral

SArr.06

Utilizar bombas de velocidade variável sempre que o caudal for variável

Geral

SArr.07

Melhorar o isolamento das condutas e toda a tubagem de distribuição

Geral

SArr.08

Implementar estratégias de free-cooling

Sala 1, sala 2, refeitório, ginásio

SArr.09

Optimizar o sistema de controlo: Montando termostátos, impondo horários mandatórios, encravamentos na abertura prolongada de janelas

Sala 1, sala 2, refeitório, ginásio

SArr.10

Desligar o arrefecimento em espaços que dele não necessitam

Sala 5, sala 6

Aplicabilidade

Observações

Sarr.outras

VENTILAÇÃO Ref.ª

Medidas de URE

VT.01

Desligar quando não for necessário

Sala 1, sala 2, refeitório, ginásio

VT.02

Reduzir o caudal ao estritamente necessário. Se for variável no tempo, instalar um relógio no controlo da ventilação

Sala 1, sala 2, refeitório, ginásio

VT.03

Verificar o rendimento dos motores: substituir por motores IE3 e IE4

Geral

VT.04

Instalar ventiladores com variador de velocidade

Geral

VT.05

Verificar a estanquidade das condutas: selar as fugas

Sala 1, sala 2, refeitório, ginásio

VT.06

Garantir manutenção periódica e limpeza dos filtros

Geral

VT.07

Instalar recuperação de calor sempre que possível

Geral

VT.08

Utilizar a ventilação noturna como meio eficaz de arrefecimento do edifício

Sala 1, sala 2, refeitório, ginásio

VT.outras

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EQUIPAMENTOS DE COZINHA E REFEITÓRIO Ref.ª

Medidas de URE

Aplicabilidade

ECR. 1

Verificar a temperatura da água quente: deve estar entre 55ºC e 60ºC (50ºC poderia ser suficiente na maioria das aplicações, mas não é seguro em relação à legionella)

Cozinha

ECR. 2

Adicionar isolamento térmico aos tubos e condutas de água quente, em especial àqueles que estão sempre quentes

Cozinha

ECR. 3

Quando a água quente não é necessária, o circuito deverá ser fechado

Cozinha

ECR. 4

Desligar piloto do esquentador

Cozinha

ECR. 5

Cozinhar de forma responsável (dar formação)

Cozinha

ECR. 6

Selar todas as fugas, incluindo torneiras que pingam

Cozinha

ECR. 7

Substituir torneiras individuais de água quente e fria separadas por torneiras misturadoras

Cozinha

ECR. 8

Instalar equipamentos de Classe A ou superior

ECR. 9

Adquirir equipamentos de com a capacidade adequada

Cozinha

ECR. 10

Substituir borrachas vedantes dos equipamentos de frio

Frigorífico 1, arca 2

ECR. 11

Limpeza de serpentinas de equipamentos de frio

Frigorífico 1, arca 2

Observações

Substituir a arca congeladora 1

ECR. Outras

EQUIPAMENTOS DE MULTIMÉDIA Ref.ª

Medidas de URE

Aplicabilidade

MM. 1

Adquirir tomadas inteligentes ou com botão por forma a desligar os equipamentos, evitando assim consumos fantasma e os consumos standby;

Biblioteca, ludoteca, sala multimédia

MM. 2

Adquirir tomadas com programador horário para que os equipamentos, a partir de certa hora, possam ser desligados automaticamente;

Biblioteca, ludoteca, sala multimédia

MM. 3

Substituir equipamentos obsoletos, por novos equipamentos com a certificação energystar;

Biblioteca, ludoteca, sala multimédia

MM. 4

Diminuir a intensidade luminosa dos monitores

Biblioteca, ludoteca, sala multimédia

MM. 5

Sugerir a troca de computadores fixos por computadores portáteis. Por norma, o portátil apresenta um consumo de energia inferior;

Biblioteca, ludoteca, sala multimédia

MM. 6

Optar por cores escuras do ambiente de trabalho do monitor, pois implicam menores consumos de energia do que cores mais claras.

Biblioteca, ludoteca, sala multimédia

MM. outras

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Observações


melhor escola & energia

Manual de Projeto

ÁGUA QUENTE Ref.ª

Medidas de URE

Aplicabilidade

Observações

AQ.01

Verificar a temperatura da água quente: deve estar entre 55ºC e 60ºC! (50ºC poderia ser suficiente na maioria das aplicações, mas não é seguro em relação à legionella)

Ginásio, cozinha

AQ.02

Adicionar isolamento térmico aos tubos e condutas de água quente, em especial àqueles que estão sempre quentes

Ginásio, cozinha

AQ.04

Quando a água quente não é necessária, o circuito deverá ser fechado

Ginásio, cozinha

AQ.05

Verificar a potência da bomba instalada no circuito: alterar caso esteja sobredimensionada

Geral

AQ.06

Regular as caldeiras multi-escalão ou modulantes para o valor mais baixo possível de caudal térmico, o qual permita manter as condições de operação corretas

Geral

AQ.09

Selar todas as fugas, incluindo torneiras que pingam

Casa de banho piso 1, ginásio, cozinha

AQ.10

Substituir torneiras individuais de água quente e fria separadas por torneiras misturadoras

Casa de banho piso 1, ginásio, cozinha

AQ.11

Renovar válvulas misturadoras antigas. Instalar chuveiros com economizador e válvulas de mistura termostáticas

Ginásio

AQ.12

Instalar contadores de água quente

Ginásio, cozinha

AQ.13

Instalar coletores solares térmicos

Geral

AQ.outras

GESTÃO DO EDIFÍCIO Ref.ª

Medidas de URE

Aplicabilidade

Observações

GE.01

Verificar os set-points de temperatura: fixá-los tão próximo quanto possível das temperaturas exteriores, adaptando-os às condições de cada espaço interior

Geral

GE.02

Impedir o funcionamento simultâneo dos sistemas de aquecimento e de arrefecimento

Geral

GE.03

Implementar estratégias de climatização, ventilação e iluminação para períodos de reduzidas taxas de ocupação do edifício

Geral

GE.04

Ajustar a ventilação do edifício à exata medida das suas necessidades: ventilação a mais gasta energia e a menos prejudica a Qualidade do Ar Interior

Geral

GE.05

Fechar as proteções (interiores, exteriores ou ambas) dos envidraçados à noite no Inverno e usar os dispositivos de sombreamento amovíveis em todos os vãos durante o dia no Verão

Geral

GE.06

Durante o Verão utilizar intensa ventilação noturna do edifício por forma a baixar tanto quanto possível a temperatura interior ao início do dia

Geral

GE.07

Implementar calendários e rotinas de manutenção para equipamentos de combustão e equipamentos de AVAC e outros que dela possam beneficiar

Geral

GE.08

Regularmente, informar os utilizadores do edifício dos gastos em energia e de possíveis medidas de economia de energia e benefícios associados

Geral

GE.outras

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