Energy behaviour and consumption reduction in service buildings | O comportamento energético e a redução de consumo em edifícios de serviços

Mestrado em Sistemas Energéticos Sustentáveis

In view of the current global scenery, in which several nations are striving against global warming, energy efficiency rises as a cost-effective prospect. As the building sector accounts for over one-fifth of the total delivered energy consumed worldwide, it has great potential for implementing rationalization and energy efficiency measures. Service buildings are expected to have the highest growth in energy consumption when compared to residential buildings and are therefore the focus of this thesis. Energy reduction efforts for service buildings are vast; however, they are concentrated mostly on technological opportunities. Behaviour changes represent a great potential for reducing energy consumption without significant financial costs, but still, they are commonly disregarded. Hence, the present dissertation aims to propose a quantitative methodology to analyze occupants’ behaviours and their impact on energy consumption in service buildings. Results are acquired through the use of dynamic simulation, namely DesignBuilder software. Energy consumption due to behaviour is determined by simulating the occupant interactions with equipment, lighting and HVAC systems. To that end, three occupancy profiles were fixed: standard occupants’ interactions are defined by Decree-Law nº 79/2006; efficient occupants have extreme efficient behaviours leading to energy savings; inefficient ones lead to extreme energy waste. Dynamic simulation results give evidence of the occupancy impact on energy consumption. Efficient behaviours were able to reduce energy consumption by over 34%. However, regardless of the rigorousness of efficient behaviours, waste potential by inefficient occupants was always higher than saving potential. This result highlights the importance of understanding occupant behaviours and its accurate consideration of dynamic simulation tools.

No atual cenário mundial, no qual diversas nações lutam contra o aquecimento global, a eficiência energética se destaca como uma opção viável. O setor de edifícios é responsável pelo consumo de mais de um quinto da energia total gerada, e por isso possui grande potencial para a implementação de medidas de racionalização e eficiência energética. Espera-se que os edifícios de serviços tenham o maior crescimento no consumo de energia quando comparados aos edifícios residenciais, e, portanto, são o foco desta tese. As possibilidades de redução de energia para os edifícios de serviços são vastas; no entanto, estas se concentram principalmente em oportunidades tecnológicas. As mudanças de comportamento representam um grande potencial para reduzir o consumo de energia sem custos financeiros significativos, no entanto ainda são geralmente desconsiderados. Dessa forma, a presente dissertação visa propor uma metodologia quantitativa para análise dos comportamentos dos ocupantes e seu impacto no consumo de energia em edifícios de serviços. Os resultados foram adquiridos através do uso da simulação dinâmica de edifícios, pelo software DesignBuilder. O consumo de energia devido ao comportamento foi determinado pela simulação das interações entre os ocupantes e os equipamentos, sistema de iluminação e de aquecimento, ar condicionado e ventilação. Para este fim, foram considerados três perfis de ocupação: o ocupante de referência teve por base as definições do Decreto-Lei nº 79/2006; os ocupantes eficientes possuem comportamentos extremos e eficientes que levam a economias de energia; ocupantes ineficientes causam um desperdício extremo de energia. Resultados da simulação dinâmica evidenciam o impacto da ocupação no consumo de energia. Comportamentos eficientes . foram capazes de reduzir o consumo em mais de 34%. No entanto, independentemente do rigor dos comportamentos eficientes, o potencial de desperdício de energia pelos ocupantes ineficientes foi, em todos os casos, superior ao potencial de economia energética pelos ocupantes eficientes.Este resultado destaca a importância de compreender os comportamentos dos ocupantes e assegurar sua análise de forma precisa sobre as ferramentas de simulação dinâmica.