Design of a net zero energy building (NZEB) with a focus on systems

Este trabalho tem como objetivo apresentar o projeto de um Prédio de Energia Líquida Zero (PELZ), ou seja, um prédio onde o balanço de energia é menor que ou igual a zero, em escala anual. Este projeto ilustra a possibilidade da construção de edificações eficientes, através de corretas alternativas. A ocupação terá como padrão um prédio de escritórios, dentro de um ambiente acadêmico. Para tanto, se utilizou dados climáticos e o software de simulação EnergyPlus. As estratégias para os sistemas da edificação utilizadas neste projeto: utilização de painéis fotovoltaicos, sensores fotoelétricos e dimerização para controle da iluminação artificial, prateleiras de luz para difundir e homogeneizar a iluminação natural, seleção de equipamentos eficientes, coleta de água das chuvas e uma torre evaporativa para realizar o arrefecimento dos ambientes. Com estas aplicações, realizaram-se simulações para alcançar os resultados visados. O balanço energético líquido, em escala anual, foi de -1516 kW.h, significando que, no sítio, foi consumido menos energia do que produzido pelos módulos fotovoltaicos. Além disto, teve-se a preocupação de manter conforto térmico e conforto lumínico para os ocupantes. A menor temperatura no interior da edificação, durante a ocupação, foi de aproximadamente 18 ºC, enquanto a maior temperatura foi em torno de 29 ºC. As horas de desconforto estão dentro de limites determinados por norma, não ultrapassando 207 horas ao longo do ano. O controle de iluminação adotado conferiu grandes reduções de consumo energético, pois as luzes artificiais (lâmpadas LED) foram ligadas, em média, 316 horas em cada zona do prédio. Todas as estratégias de projeto, relacionadas aos sistemas, juntamente com estratégias construtivas e passivas conferem à edificação o “título” de Prédio de Energia Líquida Zero, onde a demanda de energia é menor do que a energia transformada no sítio.This paper aims to present the design of a Net Zero Energy Building (NZEB), in other words, a building where the energy balance is equal to or less than zero, in annual scale. This project illustrate the possibility of constructing efficient buildings, using correct alternatives. The occupation will be default to an office building, within an academic environment. Therefore, was used weather data and the simulation software EnergyPlus. The design strategies for building systems are: photovoltaic panels, photoelectric sensors and dimming controls for lighting, light shelves to spread and mix natural lighting, selection of efficient equipment, rainwater collection and a tower to perform evaporative cooling for the interior zones. With these applications, simulations were performed to achieve the desired results. The net energy balance in annual scale was -1516 kW.h, meaning that the site was less energy consumed than is produced by the photovoltaic modules. In addition, there was the concern to maintain thermal comfort and lighting comfort for the occupants. The lower temperature inside the building, during the occupation, was about 18 ºC, while the highest temperature was around 29 ºC. The hours of discomfort are within certain standard limits, not exceeding 207 hours throughout the year. Lighting control adopted gave large reductions in energy consumption because the artificial lights (LED) have been turned on 316 hours, on average, in each area of the building. All design strategies related to systems, along with constructive and passive strategies gave the building the “title” Net Zero Energy Building, where energy demand is lower than the energy transformed into the site