ESTUDO SOBRE O CÁLCULO DO COEFICIENTE TAU SEGUNDO
A TABELA IV.1 DO RCCTE E A NORMA EN ISO 13789
1
2
3
Ricardo Figueira , André Ferreira , Paula Assis
(1) Engenheiro Técnico Civil, [email protected], (2) Engenheiro Civil, [email protected], (3)
Engenheira Civil, [email protected]
RESUMO
A metodologia para realização de cálculos segundo o Regulamento de Características
de Comportamento Térmico de Edifícios, RCCTE, permite, como alternativa aos cálculos
segundo determinadas normas, a quantificação de diversos parâmetros através de valores
simplificados.
Neste artigo será analisado o cálculo do coeficiente tau.
Será efetuada uma comparação entre as duas possibilidades de cálculo previstas no
RCCTE, valores simplificados (tabela IV.1) e norma EN ISO 13789. Será abordada a
implementação da norma noutros países, mas principalmente a sua implementação na
legislação portuguesa.
Apresenta-se um caso de estudo onde são evidenciadas as diferenças entre os dois
métodos previstos no RCCTE, bem como os resultados do cálculo de um conjunto de
edifícios, que suportam as conclusões obtidas no caso de estudo.
Palavras-chave: RCCTE, EN ISO 13789, coeficiente tau, ADENE
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1. INTRODUÇÃO
O coeficiente tau segundo o RCCTE é habitualmente obtido, pelos projetistas e
peritos qualificados pelo sistema de certificação energética, segundo a tabela IV.1. Esta
tabela tem por base um cálculo em que são utilizados os coeficientes de transmissão
térmica de referência da envolvente e valores típicos de taxa de renovação de ar horária.
O RCCTE sugere, no entanto, um cálculo mais preciso baseado na metodologia da
norma europeia EN ISO 13789.
Esta norma contabiliza fatores determinantes para o cálculo do coeficiente tau, tais
como: coeficiente de transmissão térmica da envolvente exterior e interior do local não
útil; pontes térmicas lineares e renovações de ar horárias que ocorrem entre o local não
útil e o local útil e também para o exterior.
A Top Informática, na persecução da sua missão: proporcionar às empresas,
instituições e particulares do ramo da Engenharia e Construção produtos e conhecimentos
que permitam a máxima rentabilização da sua atividade com a melhor qualidade, e em
colaboração com a Cype Ingenieros, uma vez mais apostou na inovação apresentando uma
nova ferramenta de cálculo no software Cypeterm (certificado segundo a norma ISO/IEC
25051:2006 SCE/CERTIF), onde é possível obter o coeficiente tau através da norma EN ISO
13789.
No estudo apresentado comparam-se os valores obtidos pelos dois métodos, RCCTE
tabela IV.1 e norma EN ISO 13789, através da utilização do software Cypeterm.
2. METODOLOGIAS DE CÁLCULO DO COEFICIENTE TAU
2.1 Tabela simplificada IV.1
Esta tabela possui dados de entrada diminutos, como sejam, o tipo de local não
aquecido e as áreas do espaço não útil em contacto com o espaço interior aquecido e
exterior.
Refira-se que a tabela possui um intervalo de valores da relação de áreas que resulta
numa simplificação muito abrangente, ou seja, menor que 1, entre 1 e 10 e maior que 10.
Com base nesta tabela obtêm-se diretamente os valores de tau, como se pode ver
através da Figura 1.
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Figura 1 – Coeficientes tau, tabela IV.1 do RCCTE
2.2 Norma EN ISO 13789
A norma possui uma metodologia que tem em conta o coeficiente de transmissão
térmica da envolvente do local não aquecido. Assim, é possível considerar a existência e
caraterísticas do isolamento térmico. Outra das mais-valias da norma é o cálculo do
correto número de renovações de ar horárias, estas ocorrem entre o espaço útil e não
útil, mas também entre o não útil e o exterior. Outro aspeto tratado pela norma é o das
pontes térmicas lineares do espaço não útil.
Segundo a norma EN ISO 13789, tau corresponde ao fator de redução b, assim:
Hue
b=
Hiu +Hue
sendo:
Hiu Coeficiente de perdas entre o espaço interior não útil e o útil;
Hue Coeficiente de perdas entre o espaço interior não útil e o exterior.
Hiu =
iu
+H
Hue =
ue +
H
=
+
s
= ∑ Ai
i+
∑l
,iu
,ue
sendo:
i
s=
A
o +P
onde:
Coeficiente de acoplamento entre o espaço interior não útil e o útil, / C
/C
ue Coeficiente de acoplamento entre o espaço interior não útil e o exterior,
H ,iu Coeficiente de perdas por renovação de ar entre o espaço interior não útil e o útil,
iu
/C
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H
,ue Coeficiente de perdas por renovação de ar entre o espaço interior não útil e o exterior,
/C
Coeficiente de perdas planas e lineares, / C
Ai Área do elemento i, m2
/(m C)
i Coeficiente de transmissão térmica do elemento i,
l Comprimento da ponte térmica linear k, m
Coeficiente de transmissão térmica linear da ponte térmica k, /(m C)
Coeficiente
de transmissão térmica pelo pavimento em regime estacionário, / C (EN ISO
s
13370)
A Área do elemento, m2
/(m C)
o Coeficiente básico de transmissão térmica,
P Perímetro do pavimento, m
Coeficiente de correção para isolamento periférico
sendo:
H
,iu =
c ̇ iu
H
,ue =
c ̇ ue
onde:
Densidade do ar, g/m
c Capacidade calorífica específica do ar, h/( g C)
̇ iu Consumo de ar entre o espaço interior não útil e o útil, m /h
̇ ue Consumo de ar entre o espaço interior não útil e o útil, m /h
sendo:
̇ iu =0
̇ ue =
u ue
onde:
Volume de ar no espaço não útil, m
-1
ue Taxa de renovação de ar convencional entre o espaço não útil e o exterior, h
u
3. ENQUADRAMENTO EUROPEU
A norma EN ISO 13789 é indicada como de referência para Portugal. Esta norma foi
revista pela EN ISO 13790:2008 de forma a considerar a situação de arrefecimento
(verão).
O regulamento francês RT2005 tem a norma implementada em termos de
formulação. Assim, em vez de sugerir a utilização da norma, esta foi transcrita e adaptada
para o regulamento. Possui alternativa de cálculo por tabela simplificada com
consideração do coeficiente de transmissão térmica da envolvente do local não útil.
O regulamento espanhol DB HE Ahorro de Energia possui também a norma transcrita
e adaptada. Este tem também alternativa de cálculo simplificado, com situações
específicas, mas não tem em conta o coeficiente de transmissão térmica.
Tanto no regulamento francês como no espanhol os valores obtidos através de um
cálculo simplificado resultam genericamente em valores mais elevados de coeficiente tau
comparativamente com a EN ISO 13789, tal como o esperado.
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4. CASO DE ESTUDO
e forma a testar os condicionalismos que fazem variar o valor do coeficiente tau
quando calculado pela tabela IV.1 ou pela norma EN ISO 13789, foi definido um modelo
base de uma garagem com um volume de 88.94 m3 e um pé direito de 2.49 m, que
contacta com o interior e exterior da fração, e foram realizadas alterações ao modelo, de
forma a analisar variações no coeficiente tau.
Tabela 1- Dados do caso de estudo – envolvente plana
Elementos
Área, m
2
U, W/( m²·°C)
Parede exterior
19.91
0.60
Pontes térmicas planas exteriores (pilares e vigas)
1.82
0.68
Parede meeira
11.94
0.60
Pontes térmicas planas interiores (pilares e vigas)
1.82
0.68
Pavimento térreo
35.71
0.50
Cobertura intermédia (teto garagem – entrada)
1.64
0.58
Parede interior garagem e interior da fração
14.42
0.68
Pavimento intermédio (teto garagem)
32.33
0.50
Porta entre garagem e interior
1.68
2.34
Portão de garagem
8.12
5.00
Tabela 2 - Dados do caso de estudo – envolvente linear
Elementos
Comprimento, m
, W/( m·°C)
Ponte térmica linear entre o entre o espaço interior
não útil e o útil (não tipificada no RCCTE)
33.10
0.50
Ponte térmica linear entre o entre o espaço interior
não útil e o útil (fachada com pavimentos sobre
locais não aquecidos ou exteriores)
11.45
0.47
Ponte térmica linear entre o espaço interior não útil
e o exterior (não tipificada no RCCTE)
39.68
0.50
Figura 2 – Garagem em edifício modelado no software Cypeterm
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4.1 Modelo adotado e cálculo do fator de redução b
O modelo base é constituído pela garagem com isolamento na envolvente exterior e
isolamento na envolvente interior, nomeadamente, parede interior e teto. Considera-se
ainda a existência de um portão exterior. As figuras seguintes ilustram o modelo.
Figura 3 – Envolvente exterior – garagem
Figura 4 – Envolvente interior – parede da garagem
Figura 5 – Envolvente interior – teto da garagem
Com base na formulação apresentada na secção 2.2, procede-se ao cálculo do fator
de redução b:
Hiu =
iu +
H
Hue =
ue +
H
,iu =(14.42×0.68+1.68×2.34+32.23×0.50+33.10×0.50+11.45×0.47)+0=51.8
/℃
,ue =(1.82×0.68+19.91×0.60+1.82×0.68+11.94×0.60+35.71×0.90+1.64×0.58+
+8.12×5.00+39.68×0.50)+0.33×88.94 =144.5
/℃
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b=
144.50
=0.74
51.80 + 144.50
Foram consideradas as seguintes variantes do modelo base e efetuados os respetivos
cálculos:
- Garagem isolada apenas na envolvente interior - foi retirado o isolamento na
envolvente exterior;
- Garagem sem isolamento na envolvente exterior e interior - foi retirado o
isolamento na envolvente exterior e interior;
- Garagem isolada em toda a envolvente, sem o portão - foi retirado o portão
exterior, Figura 6;
- Garagem isolada em toda envolvente, acrescida uma janela - foi adicionada uma
janela, Figura 7.
Figura 6 – Garagem sem portão exterior
Figura 7 – Garagem acrescida de janela exterior
4.2 Comparação entre os valores da tabela IV.1 e a norma EN ISO 13789
A Tabela 3 apresenta a comparação entre os dois métodos.
Tabela 3 - Variação do tau obtido pela tabela IV.1 em relação à EN ISO 13789
CASO DE ESTUDO
VARIAÇÃO
Tabela IV.1
EN ISO 13789
Garagem isolada em toda a envolvente (modelo base)
0.50
0.74
+24
Garagem isolada apenas na envolvente interior
0.50
0.77
+27
Garagem sem isolamento na envolvente exterior e
interior
0.50
0.63
+13
Garagem isolada em toda a envolvente, sem o portão
0.50
0.67
+17
Garagem isolada em toda envolvente, acrescida uma
janela
0.50
0.73
+23
(%)
e acordo com a Tabela 3 verifica-se que os valores da norma são superiores aos
valores da tabela IV.1, contrariamente ao esperado. A utilização da tabela IV.1 pressupõe
a utilização de um método simplificado, devendo os valores obtidos, através desta, serem
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superiores aos obtidos pela norma EN ISO 13789, de acordo com o descrito no ANEXO I
do RCCTE.
5. ANÁLISE DE CASOS TIPIFICADOS
No sentido de validar as conclusões retiradas do CASO E EST O, foram feitos
vários estudos para casos tipificados de uma moradia unifamiliar e de um edifício
multifamiliar.
Tabela 4 - Variação do tau obtido pela tabela IV.1 em relação à EN ISO 13789
Tabela
IV.1
EN ISO
13789
VARIAÇÃO
(%)
Caso 1 – Moradia unifamiliar: Garagem sem isolamento na
envolvente interior e exterior
0.80
0.90
+10
Caso 2 – Moradia unifamiliar: Garagem com isolamento apenas
na envolvente interior
0.50
0.74
+24
Caso 3 – Moradia unifamiliar: Garagem ampla com isolamento
apenas na envolvente interior
0.50
0.83
+33
Caso 4 – Moradia unifamiliar: Desvão com isolamento na
cobertura interior
0.80
0.81
+1
Caso 5 – Moradia unifamiliar em banda: Garagem com
isolamento na envolvente interior
0.50
0.73
+23
Caso 6 – Edifício multifamiliar: Desvão em contacto com duas
frações de habitação e zona comum, com isolamento na
cobertura interior
0.80
0.80
0
Caso 7 – Edifício multifamiliar: Escadas comuns com isolamento
na envolvente interior
0.30
0.68
+38
Caso 8 – Edifício multifamiliar: Hall interior de piso em contacto
com duas frações de habitação comuns, com isolamento na
envolvente interior
0.10
0.36
+26
Caso 9 – Edifício multifamiliar: Garagem coletiva em contacto
com duas frações de habitação, com isolamento na envolvente
interior
0.70
1
+30
CASOS EM ESTUDO
Os valores da Tabela 4 validam os valores obtidos no CASO E EST
O.
6. CONCLUSÃO
O estudo realizado permitiu concluir que os valores apresentados na tabela IV.1 do
RCCTE não estão corretos, uma vez que são inferiores aos obtidos através da norma EN
ISO 13789. Sendo os valores da tabela IV.1, valores simplificados, seria de esperar que
estes fossem superiores aos da norma.
Sugere-se que o novo regulamento, que se prevê sair durante 2012, apresente as
devidas correções e dê preferência à utilização da norma EN ISO 13789, tal como acontece
por exemplo em França e Espanha.
Espera-se que a entidade reguladora A ENE se pronuncie sobre a situação
apresentada.
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7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
ecreto-lei n.º 80/06 de 4 de abril. iário da República n.º 67 – I Série-A. isboa
(2006).
EN ISO 13789, Thermal performance of buildings: Transmission and ventilation heat
transfer coefficients, calculation method (2007).
EN ISO 13370, Thermal performance of buildings: Heat transfer via the ground,
calculation methods (2007).
CTE - ocumento Básico HE: Reglas y procedimientos que permiten cumplir las
exigencias básicas de ahorro de energia (2009).
Réglementation Thermique: Règle dápplication Th-Bât (2005).
PINA OS SANTOS, C. A., MATIAS, . – ITE 50 Coeficientes de Transmissão Térmica de
Elementos da Envolvente dos Edifícios. isboa: NEC, 2010. ISBN: 978-972-4920-65-8.
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