AVALIAÇÃO DE CUSTOS ASSOCIADOS À MELHORIA
DA CLASSE ENERGÉTICA DE MORADIAS
RAQUEL MAIA DE BRITO
Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em,
ENGENHARIA CIVIL
JÚRI:
Presidente: Prof. António Heleno Domingues Moret Rodrigues
Orientador: Prof. Albano Luís Rebelo da Silva das Neves e Sousa
Vogal: Prof. Daniel Aelenei
NOVEMBRO DE 2010
AGRADECIMENTOS
Em primeiro lugar, gostaria de agradecer ao Professor Albano Neves e Sousa orientador desta
dissertação, pela oportunidade de formação científica concedida e pelo apoio técnico e
incentivos prestados.
Gostaria também de dirigir uma palavra de agradecimento e admiração à minha família, os
meus pais e irmã, pelo contributo inestimável para a minha formação e crescimento pessoal,
suporte emocional e, sobretudo, pela grande amizade e paciência.
Ao Paulinho que me apoiou e incentivou a não desistir daquilo em que acredito e pelo seu
contributo dos conhecimentos em inglês para as traduções desta dissertação.
Por fim, mas não menos importante, agradeço à Iara e à Ana Catarina por todo o apoio e
amizade demonstrado ao longo deste último ano.
i
ii
RESUMO
No contexto actual em que qualquer fracção destinada a habitação ou serviços, nova ou
existente, transaccionada ou arrendada deverá dispor de um certificado energético e onde são
concedidos benefícios fiscais para quem possui imóveis da classe energética A e A+ é
importante saber quais as medidas que podem ajudar a melhorar a classe energética do
imóvel, qual o investimento e o seu período de retorno e qual a redução da factura energética
que essa medida vai proporcionar.
Na presente dissertação pretende-se analisar alguns tipos de melhorias propostas pela ADENE
e verificar que as medidas relacionadas com a envolvente não provocam uma subida da classe
energética tão acentuada como as medidas de climatização ou as medidas relacionadas com a
preparação AQS. Numa primeira fase é gerado um conjunto de casos de estudo com vista à
verificação do RCCTE. Após a verificação do regulamento são aplicadas individualmente as
medidas de melhoria a cada caso de estudo. Por fim, é realizada uma análise sobre a classe
energética obtida, o custo estimado do investimento, o período de retorno e a redução da
factura energética que cada medida produz.
PALAVRAS-CHAVE
RCCTE; Classe energética; Custo de investimento; Período de retorno; redução da factura
energética
iii
iv
ABSTRACT
In the current context in which any installment for housing or services, new or existing, traded or
rented must have an energy certificate and where they are granted tax benefits for owners of
properties of energy class A and A + it is important to know what measures can help improve
the energy class of the property, which investment and its return period and that the reduction of
the energy bill that the measure will bring.
This dissertation aims to analyze certain types of improvements proposed by ADENE and verify
that the measures relating to the environment do not cause a rise in energy class as sharp as
cooling measures or measures related to the preparation SHW. Initially it was generated a set
of case studies for the verification of the Building regulations, RCCTE. After checking the rules
and regulations, it is applied individually improvement measures for each case study. Finally, a
statistical analysis is performed on the energy class obtained, on the estimated cost of the
investment, on the payback period and on the energy bill reduction that each measure
produces.
KEYWORDS
RCCTE; Energy class; Cost of the investment; Payback period; Energy bill reduction
v
vi
ÍNDICE GERAL
AGRADECIMENTOS......................................................................................................................... i
RESUMO ....................................................................................................................................... iii
PALAVRAS-CHAVE ........................................................................................................................ iii
ABSTRACT ...................................................................................................................................... v
KEYWORDS .................................................................................................................................... v
ABREVIATURAS ..............................................................................................................................ix
GLOSSÁRIO DE SÍMBOLOS.............................................................................................................xi
Índice de Figuras ......................................................................................................................... xiii
Índice de Tabelas ........................................................................................................................ xvii
1
Introdução ......................................................................................................................... 1
1.1
Motivação...................................................................................................................... 1
1.2
Objectivos...................................................................................................................... 1
1.3
Estrutura da dissertação ............................................................................................... 2
2
Sistemas de certificação Energética e da qualidade do Ar Interior (SCE) -DL 78/2006 .... 3
2.1
Enquadramento geral.................................................................................................... 3
2.2
SCE – D.L. Nº.78/2006 ................................................................................................... 4
2.3
Qualidade do ar interior (QAI)....................................................................................... 4
2.4
Processo de certificação ................................................................................................ 5
2.5
Certificado Energético ................................................................................................... 6
2.6
RCCTE – D.L. n.º 80/06 .................................................................................................. 7
2.7
Custo global ................................................................................................................. 11
2.8
Período de Retorno do Investimento.......................................................................... 12
3
Caracterização dos casos de estudo................................................................................ 13
3.1
Generalidades ............................................................................................................. 13
3.2
Descrição das soluções construtivas consideradas na envolvente ............................. 15
3.2.1
Paredes exteriores............................................................................................... 15
3.2.2
Pontes Térmicas Planas ....................................................................................... 16
3.2.3
Cobertura em terraço.......................................................................................... 18
3.2.4
Pavimento ........................................................................................................... 19
3.2.5
Pontes Térmicas Lineares .................................................................................... 19
3.2.6
Envidraçados ....................................................................................................... 22
3.2.7
Requisitos mínimos de qualidade térmica .......................................................... 23
3.3
Perdas associadas à renovação de ar .......................................................................... 24
vii
3.4
Necessidades de energia para produção AQS............................................................. 24
3.5
Necessidades de energia primária .............................................................................. 26
4
Aplicação do RCCTE aos casos de estudo ........................................................................ 27
4.1
Análise de resultados .................................................................................................. 27
5
Apresentação e análise das propostas de melhoria do desempenho energético dos
edifícios ....................................................................................................................................... 35
5.1
Apresentação das medidas de melhoria da classe energética ................................... 35
5.2
Análise das propostas de melhoria da classe energética ............................................ 36
5.2.1
Pressupostos ....................................................................................................... 36
5.2.2
Proposta 1 - Montagem de tecto falso ............................................................... 37
5.2.3
Proposta 2 - Substituição do equipamento actual e/ou instalação de caldeira de
condensação para aquecimento ambiente................................................................................. 39
5.2.4
Proposta 3 - Substituição do equipamento actual e/ou instalação de unidade
individual de ar condicionado SPLIT reversível (bomba de calor) tipo inverter com classe
energética A para climatização. .................................................................................................. 42
5.2.5
Proposta 4 - Substituição do equipamento actual e/ou instalação de unidade
individual de ar condicionado MULTISPLIT reversível (bomba de calor) tipo inverter com classe
energética A para climatização. .................................................................................................. 44
5.2.6
Proposta 5 - Substituição do equipamento actual e/ou instalação de
esquentador de elevado rendimento para preparação de AQS. ................................................ 47
5.2.7
Proposta 6 - Substituição do equipamento actual e/ou instalação de caldeira de
condensação para preparação de AQS. ...................................................................................... 49
5.2.8
Proposta 7 - Substituição do equipamento actual e/ou instalação de caldeira
mural a gás para preparação de AQS. ......................................................................................... 52
5.2.9
Proposta 8 - Substituição do equipamento actual e/ou instalação de caldeira
mural a gasóleo para preparação de AQS. .................................................................................. 54
5.2.10
Proposta 9 - Substituição do equipamento actual e/ou instalação de bomba de
calor de elevado COP para preparação de AQS. ......................................................................... 56
5.2.11
reguladas
5.3
6
Proposta 10 - Instalação, nas fachadas, de aberturas permanentes auto............................................................................................................................. 59
Discussão de resultados .............................................................................................. 61
Conclusões....................................................................................................................... 65
6.1
Sumário e conclusão ................................................................................................... 65
6.2
Trabalhos futuros ........................................................................................................ 65
7
Referências ...................................................................................................................... 67
ANEXOS .......................................................................................................................................... I
viii
ABREVIATURAS
ADENE – Agência para a Energia
AQS – Águas Quentes Sanitárias
CE – Certificado Energético
DCR – Declaração de Conformidade Regulamentar
RCCTE – Regulamento das Características de Comportamento Térmico dos Edifícios
RSECE – Regulamento dos Sistemas Energéticos de Climatização em Edifícios
SCE – Sistema Nacional de Certificação Energética
ix
x
GLOSSÁRIO DE SÍMBOLOS
2
Ap – Área de pavimento (m );
2
Au – Área do elemento que separa o espaço não útil do exterior (m );
Eren – Contribuição de outros sistemas de preparação de AQS (kWh/ano);
Esolar – Contribuição de sistemas solares de preparação de AQS (kWh/ano);
FF – Factor de forma da fracção;
Fpu – Factores de conversão entre energia útil e energia primária (kgep/kWh);
GD – Graus-dias de aquecimento (base 20ºC) (ºC.dias);
g┴ – Factor solar do vão envidraçado;
g┴’ – Factor solar do vão envidraçado com protecção solar e vidro incolor;
g┴v – factor solar do envidraçado;
ηi – Eficiência nominal dos equipamentos do sistema de aquecimento;
ηv – Eficiência nominal dos equipamentos do sistema de arrefecimento;
ηa – Eficiência de conversão do sistema de preparação das AQS;
MAQS – Consumo médio diário de referência de AQS (l);
Na – Valor limite para as necessidades nominais de energia útil para produção de águas
2
quentes sanitárias (kWh/m .ano);
Nac – Necessidades nominais de energia útil para produção de águas quentes sanitárias
2
(kWh/m .ano);
2
Nic – Necessidades nominais de energia útil de aquecimento (kWh/m .ano);
2
Nt – Valor limite para as necessidades globais nominais de energia primária (kgep/m .ano);
2
Ntc – Necessidades globais nominais de energia primária (kgep/m .ano)
2
Nv – Valor limite para as necessidades nominais de energia útil de arrefecimento (kWh/m .ano);
2
Nvc – Necessidades nominais de energia útil de arrefecimento (kWh/m .ano);
nd – Número anual de dias de consumo de AQS (dias);
Qa – Energia dispendida com sistemas convencionais de preparação de AQS (kWh/ano);
Qg – Ganhos totais brutos (kWh/ano);
Qgu – Ganhos de calor úteis, resultantes da iluminação, dos equipamentos, dos ocupantes e
dos ganhos solares através dos envidraçados (kWh/ano);
Qt – Perdas de calor por condução através da envolvente (kWh/ano);
xi
Qv – Perdas de calor resultantes da renovação de ar (kWh/ano);
2
R – Resistência térmica (m .ºC/W);
-1
Rph – Renovações por hora (h );
2
Rse – Resistência térmica superficial exterior (m .ºC/W);
2
Rsi – Resistência térmica superficial interior (m .ºC/W);
2
U – Coeficiente de transmissão térmica (W/m .ºC);
nd – Número anual de dias de consumo de AQS (dias);
ψ – Coeficiente de transmissão térmica linear (W/m°C );
xii
ÍNDICE DE FIGURAS
Figura 1 - Representação das 9 configurações possíveis da configuração em planta para uma
dada área de implantação. .......................................................................................................... 14
Figura 2 – Orientações da normal às fachadas para cada configuração em planta (definição da
exposição solar). ......................................................................................................................... 14
Figura 3 – Representação esquemática das paredes da fachada. ............................................ 16
Figura 4 - Cortes esquemáticos de um pilar no interior da parede de fachada. ......................... 17
Figura 5 - Cortes esquemáticos de uma viga no interior da parede de fachada ........................ 17
Figura 6 - Representação esquemática da cobertura em terraço. ............................................. 18
Figura 7 – Estimativa, obtida por regressão linear, da energia solar de referência em função da
2
área de painéis solares (1 m por ocupante) .............................................................................. 25
Figura 8 - Distribuição de resultados para a comparação de Nic com Ni (necessidades de
energia para aquecimento) ......................................................................................................... 27
Figura 9 – Distribuição de resultados relativos à verificação da condição Nvc ≤ Nv. .................. 28
Figura 10 - Distribuição de resultados relativos à verificação da condição Nac ≤ Na. ................. 28
Figura 11 - Distribuição de resultados obtidos relativamente à verificação da condição Ntc ≤ Nt.
..................................................................................................................................................... 29
Figura 12 – Distribuição de resultados relativos ao cumprimento integral do RCCTE. .............. 29
Figura 13 – Distribuição de resultados relativos à satisfação da condição Nic ≤ Ni. ................... 31
Figura 14 - Distribuição de resultados relativos à satisfação da condição Ntc ≤ Nt .................... 32
Figura 15 – Distribuição de resultados relativos à satisfação simultânea das condições: Nic ≤ Ni;
Nvc ≤ Nv; Nac ≤ Na; e Ntc ≤ Nt. ....................................................................................................... 32
Figura 16 – Distribuição de resultados relativos à classificação energética. .............................. 33
Figura 17 – Distribuição da classe energética obtida por aplicação da Proposta 1 a cada caso
de estudo. .................................................................................................................................... 38
Figura 18 – Distribuição do custo de investimento associado à aplicação da Proposta 1 a cada
caso de estudo. ........................................................................................................................... 38
Figura 19 – Distribuição dos resultados obtidos para a redução anual da factura energética
decorrente da aplicação da Proposta 1 a casa caso de estudo. ................................................ 38
Figura 20 – Distribuição do período de retorno do investimento associado à aplicação da
Proposta 1 a cada caso de estudo. ............................................................................................. 39
Figura 21 - Distribuição da classe energética obtida por aplicação da Proposta 2 a cada caso
de estudo. .................................................................................................................................... 39
Figura 22 - Distribuição do custo de investimento associado à aplicação da Proposta 2 a cada
caso de estudo. ........................................................................................................................... 40
Figura 23 - Distribuição dos resultados obtidos para a redução anual da factura energética
decorrente da aplicação da Proposta 2 a casa caso de estudo. ................................................ 41
Figura 24 - Distribuição do período de retorno do investimento associado à aplicação da
Proposta 2 a cada caso de estudo. ............................................................................................. 41
xiii
Figura 25 - Distribuição detalhada do período de retorno do investimento associado à aplicação
da Proposta 2 a cada caso de estudo. ........................................................................................ 42
Figura 26 - Distribuição da classe energética obtida por aplicação da Proposta 3 a cada caso
de estudo. .................................................................................................................................... 43
Figura 27 - Distribuição do custo de investimento associado à aplicação da Proposta 3 a cada
caso de estudo. ........................................................................................................................... 43
Figura 28 - Distribuição dos resultados obtidos para a redução anual da factura energética
decorrente da aplicação da Proposta 3 a casa caso de estudo. ................................................ 44
Figura 29 - Distribuição detalhada do período de retorno do investimento associado à aplicação
da Proposta 3 a cada caso de estudo. ........................................................................................ 44
Figura 30 - Distribuição da classe energética obtida por aplicação da Proposta 4 a cada caso
de estudo. .................................................................................................................................... 45
Figura 31 - Distribuição do custo de investimento associado à aplicação da Proposta 4 a cada
caso de estudo. ........................................................................................................................... 45
Figura 32 - Distribuição dos resultados obtidos para a redução anual da factura energética
decorrente da aplicação da Proposta 4 a casa caso de estudo. ................................................ 46
Figura 33 - Distribuição do período de retorno do investimento associado à aplicação da
Proposta 4 a cada caso de estudo. ............................................................................................. 46
Figura 34 - Distribuição detalhada do período de retorno do investimento associado à aplicação
da Proposta 4 a cada caso de estudo. ........................................................................................ 46
Figura 35 - Distribuição da classe energética obtida por aplicação da Proposta 5 a cada caso
de estudo. .................................................................................................................................... 47
Figura 36 - Distribuição do custo de investimento associado à aplicação da Proposta 5 a cada
caso de estudo. ........................................................................................................................... 48
Figura 37 - Distribuição dos resultados obtidos para a redução anual da factura energética
decorrente da aplicação da Proposta 5 a casa caso de estudo. ................................................ 48
Figura 38 - Distribuição do período de retorno do investimento associado à aplicação da
Proposta 5 a cada caso de estudo. ............................................................................................. 49
Figura 39 - Distribuição detalhada do período de retorno do investimento associado à aplicação
da Proposta 5 a cada caso de estudo. ........................................................................................ 49
Figura 40 - Distribuição da classe energética obtida por aplicação da Proposta 6 a cada caso
de estudo. .................................................................................................................................... 50
Figura 41 - Distribuição do custo de investimento associado à aplicação da Proposta 6 a cada
caso de estudo. ........................................................................................................................... 50
Figura 42 - Distribuição dos resultados obtidos para a redução anual da factura energética
decorrente da aplicação da Proposta 6 a casa caso de estudo. ................................................ 51
Figura 43 - Distribuição do período de retorno do investimento associado à aplicação da
Proposta 6 a cada caso de estudo. ............................................................................................. 51
Figura 44 - Distribuição detalhada do período de retorno do investimento associado à aplicação
da Proposta 6 a cada caso de estudo. ........................................................................................ 51
xiv
Figura 45 - Distribuição da classe energética obtida por aplicação da Proposta 7 a cada caso
de estudo. .................................................................................................................................... 52
Figura 46 - Distribuição do custo de investimento associado à aplicação da Proposta 7 a cada
caso de estudo. ........................................................................................................................... 53
Figura 47 - Distribuição dos resultados obtidos para a redução anual da factura energética
decorrente da aplicação da Proposta 7 a casa caso de estudo. ................................................ 53
Figura 48 - Distribuição do período de retorno do investimento associado à aplicação da
Proposta 7 a cada caso de estudo. ............................................................................................. 53
Figura 49 - Distribuição detalhada do período de retorno do investimento associado à aplicação
da Proposta 7 a cada caso de estudo. ........................................................................................ 54
Figura 50 - Distribuição da classe energética obtida por aplicação da Proposta 8 a cada caso
de estudo. .................................................................................................................................... 54
Figura 51 - Distribuição do custo de investimento associado à aplicação da Proposta 8 a cada
caso de estudo. ........................................................................................................................... 55
Figura 52 - Distribuição dos resultados obtidos para a redução anual da factura energética
decorrente da aplicação da Proposta 8 a casa caso de estudo. ................................................ 55
Figura 53 - Distribuição do período de retorno do investimento associado à aplicação da
Proposta 8 a cada caso de estudo. ............................................................................................. 56
Figura 54 - Distribuição detalhada do período de retorno do investimento associado à aplicação
da Proposta 8 a cada caso de estudo. ........................................................................................ 56
Figura 55 - Distribuição da classe energética obtida por aplicação da Proposta 9 a cada caso
de estudo. .................................................................................................................................... 57
Figura 56 - Distribuição do custo de investimento associado à aplicação da Proposta 9 a cada
caso de estudo. ........................................................................................................................... 57
Figura 57 - Distribuição dos resultados obtidos para a redução anual da factura energética
decorrente da aplicação da Proposta 9 a casa caso de estudo. ................................................ 58
Figura 58 - Distribuição do período de retorno do investimento associado à aplicação da
Proposta 9 a cada caso de estudo. ............................................................................................. 58
Figura 59 - Distribuição detalhada do período de retorno do investimento associado à aplicação
da Proposta 9 a cada caso de estudo. ........................................................................................ 58
Figura 60 - Distribuição da classe energética obtida por aplicação da Proposta 10 a cada caso
de estudo. .................................................................................................................................... 59
Figura 61 - Distribuição do custo de investimento associado à aplicação da Proposta 10 a cada
caso de estudo. ........................................................................................................................... 60
Figura 62 - Distribuição dos resultados obtidos para a redução anual da factura energética
decorrente da aplicação da Proposta 10 a casa caso de estudo. .............................................. 60
Figura 63 - Distribuição do período de retorno do investimento associado à aplicação da
Proposta 9 a cada caso de estudo. ............................................................................................. 60
Figura 64 - Distribuição detalhada do período de retorno do investimento associado à aplicação
da Proposta 10 a cada caso de estudo. ...................................................................................... 61
xv
xvi
ÍNDICE DE TABELAS
Tabela 1 - Escala utilizada na classificação energética ................................................................ 5
Tabela 2 - Valores máximos do índice Ni ...................................................................................... 8
Tabela 3 - Valores máximos do índice Nv ..................................................................................... 9
Tabela 4 - Dimensões de pilares, vigas e laje. ........................................................................... 13
Tabela 5 - Coeficiente de transmissão térmica das paredes exteriores. .................................... 16
Tabela 6 – Cálculo do coeficiente de transmissão térmica associado às zonas de ponte térmica
plana. ........................................................................................................................................... 18
Tabela 7 – Cálculo do coeficiente de transmissão térmica da cobertura ................................... 19
Tabela 8 – Pavimentos térreos com isolamento térmico perimetral. .......................................... 19
Tabela 9 - Valores de Ψ (W/m.°C) para a ligação de fachada com pavimentos térreos [N.4]. .. 20
Tabela 10 - Valores de Ψ (W/m.°C) para a ligação de fachada com pavimentos intermédios
[N.4]. ............................................................................................................................................ 20
Tabela 11 – Valores de Ψ (W/m.°C) para a ligação de fachada com cobertura i nclinada ou
terraço [N.4]. ................................................................................................................................ 21
Tabela 12 – Valor de Ψ (W/m.°C) para a ligação entre duas paredes [N.4]. ............................. 21
Tabela 13 - Valor de Ψ (W/m.°C) para a ligação de fachada a padieira, pei toril ou ombreira ... 22
Tabela 14 – Valores máximos admissíveis e de referência dos coeficientes de transmissão
térmica e sua comparação com valores considerados nos casos de estudo (zona climática I2
[N.4]) ............................................................................................................................................ 24
Tabela 15 - Área bruta em função da tipologia das fracções autónomas .................................. 25
Tabela 16 - Valores de energia solar de referência .................................................................... 25
Tabela 17 - Coeficiente de transmissão térmica das paredes de fachada após alteração da
espessura do isolamento térmico................................................................................................ 30
Tabela 18 - Coeficiente de transmissão térmica das zonas de ponte térmica plana da fachada
após alteração da espessura do isolamento térmico. ................................................................. 31
Tabela 19 - Custo da energia. ..................................................................................................... 36
Tabela 20 – Potências térmicas totais para climatização por sistema de ar condicionado para
cada tipologia de habitação......................................................................................................... 42
Tabela 21 - Resumo de resultados obtidos com aplicação das medidas de melhoria ............... 61
Tabela 22 – Classificação usada pela ADENE [w.1] .................................................................. 62
Tabela 23 - Resumo detalhado de resultados obtidos com aplicação das medidas de melhoria
..................................................................................................................................................... 62
Tabela 24 – Atribuição de classificações aos resultados obtidos ............................................... 63
Tabela 25 – Resumo das classificações ..................................................................................... 63
Tabela 26 – Distribuição de pesos para cada um dos parâmetros de avaliação ....................... 63
Tabela 27 – Ordenação finais das propostas da melhoria da classe energética ....................... 64
xvii
xviii
1
1.1
INTRODUÇÃO
MOTIVAÇÃO
No quadro das actuais exigências para se fazer cumprir o processo de certificação dos novos e
antigos edifícios é fulcral que se adopte as medidas mais económicas e optimizadoras
possíveis. A classificação energética começa a entrar no processo de decisão dos
compradores, existindo já muitos vendedores preocupados em melhorar a classe energética
dos seus imóveis. Já há cada vez mais a consciência que a classificação energética é uma
variável de decisão no momento de compra de um imóvel.
A Classe Energética é atribuída comparando as necessidades da habitação com o exigido para
as novas construções. Adicionalmente, o certificado enumera e descreve medidas de melhoria
do desempenho energético que, ao serem realizadas, melhoram a qualidade, habitabilidade e
conforto do imóvel, melhorando desta forma a sua classificação energética.
A ADENE propõe aos peritos qualificados uma lista de medidas a aplicar com vista à melhoria
da classe energética dos edifícios. No entanto, é muito frequente constatar que a ordem das
medidas de melhoria que a ADENE sugere não é a mais eficaz. Sendo assim, é importante
testar as medidas de melhoria baseadas na qualidade térmica da envolvente, no sistemas de
aquecimento ambiente, no sistema de produção de AQS e no controlo da ventilação natural,
para se poder fazer uma avaliação global das medidas de melhoria para obtenção da melhor
classe energética.
1.2
OBJECTIVOS
A presente dissertação tem como objectivo a avaliação das medidas de melhoria do
desempenho energético a aplicar a fracções autónomas. Para tal é necessário que as fracções
autónomas cumpram os requisitos do RCCTE e, por isso, numa primeira fase será aplicado o
RCCTE às fracções autónomas em estudo.
Para efectuar a avaliação das propostas de melhoria de desempenho energético para cada
uma das fracções será analisada a efectiva melhoria da classe energética mas também a
eficiência da proposta em termos do ganho obtido face ao custo do investimento. Será
considerado também o custo do investimento e a redução da factura energética como
parâmetro de avaliação das medidas de melhoria da classe energética.
1
1.3
ESTRUTURA DA DISSERTAÇÃO
Descrevem-se neste tópico os diferentes capítulos do trabalho, a sua sequência, organização e
conteúdos.
No Capítulo 2 é descrito o RCCTE em termos da sua aplicação e também em termos da sua
evolução e do seu actual enquadramento na regulamentação relativa ao sector energético.
No Capítulo 3 é apresentada a caracterização dos casos de estudo que serão utilizados para
testar os diferentes tipos de melhoria.
No capítulo 4 procede-se à aplicação do RCCTE aos casos de estudo e é feita uma breve
análise dos casos que verificam o RCCTE.
O Capítulo 5 é dedicado à análise individual de cada proposta de melhoria. No final deste
capítulo é feita uma análise comparativa entre as propostas.
Finalmente, o Capítulo 6 sumariza as conclusões resultantes do trabalho realizado, referindo as
conclusões mais relevantes dos capítulos precedentes.
2
2
2.1
SISTEMAS DE CERTIFICAÇÃO ENERGÉTICA E DA QUALIDADE DO AR INTERIOR
(SCE) -DL 78/2006
ENQUADRAMENTO GERAL
De ano para ano, o consumo de energia aumenta, tornando a população mundial cada vez
mais dependente do abastecimento de combustíveis fósseis. Os compromissos assumidos com
a assinatura do Protocolo de Quioto em 1998 – redução das emissões de gases com efeito de
estufa de tal modo que os níveis de emissão no período de cumprimento 2008-2012 sejam os
de 1990 – conduziram à definição de políticas de curto prazo para a redução das emissões
daqueles gases.
Portugal, em resposta ao protocolo de Quioto, apresentou em 2001 o Plano Nacional para as
Alterações Climáticas (PNAC). Em consequência deste plano, foi criado, no mesmo ano, o
Programa E4 (Eficiência Energética e Energias Endógenas) com o objectivo de promover a
melhoria da eficiência energética e o recurso às energias endógenas [1].
A nível europeu, surgiu em 2002 a Directiva Europeia relativa ao Desempenho Energético de
Edifícios [2] com o objectivo de promover a melhoria do desempenho energético dos edifícios
na região, tendo em conta as condições climáticas externas e as condições locais, bem como
as exigências em matéria de clima interior e de rentabilidade económica [2]. Esta preocupação
com o sector dos edifícios prende-se com o facto de estes serem responsáveis por cerca de 40
% do consumo energético na Europa [1]. No contexto nacional, o consumo de energia nos
edifícios representa 29% do consumo de energia final do país [w.1].
Em Portugal, o Regulamento das Características de Comportamento Térmico dos Edifícios
(RCCTE) - Decreto-Lei nº 40/90, de 6 de Fevereiro está em vigor desde 1991 [N.1]. Este
primeiro regulamento, ainda que considerado muito moderado em termos de exigências, teve
um grande impacto nos edifícios portugueses obrigando à utilização generalizada de
isolamento térmico na zona corrente das fachadas dos edifícios [1].
Em 1998 foi publicado o Regulamento dos Sistemas Energéticos de Climatização em Edifícios
(RSECE) - Decreto-Lei 118/98, de 7 de Maio [N.2]. Este regulamento aplica-se aos edifícios
com sistemas de climatização instalados e visava melhorar a sua eficiência energética.
Em 2003 foi lançado o Programa Nacional para Eficiência Energética de Edifícios (P3E) [w.2]
que surgiu, naturalmente, como o veículo aglutinador de todas as medidas apontadas no
Programa E4 para os edifícios [1]. O P3E apontava para a necessidade de revisão dos
regulamentos RCCTE e RSECE e para a introdução da certificação energética dos edifícios
como forma de promoção do recurso a energias renováveis [1].
Finalmente, no ano de 2006, foi publicada o diploma que rege o Sistema de Certificação
Energética e da Qualidade do Ar Interior dos Edifícios (SCE), bem como as novas versões dos
regulamentos RCCTE e RSECE.
3
2.2
SCE – D.L. Nº.78/2006
O presente Decreto-Lei, em vigor desde 4 de Abril de 2006 [N.3], transpõe parcialmente para a
ordem jurídica nacional a Directiva n.º2002/91/CE, do Parlamento Europeu e do Conselho de
16 de Dezembro, relativa ao desempenho energético dos edifícios. É através do Sistema
Nacional de Certificação Energética e da Qualidade do Ar Interior nos Edifícios (SCE) que o
Estado pode assegurar a melhoria do desempenho energético dos mesmos [N.3].
Os objectivos do SCE encontram-se expressos no Artigo 2º e são essencialmente: assegurar a
aplicação regulamentar de acordo com as disposições contidas no RCCTE [N.4] e no RSECE
[N.5]; identificar as medidas correctivas ou de melhoria de desempenho aplicáveis aos edifícios
e respectivos sistemas energéticos, quer em relação ao desempenho energético, quer em
relação à qualidade do ar interior.
O SCE aplica-se aos seguintes casos: edifícios novos para obtenção de licenças de utilização;
reabilitação de edifícios existentes, desde que o custo das obras atinja valor superior a 25% do
valor do edifício calculado com base num valor unitário fixado em portaria; edifícios de serviços
os quais deverão ser sujeitos, periodicamente, a auditorias, conforme especificado no RSECE
[N.5]; aluguer ou venda de edifícios existentes, de habitação ou de serviços - nestes casos, o
proprietário deve apresentar ao potencial comprador, locatário ou arrendatário o certificado
energético emitido no âmbito do SCE [N.3].
A agência para a energia (ADENE) foi nomeada responsável pela gestão de todo o SCE [N.3],
competindo-lhe: assegurar o funcionamento regular do SCE [N.3]; aprovar o modelo dos
certificados de desempenho energético e da qualidade do ar interior nos edifícios, tendo em
conta também, para o efeito, as entidades de supervisão e as associações sectoriais;
supervisionar os processos de certificação, os peritos qualificados e a emissão dos certificados;
criar uma bolsa de peritos qualificados e manter essa informação actualizada; disponibilizar ao
público, através da Internet, toda a informação sobre os processos de certificação e os peritos
que os acompanham.
O SCE [N.3] designou a Agência Portuguesa do Ambiente (APA) como entidade responsável
pela supervisão do SCE [N.3], no que respeita à temática da Qualidade do Ar Interior (QAI)
[w.3].
2.3
QUALIDADE DO AR INTERIOR (QAI)
No que se refere à qualidade do ar interior dos edifícios exige-se, em termos gerais, que o ar
se mantenha em condições satisfatórias para a sanidade dos utentes, não devendo conter
proporções excessivas de gases tóxicos, poeiras, aerossóis nocivos, etc., devendo todos os
fumos e gases nocivos ou de cheiro incómodo poder ser rapidamente evacuados [3].
4
A preocupação com a QAI deve-se ao facto de as pessoas passarem cada vez mais tempo
dentro dos edifícios (residências, escolas, escritórios, etc.), ficando assim mais expostas à
acção de uma variedade de poluentes, tais como, os materiais usados na construção e
manutenção, os materiais que se depositam e são conduzidos nos sistemas de AVAC
(Aquecimento, Ventilação e Ar Condicionado), os agentes libertados pelos próprios ocupantes
e os poluentes no ar exterior.
Valores reduzidos da qualidade do ar interior podem ter consequências graves ao nível de
efeitos sobre a saúde dos ocupantes, nomeadamente ao nível de doenças respiratórias e de
pele, alergias e doenças crónicas. Também os padrões de comportamento dos ocupantes
podem ser afectados, com reflexos significativos no seu bem-estar e na produtividade. O
controlo da qualidade do ar no interior dos edifícios é portanto um problema de saúde pública
que importa solucionar [4].
Apenas os edifícios novos de serviços estão sujeitos aos requisitos da QAI previstos na
regulamentação, nomeadamente no RSECE [N.5]. O RCCTE [N.4] apenas impõe uma taxa de
renovação de ar, para cálculo de perdas térmicas, superior ou igual a 0,6 renovações por hora.
Nos grandes edifícios de serviços existentes dotados de sistemas de climatização, esses
requisitos são objecto de verificação periódica por auditoria, havendo então lugar à emissão do
respectivo certificado energético e da QAI [w.4].
2.4
PROCESSO DE CERTIFICAÇÃO
O processo de certificação energética dos edifícios é conduzido pelos peritos qualificados, os
quais devem verificar a conformidade regulamentar do edifício no âmbito dos regulamentos
aplicáveis (RCCTE) e classificá-los de acordo com o seu desempenho energético, com base na
escala representada na Tabela 1, devendo, sempre que possível, propor medidas de melhoria
[w.1].
Edif. Novos
Edifícios existentes
Tabela 1 - Escala utilizada na classificação energética
Classe
energética
R = Ntc/Nt
A+
R ≤ 0,25
A
0,25 < R ≤ 0,50
B
0,50 < R ≤ 0,75
B-
0,75 <R ≤ 1,00
C
1,00 < R ≤ 1,50
D
1,50 < R ≤ 2,00
E
2,00 < R ≤ 2,50
F
2,50 < R ≤ 3,00
G
3,00 < R
5
A classificação energética dos edifícios é efectuada com base na relação R=Ntc/Nt, em que Ntc
e Nt representam, respectivamente, o valor de cálculo e o valor limite das necessidades anuais
globais estimadas de energia primária para climatização e águas quentes. Essas necessidades
2
são expressas em quilogramas equivalente de petróleo por m
de área útil e por ano
2
(kgep/m .ano).
A escala representada na Tabela 1 é constituída por 9 classes (A+, A, B, B-, C, D, E, F e G),
em que a classe A+ corresponde a um edifício com melhor desempenho energético, e a classe
G corresponde a um edifício de pior desempenho energético. Nos edifícios novos (com pedido
de licença de construção submetido após a entrada em vigor do SCE), as classes energéticas
variam apenas entre as classes A+ e B-. Os edifícios já existentes à data da entrada em vigor
do SCE poderão ter qualquer classe (de A+ a G).
Em resultado da análise ao edifício efectuado pelo perito qualificado, este pode emitir dois
documentos: a declaração de conformidade regulamentar (DCR), necessária para a obtenção
do pedido de licença de construção e o certificado energético e da qualidade do ar interior
(CE), necessário para a obtenção do pedido de licença de utilização ou, no caso de edifícios
existentes, para venda ou aluguer do imóvel. A diferença entre estes dois documentos é,
essencialmente, a sua validade. Ou seja, uma DCR não tem validade temporal e um CE tem
data de validade definida, em geral 6 a 10 anos. Em termos processuais, no caso de edifícios
novos, uma DCR traduz a confirmação do cumprimento regulamentar e a avaliação do
desempenho energético e da qualidade do ar interior (QAI) efectuada na fase de projecto, ao
passo que o CE se refere ao final da obra. A DCR é uma espécie de pré-certificado, sendo
natural que, não existindo alterações substanciais ao projecto durante a obra, o CE seja muito
semelhante à DCR. No caso de edifícios existentes só é emitido o CE [w.4].
2.5
CERTIFICADO ENERGÉTICO
O certificado energético (CE) contém diversas informações tais como a identificação do imóvel
e do perito qualificado, classe de desempenho energético, validade do certificado, indicadores
de desempenho regulamentares, descrição sucinta do imóvel, incluindo as soluções
construtivas adoptadas. O CE fornece ainda informação sobre as medidas de melhoria de
desempenho energético e da qualidade do ar interior que o proprietário pode implementar.
Salienta-se que estas medidas não são de implementação obrigatória. As possíveis medidas
de melhoria de desempenho energético são acompanhadas de uma previsão da classe
energética obtida caso sejam implementadas e também de uma estimativa dos custos da sua
implementação e da poupança esperada na factura energética [4].
O CE constitui assim um guia de referência, de consulta rápida e simples, que pode orientar o
proprietário de uma tomada de decisão sobre uma eventual acção neste âmbito.
O CE é único e conjunto para a energia e qualidade do ar interior, não existindo certificados
específicos para cada uma dessas duas vertentes [w.4].
6
2.6
RCCTE – D.L. N.º 80/06
Uma vez que a presente dissertação incide sobre o SCE na vertente do RCCTE, procede-se,
em seguida, à descrição deste regulamento, abordando-se o seu objecto e âmbito de
aplicação, bem como as metodologias de cálculo nele preconizadas.
O RCCTE tem como objectivo principal o estabelecimento de regras de projecto de modo a que
as exigências de conforto térmico (aquecimento, arrefecimento) e as necessidades de água
quente sanitária sejam satisfeitas sem dispêndio excessivo de energia. Pode ainda ser definido
o objectivo, que decorre do primeiro, de minimizar a ocorrência de patologias associadas a
condensações que potencialmente afectem a durabilidade da construção e a qualidade do ar.
Em relação ao campo de aplicação, a verificação do RCCTE é necessária nos seguintes casos:
2
edifícios de habitação; edifícios de serviços com área útil inferior a 1000 m e com sistemas
mecânicos de climatização de potência térmica inferior a 25 kW; grandes intervenções de
remodelação (ver secção 2.2) ou alteração na envolvente ou nas instalações de preparação de
AQS; e ampliações de edifícios existentes, na nova área construída [5].
A caracterização do comportamento térmico é realizada através da quantificação de
parâmetros e índices. Neste regulamento são determinadas as necessidades nominais de
energia útil para aquecimento e arrefecimento, as quais são comparadas com os valores
máximos de referência. São também quantificadas as necessidades energéticas para
preparação de água quente sanitária (AQS) e as necessidades energéticas globais decorrentes
dos diversos consumos, neste caso traduzidos em quilogramas equivalentes de petróleo.
O RCCTE estabelece ainda requisitos mínimos de qualidade térmica. Nesta categoria
englobam-se os seguintes parâmetros: coeficientes de transmissão térmica dos elementos da
envolvente, o factor solar dos envidraçados (Anexo IX do RCCTE [N.4]); a classe de inércia
térmica; e a taxa de renovação do ar interior. A não conformidade com os valores limite para
qualquer um destes parâmetros significa, por si só, a não conformidade com o regulamento [5].
A verificação do RCCTE é influenciada pela localização (concelho) e altitude do edifício. Em
função desses dados está tabelado o zonamento climático tanto para Inverno (Zonas I1, I2, I3)
como para Verão (Zonas V1, V2, V3), sendo indicados, entre outros dados, os valores de GrausDias de aquecimento (GD), a duração da estação de aquecimento e a temperatura média da
atmosfera durante a estação de arrefecimento [5].
Na estação de aquecimento é efectuado o cálculo das necessidades nominais anuais de
energia útil de aquecimento (Nic), por unidade de área útil de pavimento (Ap), as quais podem
exceder o valor limite (Ni) definido na Tabela 2. O indicador Nic é dado por
7
=
onde:
•
( + +
)
ℎ
. ,
(2.1)
A parcela Qt representa as perdas de calor pela envolvente e engloba: todas as perdas
de calor pela envolvente exterior (paredes, envidraçados, coberturas e pavimentos),
como as perdas para locais interiores não aquecidos; as perdas que ocorrem através
de elementos em contacto com o solo; e as perdas associadas a pontes térmicas
lineares.
•
A parcela Qv de perdas térmicas devida à ventilação depende directamente da taxa
horária de renovação nominal (Rph), a qual pode ser fixada em Rph = 0,6 desde que se
comprove a conformidade com a NP 1037-1 [5], ou, se esta hipótese não se verificar,
ser estabelecida em função da classe de exposição ao vento do edifício e da
permeabilidade ao ar da fachada.
•
A parcela Qgu quantifica os ganhos úteis que resultam da multiplicação dos ganhos
térmicos brutos por um factor de utilização, η, definido em função da inércia térmica do
edifício e da relação entre ganhos e perdas totais de calor. Os ganhos térmicos brutos
incluem os ganhos internos e os ganhos solares através dos envidraçados. O cálculo
da parcela de ganhos solares é dos mais complexos de todo o RCCTE, incluindo, além
do factor solar do envidraçado, o factor de selectividade angular, o factor de orientação,
a fracção envidraçada e o factor de obstrução. Este último factor resulta da
multiplicação do factor de sombreamento do horizonte pelos factores de sombreamento
por elementos horizontais e verticais da fachada, variáveis consoante o ângulo de
obstrução e a orientação da fachada [5].
Os valores limites das necessidades nominais de energia útil para aquecimento (Ni) encontramse representados na Tabela 2.
Tabela 2 - Valores máximos do índice Ni
2
Ni (kWh/m .ano)
FF
Ni = 4,5 + 0,0395 GD
FF < 0,5
Ni = 4,5 + (0,021 + 0,037 FF) GD
0,5 < FF < 1,0
(1,2 – 0,2 FF) 1,0 < FF <
1,5
FF > 1,5
Ni = [4,5 + (0,021 + 0,037 FF) GD]
Ni = 4,05 + 0,06885 GD
Como se pode observar, os valores de Ni dependem dos graus-dias (GD) do concelho em que
se localiza o edifício e do factor de forma do edifício o qual pode ser obtido através do
quociente entre a área da envolvente (exterior e interior) e o respectivo volume interior.
8
A metodologia para o cálculo das necessidades nominais de energia útil de arrefecimento (Nvc)
é complementar à utilizada para o cálculo dos ganhos úteis na estação de aquecimento,
traduzindo-se por
=
(1 − )
≤ ℎ/ . ",
(2.2)
onde:
•
O factor Qg representa os ganhos totais brutos obtidos pela soma de quatro parcelas:
cargas individuais da envolvente, devidas aos fenómenos da diferença de temperatura
interior/exterior e da radiação solar incidente em pontes opacas da envolvente
consoante a sua orientação e cor; cargas devidas à incidência da radiação solar nos
envidraçados, cujo factor solar deve ser ajustado face à situação de inverno tendo em
conta a presença de elementos de protecção solar; cargas devidas às trocas de calor
associadas à renovação de ar; e cargas internas resultantes do calor libertado por
ocupantes, equipamentos e iluminação.
Para que as necessidades nominais de arrefecimento (Nvc) cumpram o regulamento é
necessário que estas não ultrapassem o valor máximo admissível Nv. Os valores de Nv
encontram-se tabelados consoante a zona climática de Verão. Na Tabela 3 são reproduzidos
os valores de Nv indicados no RCCTE.
Tabela 3 - Valores máximos do índice Nv
2
Zona Climática
Nv (kWh/m .ano)
V1 (N)
16
V1 (S)
22
V2 (N)
18
V2 (S)
32
V3 (N)
26
V3 (S)
32
Açores
21
Madeira
23
Para efeitos de verificação regulamentar, as necessidades anuais de energia útil para a
preparação de água quente sanitária (AQS) são dadas por
#
#
− %&'(#) − %)*+ ,
= #
$
onde:
9
ℎ
. ,
(2.3)
•
Qa representa a energia útil dispendida com sistemas convencionais de preparação de
AQS, considerando o consumo médio diário de referência, o aumento de temperatura
necessário para preparação de AQS (45º) e o número anual de dias de consumo de
AQS (nd) [N.4].
•
Esolar e Eren representam, respectivamente, as contribuições dadas por colectores
solares ou quaisquer outras fontes de energia renovável ou recuperação de calor que
sejam utilizadas [5].
O limite máximo para os valores das necessidades de energia para preparação das AQS é
dado por
# = 0.081 × 0123 × 4/
ℎ/ . ",
(2.4)
onde MAQS é o consumo médio diário de referência de AQS.
A conformidade com o RCCTE requer a utilização obrigatória de colectores solares sempre que
a cobertura apresente condições de instalação e exposição solar adequada. Aconselha-se,
numa lógica de viabilidade e sustentabilidade, uma área de colectores de aproximadamente
2
1m por ocupante [5].
A instalação de painéis solares permite reduzir o consumo de energia primária, utilizando, em
sua substituição, a energia proveniente do sol, a qual, de acordo com o método simplificado
indicado no Despacho N.º 11020/2009 [N.6], para aplicação na certificação energética de
edifícios existentes, pode ser estimada, de forma conservativa, por
%&'(#) = %&'(#) × 61 × 62 × 63 ,
)*5
(2.5)
onde o valor da energia solar de referência (%&'(#) ) se obtém tendo em conta a área e o tipo de
)*5
painéis solares do local de instalação.
Os parâmetros F1, F2 e F3 têm o seguinte significado:
F1 – Factor de redução relativo ao posicionamento óptimo. Dada a localização das moradias e
a zona de colocação dos painéis (cobertura plana), o factor toma o valor unitário.
F2 – Factor de redução relativo ao sombreamento. Uma vez que este problema não afecta os
painéis solares (não existem obstáculos em redor), toma o valor unitário.
F3 – Factor de redução relativa ao tempo de uso. Uma vez que os painéis são novos, este
factor toma o valor unitário.
Para finalizar a verificação do RCCTE, determinam-se as necessidades nominais globais de
energia primária da fracção autónoma (Ntc).
= 0.1( / )6 + 0.1( / )6 + # 6#
onde:
10
9:;
. ≤ ,
(2.6)
•
ηi e ηv são, respectivamente, as eficiências nominais dos aparelhos para aquecimento
e arrefecimento ambiente; e Fpui, Fpuv e Fpua são, respectivamente, os factores de
conversão de energia útil em energia primária para os aparelhos de climatização e de
produção de AQS.
Na expressão (2.6) os factores de ponderação das necessidades de aquecimento, de
arrefecimento e de preparação de AQS têm em conta o padrão de utilização de energia nos
edifícios portugueses.
O valor máximo admissível Nt é dado por
= 0.9(0.01 + 0.01 + 0.15# )
9:;/ . ".
(2.7)
O peso dado aos índices Nac e Na nas expressões (2.6) e (2.7) mostra a importância desta
parcela na distribuição, relativa do consumo energético em edifícios.
É importante recordar, nesta fase, que o RCCTE faz parte integrante de todo um sistema
orientado em função do objectivo final da certificação energética, a qual se obtém por aplicação
da Tabela 1 anteriormente apresentada.
2.7
CUSTO GLOBAL
O SCE pressupõe a sugestão de medidas de melhoria do desempenho energético, as quais
podem ser avaliadas em função da melhoria da classificação energética que produzem e
também em função do custo global da sua implementação.
O custo global é uma grandeza económica que considera o investimento inicial e todos os
outros custos que ocorrem ao longo da vida útil da aplicação (custos de manutenção,
reparação, eventual substituição), os quais se designam por custos diferidos.
>?@A 9BCB D>
E = >?@A FFGFB(> ) + >?@A@ 4FH:IF4@ AAF@D>J,' E.
(2.8)
Para que a análise de custos seja realista, há que actualizar todos os custos a um dado
instante. Admitindo que esse instante é o instante zero, no qual é realizado o investimento,
tem-se
>
,K = >,K + >J,',K = > + >J,' .
(2.9)
A actualização de custos deve ser efectuada com base numa taxa de actualização a partir da
expressão
>L = >K × (1 + )L ,
onde Ck é o valor do custo C0 actualizado ao período de ordem k.
Aplicando a expressão (2.10) aos diversos custos diferidos na equação (2.9), obtém-se
11
(2.10)
+
>
,K = > + M
LNO
>J,L
.
(1 + )L
(2.11)
Se a análise for efectuada considerando preços constantes, então a expressão (2.11) toma a
forma
1 L
>
,K = > + >J M P
Q ⇒ >
,K = > + 6 × >J ,
1+
+
(2.12)
LNO
onde F é o factor de actualização para uma taxa de actualização a e um horizonte temporal de
n pedidos, o qual é dado por
6=
2.8
1 − (1 + )S+
.
(2.13)
PERÍODO DE RETORNO DO INVESTIMENTO
Uma vez que a análise do custo global associado a uma medida de melhoria do desempenho
energético não traduz a sua eficiência, ou seja não tem em conta a redução das necessidades
energéticas decorrentes da sua implementação, é necessário definir outro parâmetro de
avaliação das medidas de melhoria.
Considera-se que o período de retorno do investimento é um indicador que satisfaz a exigência
acima referida, na medida em que o período de retorno do investimento pode, simplesmente,
ser considerado como o intervalo de tempo decorrido até à recuperação do custo inicial de um
investimento. Note-se que, quanto mais curto for o período de retorno, maior será a poupança
energética (traduzida na redução da respectiva factura) conferida pela medida face ao
investimento efectuado.
O período de retorno do investimento pode ser calculado considerando
> = 6 × >J ,
(2.14)
substituindo a expressão (2.13) em (2.14), obtém-se
=−
>
× ,
>J
.
B9OK (1 + )
B9OK $1 +
12
(2.15)
3
CARACTERIZAÇÃO DOS CASOS DE ESTUDO
3.1
GENERALIDADES
O estudo da avaliação dos custos associados à melhoria da classe energética de edifícios de
habitação unifamiliares será efectuado com base numa amostra significativa de casos de
estudo (576 casos).
Considera-se que os vários casos de estudo se encontram localizados na cidade de
Guimarães, zona climática I2 – V2 N, a uma altitude inferior a 600m, com distância à costa
superior a 5 km. Consideraram-se em todos os casos de estudo, as mesmas soluções
construtivas, definidas em 3.2, às quais corresponde inércia térmica média.
Considerou-se um pé-direito de 2,60 m. Para avaliação do efeito das pontes térmicas planas e
lineares, foram considerados elementos estruturais em betão armado (C25/30; A500NR) prédimensionados para vãos médios de 5 m. Assim, as dimensões consideradas para pilares,
vigas e lajes são indicadas na Tabela 4.
Tabela 4 - Dimensões de pilares, vigas e laje.
Altura
(m)
Espessura Largura
(m)
(m)
Pilares
2,60
0,25
Vigas
0,50
0,25
Laje
0,25
0,23
A metodologia de cálculo do RCCTE foi aplicada a todos os casos de estudo de forma a obter
a classificação energética para cada caso.
Os diversos casos de estudo foram definidos com base na variação de 5 parâmetros:
•
Área de implantação;
•
Número de pisos;
•
Configuração em planta;
•
Orientação solar;
•
Área de envidraçados;
A área de implantação de cada moradia foi definida com forma rectangular, cujas dimensões a
e b foram definidas a partir de relações a/b e b/a iguais a: 1,0; 1,5; 2,0; 2,5 e 3,0. Foram
2
2
consideradas áreas de implantação variando de 10 em 10 m . Desde 50 até 200 m para
moradias com 1 e 2 pisos.
13
A configuração em planta para cada área de implantação varia de forma ilustrada na Figura 1.
Figura 1 - Representação das 9 configurações possíveis da configuração em planta para uma
dada área de implantação.
Para cada configuração em planta, foram definidas duas orientações da normal às fachadas,
rodadas entre si de 45º conforme se ilustra na Figura 2.
Figura 2 – Orientações da normal às fachadas para cada configuração em planta
(definição da exposição solar).
Tendo em conta as práticas correntes da arquitectura actual, considera-se que, em todos os
casos de estudo, a área envidraçada representa 20 % da área útil de pavimento, sendo
distribuída pelas fachadas proporcionalmente à área destas em cada orientação.
14
Os parâmetros acima indicados foram combinados da seguinte forma:
• Área de implantação
16
×
• Número de pisos
2
×
• Configuração em planta
9
(ver Figura 1)Figura 1
×
• Orientação solar
2
Total de casos
(ver Figura 2)Figura 2
576
Os 576 casos de estudos foram analisados com base numa folha de cálculo de base que foi
construída para aplicação da metodologia de avaliação do desempenho energético definida no
RCCTE [N.4]. Esta folha de cálculo foi utilizada repetidamente por substituição automática dos
parâmetros associados a cada caso de estudo, sendo gravados os resultados relevantes para
a análise: Nic, Ni, Nvc, Nv, Nac, Na, Ntc, Nt.
3.2
DESCRIÇÃO DAS SOLUÇÕES CONSTRUTIVAS CONSIDERADAS NA ENVOLVENTE
Tendo em conta a prática corrente de projecto de arquitectura e especialidades, baseada na
aplicação de soluções tradicionais de construção em estrutura reticulada de betão armado com
paredes em alvenaria de tijolo, foram preconizadas soluções tipificadas para paredes
exteriores, cobertura em terraço, pontes térmicas planas, pavimentos e envidraçados.
Consideraram-se, em geral, soluções de elevada qualidade térmica, com o objectivo de facilitar
a satisfação das exigências regulamentares e também de promover uma elevada classificação
do desempenho energético.
3.2.1
Paredes exteriores
Consideraram-se fachadas constituídas por paredes duplas de alvenaria, com um pano de
tijolo 11 cm e outro com 15 cm de espessura separados por caixa de ar com 9 cm de
espessura integrando uma camada de 6 cm de espessura de isolamento térmico no seu
interior. Na Figura 3 apresenta-se esquematicamente a solução de construção das fachadas.
15
Figura 3 – Representação esquemática das paredes da fachada.
O cálculo do coeficiente de transmissão térmica (U) das paredes de fachada é apresentado na
Tabela 5. As resistências térmicas e a condutibilidade dos materiais apresentados recolhidas,
conforme recomendado no RCCTE [N.4], do ITE-50 [6].
Tabela 5 - Coeficiente de transmissão térmica das paredes exteriores.
Condutibilidade
(W/m.ºC)
Reboco exterior
0,02
1,30
0,02
Tijolo
0,11
-
0,27
Caixa de ar
0,03
-
0,18
Poliestireno extrudido
0,06
0,037
1,62
Tijolo
0,15
-
0,39
Reboco interior
0,02
1,30
0,02
Rse
1
2
3
4
2
5
0,04
Rsi
Totais
2
U (W/m .ºC)
3.2.2
Resistência
Térmica Rt
2
(m .ºC/W)
Espessura
(m)
Camadas
0,13
2,66
0,39
0,38
Pontes Térmicas Planas
As pontes térmicas planas correspondem às heterogeneidades inseridas em zona corrente da
envolvente como, por exemplo, no caso dos pilares e talões de viga. Tendo em consideração
as dimensões de pilares e vigas indicados na Tabela 4, apresentam-se na Figura 4 e Figura 5
as representações esquemáticas das soluções construtivas adoptadas para zonas de ponte
térmica plana, com a necessária correcção térmica para garantia da satisfação dos requisitos
mínimos de qualidade térmica do RCCTE, tendo em conta as exigências impostas pela
16
arquitectura actual, assegurou-se que a espessura total da parede de fachada se mantém
inalterada nas zonas de heterogeneidade estrutural.
Figura 4 - Cortes esquemáticos de um pilar no interior da parede de fachada.
Figura 5 - Cortes esquemáticos de uma viga no interior da parede de fachada
Na Tabela 6 é apresentado o cálculo do coeficiente de transmissão térmica associado às zonas
de ponte térmica plana.
17
Tabela 6 – Cálculo do coeficiente de transmissão térmica associado às zonas de ponte térmica
plana.
1
6
7
4
6
5
Rse
Reboco exterior
Forra cerâmica
Betão
Poliestireno extrudido
Forra cerâmica
Reboco interior
Rsi
Totais
Espessura
(m)
Condutibilidade
(W/m.ºC)
Resistência
Térmica
2
(m .ºC/W)
0,02
0,03
0,25
0,04
0,03
0,02
1,30
2,00
0,037
1,30
0,04
0,02
0,07
0,13
1,08
0,07
0,02
0,13
0,39
2
U (W/m .ºC)
3.2.3
1,55
0,65
Cobertura em terraço
A cobertura em terraço considerada no estudo é constituída pelos seguintes elementos:
•
Estrutura resistente;
•
Camada de forma;
•
Camada de impermeabilização;
•
Camada de isolamento térmico;
•
Camada de protecção mecânica.
Na Figura 6 apresenta-se o esquema da solução construtiva adoptada para a cobertura.
Figura 6 - Representação esquemática da cobertura em terraço.
Na Tabela 7 apresenta-se o cálculo do coeficiente de transmissão térmica da cobertura, o qual,
mais uma vez, se baseou na informação constante do ITE 50 [6].
18
Tabela 7 – Cálculo do coeficiente de transmissão térmica da cobertura
Espessura
(m)
Camadas
1
2
3
4
5
6
Rse
Lajetas de betão
Poliestireno extrudido
Tela de impermeabilização
Camada de forma em betão de
3
argila expandida 900kg/m
Betão
Reboco
Rsi
Totais
2
U (W/m .ºC)
3.2.4
Condutibilidade
(W/m.ºC)
Resistência Térmica
2
Rt (m .ºC/W)
0,04
0,10
0,01
2,00
0,037
0,23
Inverno
0,04
0,02
2,70
0,04
0,05
0,33
0,15
0,15
0,20
0,02
2,00
1,30
0,10
0,02
0,10
3,17
0,32
0,10
0,02
0,17
3,24
0,31
0,42
Verão
0,04
0,02
2,70
0,04
Pavimento
Tendo em conta que o estudo incide apenas sobre edifícios sem caves, considerou-se que as
características do solo de fundação são compatíveis com a execução de um massame em
betão com cerca de 15 cm de espessura. Considerou-se ainda a colocação de isolamento
2
térmico perimetral com resistência térmica superior a 0,50 m °C/W. Assim, para uma cota z do
terreno entre 0,05 e 1,50 m abaixo da cota do piso térreo, obtém-se de acordo com a Tabela 8
[N.4], coeficiente de transmissão térmica linear ψ de 1,80 W/m°C.
Tabela 8 – Pavimentos térreos com isolamento térmico perimetral.
z (m)
-1,20 a 0,00
ψ (W/m°C)
Risolamento < 0,5
Risolamento ≥ 0,5
2
2
(m °C/W)
(m °C/W)
1,40
1,20
0,05 a 1,50
3.2.5
2,00
1,80
Pontes Térmicas Lineares
As pontes térmicas lineares foram definidas de forma geral com base nas regras definidas no
RCCTE [N.4].
3.2.5.1
Ligação da fachada com pavimentos térreos
Para a ponte térmica linear correspondente às ligações de fachada com pavimentos térreos
considerou-se, de acordo com a Tabela 9 [N.4], ψ = 0,45 W/m.°C.
19
Tabela 9 - Valores de Ψ (W/m.°C) para a ligação de fachada com pavimentos térreos [N.4].
Parede com isolante na caixa de ar
ep (m)
z (m)
3.2.5.2
0.15
0,20
≥ 0,25
0,00 a +0,40
0,45
0,50
0,60
> +0,40
0,60
0,70
0,80
Ligação da fachada com pavimentos sobre locais não aquecidos
Este tipo de ponte térmica linear não ocorre nos casos de estudo considerados.
3.2.5.3
Ligação da fachada com pavimentos intermédios
Este tipo de ponte térmica linear está presente apenas nos casos de estudo em que o edifício é
constituído por dois pisos. Nos pisos intermédios, uma vez que a laje do pavimento de um piso
corresponde à laje de cobertura do anterior e assim sucessivamente, o desenvolvimento da
ponte térmica deve ser contabilizado tanto na zona do piso como na zona do tecto, por isso o
valor do coeficiente de transmissão térmica linear adoptado foi, de acordo com a Tabela 10
[N.4], igual a 0,46 W/m.°C.
Tabela 10 - Valores de Ψ (W/m.°C) para a ligação de fachada com pavimentos intermédios [N.4].
Parede com isolante na caixa de ar
ep (m)
em (m)
> 0,30
0,15
0,20
0,25
≥0,35
0,15
0,20
0,25
0,30
Nota: Ψsup = Ψinf
Para compartimentos contíguos de habitações distintas Ψ = Ψsup
=Ψinf
Para compartimentos contíguos da mesma habitação Ψ = Ψsup + Ψinf
3.2.5.4
Ligação da fachada com cobertura inclinada ou terraço
Considerou-se ψ = 0,71 W/m.°C para a ligação da fachada com a cobe rtura em terraço com
espessura ep = 0,27 m (ver Tabela 11).
20
Tabela 11 – Valores de Ψ (W/m.°C) para a ligação de fachada com cobertura i nclinada ou terraço
[N.4].
Parede com isolamento na caixa de ar e cobertura com isolamento pelo exterior
ep (m)
3.2.5.5
0,15
0,20
0,25
≥0,35
0,50
0,60
0,70
0,75
Ligação da fachada com varanda
Este tipo de ponte térmica linear não ocorre em nenhum dos casos de estudo considerados.
3.2.5.6
Ligação entre duas paredes
De acordo com a Tabela 12, foi considerado ψ = 0,20 W/m.°C nas pontes térmicas lineares
correspondentes à ligação entre duas paredes.
Tabela 12 – Valor de Ψ (W/m.°C) para a ligação entre duas paredes [N.4].
Isolante na caixa de ar
em (m)
≥ 0,22
0,20
3.2.5.7
Ligação de fachada com caixa de estore
Este tipo de ponte térmica não ocorre em nenhum dos casos de estudo, uma vez que o
sistema de protecção solar considerado consiste em, todos os casos, em portadas de madeira
de cor escura.
3.2.5.8
Ligação de fachada a padieira, peitoril ou ombreira
De acordo com o RCCTE [N.4], o valor do coeficiente de transmissão térmica linear a adoptar
para a ligação da fachada a padieira, peitoris ou ombreiras de vãos deve ser nulo caso haja
contacto do isolante térmico com a caixilharia. Tendo em conta que este tipo de
pormenorização nem sempre é especificado no projecto corrente, optou-se por considerar que
21
tal não acontecia, pelo que o valor do coeficiente adoptado é ψ = 0,20 W/m.°C conforme
indicado na Tabela 13.
Tabela 13 - Valor de Ψ (W/m.°C) para a ligação de fachada a padieira, pei toril ou ombreira
Parede com isolante na caixa de ar
0,20
3.2.6
Envidraçados
Considerou-se que a área de envidraçados definida em 3.1 se distribui por janelas com
2
1,20×0,80 m , constituídas por caixilharia metálica, com corte térmico, sem quadrícula,
equipada com vidro duplo incolor 4+16+4 mm com factor solar 9T = 0,76. Os vãos são
equipados com dispositivos de ocultação nocturna e protecção solar constituídos por portadas
de madeira com 9T′ = 0,06 , cuja permeabilidade ao ar se considera baixa, do que resulta um
valor médio do coeficiente de transmissão térmica dia-noite, Uwdn = 2,70 W/m.ºC.
Apesar de se ter feito o cálculo para obtenção do valor de Uwdn, considerou-se o valor de Uwdn =
2,70 W/m.ºC por ser mais conservativo.
UVWX =
R Z[\]^_çã\ = b
1−
UVWX
UV
UVWX
Valor de catálogo de UVWX =
c
1
1
+ R Z[\]^_çã\
UV
defSgK
1
(3.1)
2,5
3,3
= b
c
2,5
UV,_t]áu\v\
1−
1
+ R Z[\]^_çã\
22
defSgK
=
= 0,097
1
1
+ 0,097
2,7
= 2,13
(3.2)
(3.3)
Para adaptar a captação dos ganhos solares no Inverno aos costumes nacionais, admitiu-se,
como recomendado no RCCTE [N.4] a utilização de cortinas interiores muito transparentes
(g┴’=0,63) como único sistema de protecção solar activo nesse período, pelo que o factor solar
do envidraçado é dado por,
9T (wx:I) =
0,63 × 0,76
= 0,64.
0,75
(3.4)
Tendo em conta a implantação dos casos de estudo na periferia de zonas urbanas, considerouse um ângulo de horizonte α = 20°. Não foram considerados elementos de sombrea mento
próprio e difuso, pelo que Fo.Ff = 0,90.
Para a estação de arrefecimento o factor solar do vão envidraçado é
9T ({:Iã =
0,76 × 0,06
× 0,70 + 0,76 × 0,30 = 0,27.
0,75
(3.5)
O factor solar dos vãos envidraçados considerado com dispositivos de protecção solar 100%
activos foi de
9T =
0,06 × 0,76
≅ 0,06 ,
0,75
(3.6)
o que corresponde a portadas de madeira exteriores de cor escura.
3.2.7
Requisitos mínimos de qualidade térmica
Os valores máximos admissíveis para os coeficientes de transmissão térmica são
apresentados na Tabela 14 em conjunto com os valores de referência (mais exigentes)
considerados para efeitos da verificação automática do regulamento no caso de fracções
2
autónomas com áreas úteis de pavimento inferiores a 50 m [N.4]. A Tabela 14 mostra que os
valores de U adoptados para a envolvente são todos significativamente inferiores aos valores
de referência, o que atesta a excelente qualidade térmica da envolvente e permite perspectivar
a obtenção de elevada classificação de desempenho energético dos casos de estudo.
O valor de referência do factor solar para vãos envidraçados com mais de 5 % da área útil do
espaço que servem, para inércia térmica média e zona climática V2, é de 0,56. O valor de
cálculo obtido é de 0,27 conforme calculado em (3.5).
No ANEXO II, é apresentada uma síntese das características de cada caso de estudo.
23
Tabela 14 – Valores máximos admissíveis e de referência dos coeficientes de transmissão térmica
e sua comparação com valores considerados nos casos de estudo (zona climática I2 [N.4])
Valores de
referência
Valores de cálculo
Zonas opacas verticais
0,60
0,38
Zonas opacas horizontais
0,45
0,32
Zonas opacas verticais
1,20
-
Zonas opacas horizontais
0,90
-
Zonas opacas verticais
0,76
0,65
Envidraçados (*)
3,30
2,70
Elemento da envolvente
Elementos exteriores em zona corrente:
Elementos interiores em zona corrente:
Pontes térmicas planas:
(*) Valor médio dia-noite (inclui efeito de dispositivo de protecção nocturna) para vãos
envidraçados verticais, ou vãos envidraçados horizontais. Consideram-se sempre como se
instalados em locais com ocupação nocturna.
3.3
PERDAS ASSOCIADAS À RENOVAÇÃO DE AR
Considera-se que a norma NP 1037-1 não é cumprida, pelo que, de acordo com o RCCTE
[N.4], apesar de a ventilação se processar de forma natural, a taxa de renovação de ar poderá
-1
ser diferente de 0.6 h . A taxa de renovação ar foi calculada para todos os casos de estudo,
com base em caixilharias da classe 3 de permeabilidade, o que é relativamente comum na
construção actual, sem caixa de estore e sem aberturas auto-reguladas na fachada. Admitiramse portas exteriores bem vedadas. Tendo em conta a localização dos casos de estudo,
considerou-se a classe 2 de exposição ao vento (implantação na periferia de zonas urbanas e
rugosidade tipo 2, com altura inferior a 10 m).
3.4
NECESSIDADES DE ENERGIA PARA PRODUÇÃO AQS
De acordo com o RCCTE [N.4], para quantificar o número convencional de ocupantes de cada
fracção autónoma torna-se necessário conhecer a sua tipologia. Para tal, foi considerada a
distribuição de tipologias por área bruta apresentada na Tabela 15, a qual foi definida com base
nas áreas brutas mínimas indicadas no Regulamento geral das edificações urbanas – RGEU
[N.7], multiplicando por 2 para adaptação às áreas brutas que actualmente são comercializadas
para cada tipologia.
24
Tabela 15 - Área bruta em função da tipologia das fracções autónomas
Tipos de fogo
2
Área Bruta (m )
T0
T1
T2
T3
T4
T5
T6
T7
T8
70
104
144
182
210
244
268
344
420
Considerou-se que a produção de águas quentes sanitárias seria efectuada com base num
equipamento padrão, nomeadamente um esquentador a gás natural com uma eficiência de
conversão # = 0,50.
O RCCTE adopta a obrigatoriedade, em caso de exposição solar favorável e ausência de
obstrução significativa, de utilização de sistemas colectores solares ou de outros sistemas
alternativos que recorram a energias renováveis.
Como se referiu no Capítulo 2, a contabilização da energia fornecida pelos sistemas colectores
solares foi efectuada com base no método simplificado descrito no Despacho N.º 11020/2009,
o qual se apresenta no Anexo I. Foram considerados colectores solares com circulação
2
forçada. Uma vez que o método considera apenas áreas até 6,0 m , foi necessário estimar os
valores de energia solar de referência, %&'(#) , obtida para as maiores tipologias. De acordo com
)*5
2
o RCCTE [N.4], uma tipologia T8, com 9 ocupantes, requer 9,0 m de colectores solares. A
estimativa foi efectuada por regressão linear, conforme se ilustra na Figura 7.
Na Tabela 16 apresentam-se os valores da energia solar de referência a considerar para cada
tipologia.
Tabela 16 - Valores de energia solar de referência
Tipologia
T1
T2
T3
T4
T5
T6
T7
T8
Nº de ocupantes
2
Acolectores (m )
2
3
4
5
6
7
8
9
724
1225
1702
2163
2619
3105
3578
4051
6
7
%&'(#)
(kWh/ano)
)*5
3000
Esolarref (kWh/ano)
2500
y = 472.8x - 204.6
R² = 0.9996
2000
1500
1000
500
0
0
1
2
3
4
5
Acolector (m2)
Figura 7 – Estimativa, obtida por regressão linear, da energia solar de referência em função da área
2
de painéis solares (1 m por ocupante)
25
3.5
NECESSIDADES DE ENERGIA PRIMÁRIA
Para contabilização das necessidades de energia primária, foram considerados os
equipamentos de climatização padrão indicados no RCCTE [N.4], nomeadamente uma
resistência eléctrica (aquecimento) e uma bomba de calor (arrefecimento). A eficiência nominal
dos equipamentos para a estação de aquecimento e arrefecimento é de = 1.0 e = 3.0
respectivamente.
26
4
APLICAÇÃO DO RCCTE AOS CASOS DE ESTUDO
No presente capítulo é efectuada a aplicação do RCCTE aos casos de estudo considerando os
parâmetros necessários definidos no Capítulo 3. O objectivo desta primeira aplicação é avaliar
a classe de desempenho energético de cada caso de estudo, de forma a definir um conjunto de
possíveis medidas de melhoria a aplicar.
4.1
ANÁLISE DE RESULTADOS
No Anexo III é apresentado o quadro com os parâmetros de desempenho energético previstos
no RCCTE obtidos para cada caso de estudo com base nas condições definidas no Capítulo 3.
O Anexo III inclui também a classe energética obtida para cada caso de estudo. Para facilitar a
visualização dos resultados, apresenta-se uma compilação dos resultados na Figura 8 a Figura
12.
Na Figura 8 é apresentada uma distribuição dos resultados obtidos para a condição Nic ≤ Ni.
Conclui-se que nos casos de estudo correspondentes a moradias com 2 pisos a percentagem
de incumprimentos do valor limite das necessidades nominais de energia útil de aquecimento é
quatro vezes menor do que nos casos relativos a moradias de piso térreo. Tal deve-se ao peso
excessivo, nestes últimos casos, das perdas através de elementos de construção em contacto
com o solo. A Figura 8 mostra ainda uma percentagem total de incumprimento da condição Nic
≤ Ni de 40%, o que, tendo em conta a elevada qualidade térmica da envolvente, pode parecer
surpreendente.
25%
21%
21%
20%
16%
16%
15%
10%
9%
9%
Satisfaz RCCTE
4%
5%
Não Satisfaz RCCTE
4%
0%
1 piso
1 piso
2 pisos
2 pisos
orientação orientação orientação orientação
solar 1
solar 2
solar 1
solar 2
Figura 8 - Distribuição de resultados para a comparação de Nic com Ni (necessidades de energia
para aquecimento)
Na Figura 9 e Figura 10 apresentam-se os resultados obtidos relativamente ao cumprimento
das condições Nvc ≤ Nv e Nac ≤ Na. Conclui-se que estas condições são satisfeitas na totalidade
dos casos de estudo.
27
30%
25%
25%
25%
25%
25%
20%
15%
Satisfaz RCCTE
10%
5%
0%
1 piso
1 piso
2 pisos
2 pisos
orientação orientação orientação orientação
solar 1
solar 2
solar 1
solar 2
Figura 9 – Distribuição de resultados relativos à verificação da condição Nvc ≤ Nv.
30%
25%
25%
25%
25%
25%
20%
15%
Satisfaz RCCTE
10%
5%
0%
1 piso
1 piso
2 pisos
2 pisos
orientação orientação orientação orientação
solar 1
solar 2
solar 1
solar 2
Figura 10 - Distribuição de resultados relativos à verificação da condição Nac ≤ Na.
Finalmente, apresenta-se na Figura 11 a distribuição de resultados obtida para a verificação da
condição Ntc ≤ Nt. Como seria de esperar, a distribuição de resultados obtida é próxima da que
se obteve relativamente à verificação da condição Nic ≤ Ni, observando-se, no entanto, um
acréscimo da percentagem de incumprimento nos casos de estudo correspondentes a
moradias com 2 pisos. Tal significa que, em 4% dos casos de estudo considerados, se
cumprem as condições Nic ≤ Ni, Nvc ≤ Nv e Nac ≤ Na, mas não a condição Ntc ≤ Nt, pode dever-se
a valores de Nic ≤ Ni muito próximos da unidade.
Globalmente, observa-se que 56% dos casos de estudo considerados satisfazem a condição
Ntc ≤ Nt.
28
25%
19%
19%
20%
16%
16%
15%
10%
9%
9%
Satisfaz RCCTE
6%
6%
Não Satisfaz RCCTE
5%
0%
1 piso
1 piso
2 pisos
2 pisos
orientação orientação orientação orientação
solar 1
solar 2
solar 1
solar 2
Figura 11 - Distribuição de resultados obtidos relativamente à verificação da condição Ntc ≤ Nt.
Na Figura 12 apresenta-se a distribuição de resultados obtida para a verificação integral do
RCCTE, ou seja, para a satisfação, em simultâneo, das condições: Nic ≤ Ni; Nvc ≤ Nv; Nac ≤ Na; e
Ntc ≤ Nt. Observa-se que a percentagem de incumprimento para fracções autónomas com
apenas 1 piso crescem face à obtida relativamente à condição Nic ≤ Ni ( Figura 12 ), o que
comprova a hipótese colocada anteriormente relativamente à possibilidade de existência de
casos de estudo em que Nic / Ni é pouco inferior à unidade e Ntc / Nt é superior à unidade, e
vice-versa.
Globalmente, a percentagem de casos de estudo que cumpre o RCCTE é de 53%, o que
constitui um valor muito baixo tendo em conta a qualidade térmica das soluções construtivas.
25%
19%
19%
20%
18%
17%
15%
10%
7%
Satisfaz RCCTE
8%
6%
6%
Não Satisfaz RCCTE
5%
0%
1 piso
1 piso
2 pisos
2 pisos
orientação orientação orientação orientação
solar 1
solar 2
solar 1
solar 2
Figura 12 – Distribuição de resultados relativos ao cumprimento integral do RCCTE.
29
Como este trabalho tem por objectivo a avaliação das medidas de melhoria do desempenho
energético a aplicar a fracções autónomas que cumprem os requisitos do RCCTE, ou seja, a
-
fracções autónomas que apresentam uma classificação energética mínima de B , é importante
aumentar a dimensão da amostra dos casos de estudo satisfatórios.
Assim foi testada a aplicação de duas medidas de melhoria da envolvente, combinadas com
vista a satisfazer os valores limites das necessidades de aquecimento:
Aumento da espessura de isolamento térmico das paredes de fachada em 4 cm para
um total de 10 cm, de modo a reduzir o coeficiente de transmissão térmica da zona
2
2
corrente para 0,27 W/m .ºC e das pontes térmicas planas para 0,38 W/m .ºC ( ver
Tabela 17 e Tabela 18 );
2
Redução do coeficiente de transmissão térmica do vidro para 1,70 W/m .ºC, o que
pode conseguir-se com vidros duplos 4+12+4 SGG Climaplus [7], com a consequência
negativa de reduzir o factor solar do vidro, 9T , de 0,76 para 0,63 [7], ou seja, o factor
solar do envidraçado a considerar no período de Inverno passa a 9T = 0,53 e no
período de Verão passa a 9T = 0,22. Os vidros da gama SGG Climaplus [7],
termicamente mais eficientes do que os da gama SGG Climalit [8] inicialmente
considerados apresentam um custo de aquisição cerca de 2 vezes superior ( 42,93
2
2
€/m face a 22,50 €/m ).
Tabela 17 - Coeficiente de transmissão térmica das paredes de fachada após alteração da
espessura do isolamento térmico.
Espessura
(m)
Condutibilidade
(W/m.ºC)
Resistência
Térmica
2
(m .ºC/W)
0,04
Rse
1 Reboco
0,02
2 Tijolo
0,11
3 Caixa-de-ar
0,03
4 Poliestireno Extrudido
0,10
5 Tijolo
0,15
6 Reboco
0,02
1,30
0,02
0,27
0,18
0,037
2,70
0,39
1,30
0,02
0,13
Rsi
Totais
0,43
3,74
U (W/m2.ºC)
0,27
30
Tabela 18 - Coeficiente de transmissão térmica das zonas de ponte térmica plana da fachada após
alteração da espessura do isolamento térmico.
1
2
3
4
5
6
Espessura
(m)
Condutibilidade
(W/m.ºC)
Rse
Reboco
Forra cerâmica
Betão
Poliestireno extrudido
Forra cerâmica
Reboco
Rsi
0,02
0,03
0,25
0,08
0,03
0,02
1,30
Totais
0,43
Resistência
Térmica
2
(m .ºC/W)
0,04
0,02
0,07
0,13
2,16
0,07
0,02
0,13
2,00
0,037
1,30
2,63
2
U (W/m .ºC)
0,38
Os resultados obtidos para os casos de estudo após a aplicação destas alterações podem ser
consultados no Anexo IV. A percentagem de casos que cumpre a condição Nic ≤ Ni aumentou
de 60 para 66%. Conforme se mostra na Figura 13, a melhoria conseguida distribui-se
uniformemente por todas as configurações, sendo sempre muito ligeira.
25%
23%
22%
20%
15%
15%
10%
14%
11%
Satisfaz RCCTE
10%
Não Satisfaz RCCTE
5%
3%
2%
0%
1 piso
piso
2 pisos
2 pisos
orientação orientação orientação orientação
solar 1
solar 2
solar 1
solar 2
Figura 13 – Distribuição de resultados relativos à satisfação da condição Nic ≤ Ni.
As condições Nvc ≤ Nv e Nac ≤ Na continuam a ser satisfeitas para a totalidade da amostra. A
condição Ntc ≤ Nt, relativa às necessidades nominais de energia primária, passa a ser satisfeita
em 62% dos casos de estudo ( Figura 14 ), o que, apesar de constituir uma melhoria com
algum significado face aos 56% de casos satisfatórios na amostra original, é ainda um número
bastante reduzido tendo em conta a qualidade térmica da envolvente.
31
25%
20%
20%
20%
14%
15%
11%
14%
11%
Satisfaz RCCTE
10%
5%
5%
Não Satisfaz RCCTE
5%
0%
piso
2 pisos
2 pisos
1 piso
orientação orientação orientação orientação
solar 1
solar 2
solar 1
solar 2
Figura 14 - Distribuição de resultados relativos à satisfação da condição Ntc ≤ Nt
Na Figura 15 é apresentada a distribuição de resultados obtidos relativamente à satisfação
global do RCCTE, ou seja, relativamente ao cumprimento, em simultâneo, das condições: Nic ≤
Ni; Nvc ≤ Nv; Nac ≤ Na; e Ntc ≤ Nt. A percentagem de casos satisfatórios aumentou de 53 para
57%, o que pode ser considerado como uma melhoria apenas marginal.
25%
20%
20%
20%
17%
16%
15%
10%
9%
Satisfaz RCCTE
8%
5%
5%
Não Satisfaz RCCTE
5%
0%
1 piso
piso
2 pisos
2 pisos
orientação orientação orientação orientação
solar 1
solar 2
solar 1
solar 2
Figura 15 – Distribuição de resultados relativos à satisfação simultânea das condições: Nic ≤ Ni; Nvc
≤ Nv; Nac ≤ Na; e Ntc ≤ Nt.
Na Figura 16 apresenta-se a distribuição das classificações energéticas obtidas para os casos
de estudo. Observa-se que apesar da elevada qualidade térmica da envolvente, foi difícil
verificar o RCCTE na sua totalidade, obtendo-se uma classificação de apenas B- para os casos
de estudo satisfatórios.
32
57%
60%
50%
43%
40%
30%
20%
10%
0%
0%
0%
A+
A
B
0%
0%
0%
0%
D
E
F
G
0%
B-
C
Classe energética
Figura 16 – Distribuição de resultados relativos à classificação energética.
Tendo em consideração as dificuldades referidas, optou-se por efectuar a análise das medidas
de melhoria, apresentada no Capítulo 5, apenas para os casos de estudo satisfatórios, ou seja,
a dimensão da amostra reduziu-se de 576 casos iniciais para apenas os 331 casos de estudo.
No Anexo V é apresentada a nova lista de casos de estudo, a qual será identificada, doravante,
por solução base.
33
34
5
APRESENTAÇÃO E ANÁLISE DAS PROPOSTAS DE MELHORIA DO DESEMPENHO
ENERGÉTICO DOS EDIFÍCIOS
5.1
APRESENTAÇÃO DAS MEDIDAS DE MELHORIA DA CLASSE ENERGÉTICA
No âmbito da supervisão da actividade de certificação energética dos edifícios, a ADENE
propõe aos peritos qualificados uma lista de medidas a aplicar com vista à melhoria da classe
energética dos edifícios. A referida lista encontra-se reproduzida na íntegra no ANEXO VI deste
trabalho.
A partir desta lista, a qual é muito extensa, foi seleccionado um conjunto de 10 melhorias a
aplicar à solução de base. Como as soluções adoptadas para a envolvente dos casos de
estudo apresentam já elevada qualidade térmica, as medidas de melhoria consideradas neste
capítulo focam-se essencialmente nos sistemas de aquecimento e arrefecimento para
climatização e nos sistemas para produção de águas quentes sanitárias. Não se apresentam
propostas relacionadas com energias renováveis porque a solução base considera a utilização
de colectores solares para captação de energia, conforme exigido pelo RCCTE para novas
edificações.
Apresentam-se, em seguida, as 10 propostas de melhoria do desempenho energético
seleccionadas, as quais serão aplicadas posteriormente a cada caso de estudo, numa análise
que corresponderá, no total, a 331×10=3310 aplicações do RCCTE:
•
Proposta 1 - Montagem de tecto falso.
•
Proposta 2 - Substituição do equipamento actual e/ou instalação de caldeira de
condensação para aquecimento ambiente.
•
Proposta 3 - Substituição do equipamento actual e/ou instalação de unidade individual
de ar condicionado SPLIT reversível (bomba de calor) tipo inverter com classe
energética A para climatização.
•
Proposta 4 - Substituição do equipamento actual e/ou instalação de unidade individual
de ar condicionado MULTISPLIT reversível (bomba de calor) tipo inverter com classe
energética A para climatização.
•
Proposta 5 - Substituição do equipamento actual e/ou instalação de esquentador de
elevado rendimento para preparação de AQS.
•
Proposta 6 - Substituição do equipamento actual e/ou instalação de caldeira de
condensação para preparação de AQS.
•
Proposta 7 - Substituição do equipamento actual e/ou instalação de caldeira mural a
gás para preparação de AQS.
•
Proposta 8 - Substituição do equipamento actual e/ou instalação de caldeira mural a
gasóleo para preparação de AQS.
•
Proposta 9 - Substituição do equipamento actual e/ou instalação de bomba de calor de
elevado COP para preparação de AQS.
•
Proposta 10 - Instalação, nas fachadas, de aberturas permanentes auto-reguladas.
35
5.2
5.2.1
ANÁLISE DAS PROPOSTAS DE MELHORIA DA CLASSE ENERGÉTICA
Pressupostos
A análise das propostas de melhoria de desempenho energético definidos em 5.1 será
efectuada segundo vectores distintos. Será analisada a efectiva melhoria da classe energética
mas também a eficiência da proposta em termos do ganho obtido face ao custo do
investimento. Para tal será efectuada a metodologia adoptada em 2.7 e 2.8 relativamente à
avaliação do período de retorno do investimento. Uma vez que o formato actual das
Declarações de Conformidade Regulamentar e Certificado Energético considera também o
custo do investimento e a redução da factura energética como parâmetro de avaliação das
medidas de melhoria da classe energética, opta-se por efectuar também a sua análise neste
trabalho. Para tal considera-se que a redução da factura energética é dada por,
∆> = >J,~#&* − >J,)''&# (€/),
(5.1)
onde >J,~#&* e >J,)''&# são os custos diferidos associados à exploração do edifício ( factura
energética ) durante o ano de referência.
Os custos diferidos são calculados com base no custo da energia em função da fonte
energética considerada [w.5 e w.6], conforme apresentado na Tabela 19.
Tabela 19 - Custo da energia.
Fonte energética
Gás natural
Gasóleo
Electricidade
Custo
(€/kWh)
0,064
0,121
0,130
Uma vez que o desempenho energético da solução de base foi avaliado com base nos
sistemas padrão para aquecimento ( resistência eléctrica ) e arrefecimento ( bomba de calor )
do ar interior, os custos diferidos de exploração anual associados à solução base são dados
por,
>J,~#&* =
€‚
ƒ
× × >, +
€„‚
ƒ„
× × >, (€/),
(5.2)
onde: a eficiência da resistência eléctrica é unitária e da bomba de calor é de 3,0 e o
custo unitário da electricidade consumida por ambos os sistemas, >, e >, , é de 0,13 €/kWh (
Tabela 19 ).
Para avaliação do período de retorno do investimento será considerada, em todos os casos de
estudo, uma taxa de actualização de 5%.
36
5.2.2
Proposta 1 - Montagem de tecto falso
A primeira proposta de melhoria da classe energética consiste na aplicação de um tecto falso
com caixa de ar de 5 cm de espessura sob a cobertura ( estrutura leve de perfis de aço
galvanizado, revestidos com dupla placa de gesso cartonado de 2 cm de espessura fixadas
mecanicamente à estrutura metálica ).
O custo estimado por metro quadrado de aplicação e respectivo acabamento, incluindo mão2
de-obra, é de 40,00 €/m [w.7]. Para os casos de estudo correspondentes a moradias com dois
pisos, a colocação do tecto falso faz-se no apenas no segundo piso, onde se localiza a
cobertura.
Esta proposta reduz o valor do coeficiente de transmissão térmica da cobertura em apenas
2
0.03 W/m .ºC e reduz a generalidade das trocas de calor por reduzir o pé-direito do último piso
em 5 cm. Os resultados obtidos para esta proposta encontram-se no ANEXO VII.
Espessura Condutibilidade
(m)
(W/m.ºC)
Resistência Térmica
2
(m .ºC/W)
Inverno
Verão
0,10
0,17
0,25
0,08
0,08
0,05
0,02
0,20
1,30
2,00
0,16
0,02
0,10
0,21
0,02
0,10
0,05
0,33
0,15
0,15
6 Tela de impermeabilização
0,01
0,23
0,04
0,04
7 Poliestireno extrudido
8 Lajetas de betão
Rse
0,10
0,04
0,04
2,00
2,70
0,02
0,04
2,70
0,02
0,04
3,41
3,53
0,29
0,28
Rsi
Tecto falso (placa de gesso
cartonado)
2 Caixa de ar
3 Reboco
4 Betão armado
1
5
Camada de forma em betão leve
3
de argila expandida 900 kg/m
Totais
0,02
0,42
2
U (W/m .ºC)
Nas Figuras 17 a 20 apresentam-se os resultados obtidos, observando-se que a proposta 1,
aplicada isoladamente, não conduz a uma melhoria efectiva da classe energética e que a
redução da factura energética ficaria abaixo dos 100,00 €/ano para um investimento superior a
5000,00 €, ou seja com um período de retorno do investimento muito superior a 15 anos para a
totalidade da amostra. Em 70 % dos casos, o período de retorno foi de 40 anos e nos restantes
30% dos casos, obteve-se um período de retorno de 53 anos.
Uma vez que esta proposta incide de forma pouco significativa sobre a qualidade térmica da
envolvente, a qual é elevada na solução de base, observa-se que as necessidades de
aquecimento diminuem muito pouco, conduzindo a uma redução pouco significativa das
necessidades de energia primária e mantendo assim a classe energética da solução base.
37
100%
100%
90%
80%
70%
60%
50%
40%
30%
20%
10%
0%
0%
0%
0%
A+
A
B
B-
0%
0%
0%
0%
0%
C
D
E
F
G
Classe energética
Figura 17 – Distribuição da classe energética obtida por aplicação da Proposta 1 a cada caso de
estudo.
70%
61%
60%
50%
39%
40%
30%
20%
10%
0%
0%
< 200
200 a 999
0%
1000 a 4999
≥ 5000
Ci (€)
Figura 18 – Distribuição do custo de investimento associado à aplicação da Proposta 1 a cada
caso de estudo.
100%
100%
90%
80%
70%
60%
50%
40%
30%
20%
10%
0%
0%
< 100
100 a 499
0%
0%
500 a 999
≥ 1000
∆C (€/ano)
Figura 19 – Distribuição dos resultados obtidos para a redução anual da factura energética
decorrente da aplicação da Proposta 1 a casa caso de estudo.
38
100%
100%
90%
80%
70%
60%
50%
40%
30%
20%
10%
0%
0%
0%
<5
0%
5a9
10 a 14
Período de retorno (anos)
≥ 15
Figura 20 – Distribuição do período de retorno do investimento associado à aplicação da Proposta
1 a cada caso de estudo.
5.2.3
Proposta 2 - Substituição do equipamento actual e/ou instalação de caldeira de
condensação para aquecimento ambiente.
Para ilustrar a aplicação desta proposta, considerou-se a instalação de uma caldeira mural de
condensação a gás Fagor para aquecimento ambiente alimentada a gás natural, a qual está
disponível em duas versões com potências de 24 e 30 kW, apresentando ambas as versões
uma eficiência de 109 % [w.8]. Admitiu-se a utilização da caldeira com 24 kW de potência para
as tipologias T0 a T3, sendo a caldeira mais potente utilizada nas tipologias restantes.
A aplicação da Proposta 2 melhorou a classe energética de B- para B em todos os casos de
estudo como se pode observar na Figura 21, o que resultou da redução das necessidades de
energia primária devido à maior eficiência de aquecimento da caldeira combinada com o menor
factor de conversão de energia útil em energia primária associada ao gás natural.
100%
90%
80%
70%
60%
50%
40%
30%
20%
10%
0%
100%
0%
0%
A+
A
0%
B
B-
0%
0%
C
D
Classe energética
0%
0%
0%
E
F
G
Figura 21 - Distribuição da classe energética obtida por aplicação da Proposta 2 a cada caso de
estudo.
39
O custo do investimento estimado para a caldeira de 24 kW é de 1736,00 € [w.8], enquanto que
para a caldeira com 30kW de potência, o custo é de 2350,00 € [w.8]. Estes preços incluem o
custo do equipamento, entrega e montagem. Para além do custo da caldeira, é necessário
acrescentar o custo das tubagens que fazem a ligação com os radiadores para cada
compartimento. Admitiu-se que a colocação das tubagens é feita ainda na fase de construção
das moradias, com um custo de 30,00 € por metro para abertura e fecho de roços e colocação
de tubagens. O custo final para a colocação de tubagens é calculado para, cada tipologia, com
base num comprimento total da tubagem dado por,
1
…AB 4 HIGçã ?Aó = ºG;IAF:A@ × ˆéJ)*' + ˆ:Ií:AI (.
2
(5.3)
Para os radiadores a água, foi considerado um custo unitário de 160,00 € estimado com base
no custo de radiadores com 6 elementos Elegance EL da Vulcano [w.9], os quais se
consideram aplicados em cada compartimento.
Na Figura 22 observa-se que o custo de investimento se situa entre 1000 a 4999 € para a
totalidade dos casos de estudo.
100%
100%
90%
80%
70%
60%
50%
40%
30%
20%
10%
0%
0%
0%
< 200
200 a 999
0%
1000 a 4999
≥ 5000
Ci (€)
Figura 22 - Distribuição do custo de investimento associado à aplicação da Proposta 2 a cada caso
de estudo.
A redução da factura energética, calculada com base na expressão (5.1), em que ‹Œ,Ž‘’ foi
calculado através da expressão (5.2) considerando ‹“,” = 0,121 €/kWh (Tabela 19), foi
estimada entre 500 a 900 €/ano em 26 % dos casos de estudo e em 1000 €/ano ou mais nos
restantes 74 % dos casos.
40
100%
90%
80%
70%
60%
50%
40%
30%
20%
10%
0%
74%
26%
0%
0%
< 100
100 a 499
500 a 999
> 1000
∆C (€/ano)
Figura 23 - Distribuição dos resultados obtidos para a redução anual da factura energética
decorrente da aplicação da Proposta 2 a casa caso de estudo.
A elevada redução anula da factura energética conduz a baixos períodos de retorno de
investimento ( Figura 24 e Figura 25 ), com 85 % dos casos de estudo a apresentarem um
período de retorno de apenas 2 anos ( Figura 25 ).
100%
90%
80%
70%
60%
50%
40%
30%
20%
10%
0%
100%
<5
0%
0%
0%
5 a 10
10 a 15
≥ 15
Período de retorno (anos)
Figura 24 - Distribuição do período de retorno do investimento associado à aplicação da Proposta
2 a cada caso de estudo.
41
100%
90%
80%
70%
60%
50%
40%
30%
20%
10%
0%
85%
14%
1%
1
2
1%
0%
4
>4
3
Período de retorno (anos)
Figura 25 - Distribuição detalhada do período de retorno do investimento associado à aplicação da
Proposta 2 a cada caso de estudo.
5.2.4
Proposta 3 - Substituição do equipamento actual e/ou instalação de unidade
individual de ar condicionado SPLIT reversível (bomba de calor) tipo inverter
com classe energética A para climatização.
Para ilustrar a aplicação desta proposta, considerou-se a instalação de um equipamento de ar
condicionado completo, com alimentação eléctrica, formado por unidades exterior e interior, no
sistema Split Mural Inverter, modelo LG S09AW, com classe energética A, com potências
nominais de arrefecimento e aquecimento iguais a 2.6 kW e 3.6 kW, respectivamente. Com
base nas potências de climatização que normalmente são observadas nos aparelhos de ar
condicionado que servem compartimentos de habitação, consideraram-se as potências totais
de climatização apresentados na Tabela 20 para cada tipologia das fracções autónomas da
habitação.
Tabela 20 – Potências térmicas totais para climatização por sistema de ar condicionado para cada
tipologia de habitação
Tipologia
T0
T1
T2
T3
T4
T5
T6
T7
T8
Potência (kW)
2,5
2,5
5,0
7,5 10,0 12,5 15,0 17,5 20,0
Foram consideradas eficiências de arrefecimento e aquecimento respectivamente iguais a 4,05
e 4,14 [w.10].
O custo de cada equipamento completo, foi estimado em 665,00 € para o material e 150 € para
a mão-de-obra de instalação, por cada compartimento servido [w.11].
A aplicação da proposta 3 melhora o desempenho energético de 73 % dos casos de estudo, os
quais passam da classe B- para a classe A. Nos restantes 27 % dos casos de estudo, a classe
energética melhora de B- para B ( Figura 26 ).
42
100%
90%
80%
70%
60%
50%
40%
30%
20%
10%
0%
73%
27%
0%
A+
A
B
0%
0%
0%
0%
0%
0%
B-
C
D
E
F
G
Classe energética
Figura 26 - Distribuição da classe energética obtida por aplicação da Proposta 3 a cada caso de
estudo.
Na Figura 27 é apresentada a distribuição de resultados obtidos para o custo do investimento,
observando-se que em 38 % dos casos de estudo, correspondentes às maiores tipologias, o
mesmo supera os 5000,00 €.
Como se pode observar na Figura 28, a redução anual da factura energética é, para 99 % dos
casos de estudo, superior a 1000 €/ano, o que se traduz em pequenos períodos de
recuperação do investimento, os quais, para 28 % dos casos de estudo, são de apenas 1 ano,
sendo suficientes 2 anos nos restantes 72 % dos casos ( Figura 29 ).
100%
90%
80%
70%
60%
50%
40%
30%
20%
10%
0%
62%
38%
0%
0%
< 200
200 a 999
1000 a 4999
≥ 5000
Ci (€)
Figura 27 - Distribuição do custo de investimento associado à aplicação da Proposta 3 a cada caso
de estudo.
43
100%
90%
80%
70%
60%
50%
40%
30%
20%
10%
0%
99%
0%
0%
1%
< 100
100 a 499
500 a 999
> 1000
∆C (€/ano)
Figura 28 - Distribuição dos resultados obtidos para a redução anual da factura energética
decorrente da aplicação da Proposta 3 a casa caso de estudo.
100%
90%
80%
70%
60%
50%
40%
30%
20%
10%
0%
72%
28%
0%
1
2
>2
Período de retorno (anos)
Figura 29 - Distribuição detalhada do período de retorno do investimento associado à aplicação da
Proposta 3 a cada caso de estudo.
5.2.5
Proposta 4 - Substituição do equipamento actual e/ou instalação de unidade
individual de ar condicionado MULTISPLIT reversível (bomba de calor) tipo
inverter com classe energética A para climatização.
Para ilustrar a aplicação da proposta 4, considerou-se a substituição dos equipamentos padrão
para climatização por um sistema de ar condicionado multisplit reversível com bomba de calor
tipo inverter com classe energética A, composto por uma unidade exterior de ar condicionado
do tipo LG FM30AH com eficiências de arrefecimento e aquecimento de 3,22 e 3,63,
respectivamente [w.8] com um número máximo de 4 unidades interligadas.
Na Figura 30 é apresentada a distribuição de resultados obtida para a classificação energética
dos casos de estudo após aplicação da proposta 4. Observa-se, em 45 % dos casos, uma
44
melhoria da classe B- para a classe B, sendo essa melhoria mais relevante nos restantes 55 %
dos casos, onde se obtém uma classe energética A.
Na Figura 31 é apresentada a distribuição dos custos de investimento associados à
implementação da proposta 4 em cada caso de estudo. Conclui-se que em 45 % dos casos de
estudo, o custo total de investimento se situe entre os 1000,00 e 4999,00 €, sendo superior ou
igual a 5000,00 € nos restantes casos. Estes custos foram calculados considerando uma
unidade exterior, com um custo de aquisição de 1780 €/unidade acrescidos de 850 €/unidade
para instalação, e de uma unidade interior por compartimento climatizado, com um custo de
aquisição de 350 €/unidade acrescidos de 85 €/unidade para instalação [9]. Conclui-se que a
proposta 4 é de implementação mais cara do que a proposta 3, o que se traduz em períodos de
retorno de investimento mais elevados.
60%
55%
50%
45%
40%
30%
20%
10%
0%
0%
0%
0%
0%
0%
0%
B-
C
D
E
F
G
0%
A+
A
B
Classe energética
Figura 30 - Distribuição da classe energética obtida por aplicação da Proposta 4 a cada caso de
estudo.
60%
55%
50%
45%
40%
30%
20%
10%
0%
0%
< 200
200 a 999
0%
1000 a 4999
≥ 5000
Ci (€)
Figura 31 - Distribuição do custo de investimento associado à aplicação da Proposta 4 a cada caso
de estudo.
De facto, para uma redução anual da factura energética que, na quase totalidade dos casos, é
superior a 1000,00 €/ano ( ver Figura 32 ), ou seja, da mesma ordem de grandeza da obtida
com a proposta 3, o período de retorno será, em mais de metade dos casos de 3 anos (Figura
33 e Figura 34).
45
100%
90%
80%
70%
60%
50%
40%
30%
20%
10%
0%
98%
2%
0%
0%
< 100
100 a 499
500 a 999
> 1000
∆C (€/ano)
Figura 32 - Distribuição dos resultados obtidos para a redução anual da factura energética
decorrente da aplicação da Proposta 4 a casa caso de estudo.
100%
90%
80%
70%
60%
50%
40%
30%
20%
10%
0%
100%
<5
0%
0%
0%
5 a 10
10 a 15
≥ 15
Período de retorno (anos)
Figura 33 - Distribuição do período de retorno do investimento associado à aplicação da Proposta
4 a cada caso de estudo.
60%
52%
48%
50%
40%
30%
20%
10%
0%
0%
0%
1
2
3
>3
Período de retorno (anos)
Figura 34 - Distribuição detalhada do período de retorno do investimento associado à aplicação da
Proposta 4 a cada caso de estudo.
46
5.2.6
Proposta 5 - Substituição do equipamento actual e/ou instalação de
esquentador de elevado rendimento para preparação de AQS.
Para ilustrar a aplicação da proposta 5, considerou-se a instalação de um esquentador
estanque para produção de AQS, alimentado a gás natural, com rendimento de 88 %, do tipo
Sensor Plus [10].
Este modelo está disponível com as capacidades padrão de 11, 14 e 17 litros/minuto. Assim,
para as tipologias T0 e T1 deverá ser instalado um esquentador de 11 l/min, para as tipologias
T2 a T4 deverá ser instalado um esquentador de 14 l/min e para as restantes tipologias deverá
ser instalado um esquentador de 17 l/min.
100%
90%
80%
70%
60%
50%
40%
30%
20%
10%
0%
94%
6%
A+
A
0%
0%
0%
0%
0%
0%
0%
B
B-
C
D
E
F
G
Classe energética
Figura 35 - Distribuição da classe energética obtida por aplicação da Proposta 5 a cada caso de
estudo.
Na Figura 35 mostra-se que a aplicação desta proposta de melhoria do desempenho
energético, baseada na melhoria da eficiência do equipamento produtor de AQS, de 50 para
88%, conduz a uma melhoria substancial da classe energética dos casos de estudo, os quais
passam, em 94 % dos casos, da classe B- para a classe A+.
Considerando um custo de investimento de 580,00 € para um esquentador de 11 l/min,
650,00€ para um esquentador de 14 l/min e 700,00 € para um esquentador de 17 l/min [w.12],
obtém-se a distribuição de custos de investimento indicada na Figura 36.
47
100%
100%
90%
80%
70%
60%
50%
40%
30%
20%
10%
0%
0%
< 200
200 a 999
0%
0%
1000 a 4999€
≥ 5000
Ci (€)
Figura 36 - Distribuição do custo de investimento associado à aplicação da Proposta 5 a cada caso
de estudo.
A Figura 37 mostra que a redução anual da factura energética se situa, na totalidade da
amostra, entre 100,00 e 500,00 €/ano, pelo que o período de retorno do investimento inicial é
relativamente baixo, variando entre 1 a 4 anos (Figura 38 e Figura 39). Na maior parte dos
casos de estudo ( 54 % ) o período de retorno do investimento são apenas 2 anos.
100%
100%
90%
80%
70%
60%
50%
40%
30%
20%
10%
0%
0%
< 100
100 a 499
0%
0%
500 a 999
> 1000
∆C (€/ano)
Figura 37 - Distribuição dos resultados obtidos para a redução anual da factura energética
decorrente da aplicação da Proposta 5 a casa caso de estudo.
48
120%
100%
100%
80%
60%
40%
20%
0%
0%
0%
5 a 10
10 a 15
≥ 15
0%
<5
Período de retorno (anos)
Figura 38 - Distribuição do período de retorno do investimento associado à aplicação da Proposta
5 a cada caso de estudo.
60%
54%
50%
40%
28%
30%
20%
17%
10%
1%
0%
4
>4
0%
1
2
3
Período de retorno (anos)
Figura 39 - Distribuição detalhada do período de retorno do investimento associado à aplicação da
Proposta 5 a cada caso de estudo.
5.2.7
Proposta 6 - Substituição do equipamento actual e/ou instalação de caldeira de
condensação para preparação de AQS.
Para ilustrar a aplicação desta proposta considerou-se a instalação de uma caldeira mural de
condensação a gás natural da marca Fagor. Este modelo de caldeira encontra-se disponível
com potências de 24, 28 e 34 kW, com uma eficiência de 109% [w.8]. Para as tipologias T0 a
T2 considerou-se a instalação de uma caldeira com 24 kW de potência. Para as tipologias T3 a
T5, foi considerada uma potência de 28 kW e para as restantes tipologias ( T6 a T8 ) adoptouse uma potência de 34 kW.
Da aplicação da proposta 6 resulta uma melhoria da classe energética de todos os casos de
estudo, os quais passam da classe B- para a classe A+ ( Figura 40 ).
49
100%
100%
80%
60%
40%
20%
0%
0%
0%
0%
0%
0%
0%
0%
A
B
B-
C
D
E
F
G
0%
A+
Classe energética
Figura 40 - Distribuição da classe energética obtida por aplicação da Proposta 6 a cada caso de
estudo.
Os custos de aquisição e instalação das caldeiras variam conforme a sua potência. Assim, para
as caldeiras de 24, 28 e 34 kW considerou-se, respectivamente, custos de investimento inicial
de 1736,00 €, 1895,00 €, 2350,00 € [w.8].
100%
90%
80%
70%
60%
50%
40%
30%
20%
10%
0%
100%
0%
0%
< 200
200 a 999
0%
1000 a 4999
≥ 5000
Ci (€)
Figura 41 - Distribuição do custo de investimento associado à aplicação da Proposta 6 a cada caso
de estudo.
Em relação à medida anterior, também relativa à produção de AQS, esta tem um custo de
investimento mais elevado Figura 41,o que, para uma redução da factura energética entre
100,00 a 499,00 € Figura 42, da mesma ordem de grandeza da obtida para a proposta 5,
conduz a um período de retorno do investimento mais longo ( Figura 43 e Figura 44 ).
50
100%
100%
90%
80%
70%
60%
50%
40%
30%
20%
10%
0%
0%
< 100
100 a 499
0%
0%
500 a 999
> 1000
∆C (€/ano)
Figura 42 - Distribuição dos resultados obtidos para a redução anual da factura energética
decorrente da aplicação da Proposta 6 a casa caso de estudo.
100%
90%
80%
70%
60%
50%
40%
30%
20%
10%
0%
83%
17%
<5
5 a 10
0%
0%
10 a 15
≥ 15
Período de retorno (anos)
Figura 43 - Distribuição do período de retorno do investimento associado à aplicação da Proposta
6 a cada caso de estudo.
37%
40%
35%
28%
30%
25%
20%
17%
17%
15%
10%
5%
1%
0%
8
>8
0%
4
5
6
7
Período de retorno (anos)
Figura 44 - Distribuição detalhada do período de retorno do investimento associado à aplicação da
Proposta 6 a cada caso de estudo.
51
5.2.8
Proposta 7 - Substituição do equipamento actual e/ou instalação de caldeira
mural a gás para preparação de AQS.
Para ilustrar a aplicação desta medida, considera-se a instalação de uma caldeira mural a gás
para preparação instantânea de A.Q.S, com sistema de exaustão estanque, da Vulcano, com
potência de 24 kW e rendimento de 90% [10].
À semelhança do que ocorreu com a aplicação da proposta 6, todos os casos de estudo
apresentam uma subida da classe energética de B- para A+ ( Figura 45 ), o que decorre
directamente do aumento de eficiência do sistema de produção de AQS relativamente ao
sistema padrão.
100%
90%
80%
70%
60%
50%
40%
30%
20%
10%
0%
100%
A+
0%
0%
0%
0%
0%
0%
0%
0%
A
B
B-
C
D
E
F
G
Classe energética
Figura 45 - Distribuição da classe energética obtida por aplicação da Proposta 7 a cada caso de
estudo.
O custo de aquisição, entrega e montagem do equipamento é de 965,00 €.
A proposta 7 apresenta custos de investimento inicial ( Figura 46 ) e valores de redução anual
(Figura 47 ) da factura energética da mesma ordem de grandeza das apresentadas pela
proposta 5. No entanto em 29 % dos casos de estudo, o período de retorno do investimento
inicial é superior ou igual a 5 anos ( Figura 48 ). Em rigor, apenas 2 % dos casos de estudo
apresentam um período de retorno superior a 5 anos ( igual a 6 anos ), conforme se mostra na
Figura 49. Tal deve-se a um custo de investimento inicial ligeiramente superior ao considerado
na proposta 6.
52
100%
90%
80%
70%
60%
50%
40%
30%
20%
10%
0%
100%
0%
< 200
200 a 999
0%
0%
1000 a 4999
≥ 5000
Ci (€)
Figura 46 - Distribuição do custo de investimento associado à aplicação da Proposta 7 a cada caso
de estudo.
100%
90%
80%
70%
60%
50%
40%
30%
20%
10%
0%
100%
0%
< 100
100 a 499
0%
0%
500 a 999
> 1000
∆C (€/ano)
Figura 47 - Distribuição dos resultados obtidos para a redução anual da factura energética
decorrente da aplicação da Proposta 7 a casa caso de estudo.
100%
90%
80%
70%
60%
50%
40%
30%
20%
10%
0%
71%
29%
<5
5 a 10
0%
0%
10 a 15
≥ 15
Período de retorno (anos)
Figura 48 - Distribuição do período de retorno do investimento associado à aplicação da Proposta
7 a cada caso de estudo.
53
38%
40%
35%
28%
30%
25%
20%
16%
16%
15%
10%
5%
0%
2%
0%
6
>6
0%
1
2
3
4
5
Período de retorno (anos)
Figura 49 - Distribuição detalhada do período de retorno do investimento associado à aplicação da
Proposta 7 a cada caso de estudo.
5.2.9
Proposta 8 - Substituição do equipamento actual e/ou instalação de caldeira
mural a gasóleo para preparação de AQS.
Para ilustrar a aplicação desta proposta de melhoria da classe energética, considerou-se a
instalação de uma caldeira mural a gasóleo para produção instantânea de AQS, com câmara
de combustão revestida a aço e fibra cerâmica, queimador Bentone com pré-aquecimento e
válvula de segurança a 3 bar com retenção, apresentando potências de 25 kW e 35 kW e
eficiência de 91 %. Para as tipologias T0 a T3 adoptou-se a caldeira com 25 kW de potência,
com um custo de aquisição e montagem de 1465,00 € [10]. Para as tipologias T4 a T8 utilizouse a caldeira de 35 kW de potência, com um custo de investimento de 1575,00 € [10].
Esta proposta encontra-se direccionada para a redução da factura energética por via da
redução das necessidades energéticas associadas à produção de A.Q.S., à semelhança das
medidas consideradas nas propostas de melhoria 5 a 7.
100%
90%
80%
70%
60%
50%
40%
30%
20%
10%
0%
100%
A+
0%
0%
0%
0%
0%
0%
0%
0%
A
B
B-
C
D
E
F
G
Figura 50 - Distribuição da classe energética obtida por aplicação da Proposta 8 a cada caso de
estudo.
54
No entanto, neste caso considera-se uma alteração do combustível utilizado, o que nem
sempre será possível ou desejado pelos proprietários das fracções autónomas.
A aplicação desta medida conduz a classificações A+ para todos os casos de estudo ( Figura
50 ), associada a custos de investimento elevados ( Figura 51 ), da ordem de grandeza das
obtidas com a proposta 6, e as reduções anuais da factura energética tendencialmente mais
baixas do que as obtidas para as propostas 5 a 7 ( Figura 52 ).
100%
90%
80%
70%
60%
50%
40%
30%
20%
10%
0%
100%
0%
0%
< 200
200 a 999
0%
1000 a 4999
≥ 5000
Ci (€)
Figura 51 - Distribuição do custo de investimento associado à aplicação da Proposta 8 a cada caso
de estudo.
Assim, os períodos de retorno do investimento inicial são, naturalmente superiores aos obtidos
nas propostas 5 a 7 ( Figura 53 e Figura 54 ).
80%
71%
70%
60%
50%
40%
29%
30%
20%
10%
0%
0%
500 a 999
> 1000
0%
< 100
100 a 499
∆C (€/ano)
Figura 52 - Distribuição dos resultados obtidos para a redução anual da factura energética
decorrente da aplicação da Proposta 8 a casa caso de estudo.
55
60%
55%
50%
43%
40%
30%
20%
10%
2%
0%
0%
<5
5 a 10
10 a 15
≥ 15
Período de retorno (anos)
Figura 53 - Distribuição do período de retorno do investimento associado à aplicação da Proposta
8 a cada caso de estudo.
38%
40%
35%
27%
30%
25%
20%
16%
15%
11%
10%
5%
6%
0%
0%
0% 0% 1% 1% 0%
0%
0%
<7
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17 > 17
Período de retorno (anos)
Figura 54 - Distribuição detalhada do período de retorno do investimento associado à aplicação da
Proposta 8 a cada caso de estudo.
5.2.10 Proposta 9 - Substituição do equipamento actual e/ou instalação de bomba de
calor de elevado COP para preparação de AQS.
Para ilustrar a aplicação desta medida considerou-se a instalação de uma bomba de calor
Dimplex AQS BWP 30H com potência nominal de 2,16 kW e eficiência COP de 3,1 [w.9],
reservatório condensador exterior e isolamento térmico de elevada espessura.
Esta medida permite esperar, à partida, melhorias muito significativas da classe energética em
virtude da elevada eficiência do sistema de produção de AQS. Tal é confirmado pelos
resultados obtidos ( Figura 55 ), conseguindo-se uma classificação energética A+ para todos os
casos de estudo.
56
100%
90%
80%
70%
60%
50%
40%
30%
20%
10%
0%
100%
0%
0%
0%
0%
0%
0%
0%
0%
A
B
B-
C
D
E
F
G
A+
Classe energética
Figura 55 - Distribuição da classe energética obtida por aplicação da Proposta 9 a cada caso de
estudo.
No entanto, os elevados custos de investimento inicial ( Figura 56 ), os quais rondam os
2850,00 € [w.13], associados a uma redução anual da factura energética ( Figura 57 ) da
mesma ordem de grandeza das obtidas para as propostas 5 a 7, traduz-se em períodos de
retorno do investimento inicial de 5 a 12 anos ( Figura 58 e Figura 59 ).
100%
100%
90%
80%
70%
60%
50%
40%
30%
20%
10%
0%
0%
0%
< 200
200 a 999
0%
1000 a 4999
≥ 5000
Ci (€)
Figura 56 - Distribuição do custo de investimento associado à aplicação da Proposta 9 a cada caso
de estudo.
57
100%
100%
90%
80%
70%
60%
50%
40%
30%
20%
10%
0%
0%
< 100
100 a 499
0%
0%
500 a 999
> 1000
∆C (€/ano)
Figura 57 - Distribuição dos resultados obtidos para a redução anual da factura energética
decorrente da aplicação da Proposta 9 a casa caso de estudo.
100%
90%
80%
70%
60%
50%
40%
30%
20%
10%
0%
71%
29%
0%
0%
<5
5 a 10
10 a 15
≥ 15
Período de retorno (anos)
Figura 58 - Distribuição do período de retorno do investimento associado à aplicação da Proposta
9 a cada caso de estudo.
38%
40%
35%
28%
30%
25%
20%
16%
15%
11%
10%
5%
5%
0%
0%
0%
2%
0%
11
12
> 12
0%
<5
5
6
7
8
9
10
Período de retorno (anos)
Figura 59 - Distribuição detalhada do período de retorno do investimento associado à aplicação da
Proposta 9 a cada caso de estudo.
58
5.2.11 Proposta 10 - Instalação, nas fachadas, de aberturas permanentes autoreguladas
Tendo em conta a influência da renovação do ar nas perdas de calor, optou-se por apresentar
esta proposta, admitindo-se que a colocação das entradas de ar auto-reguláveis é efectuada
durante a fase de construção das moradias, ou seja, com um custo total de apenas
65,00€/unidade. Caso esta medida fosse implementada com a obra concluída, o seu custo
poderia atingir os 150,00 €/unidade, porque os trabalhos envolvidos seriam muito mais
complexos.
Ao considerarem-se aberturas auto-reguláveis, a taxa de renovação de ar por hora para
-1
edifícios de habitação diminui, obtendo-se Rph = 0,75 h para vãos envidraçados com área total
superior a 15 % da área útil de pavimento e admitindo que todas as portas se encontram bem
vedadas.
Com a aplicação desta medida, consegue-se uma melhoria da classificação energética da
totalidade dos casos de estudo de B- para B ( Figura 60 ). Esta melhoria é obtida com um
investimento reduzido ( Figura 61 ), em particular para os casos de estudo associados a
tipologias mais pequenas, com reduções anuais da factura energética razoáveis ( Figura 62 ),
conduzindo a períodos de retorno do investimento inicial inferiores ou iguais a 5 anos ( Figura
63 e Figura 64 ).
100%
90%
80%
70%
60%
50%
40%
30%
20%
10%
0%
100%
0%
0%
A+
A
0%
B
0%
0%
BC
D
Classe energética
0%
0%
0%
E
F
G
Figura 60 - Distribuição da classe energética obtida por aplicação da Proposta 10 a cada caso de
estudo.
59
100%
90%
80%
70%
60%
50%
40%
30%
20%
10%
0%
71%
29%
< 200
200 a 999
0%
0%
1000 a 4999
≥ 5000
Ci (€)
Figura 61 - Distribuição do custo de investimento associado à aplicação da Proposta 10 a cada
caso de estudo.
60%
56%
50%
44%
40%
30%
20%
10%
0%
0%
500 a 999
> 1000
0%
< 100
100 a 499
∆C (€/ano)
Figura 62 - Distribuição dos resultados obtidos para a redução anual da factura energética
decorrente da aplicação da Proposta 10 a casa caso de estudo.
99%
100%
90%
80%
70%
60%
50%
40%
30%
20%
10%
0%
1%
<5
0%
5 a 10
10 a 15
Período de retorno (anos)
0%
≥ 15
Figura 63 - Distribuição do período de retorno do investimento associado à aplicação da Proposta
9 a cada caso de estudo.
60
90%
80%
70%
60%
50%
40%
30%
20%
10%
0%
77%
21%
0%
1%
1
2
1%
3
4
>4
Período de retorno (anos)
Figura 64 - Distribuição detalhada do período de retorno do investimento associado à aplicação da
Proposta 10 a cada caso de estudo.
5.3
DISCUSSÃO DE RESULTADOS
Na Tabela 21 é apresentado um resumo dos resultados obtidos com a aplicação de cada uma
das 10 medidas de melhoria da classe energética consideradas.
Para facilitar a leitura, os resultados relativos ao custo do investimento inicial, à redução anual
da factura energética e ao período de retorno do investimento são apresentados com base
numa classificação adoptada no modelo de certificado energético utilizado pela Adene [w.1], a
qual se apresenta na Tabela 22.
Tabela 21 - Resumo de resultados obtidos com aplicação das medidas de melhoria
Classificação
energética
Custo
estimado de
investimento
Redução
anual da
factura
energética
Período de
retorno do
investimento
1 Montagem de tecto falso
B-
●●●●
●
●
2 Substituição do equipamento actual e/ou instalação de caldeira
de condensação para aquecimento ambiente
B
●●●
●●●●
●●●●
3 Substituição do equipamento actual e/ou instalação de unidade
individual de ar condicionado SPLIT reversível (bomba de calor)
tipo inverter com classe energética A para climatização
A
●●●
●●●●
●●●●
4 Substituição do equipamento actual e/ou instalação de unidade
individual de ar condicionado MULTISPLIT reversível (bomba de
calor) tipo inverter com classe energética A para climatização
A ou B
●●●●
●●●●
●●●●
5 Substituição do equipamento actual e/ou instalação de
esquentador de elevado rendimento para preparação de AQS
A+
●●
●●
●●●●
6 Substituição do equipamento actual e/ou instalação de caldeira
de condensação para preparação de AQS
A+
●●●
●●
●●●
7 Substituição do equipamento actual e/ou instalação de caldeira
mural a gás para preparação de AQS
A+
●●
●●
●●●
8 Substituição do equipamento actual e/ou instalação de caldeira
mural a gasóleo para preparação de AQS
A+
●●●
●●
●●
9 Substituição do equipamento actual e/ou instalação de bomba
de calor de elevado COP para preparação de AQS
A+
●●●
●●
●●●
10 Instalação, nas fachadas, de aberturas permanentes autoreguladas
B
●●
●
●●●●
Sugestões de medidas de melhoria
61
Tabela 22 – Classificação usada pela ADENE [w.1]
Redução anual da factura energética
●●●● mais de 1000€
●●● entre 500 e 999€
●● entre 100 e 499€
● menos de 100€
Custo estimado de investimento
Período de retorno do investimento
●●●● mais de 5000€
●●● entre 1000 e 4999€
●● entre 200 e 999€
● menos de 200€
●●●● inferior a 5 anos
●●● entre 5 a 10 anos
●● entre 10 a 15 anos
● mais de 15 anos
A análise da Tabela 21 mostra que as propostas 5 e 7, as quais conduzem a classificações A+
com menores períodos de retorno do investimento inicial são as mais eficientes. No entanto, é
difícil avaliar e comparar as restantes medidas. É possível referir que a proposta 1 é a que
conduz a maiores períodos de retorno do investimento inicial e que as propostas 3, 5 e 10 são
as que conduzem a menores períodos de retorno.
Os valores mais elevados do custo de investimento observam-se com as propostas 1 e 4,
sendo as propostas 5, 7 e 10 as de mais barata implementação. As propostas 2 e 3 são as que
conduzem a maiores reduções anuais da factura energética, sendo as propostas 1 e 10 as que
maior poupança produzem. Finalmente, as propostas 5 a 9 permitem subir a classificação
energética da maioria dos casos de estudo, ou, nalguns casos, da totalidade dos casos, de Bpara A+. A proposta 1 é a única que não permite qualquer melhoria da classificação energética.
Assim, é possível afirmar que a proposta 1 é aquela que piores resultados produz.
Com o objectivo de comparar as propostas da melhoria do desempenho energético de forma
mais objectiva, optou-se por apresentar na Tabela 23 um resumo detalhado dos resultados
obtidos com a aplicação de cada proposta.
Tabela 23 - Resumo detalhado de resultados obtidos com aplicação das medidas de melhoria
Distribuição
de resultados
(%)
Classe
Custo do investimento (€)
Redução anual da factura
energética (€/ano)
Período de Retorno
(anos)
Proposta
A+
A
B
B-
<
200
200
a
999
1000
a
4999
≥
5000
<
100
100
a
499
500
a
999
≥
1000
<5
5
a
10
10
a
15
≥ 15
1
-
-
-
100
-
-
39
61
100
-
-
-
-
-
-
100
2
-
-
100
-
-
-
100
-
-
-
26
74
100
-
-
-
3
-
73
27
-
-
-
62
38
-
-
1
99
100
-
-
-
4
-
55
45
-
-
-
45
55
-
-
2
98
100
-
-
-
5
94
6
-
-
-
100
-
-
-
100
-
-
100
-
-
-
6
100
-
-
-
-
-
100
-
-
100
-
-
17
83
-
-
7
100
-
-
-
-
100
-
-
-
100
-
-
71
29
-
-
8
100
-
-
-
-
-
100
-
29
71
-
-
-
43
55
2
9
100
-
-
-
-
-
100
-
-
100
-
-
-
71
29
-
10
-
-
100
-
29
71
-
-
56
44
-
-
99
1
-
-
62
Aplicando agora as classificações indicadas na Tabela 24 às percentagens indicadas na
Tabela 23, obtém-se a Tabela 25, onde cada um dos parâmetros da Tabela 21 é classificado
numericamente.
Tabela 24 – Atribuição de classificações aos resultados obtidos
Custo do
Redução anual da
investimento factura energética
(€)
(€/ano)
Período de
Retorno
(anos)
Classificações
Classe
Energética
100
A+
< 200
≥ 1000
<5
60
A
200 a 999
500 a 999
5 a 10
40
B
1000 a 4999
100 a 499
10 a 15
20
B-
≥ 5000
< 100
≥ 15
Tabela 25 – Resumo das classificações
Propostas
Classe
Energética
Custo do
investimento
(€)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
20,0
40,0
54,6
51,0
97,6
100,0
100,0
100,0
100,0
40,0
27,8
40,0
32,4
29,0
60,0
40,0
60,0
40,0
40,0
71,6
Redução anual
da factura
energética
(€/ano)
20,0
89,6
99,6
99,2
40,0
40,0
40,0
34,2
40,0
28,8
Período
de
Retorno
(anos)
20,0
100,0
100,0
100,0
100,0
66,8
88,4
48,2
54,2
99,6
Atribuindo agora um peso a cada um dos parâmetros de avaliação considerados na Tabela 25
é possível ordenar as propostas da classe energética de forma objectiva. Uma vez que a
escolha destes pesos pode condicionar significativamente a ordenação final das propostas,
consideram-se as duas distribuições indicadas na Tabela 26, as quais privilegiam a
classificação energética obtida e o período de retorno do investimento inicial. Na primeira
distribuição, dá-se o mesmo peso (50%) à classificação energética e aos parâmetros
relacionados com os custos. Na segunda distribuição, opta-se por atribuir apenas 40% à
classificação energética para avaliar a sensibilidade do método de ponderação.
Tabela 26 – Distribuição de pesos para cada um dos parâmetros de avaliação
Pesos (%)
Classe
Energética
Custo do
investimento (€)
Redução anual da
factura energética
(€/ano)
Período de
Retorno
(anos)
1ª distribuição
50
10
10
30
2ª distribuição
40
15
15
30
63
Finalmente, na Tabela 27 são apresentadas as ordenações finais das propostas de melhoria da
classe energética obtidas com ambos os métodos de ponderação.
Observa-se que a ordenação final apresenta alguma sensibilidade ao método de ponderação
(algumas propostas apresentam diferença de ordenação de 2 posições). No entanto, é possível
concluir que as propostas 5 e 7 são sempre as mais eficientes e que as propostas 2, 10 e 1
ficam sempre, respectivamente, em 8º, 9º e 10º lugar na classificação final. A proposta 6 é
sempre a 3ª mais eficiente e as propostas 3 e 9 equivalem-se, sendo ordenadas em 4º lugar.
Finalmente as propostas 4 e 8 também se equivalem e ficam classificadas em º lugar em
termos de eficiência.
Tabela 27 – Ordenação finais das propostas da melhoria da classe energética
Classificação
Propostas
Posição
1ªdistribuição
2ªdistribuição
1ªdistribuição
2ªdistribuição
Média
1
20,78
21,17
10º
10º
10º
2
62,96
65,44
8º
8º
8º
3
70,50
71,64
6º
4º
4º
4
68,32
69,63
7º
5º
6º
5
88,80
84,04
1º
1º
1º
6
78,04
72,04
3º
3º
3º
7
86,52
81,52
2º
2º
1º
8
71,88
65,59
5º
7º
6º
9
74,26
68,26
4º
6º
4º
10
59,92
60,94
9º
9º
9º
64
6
6.1
CONCLUSÕES
SUMÁRIO E CONCLUSÃO
O estudo desenvolvido tinha como objectivo a caracterização e comparação de medidas de
melhoria do desempenho energético dos edifícios. Para tal foi considerada uma amostra de
576 casos de estudo correspondentes a moradias isoladas com tipologia variável entre T0 e
T8. Foi aplicado o método regulamentar de avaliação dos indicadores de desempenho
energético e provou-se que, apesar da envolvente considerada apresentar uma qualidade
térmica elevada, 47 % dos casos de estudo não satisfaziam os requisitos regulamentares, em
particular devido a perdas de calor excessivas no período de aquecimento.
Com o objectivo de melhorar a taxa de cumprimento do RCCTE, testou-se a aplicação de
algumas medidas de melhoria da envolvente, nomeadamente ao nível da cobertura e dos
envidraçados. Uma vez que, como se referiu, a qualidade térmica da solução original era
elevada, a taxa de cumprimento do RCCTE passou de 53 para 57 %, o que constitui um valor
muito reduzido. Estes resultados ilustram um problema que surge com alguma frequência e
que se relaciona com a dificuldade de satisfazer o RCCTE em moradias, principalmente
quando estas são de um único piso, devido à influência das perdas de calor por elementos em
contacto com o solo. Uma vez que o objectivo deste trabalho não se prendia com a resolução
deste problema, optou-se por testar um conjunto de 10 medidas de melhoria da classe
energética nos casos de estudos satisfatórios, os quais apresentavam classe energética B-.
Assim, foram efectuados 3310 análises regulamentares, testando-se medidas de melhoria
baseadas na qualidade térmica da envolvente (Proposta 1), no sistema de produção de AQS
(Proposta 5 a 9) e no controlo da ventilação natural (Proposta 10).
Os resultados obtidos mostram que a intervenção nos sistemas de produção de AQS é o tipo
de medida mais eficiente em termos da obtenção de uma excelente classificação energética
(A+) com um rápido retorno do investimento efectuado.
As medidas associadas à envolvente ou no controle de perdas de calor por renovação do ar
são as menos eficientes.
6.2
TRABALHOS FUTUROS
Neste trabalho foram consideradas apenas medidas e 10 propostas tipificadas de melhoria do
desempenho energético. No entanto, seria útil, noutros trabalhos, focar outras tipologias
construtivas e outros tipos de proposta de melhoria da classe energética.
Também seria conveniente estudar com mais detalhe a dificuldade de satisfação do RCCTE
em moradias de piso térreo.
65
66
7
REFERÊNCIAS
[1] Direcção Geral da Energia (2002) – Eficiência Energética nos Edifícios, DGE - Ministério da
Economia, Consultado a 4 de Março de 2010, em http://www.adene.pt.
[2] Comissão Europeia (2002) – Directiva 2002/91/CE do Parlamento Europeu e do Conselho
de 16 de Dezembro de 2002 relativa ao desempenho energético dos edifícios, Jornal Oficial
das
Comunidades
Europeias,
L1,
Consultado
a
13
de
Março
de
2010,
em
http://www.adene.pt.
[3] Moret Rodrigues, A; Canha da Piedade, A; Marta Braga, A (2009) – Térmica de Edifícios,
Edições Orion, Amadora, Portugal.
[4] ADENE Agência para a Energia (2008) – Perguntas & Respostas: Regulamento dos
Sistemas Energéticos de Climatização em Edifícios – Qualidade do Ar Interior, Adene,
Consultado a 4 de Março de 2010, em http://www.adene.pt.
[5] Correia, N (2008) – Programa de Cálculo Automático para Aplicação do RCCTE com
Caracterização de Pontes Térmicas, Tese de Mestrado em Engenharia Civil, UTL Instituto
Superior Técnico, Lisboa, Portugal.
[6] Santos Pina A. C; Matias, L (2006) – Coeficientes de Transmissão Térmica de Elementos da
Envolvente dos Edifícios, LNEC, Lisboa, Portugal.
[7] Saint Gobain Glass – SGG CLIMAPLUS – Vidro Duplo de Elevado Rendimento, Portugal,
Consultado a 30 de Abril de 2010, em http://www.Saint-Gobain-Glass.com.
[8] Saint Gobain Glass – SGG CLIMALIT – Vidro Duplo, Portugal, Consultado a 30 de Abril de
2010, em http://www.Saint-Gobain-Glass.com.
[9] Grupo Rolear LG – Tabela Março 2010 Ar Condicionado Comercial e Doméstico,
Consultado a 27 de Agosto em http://www.lge.com.
[10] Vulcano Soluções de Água Quente - Tabela de Preços Abril 2009 - Esquentadores,
Caldeiras e Aquecimento Central.
Normas
[N.1] RCCTE (1990) – Regulamento das Características de Comportamento Térmico dos
Edifícios, Decreto-Lei nº 40/90 de 6 de Fevereiro, Diário da República.
[N.2] RSECE (1998) – Regulamento dos Sistemas Energéticos de Climatização de Edifícios,
Decreto-Lei n.º 118/98 de 7 de Maio, Diário da República.
[N.3] SCE (2006) – Sistema Nacional de Certificação Energética e da Qualidade do Ar Interior
nos Edifícios, Decreto-Lei N.º78/2006 de 4 de Abril, Diário da República.
67
[N.4] RCCTE (2006) – Regulamento das Características de Comportamento Térmico dos
Edifícios, Decreto-Lei N.º80/2006 de 4 de Abril, Diário da República.
[N.5] RSECE (2006) – Regulamento dos Sistemas Energéticas de Climatização em Edifícios,
Decreto-Lei N.º79/2006 de 4 de Abril, Diário da República.
[N.6] Método de Cálculo Simplificado para Certificação Energética de Edifícios Existentes no
âmbito do RCCTE (2009), Despacho n.º 11020/2009, de 30 de Abril, Diário da República.
[N.7] RGEU (1951) – Regulamento Geral das Edificações Urbanas, Decreto-Lei n.º 38382, de 7
de Agosto, Diário da República.
Internet
[w.1] Agência ADENE – http://www.adene.pt.
[w.2] P3E - Programa para a Eficiência Energética em Edifícios, http://www.p3e-portugal.com,
Consultado a 4 de Março de 2010.
[w.3] Agência Portuguesa do Ambiente – Ministério do Ambiente e do Ordenamento do
Território - http://www.apambiente.pt. Consultado a 20 de Março de 2010.
[w.4] Casa certificada perguntas e respostas http://www.casacertificada.pt. Consultado a 15 de
Março de 2010.
[w.5] EDP Energias de Portugal, http://www.edp.pt, Consultado a 8 de Setembro de 2010.
[w.6] GALP Energia, SGPS, S.A., http://www.galpenergia.com, Consultado a 8 de Setembro de
2010.
[w.7] http://www.Knauf.com, Consultado a 18 de Agosto de 2010.
[w.8] Vale do Paiva electrodomésticos, http://www.valedopaiva.com, Consultado a 8 de
Setembro de 2010.
[w.9] Bomba de Calor Dimplex - Especialistas em Economia, http://www.bombasdimplex.com,
Consultado a 18 de Junho de 2010.
[w.10] Life’s Good LG, http://www.lg.com/pt, Consultado a 27 de Agosto de 2010.
[w.11] http://www.precos.com.pt - Consultado a 18 de Junho de 2010.
[w.12] Loja Energia, http://www.lojaenergia.com, Consultado a 18 de Junho de 2010.
[w.13] http://www.laccenter.com, Consultado a 25 de Junho de 2010.
68
ANEXOS
ANEXO I – Método de Cálculo Simplificado para Certificação Energética de Edifícios Existentes
no âmbito do RCCTE (2009), Despacho n.º 11020/2009, de 30 de Abril, Diário da República Nota Técnica NT-SCE-01
ANEXO II – Resumo das Características dos casos de estudo (ver CD)
ANEXO III – Mapa de valores nominais dos casos de estudo da proposta inicial (ver CD)
ANEXO IV– Resultados obtidos para a proposta de melhoria da proposta de alteração (ver CD)
ANEXO V – Lista de casos válidos para aplicação de melhorias (ver CD)
ANEXO VI – Lista de melhorias propostas pela ADENE
ANEXO VII – Mapa de valores nominais para a proposta 1 (ver CD)
ANEXO VIII – Mapa de valores nominais para a proposta 2 (ver CD)
ANEXO IX – Mapa de valores nominais para a proposta 3 (ver CD)
ANEXO X – Mapa de valores nominais para a proposta 4 (ver CD)
ANEXO XI – Mapa de valores nominais para a proposta 5 (ver CD)
ANEXO XII – Mapa de valores nominais para a proposta 6 (ver CD)
ANEXO XIII – Mapa de valores nominais para a proposta 7 (ver CD)
ANEXO XIV – Mapa de valores nominais para a proposta 8 (ver CD)
ANEXO XV – Mapa de valores nominais para a proposta 9 (ver CD)
ANEXO XVI – Mapa de valores nominais para a proposta 10 (ver CD)
ANEXO XVII – Resultados detalhados verificação RCCTE – Exemplo de 1 caso de estudo.
I
II
ANEXO I
ANEXO VII
CONTRIBUIÇÃO DE SISTEMAS DE COLECTORES SOLARES PARA PRODUÇÃO DE
ÁGUAS QUENTES SANITÁRIAS (Esolar)
(Colectores solares não certificados instalados antes da publicação do Decreto-Lei n.º80/2006)
No âmbito do cálculo das necessidades nominais de energia útil para produção de águas
quentes sanitárias (Nac), o valor da contribuição de sistemas de colectores solares (Esolar)
pode ser calculado com recurso à seguinte expressão:
%&'(#) = %&'(#) × HO × H × H• ,
ℎ"
)*5
Em que:
%&'(#) – Contribuição de sistemas de colectores solares para o aquecimento da AQS por
)*5
1
distritos e para diferentes áreas de colectores em função do tipo do sistema (Quadro VIII) ;
f1 – Factor de redução relativo ao posicionamento óptimo (Quadro IX);
f2 – Factor de redução relativo ao sombreamento (Quadro X);
f3 – Factor de redução relativo ao tempo de vida (Quadro XI).
Quadro VIII – Valor da contribuição de sistemas de colectores solares –—’Ž [kWh/Ano]
Ž˜™
Local
Bragança
Viana do Castelo
Vila Real
Porto
Viseu
Aveiro
Braga
Guarda
Coimbra
Castelo Branco
Leiria
Portalegre
Santarém
Lisboa
Évora
Setúbal
Beja
Faro
Ponta Delgada
Funchal
Área útil de captação de sistemas de colectores solares
A - Sistemas de circulação forçada; B - Sistemas do tipo "Kit"
2m
A
791
718
777
726
769
739
724
804
764
810
764
836
802
794
828
814
831
808
624
607
2
B
891
838
880
848
888
860
838
914
899
934
902
971
954
944
978
967
987
979
743
732
3m
A
1334
1219
1311
1230
1297
1252
1225
1351
1297
1371
1299
1415
1366
1352
1410
1387
1413
1382
1064
1039
2
B
1533
1450
1503
1474
1530
1496
1452
1576
1550
1595
1540
1645
1610
1595
1647
1626
1657
1646
1317
1309
4m
A
1847
1697
1817
1710
1797
1742
1702
1870
1805
1904
1809
1965
1904
1884
1962
1931
1967
1927
1486
1454
III
2
B
2174
2062
2126
2099
2171
2132
2066
2238
2201
2256
2178
2318
2265
2246
2316
2285
2327
2313
1891
1886
5m
A
2344
2159
2306
2173
2280
2215
2163
2372
2295
2419
2302
2495
2422
2398
2496
2457
2501
2454
1893
1855
2
B
2798
2656
2734
2705
2797
2750
2663
2884
2825
2899
2796
2971
2900
2881
2963
2920
2976
2954
2446
2448
6m
A
3152
2616
2790
2631
2758
2682
2619
2868
2780
2928
2789
3020
2934
2905
3024
2976
3030
2975
2296
2252
2
B
3421
3250
3342
3311
3423
3367
3259
3530
3448
3541
3413
3623
3534
3516
3610
3555
3624
3595
3000
3009
1
Os valores de %&'(#) apresentados no Quadro VIII foram obtidos utilizando sistemas de colectores solares de
)*5
referência, para uma inclinação de 40º e azimute sul (SolTerm versão 5).
Quadro IX – Factor de redução relativo ao posicionamento óptimo (f1)
Azimute
Inclinação
f1
0º - 15º
16º - 30º
31º - 45º
46º - 60º
61º - 75º
76º - 90º
0º - 15º
0,92
0,92
0,89
0,88
0,87
0,87
16º - 30º
1,00
1,00
0,96
0,92
0,90
0,87
31º - 45º
1,00
1,00
0,98
0,95
0,90
0,85
46º - 60º
0,98
0,98
0,96
0,93
0,88
0,82
61º - 75º
0,90
0,90
0,90
0,87
0,83
0,76
76º - 90º
0,75
0,77
0,77
0,76
0,73
0,67
f1 é o factor de redução (penalização) que toma em conta a eventual existência de situações de
posicionamento (inclinação/orientação) que se traduzam numa deficiente captação da radiação
solar.
Quadro X – Factor de redução relativo ao sombreamento (f2)
f2
h
0º - 30º
31º - 60º
61º - 90º
0º - 30º
1,00
0,97
0,96
Azimute
31º - 60º
1,00
0,98
0,97
61º - 90º
1,00
0,99
0,98
h – ângulo de obstrução/altura angular;
f2 é o factor de redução (penalização) que toma em conta as eventuais situações em que a
superfície útil de captação do colector esteja sombreada.
Os valores dos factores de redução f2 indicados no Quadro X são válidos para sombreamentos
equivalentes a máscaras de obstrução em bandas de ângulos de azimute de 10º (vd. SolTerm).
Nas situações que conduzam a ângulos superiores, o valor de %&'(#) deverá ser afectado de
)*5
tantos factores f2 quanto o número de vezes que o ângulo for superior a 10º.
Quadro XI – Factor de redução relativo ao tempo de vida (f3)
Ano de instalação
f3
2006 - 2000
1,00
1999 - 1990
0,90
1989 - 1980
0,80
< 1980
0,00
f3 é o factor de redução (penalização) que toma em conta o tempo de vida dos sistemas de
colectores solares instalados.
Esta metodologia não deverá ser aplicada nos casos em que existam colectores solares
térmicos certificados. Nestes casos, a contribuição de sistemas de colectores solares para a
produção de águas quentes sanitárias (%&'(#) ) deve ser calculada utilizando o programa
SolTerm do INETI, versão 5.0 ou superior.
IV
ANEXO II
Resumo das Características dos casos de estudo (ver CD)
V
VI
ANEXO III
Mapa de valores nominais dos casos de estudo da proposta inicial (ver CD)
VII
VIII
ANEXO IV
Resultados obtidos para a proposta de melhoria da proposta de alteração (ver CD)
IX
X
ANEXO V
Lista de casos válidos para aplicação de melhorias (ver CD)
XI
XII
ANEXO VI
Envolventes opacas – Paredes
•
Aplicação do isolamento térmico pelo exterior com revestimento aplicado sobre o isolante
em paredes exteriores.
•
Aplicação do isolamento térmico pelo exterior com revestimento independente e espaço de
ar ventilado em paredes exteriores.
•
Aplicação do isolamento térmico pelo interior com revestimento leve em paredes exteriores.
•
Aplicação do isolamento térmico pelo interior associado a uma forra pesada em paredes
exteriores.
•
Aplicação do isolamento térmico pelo exterior com revestimento aplicado sobre isolante em
paredes interiores.
•
Aplicação do isolamento térmico pelo interior com revestimento leve em paredes interiores.
•
Aplicação do isolamento térmico pelo interior associado a uma forra pesada em paredes
interiores.
•
Substituição de porta por outra com melhor isolamento térmico em paredes exteriores.
•
Substituição de porta por outra com melhor isolamento térmico em paredes interiores.
Envolventes opacas – Coberturas
•
Aplicação de isolamento térmico sobre/sob a laje de esteira da cobertura.
•
Aplicação de isolamento térmico nas vertentes sobre a estrutura resistente da cobertura.
•
Aplicação de isolamento térmico na cobertura horizontal.
•
Montagem de tecto falso.
Envolventes opacas – Pavimentos
•
Aplicação de isolamento térmico sobre a laje de pavimento exterior.
•
Aplicação de isolamento térmico sob a laje de pavimento exterior.
•
Aplicação de isolamento térmico na camada intermédia de pavimento exterior.
•
Aplicação de isolamento térmico sobre a laje de pavimento interior.
•
Aplicação de isolamento térmico sob a laje de pavimento interior.
•
Aplicação de isolamento térmico na camada intermédia de pavimento interior.
Envolventes opacas – Pontes térmicas planas
•
Aplicação do isolamento térmico pelo exterior com revestimento aplicado sobre o isolante
para correcção das pontes térmicas planas.
•
Aplicação do isolamento térmico pelo exterior com revestimento independente e espaço de
ar ventilado para correcção das pontes térmicas planas.
•
Aplicação do isolamento térmico pelo interior com revestimento leve para correcção das
pontes térmicas planas.
XIII
•
Aplicação do isolamento térmico pelo interior associado a uma forra pesada para correcção
das pontes térmicas planas.
•
Colocação do isolamento térmico nas caixas de estore.
Vãos Envidraçados
Conservação da caixilharia existente
Substituição do vidro e introduzindo protecção solar
•
Exteriores nos vãos envidraçados.
•
Interiores nos vãos envidraçados.
Substituição e melhoria do factor solar do vidro
•
Instalação de uma segunda caixilharia interior
•
Introdução de protecção solar interior dos vãos envidraçados
•
Introdução de protecção solar exterior dos vãos envidraçados
•
Melhoria do factor solar do vidro
Substituição da caixilharia existente por nova caixilharia
•
Introdução de protecção solar exterior nos vãos envidraçados
•
Introdução de protecção solar interior nos vãos envidraçados
•
Melhoria das características solares dos vidros
Introdução de dispositivos de sombreamento nos vãos envidraçados no quadrante sul.
Climatização - Sistemas de Aquecimento
•
Substituição do equipamento actual e/ou instalação de caldeira de condensação para
aquecimento ambiente.
•
Substituição do equipamento actual e/ou instalação de unidade individual de ar
condicionado SPLIT reversível (bomba de calor) tipo inverter com classe energética A para
climatização.
•
Substituição do equipamento actual e/ou instalação de unidade individual de ar
condicionado MULTISPLIT reversível (bomba de calor) tipo inverter com classe energética
A para climatização.
•
Efectuar inspecção periódica obrigatória (artigo 20º do RSECE DL 79/2006) do
equipamento de sistema de aquecimento.
Climatização - Sistema de arrefecimento
•
Substituição do equipamento actual e/ou instalação de unidade individual de ar
condicionado SPLIT reversível (bomba de calor) tipo inverter com classe energética A para
climatização.
•
Substituição do equipamento actual e/ou instalação de unidade individual de ar
condicionado MULTISPLIT reversível (bomba de calor) tipo inverter com classe energética
A para climatização.
XIV
•
Efectuar inspecção periódica obrigatória (artigo 20º do RSECE DL 79/2006) do
equipamento de sistema de aquecimento.
Águas Quentes Sanitárias
•
Substituição do equipamento actual e/ou instalação de esquentador de elevado rendimento
para preparação de AQS.
•
Substituição do equipamento actual e/ou instalação de caldeira de condensação para
preparação de AQS.
•
Substituição do equipamento actual e/ou instalação de caldeira mural a gás para
preparação de AQS.
•
Substituição do equipamento actual e/ou instalação de caldeira mural a gasóleo para
preparação de AQS.
•
Substituição do equipamento actual e/ou instalação de bomba de calor de elevado COP
para preparação de AQS.
•
Instalação e/ou reforço do isolamento do depósito de acumulação de AQS
•
Aplicação de isolamento nas tubagens do sistema de distribuição de AQS
•
Manutenção do aparelho de AQS
•
Efectuar inspecção periódica obrigatória (artigo 20º do RSECE DL 79/2006) do
equipamento de produção de AQS
Sistemas de energia renováveis
- Colectores solares
•
Instalação de sistema solar térmico colectivo totalmente centralizado
•
Instalação de sistema solar térmico colectivo com apoio individual
•
Instalação de sistema solar térmico colectivo com apoio e depósito de acumulação
individualizado
•
Instalação de sistema solar térmico colectivo com depósito de acumulação.
•
Instalação de sistema solar térmico individual.
- Outros Sistemas
Instalação de sistema solar fotovoltaico:
•
Ligado à rede de baixa tensão
•
Autónomo sem apoio
•
Autónomo com gerador de apoio
Instalação de aerogerador:
•
Autónomo sem apoio
•
Autónomo com gerador de apoio
•
Ligado à rede de baixa tensão
Instalação de sistema de aproveitamento de Energia:
•
Geotérmica
•
Hídrica
XV
•
Instalação de caldeira de biomassa
Ventilação
•
Instalação, nas fachadas, de aberturas permanentes auto-reguladas
•
Instalação de extracção de ar de todos os compartimentos de serviço
•
Instalação de caixilharias com permeabilidade de ar reduzido
•
Instalação de dispositivos de passagem de ar entre os compartimentos
•
Instalação de um ventilador na cozinha, de velocidade variável, com caudal mínimo
constante, associado a grelha regulável de admissão de ar
•
Colocar os dispositivos de combustão do tipo B (esquentador) no exterior do espaço útil
•
Colocação de vedantes no contorno de aberturas de portas e janelas
•
Colocação de um ventilador mecânico nas instalações sanitárias
•
Colocação de um ventilador mecânico com recuperador de calor nas instalações sanitárias
XVI
ANEXO VII
Mapa de valores nominais para a proposta 1 (ver CD)
XVII
XVIII
ANEXO VIII
Mapa de valores nominais para a proposta 2 (ver CD)
XIX
XX
ANEXO IX
Mapa de valores nominais para a proposta 3 (ver CD)
XXI
XXII
ANEXO X
Mapa de valores nominais para a proposta 4 (ver CD)
XXIII
XXIV
ANEXO XI
Mapa de valores nominais para a proposta 5 (ver CD)
XXV
XXVI
ANEXO XII
Mapa de valores nominais para a proposta 6 (ver CD)
XXVII
XXVIII
ANEXO XIII
Mapa de valores nominais para a proposta 7 (ver CD)
XXIX
XXX
ANEXO XIV
Mapa de valores nominais para a proposta 8 (ver CD)
XXXI
XXXII
ANEXO XV
Mapa de valores nominais para a proposta 9 (ver CD)
XXXIII
XXXIV
ANEXO XVI
Mapa de valores nominais para a proposta 10 (ver CD)
XXXV
XXXVI
ANEXO XVII
Folha de cálculo FC IV. 1a
Perdas associadas à envolvente exterior
Área (m )
U
2
(W/m °C)
U.A (W/°C)
Parede exterior
269.14
0.27
72.67
Pilares
11.65
0.38
4.43
Vigas
33.59
0.38
12.76
Porta exterior
1.89
1.70
3.21
316.26
Total
93.07
U
2
(W/m °C)
U.A (W/°C)
Total
0.00
Área (m )
U
2
(W/m °C)
U.A (W/°C)
350.27
0.32
112.09
350.27
Total
112.09
Perímetro
B(m)
Ψ (W/m°C)
Ψ.B
(W/°C)
Pavimento
62.20
1.80
111.96
Total
62.20
Total
111.96
Pontes térmicas lineares
Ligações entre:
B (m)
Ψ (W/m°C)
Ψ.B
(W/°C)
Fachada com os Pavimentos térreos
62.20
0.45
27.99
Fachada com os Pavimentos intermédios
62.20
0.46
28.61
Fachada com Cobertura inclinada ou Terraço
62.20
0.71
44.16
20.80
0.20
4.16
Fachada com Padieira, Ombreira ou Peitoril
387.11
0.20
77.42
Outras
Total
594.51
Total
182.35
Total
499.46
2
Paredes exteriores
Total
2
Pavimentos exteriores
Área (m )
2
Coberturas exteriores
Cobertura
Total
Paredes e Pavimentos em contacto com o solo
Fachada com Pavimentos sobre locais não
aquecidos ou ext.
Fachada com Varanda
Duas Paredes verticais
Fachada com Caixa de estore
XXXVII
Folha de cálculo FC IV. 1b
Perdas associadas à envolvente interior
Paredes em contacto com espaços
não-úteis ou edifícios adjacentes
2
Área (m )
2
Pavimentos sobre espaços não-úteis
Área (m )
Coberturas interiores (tectos sobre
espaços não-úteis)
2
Área (m )
Vãos envidraçados em contacto com
espaços não-úteis
Pontes térmicas (apenas para paredes
de separação para espaços não-úteis
com τ>0.7)
2
Área (m )
Comprimento (B)
(m)
U
2
(W/m °C)
U
2
(W/m °C)
U
2
(W/m °C)
U
2
(W/m °C)
Ψ
(W/m°C)
(W/ºC)
τ
(-)
U.A.τ
(W/°C)
Total
0.00
τ
(-)
U.A.τ
(W/°C)
Total
0.00
τ
(-)
U.A.τ
(W/°C)
Total
0.00
τ
(-)
U.A.τ
(W/°C)
Total
0.00
τ
(-)
Ψ.B.τ
(W/°C)
Total
0.00
TOTAL
0.00
Folha de cálculo FC IV. 1c
Perdas associadas aos vãos envidraçados exteriores
Vãos envidraçados exteriores
Área
2
(m )
U
2
(W/m °C)
U.A
(W/°C)
Verticais:
Envidraçado 1
tipo (4+12+4mm)
SW
26.71
1.70
45.41
Envidraçado 2
tipo (4+12+4mm)
NE
26.71
1.70
45.41
Envidraçado 3
tipo (4+12+4mm)
NW
8.32
1.70
14.14
Envidraçado 4
tipo (4+12+4mm)
SE
8.32
1.70
14.14
70.05
Total
119.09
Horizontais:
Total
XXXVIII
Folha de cálculo FC IV. 1d
Perdas associadas à renovação de ar
Área Útil do pavimento (Ap)
350.27
×
Pé-direito médio
2.60
=
Volume interior (V)
910.70
Área Envidraçado/Área pavimento=
0.20
VENTILAÇÃO NATURAL
Cumpre NP 1037-1?
(S ou N)
N
se Sim:
RPH=0.6
Se Não:
Classe da caixilharia
(s/c, 1, 2 ou 3)
3
(S ou N)
N
(1, 2, 3 ou 4)
2
Aberturas auto-reguladas?
(S ou N)
S
Área de Envidraçados > 15%Ap?
(S ou N)
S
Portas exteriores bem vedadas?
(S ou N)
S
Caixas de estore
Classe de exposição
XXXIX
Taxa de Renovação
nominal:
RPH=
0.85
Ver Quadro IV.1
VENTILAÇÃO MECÂNICA (excluir exaustor de cozinha)
3
Vins - (m /h)
Caudal de insuflação
Vf=
3
Vev - (m /h)
Caudal extraído
3
(m /h)
Diferença entre Vins e Vev
/
V=
(Volume int)
(RPH)
(Vx)
Infiltrações
(S ou N)
Recuperador de Calor
(mínimo: 0.6)
Taxa de Renovação nominal
0.00
se SIM:
η=
se NÃO:
η=0
(Vf/V+Vx/V)
(Ev=Pv.24.0.03M (kWh))
Consumo de electricidade para os ventiladores
Volume
910.70
×
Taxa de renovação nominal
0.85
×
0.34
0.34
×
1-η
1.00
=
TOTAL
263.19
(W/°C)
Folha de cálculo FC IV. 1e
Ganhos Úteis na estação de aquecimento (Inverno)
Orientação
do vão
envidraçado
ENV.1
ENV.2
ENV.3
ENV.4
SW
NE
NW
SE
Tipo
(simples
ou duplo)
Área
2
A(m )
Factor de
Orientação
X(-)
Duplo
Duplo
Duplo
Duplo
26.71
26.71
8.32
8.32
0.84
0.33
0.33
0.84
Factor
Factor de
Factor de
Solar
Fracção
Factor de
sombreamento Obstrução
do
envidraçada Sel. Angular
do horizonte
Fs(-)
vidro
Fg(-)
Fw (-)
Fh
Fh.Fo.Ff
g(-)
0.53
0.88
0.79
0.70
0.90
0.53
0.96
0.86
0.70
0.90
0.53
0.96
0.86
0.70
0.90
0.53
0.88
0.79
0.70
0.90
XL
Área
Efectiva
2
Ae(m )
5.92
2.54
0.79
1.84
Área Efectiva Total equivalente na orientação SUL
2
(m )
×
Radiação Incidente num envidraçado a Sul (Gsul)
11.10
2
na Zona
(kWh/m .mês) - do Quadro 8 (Anexo
III)
I2
93
×
Duração da Estação de Aquecimento (meses)
=
Ganhos Solares Brutos (kWh/ano)
7
7225.16
Ganhos Internos:
2
Ganhos internos médios (Quadro IV.3)
4
(W/m )
×
Duração da Estação de Aquecimento
×
7
(meses)
Área Útil de pavimento
350.27
(m )
×
0.72
=
Ganhos Internos Brutos
2
0.72
7061.39
(kWh/ano)
Ganhos Totais Úteis:
14286.55
37456.43
Inércia do edifício:
γ=
Forte
Factor de Utilização dos Ganhos Solares (η)
(
0.38
0.989
×
14286.55
=
14131.27
Ganhos Solares Brutos + Ganhos Internos
Ganhos Totais Úteis (kWh/ano)
XLI
Folha de cálculo FC IV. 1f
Valor Máximo das necessidades de aquecimento (Ni)
Factor de Forma
m
Das FC IV.1a e 1c: (Áreas)
2
Paredes Exteriores
316.26
Coberturas Exteriores
350.27
Pavimentos Exteriores
0
70.05
Envidraçados Exteriores
Da FC IV.1b: (Áreas equivalentes A.τ)
Paredes Interiores
0
Coberturas Interiores
0
Pavimentos Interiores
0
Envidraçados Interiores
0
736.58
Área Total:
/
910.70
Volume (da FC IV.1d):
=
FF
0.81
Graus-Dia no Local (°C.dia)
1770
Ni=4.5+0.0395 GD
para FF < 0.5
Ni=4.5+(0.021+0.037 FF) GD
para 0.5 ≤ FF < 1
Ni=[4.5+(0.021+0.037 FF) GD](1.2-0.2 FF)
para 1 ≤ FF < 1.5
Ni=4.05+0.06885 GD
para FF ≥1.5
2
Nec. Nom. De Aquec. Máximas - Ni (kWh/m .ano)
XLII
94.64
Folha de cálculo FC IV.2
Cálculo do indicador Nic
Perdas térmicas associadas a :
(W/°C)
Envolvente Exterior (da FC IV.1a)
499.46
Envolvente Interior (da FC IV.1b)
0
Vãos Envidraçados (da FC IV.1c)
119.09
Renovação de Ar (da FC IV.1d)
263.19
=
881.74
Coeficiente Global de Perdas (W/°C)
×
1770
Graus-Dia no Local (°C.dia)
×
0.024
=
Necessidades Brutas de Aquecimento (kWh/ano)
37456.43
-
Ganhos Totais Úteis (kWh/ano) (da FC IV.1e)
14131.27
Necessidades de Aquecimento (kWh/ano)
23325.16
=
/
2
350.27
Área Útil de pavimento (m )
=
2
Nec. Nominais de Aquecimento - Nic (kWh/m .ano)
66.59
<
2
Nec. Nom. De Aquec. Máximas - Ni (kWh/m .ano)
XLIII
94.64
Folha de cálculo FC V.1a
Perdas
93.07
Perdas associadas às paredes exteriores (U.A) (FCIV.1a)
(W/°C)
+
0
Perdas associadas aos pavimentos exteriores (U.A) (FCIV.1a)
(W/°C)
+
112.09
Perdas associadas às coberturas exteriores (U.A) (FCIV.1a)
(W/°C)
+
Perdas associadas aos envidraçados exteriores (U.A) (FCIV.1c)
119.09
Perdas associadas à renovação de ar (FCIV.1d)
263.19
(W/°C)
+
(W/°C)
=
(Q1a)
Perdas específicas totais
Temperatura interior de referência
587.44
(W/°C)
25
(°C)
Temperatura média do ar exterior na estação de arrefecimento
19
(Quadro III.9)
=
Diferença de temperatura interior-exterior
6
(°C)
(°C)
×
(Q1a)
Perdas específicas totais
587.44
(W/°C)
×
2.928
=
(Q1b)
Perdas térmicas totais
XLIV
10320.10
(kWh)
Folha de cálculo FC V.1c
Ganhos Solares pela envolvente opaca
Vigas
2
Área, A (m )
2
U (W/m °C)
Pilares
PAREDE PAREDE PAREDE PAREDE PORTA PAREDE PAREDE PAREDE PAREDE PAREDE PAREDE PAREDE PAREDE COBERTURA
SW
NE
NW
SE
NW
SW
NE
NW
SE
SW
NE
NW
SE
H
104.00
104.00
31.52
31.52
1.89
12.81
12.81
3.99
3.99
4.66
4.66
1.17
1.17
350.27
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
0.27
0.27
0.27
0.27
1.70
0.38
0.38
0.38
0.38
0. 38
0.38
0.38
0.38
0.31
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
Coeficiente de absorção,
α (Quadro V.5)
0.4
0.4
0.4
0.4
0.8
0.4
0.4
0.4
0.4
0.4
0.4
0.4
0.4
0.5
α.U.A
=
11.23
×
=
11.23
×
=
3.40
×
=
3.40
×
=
2.57
×
=
1.95
×
=
1.95
×
=
0.61
×
=
0.61
×
=
0.71
×
=
0.71
×
=
0.18
×
=
0.18
×
=
54.29
×
Int. de rad. solar na
estação de arrefec.
2
(kWh/m ) (Quadro III.9)
470
320
320
470
320
470
320
320
470
470
320
320
470
790
0.04
×
0.04
=
×
0.04
=
×
0.04
=
×
0.04
=
×
0.04
=
×
0.04
=
×
0.04
=
×
0.04
=
×
0.04
=
×
0.04
=
×
0.04
=
×
0.04
=
×
0.04
=
×
0.04
=
TOTAL
211.15
143.76
43.57
63.99
32.90
36.59
24.92
7.76
11.40
13.32
9.07
2.27
3.33
1715.61
2319.63
Ganhos solares pela
envolvente opaca exterior
(W/°C)
(kWh)
XLV
Folha de cálculo FC V.1d
Ganhos Solares pelos envidraçados exteriores
ENV.1
SW
2
Área, A (m )
Factor Solar do vão envidraçado
(1)
Fracção envidraçada, Fg (QuadroIV.5)
Factor de obstrução,
(2)
Fs
Factor de selectividade do vidro, Fw (Quadro V.3)
Área efectiva, Ae
Int. de rad. solar na estação de arrefec. (kWh/m2) (Quadro III.9)
=
Ganhos solares pelos vãos envidraçados exteriores
Por orientação e horizontal
ENV.2
ENV.3
ENV.4
NE
NW
SE
26.7093
26.7093
8.317441
8.317441
×
×
×
×
0.2243
0.2243
0.2243
0.2243
×
×
×
×
0.70
0.70
0.70
0.70
×
×
×
×
1.00
1.00
1.00
1.00
×
×
×
×
0.85
0.85
0.85
0.85
=
=
=
=
3.56
3.56
1.11
1.11
m
×
470
×
320
=
1140.56
×
320
=
355.18
×
470
=
521.67
TOTAL
3692.62
1675.20
XLVI
2
(kWh)
Folha de cálculo FC V.1e
Ganhos Internos
2
Ganhos internos médios (W/m ) (Quadro IV.3)
4
×
350.27
×
2.928
=
4102.33
Área útil de pavimento (m2)
2.928
Ganhos internos totais
Folha de cálculo FC V.1f
Ganhos totais na estação de arrefecimento (Verão)
Ganhos solares pelos vãos envidraçados exteriores
(FCV.1d)
Ganhos solares pela envolvente opaca exterior
(FCV.1c)
Ganhos internos
(FCV.1e)
Ganhos térmicos totais
XLVII
3692.62
+
2319.63
+
4102.33
=
10114.58
(kWh)
(kWh)
(kWh)
(kWh)
Folha de cálculo FC V.1g
Ganhos totais na estação de arrefecimento (Verão)
Ganhos térmicos totais
(FCV.1f)
γ
10114.58
/
10320.10
=
0.98
Perdas térmicas totais
(FCV.1a)
Inércia do edifício
Forte
Factor de utilização dos ganhos solares, η
Ganhos térmicos totais (FCV.1f)
Necessidades brutas de arrefecimento
Consumo dos ventiladores
(se houver, exaustor da cozinha excluído)
TOTAL
1
0.82
=
0.18
×
10114.58
=
1863.84
+
0
=
1863.84
(kWh)
(kWh)
(kWh)
(kWh/ano)
(Ev=Pv*24*0.03*122(kWh))
(kWh/ano)
/
2
Área útil de pavimento (m )
350.27
=
Necessidades nominais de arrefecimento - Nvc
5.32
2
(kWh/m .ano)
≤
Necessidades nominais de arref. Máximas - Nv
18.00
XLVIII
2
(kWh/m .ano)
Cálculo de AQS
MAQS
∆T
nd
NºPessoas
Nº de compartimentos
para 2.5KW
360
45
365
9
8
Qa
ηa
Esolar
Eren
6877.15
0.50
4051.00
0.00
Nac
2
(kWh/m .ano)
27.70
2
<
30.39
Necessidades de energia primária (Nt)
2
Ntc (kgep/m .ano)
2
<
2.63
Nt (kgep/m .ano)
5.12
XLIX
Na (kWh/m .ano)