CAPÍTULO 2 Estado do Conhecimento
2.3 Conceito de Edifícios de Balanço Energético Nulo
A evolução natural de um edifício de baixo consumo é um edifício de balanço energético nulo (net Zero-energy Building – nZEB). De acordo com o Artigo 2º da EPBD (2002) um nZEB é definido como “Um edifício com necessidades nulas de energia trata-se de um edifício com um desempenho energético muito elevado, onde as necessidades de energia nulas ou muito pequenas deverão ser cobertas em grande medida por energia proveniente de fontes renováveis produzida no local ou nas suas proximidades.” (EPBD, 2002).
Teoricamente um nZEB é um edifício com necessidades energéticas muito reduzidas, que, em comparação com os edifícios correntes, obtém-se através de um estudo e proveito dos ganhos energéticos, sendo possível equilibrar as necessidades energéticas remanescentes através do fornecimento de energia de fontes renováveis (Torcellini et al., 2006).
De acordo com Torcellini et al. (2006) um nZEB pode ser definido de diversas formas, dependendo dos objetivos do projeto. Usualmente os proprietários fixam os seus objetivos nos baixos custos, por outro lado as entidades gestoras interessa-lhes a redução dos valores primários ou finais do consumo energético, enquanto os projetistas limitam os seus objetivos de acordo com a regulamentação e a forma de obtenção da energia a consumir.
Tendo em conta o exposto no parágrafo anterior, Torcellini et al. sugeriram as seguintes quatro definições sendo estas, atualmente mais comummente utilizadas para o efeito:
Net zero site energy: aplica-se a um nZEB que produz no mínimo energia renovável suficiente para colmatar a consumida localmente durante um ano;
Net zero source energy: aplicável às nZEB‟s que produzem, pelo menos, tanta energia renovável quanto a consumida num ano, sendo que o valor da energia consumida é contabilizada na fonte. Source energy refere-se à energia primária utilizada para gerar e distribuir a energia para o local. Para calcular a energia de um edifício-fonte, importada e exportada, esta deve ser multiplicada pelos respetivos fatores de conversão;
Net zero cost energy: definição aplicada a um nZEB em que o custo anual imposto ao utilizador pela importação de energia é rebatido pela exportação da energia produzida;
Net zero-energy emissions: aplica-se a um nZEB que produza energia renovável sem emissões, compensando assim o consumo de energia de fontes emissoras.
Note-se que todas as definições são válidas, o que difere entre cada uma são as vantagens e inconvenientes associados à sua utilização. Tal como mostra o Quadro 2.2.
A Agência Internacional de Energia (E.I.A.) por outro lado define os nZEB‟s como sendo edifícios que ao invés da obtenção de energia através da utilização de combustíveis fósseis, utilizam energia proveniente de energia solar ou outras fontes renováveis (Laustsen, 2008). Segundo Laustsen (2008) os edifícios nZEB podem ser classificados de acordo com as seguintes definições:
Zero net energy buildings: edifícios que durante um espaço de tempo, nunca inferior a um ano, são neutros, ou seja, os edifícios fornecem tanta energia à rede de fornecimento como a que retira. Desta forma não existe a necessidade de consumo de qualquer tipo de combustível fóssil para obter energia para aquecimento, arrefecimento, iluminação, equipamentos e para aquecimento de águas quentes sanitárias (AQS), apesar de poderem utilizar energia da rede fornecedora;
Zero stand alone buildings: edifícios que não requerem ligação à rede de abastecimento ou utilizam-na apenas em caso de falha. Os edifícios autónomos conseguem armazenar energia;
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Plus energy buildings: edifícios que produzem mais energia para a rede de abastecimento do que eles próprios consomem;
Zero carbon buildings: edifícios que não usam energia obtida através de recursos que impliquem a emissão de dióxido de carbono. Ao longo do ano, estes edifícios são carbono neutro ou positivo, pois produziram energia livre de CO2 suficiente para equilibrar o possível consumo de energias não livres de carbono.
Quadro 2.2 – Vantagens e desvantagens das definições dos nZEB por Torcellini et al..
Definição Vantagem Desvantagem
Site nZEB
Fácil implementação,
Verificação através de medições in situ, nZEB mais conservativo,
O desempenho não é alterado por fatores exteriores,
De fácil compreensão e comunicação, Energeticamente eficiente a nível do projeto.
Necessita de maior número de módulos fotovoltaicos,
Alguns custos não são tidos em conta, Alguns tipos de combustíveis não são considerados,
Não contabiliza diferenças não energéticas entre os diferentes tipos de combustíveis.
Source nZEB
Têm em conta todos os custos tidos com a energia existente no local,
Alcance de forma fácil o estatuto de nZEB, Tem maior impacto no sistema de energia.
Não contabiliza diferenças não energéticas entre os diferentes tipos de combustíveis. A conversão em energia primária é feita de forma genérica,
Alguns custos não são tidos em conta, Existe a necessidade de definição do fator de conversão fonte-local, o que necessita de diversos dados.
Cost nZEB
De fácil implementação e medição,
O mercado exige resultados equilibrados de acordo com os diferentes combustíveis, Tem-se um controlo mais eficiente,
É verificado através dos cálculos energéticos.
Pode não se refletir na rede elétrica nacional, pois mais painéis fotovoltaicos podem ser mais importantes na redução dos consumos locais do que na venda de energia à rede,
O seu controlo temporal é difícil, pois trata-se de uma energia instável.
Existe a necessidade de realizar acordos que promovam o equilíbrio entre a energia produzida e a energia consumida e respetivos custos energéticos.
Emissions nZEB
Em termos de energia verde trata-se da melhor definição,
Contabiliza diferenças não energéticas entre os diferentes tipos de combustíveis.
Existe a necessidade de empregar fatores de emissão próprios.
Figura 2.8 – Produzido (Y) Consumido (X). Imagem ilustrativa do conceito nZEB
Energia produzida Energia consumida
Aquecimento
Arrefecimento
AQS
Luzes
Equipamentos X kWh Necessidades Energéticas
Eletricidade (PV, Eólica, Geotermal)
Térmica (Solar, Geotermal) Y kWh Energia11
No âmbito desta dissertação de mestrado entende-se que a designação “nZEB” seja/é correspondente a um edifício que tenha balanço energético nulo, ou seja, os seus consumos, de valores mínimos, são anulados através da produção de energia, garantindo-se assim um balanço energético anual nulo, desta forma vai-se de encontro ao referido no Artigo 2º da EPBD recast (2010). Na Figura 2.8 pode ver-se uma descrição sumária de um edifício nZEB.