Conceito e padrão Passivhaus

A origem do conceito Passivhaus teve lugar em 1988, no trabalho desenvolvido pelo Professor Bo Adamson e o Doutor Wolfgang Feist, devido à construção de baixo consumo energético exigido nos anos 80 para edifícios novos na Suécia e na Dinamarca. Após essa investigação, foram desenvolvidos projetos onde se aplicava o conceito Passivhaus, o primeiro em Darmstadt (1990) e o segundo em Groß Umstadt (1995), ambos na Alemanha. Nos dois casos, eram moradias onde o objetivo principal era o de alcançar um baixo consumo energético a custos razoáveis para o clima alemão. Devido ao sucesso do primeiro edifício, deu-se a fundação do Passive House Institute com sede em Darmstadt. Desde então que esta instituição se tem dedicado ao estudo e desenvolvimento de edifícios eficientes energeticamente (Passive House Institute 2016).

Foi assim criado o conceito Passivhaus, fundamentado em três componentes. A primeira é o facto de se limitar as necessidades energéticas, correspondentes do aquecimento, arrefecimento, produção de água quente e eletricidade. A segunda é a exigência da qualidade térmica do edifício. Por último, é importante basear a construção do edifício em sistemas passivos de modo a satisfazer as primeiras componentes a um custo rentável (Ford et al., 2007).

Um exemplar de um edifício altamente eficiente do centro e norte da Europa em que se adote os requisitos da Passivhaus, devido ao clima frio ali sentido, levará à aplicação de níveis de isolamento muito elevados, com ausência de pontes térmicas, que garanta a estanquidade do edifício, uso de janelas triplas e instalar-se-á um sistema de ventilação com recuperação de calor, optando sempre que possível por equipamentos de baixo consumo elétrico. Logo é importante cumprir os requisitos tanto na fase de projeto como durante a construção (PHA, 2014).

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Até a data, já foram construídos mais de 60 mil edifícios residenciais seguindo o conceito Passivhaus e mais de 14 mil edifícios certificados. A justificativa deste número é o facto de não existirem restrições a um tipo de construção, tipo de edifício e um determinado clima. Tanto pode ser adotado na construção em madeira maciça, em construção pré-fabricada ou em construção em betão armado, assim como em edifícios de habitação, administrativos, escolares ou hotéis, provando que o conceito se adequa a qualquer sistema construtivo, independentemente da função do edifício. Isto acontece porque o padrão Passivhaus se baseia apenas em princípios físicos (Passive House Institute, 2016).

Figura 3.8: Edifícios com padrões e certificação Passivhaus na Europa (Passiv, 2015)

Quanto aos requisitos a serem aplicados na fase de projeto e construção de um edifício para que se verifique o conceito Passivhaus são:

• necessidades de aquecimento e arrefecimento • consumo de energia primária

• estanquidade do edifício

• conforto térmico para os seus utilizadores

O limite para as necessidades energéticas tanto de aquecimento como de arrefecimento é o de 15 kWh/(m2_{.ano). O valor da energia é verificado com a ajuda do PHPP (Passive House Planning}

Package), uma ferramenta utilizada no projeto de casas passivas onde se calcula o balanço energético, se executa o planeamento de janelas, o projeto de ventilação, o projeto de aquecimento de águas, determinação da quantidade de energia para o aquecimento e arrefecimento do edifício e a estimativa do conforto no verão (Passive House Institute, 2016).

25 Quanto ao consumo de energia primária, esta não deve exceder o limite de 120 kWh/(m².ano), energia essa concernente aos serviços energéticos como o aquecimento de águas, equipamentos elétricos e aquecimento e arrefecimento do ambiente interior. Deve-se verificar a estanquidade ao ar através do teste de pressurização Blower Door a 50 Pa, cujo limite da taxa de renovação horária do ar interior deverá ser igual ou inferior a 0,6 renovações por hora (Passive House Institute, 2016).

Relativamente ao conforto térmico do edifício, é exigido que, durante o inverno, a temperatura do ar interior não seja inferior a 17ºC em todas as divisões, incluindo na superfície das áreas envidraçadas. Por sua vez, durante o verão, a temperatura interior não deverá exceder os 26ºC por um período superior a 10% do tempo. Juntamente com o cumprimento dos requisitos, é importante ter em consideração a continuidade do isolamento térmico da envolvente do edifício. O valor do coeficiente de transmissão térmica, U, deve ser limitado a 0,15 W/(m².K) em toda a envolvente, seja em climas frios como em climas quentes. Ou seja, apenas 0,15 watts atravessam horizontalmente as paredes, lajes e coberturas da envolvente quando estas estão sujeitas a uma diferença de temperatura entre os ambientes que cada elemento separa, em cada metro quadrado de superfície (Passive House Institute, 2016).

O valor do coeficiente de transmissão térmica das janelas, incluindo as caixilharias, não deve ser superior a 0,8 W/(m².K) para climas frios. Relativamente ao fator solar do envidraçado, g, deve admitir o valor mais alto possível, a rondar 0,5, numa escala de 0 a 1 o que significa que se iria obter ganhos na ordem de 50% (Passive House Institute, 2016).

Uma tecnologia que foi introduzida no conceito Passivhaus é a ventilação com recuperação de calor. Esta tecnologia, com a ajuda de um permutador de calor de elevado rendimento, permite que pelo menos 75% do calor que advém da recuperação de calor seja renovado, contribuindo para uma melhor qualidade do ar interior e um menor consumo de energia. Para além desse fator, é importante que estes sistemas possuam um baixo nível acústico, inferior a 25 dB. Outra característica relacionada com a ventilação, é que todos os compartimentos do edifício devem ter uma abertura para proporcionar o fluxo natural de ar nas noites de verão (PHA, 2014).

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Como já indicado, um ponto fundamental para o correto funcionamento de um edifício Passivhaus é a ausência ou a minimização de pontes térmicas, evitando assim o fluxo de calor nessas zonas. O valor limite para o coeficiente de transmissão térmica linear, sendo medido pelo exterior, é Ψ≤0,01 W/(m.ºC) (PHA, 2014).

Aplicando todos os requisitos e padrões Passivhaus mencionados, torna-se possível economizar cerca de 90% da energia em relação à construção existente na Europa e 75% em relação à construção nova. Esta poupança não se dá apenas nos climas frios, mas ocorre também nos climas quentes, durante a estação de arrefecimento (PHA, 2014).

Logo, o conceito Passivhaus encaixa perfeitamente na construção sustentável, representando um edifício que consome pouca energia, apresentando resultados ecologicamente favoráveis, providenciando o conforto dos seus utilizadores.