Discussão e Conclusões

O presente trabalho consistiu na análise do comportamento térmico de um empreendimento multifamilicar – Lake II, que se pretende que seja um exemplo de eficiência energética.

A pesquisa partiu de soluções construtivas e considerações de sistemas, previstos pelo promotor e construtor do edifício, para um cálculo inicial das necessidades energéticas e classificação energética de todas fracções do mesmo.

O objectivo principal da pesquisa foi estudar o comportamento térmico das soluções inicialmente previstas, apresentando soluções de melhoramento, com vista à redução das necessidades energéticas, ponderadas com relações custo-eficácia. Para melhor compreensão das exigências regulamentares e seu impacto na aplicação prática, simulou-se o cálculo energético para diferentes soluções construtivas, sem sistema solar térmico, com sistemas de aquecimento e arrefecimento mais desfavoráveis do regulamento, com condições diferentes de envolvente e para sistemas máximas regulamentares e para uma zona climática diferente.

A metodologia baseou-se no cálculo dos vários coeficientes de transmissão térmica, para os elementos da envolvente, nas diferentes soluções construtivas. Foram consideradas simulações para obtenção dos resultados das necessidades energéticas e classificação energética.

Os resultados obtidos foram analisados graficamente, para cada fracção do empreendimento em estudo. Através da análise dos resultados pode-se tirar as seguintes conclusões que se seguem.

A classificação energética obtida com as soluções inicialmente previstas pelo promotor / construtor foi A+, em todas as fracções.

As fracções que apresentam necessidades nominais anuais de energia útil para aquecimento mais elevadas são as do piso 5, apartamentos duplex, devido à maior área de envolvente opaca exterior e maior área de envidraçados. Seguidamente são fracções do piso 1 que apresentam maiores necessidades energéticas, devido à sua área de envolvente opaca exterior e interior.

Relativamente às necessidades da estação de Verão, pode-se concluir que são mais elevadas nas fracções com maior área envidraçada orientada a Sul, fracções de tipologia 1.

No que respeita às necessidades nominais anuais de energia útil para aquecimento de águas sanitárias, observa-se que diminuem quanto maior for a área da fracção. Motivo, pelo qual os apartamentos duplex, apresentam necessidades nominais anuais de energia útil para produção de AQS, mais baixas que as restantes fracções, pois apresentam áreas superiores às restantes fracções na ordem dos 80%. O inverso acontece nas fracções de tipologia 4, que sendo as mais pequenas, logo apresentam maiores necessidades nominais anuais de energia útil para produção de AQS.

Para a análise das necessidades globais de energia primária é feito um cálculo ponderado com as necessidades supracitadas, através da fórmula:

Ntc = 0,1 (Nic/ηi) Fpui + 0,1 (Nvc/ηv) Fpuv + Nac x Fpua

Para o cálculo de Ntc pondera-se as necessidades nominais anuais de energia útil para aquecimento, arrefecimento e produção de águas quentes sanitárias, com os respectivos sistemas de aquecimento, arrefecimento e tipo de energias utilizadas para esses sistemas, sendo que o recurso a combustível é sempre mais vantajoso que o recurso a electricidade. No entanto no empreendimento em estudo foi implementado o recurso a electricidade para os sistemas de aquecimento e arrefecimento (ar condicionado por bomba de calor), por razões comerciais e económicas.

Assim podemos concluir que para as necessidades globais de energia primária o maior impacto são as necessidades nominais anuais de energia útil para produção AQS,

pelo que as fracções com maiores áreas, piso 5, apresentam menores necessidades globais de energia primária.

Quando se faz a análise da classificação energética através do cálculo de Ntc / Nt, a situação inverte-se. Para as fracções com maiores áreas de envolventes opacas exteriores (piso 5) ou com orientações solares mais desfavoráveis, tipologia 5, as necessidades aumentam.

Pela análise de diferentes isolantes térmicos, conclui-se que o poliestireno expandido extrudido (XPS) com 20 a 40 Kg/m3 de densidade, apresenta a melhor relação custo – eficácia, pelo que foi utilizado no caso de estudo para paredes duplas e para coberturas.

No caso de paredes exteriores a opção foi para o poliuretano projectado (PUR) que apresenta uma relação custo – eficácia intermédia, mas com inúmeras vantagens de aplicação pelo exterior e para revestimento em sistema de fachada ventilada por grampeamento.

Nas alternativas de soluções construtivas estudadas, foi analisado o comportamento térmico das envolventes variando apenas a espessura de isolamento. Conclui-se que apesar do aumento de 2 cm de espessura de isolamento, ser significativo para o coeficiente de transmissão térmica do elemento da envolvente opaca, não apresenta alterações significativas nas necessidades energéticas ou classificações energéticas. Apresenta uma maior valia no conforto térmico interior, mas que não se reflecte no cálculo das necessidades energéticas. Em termos económicos, o aumento de espessura é mais desfavorável no PUR do que no XPS.

Das diversas soluções construtivas estudadas para a envolvente, conclui-se que o coeficiente de transmissão térmica, mais eficaz a colocação e aumento da espessura de isolamento, do que aumentar a do material constituinte dos panos de parede.

Observando os coeficientes de transmissão térmica dos diferentes envidraçados estudados, conclui-se que os factores que mais contribuem para a sua diminuição são: vidros duplos, caixas-de-ar mais espessas, inclusão de gás árgon na caixa-de-ar e características melhoradas dos vidros através de capas metálicas.

Para a estação de Inverno, é mais vantajoso ter vidros com coeficientes de transmissão térmica baixos, conseguindo-se reduzir assim as perdas pela envolvente envidraçada e consequentemente as necessidades nominais anuais de energia útil para aquecimento, para as mesmas espessuras de vidro duplo.

Para a estação de arrefecimento, a situação inverte-se, sendo mais vantajoso ter um coeficiente de transmissão térmico elevado e um factor solar baixo. Quanto menor for o coeficiente de transmissão térmico do vão, menores são as perdas associadas aos vãos envidraçados, que se traduz positivamente no cálculo de Nic, mas negativamente no cálculo de Nvc.

Com um baixo factor solar do vidro, diminui-se a troca de radiações térmicas e a transmissão de calor para o interior, diminuindo-se o respectivo sobreaquecimento. Assim, deve-se procurar um equilíbrio entre o coeficiente de transmissão térmica e o factor solar do vidro.

Relativamente à caixilharia, foi feito um estudo para as necessidades energéticas considerando caixilharia em alumínio e considerando caixilharia em PVC ou madeira.

Conclui-se que não são opções relevantes para as necessidades de aquecimento, nem para as necessidades globais de energia primária. Apenas no Verão se podem conseguir vantagens, pela opção da caixilharia de alumínio, uma vez que esta aumenta as perdas pela envolvente envidraçada, sendo esta uma desvantagem no Inverno, não se tornando no entanto importante no cálculo energético. Podemos concluir que a combinação de uma caixilharia de alumínio, menos eficiente com um vidro termicamente melhorado é uma boa opção.

Os sombreamentos provenientes de palas e obstáculos, constitui uma maior valia para a redução das necessidades de Verão em cerca de 55%. No entanto, se estas não existissem reduzia-se as necessidades nominais anuais de energia útil para aquecimento em 75%. Assim o edifício passava a apresentar maiores necessidades nominais anuais de energia útil para arrefecimento do que aquecimento. Conclui-se que quando existe sombreamentos por elementos fixos, constitui uma vantagem no Verão, mas uma desvantagem no Inverno.

A ponderação da existência destes elementos arquitectónicos deve ser feita com uma análise do caso em particular face à sua localização climática.

Relativamente a sistemas de sombreamento móveis, considera-se que na estação de Inverno se encontram abertos. Assim não afectam as necessidades nominais anuais de energia útil para aquecimento e reduzem as necessidades nominais anuais de energia útil para arrefecimento no Verão entre 37 % a 61%, dependendo da área de envidraçados e orientação das mesmas.

Com alteração das soluções construtivas, relativamente ao inicialmente proposto pelo promotor, consegue-se diminuir as necessidades globais de energia primária entre 7% a 23% dependendo da fracção. Para as necessidades nominais anuais de energia útil para aquecimento consegue-se uma redução de 37% a 66%. A situação mais desfavorável foi o aumento de 3% a 23% das necessidades nominais anuais de energia útil para arrefecimento.

Pela analise de custos do investimento face ao inicialmente proposto e pela diferença das necessidades de aquecimento e arrefecimento, consegue-se concluir que o investimento será recuperado ao fim de 11 anos.

Considerando o período de vida útil de uma habitação (60 anos), o investimento efectuado para se obter a melhoria do conforto térmico e redução das necessidades energéticas é uma boa opção sob o ponto de vista do custo-benefício.

Com este estudo mostra-se a importância do sistema solar térmico para o aquecimento de águas quentes sanitárias. Pela simulação energética das fracções conclui-se que a não colocação do sistema agrava as necessidades globais de energia primária em cerca de 60%, assim como altera a classificação das fracções de A+ para A e B. Apesar do grande investimento, necessário para a implementação do sistema solar térmico, o seu retorno é feito entre quatro a cinco anos.

Deste estudo também se conclui que um mesmo edifício, em zonas climáticas diferentes apresenta diferentes necessidades energéticas. Um mesmo edifício, com as mesmas características, soluções construtivas e orientações em zona climática I1/V1 e zona climática I3/V3, apresenta um aumento de cerca de 70% das necessidades nominais anuais de energia útil para aquecimento e 20% das necessidades de energia primária.

Para as necessidades nominais anuais de energia útil para arrefecimento e necessidades nominais anuais de energia útil para produção de águas quentes sanitárias não existe qualquer alteração.

A classificação energética continua a ser A+, para a alteração da zona climática.

Pela análise final, deste estudo, conclui-se que estamos perante um regulamento no qual os sistemas de aquecimento, arrefecimento e solares térmicos instalados, são preponderantes para a classificação energética dos fogos.

Considerando o caso de estudo, com soluções de envolvente opaca, sem isolamentos, vãos com caixilharia de classe baixa, vidros simples incolores e só com cortinas muito transparentes, é possível verificar todos os requisitos regulamentares e ainda obter uma classificação de A+ em 21 das 25 fracções estudadas. Isto considerando os sistemas conforme inicialmente previsto, sistema solar térmico e sistemas de aquecimento e arrefecimento.

A boa classificação só é afectada quando não se considera um sistema solar térmico ou o sistema de aquecimento e arrefecimento menos vantajoso, em termos regulamentares.

Pela simulação da verificação mínima regulamentar de Nic, Nvc e Ntc, para uma classificação energética B- e face ao considerado para o caso se estudo, estamos a falar de aumentos de 83% das necessidades globais de energia primária. Em termos práticos, significa um aumento em média de 780 € anuais, na factura da electricidade de cada fracção.

Sempre que se pretende uma boa classificação energética associada ao conforto térmico, deve-se fazer uma análise da envolvente, não pretendendo apenas as verificações mínimas impostas pelo regulamento, mas sim com base nos valores de referência do mesmo, para as melhorar.

Para próximas revisões regulamentares sugere-se a diminuição dos coeficientes de transmissão térmica máximos admissíveis para a envolvente. No que se refere a sistemas, nomeadamente sistema solar térmico para aquecimento das AQS, o regulamento em vigor é bastante exigente.

Finalmente, deixa-se um alerta para todos os construtores e promotores imobiliários, para a importância desta temática, já que sem custos significativos no

investimento inicial, pode-se obter grandes níveis de conforto interior e excelentes classificações energéticas.

O cliente final é cada vez mais exigente e esclarecido sobre esta matéria, uma boa classificação pode fazer toda a diferença, não só para o cliente final como para a comercialização das fracções.

REFERÊNCIASBIBLIOGRÁFICAS

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ANEXOS

ANEXO I - PEÇAS DESENHADAS DO PROJECTO

ANEXO II - FOLHAS DE CÁLCULO DO RCCTE

ANEXO III – DOCUMENTOS TÉCNICOS

REFERÊNCIA DESCRIÇÃO

1.1 Planta do 1º, 2º, 3º e 4º Piso

1.2 Planta do 5º Piso

1.3 Planta do Sótão

1.4 Planta da Cobertura

2.5 Alçado Sul / Sudoeste 2.6 Alçado Norte / Nordeste

2.7 Alçado Oeste

2.8 Alçado Este