Estudos de retrofit em edificações históricas

Apresenta-se a seguir alguns estudos realizados sobre retrofit aplicados especificamente em edificações históricas.

Tassiopoulou (1996) realizou simulação de desempenho térmico em uma edificação tradicional grega do século XVIII. Concluiu que, apesar de ela não atender os requisitos atuais de eficiência energética e conforto, a edificação mostrou-se bem adaptada às condições climáticas da cidade de Atenas. Esta mesma edificação, se submetida a uma melhoria no isolamento térmico das paredes externas, mostrou desempenho satisfatório durante o inverno, mas não no verão, sendo necessária a avaliação criteriosa de medidas de retrofit para não

prejudicar o desempenho original da edificação (TASSIOPOULOU, 1996).

Zhu (2006) utilizou o programa eQuest para avaliação da melhoria de desempenho energético em um complexo de edificações nos Estados Unidos composto por: uma torre com 25 pavimentos, uma edificação histórica, uma edificação que funciona como interligação entre a torre e a edificação histórica e um edifício de estacionamento com 10 pavimentos. O objetivo foi testar a efetividade de recomendações de medidas de melhoria de eficiência energética apontadas preliminarmente, que buscavam atingir o selo denominado

Energy Star. O Energy Star é um programa voluntário da Agência de

Proteção Ambiental (EPA) e do Departamento de Energia dos Estados Unidos que fornece etiquetagem para produtos energeticamente eficientes, incluindo edificações. Na simulação foram aplicados ajustes no setpoint do sistema de aquecimento que resultaram em uma redução de 4% no consumo energético. A otimização da operação dos ventiladores resultou em 17% de redução no consumo total de energia. Depois, o sistema de iluminação também foi otimizado resultando, ao final de todos os ajustes, em uma economia total de 22%. Aplicando o método de cálculo do selo Energy Star, considerando todos os ajustes testados no modelo simulado, a edificação atingiria a pontuação de 75 ou mais (ZHU, 2006).

Zhai e Previtali (2010) realizaram simulações computacionais para determinação do desempenho energético de habitações antigas vernaculares, coletados em 22 locais em 11 zonas climáticas diferentes. As construções foram categorizadas com relação ao envelope, telhado, forros, quantidade de ambientes, forma, número de pavimentos, aberturas e sombreamento. As simulações foram feitas com o programa “BEopt”, desenvolvido pelo Laboratório Nacional de Energias Renováveis (U.S. National Renewable Energy Laboratory).

Os resultados obtidos foram comparados com construções que atendem ao Código Internacional de Conservação de Energia (IECC-

International Energy Conservation Code) e com aquelas geradas através

de uma ferramenta de otimização. Esta ferramenta testa combinações de características construtivas visando a máxima eficiência energética. O estudo mostrou que o uso de materiais tradicionais, como paredes de barro e cobertura em palha, resulta em bom desempenho energético. Foi realizado um comparativo com relação à quantidade

prevista de energia para cada zona climática nos três casos: simulação da construção existente, simulação baseada nos requisitos do IECC e situação otimizada do programa. Das construções tradicionais, 19% apresentaram consumo previsto menor do que o referencial do IECC (ZHAI; PREVITALI, 2010).

Um método para simulação computacional de desempenho energético em uma edificação histórica na Itália foi desenvolvido por Ascione et al. (2011). Foram analisadas cinco medidas de retrofit: controle da temperatura interna, melhorias na estanqueidade das esquadrias, melhoria no isolamento térmico das paredes externas, substituição do sistema de aquecimento a gás antigo por um moderno e substituição dos vidros existentes por vidros duplos de baixa emissividade. As simulações demonstraram que a demanda energética global reduziria 22% após a aplicação do retrofit, com um tempo de retorno do investimento de 11 anos. A edificação também foi avaliada no sistema de certificação adotado pelo governo italiano, que passou da classificação G (o pior nível) para o nível D, após a simulação das medidas de retrofit (ASCIONE; ROSSI, DE; VANOLI; ROSSI, 2011).

Como exemplo de um grande esforço internacional, o projeto 3ENCULT (Efficient Energy for EU Cultural Heritage) é uma iniciativa europeia interdisciplinar financiada pela Comissão Européia através do

7th Framework Programme. Um dos principais objetivos do projeto é o

desenvolvimento de soluções técnicas de melhoria de eficiência energética moldadas às peculiaridades das edificações históricas e publicação de um guia contendo essas soluções (3ENCULT, 2013). Dentro deste projeto, foi elaborada uma proposta para inserção das edificações históricas nas diretrizes do regulamento de eficiência energética europeu (EPBD). Como na regulamentação europeia as edificações históricas não estão ainda inseridas nas exigências de desempenho, Troi (2010c) levanta questionamentos acerca da exclusão das edificações históricas no regulamento de desempenho energético e afirma que elas são um tipo específico de edificação existente, com apenas algumas limitações para atingir níveis máximos de eficiência. Já foi publicado um relatório técnico voltado para os governos locais europeus com propostas de soluções de melhoria de desempenho que podem ser aplicados na envoltória, esquadrias, sistemas de ventilação, iluminação e soluções passivas de eficiência energética adequadas para algumas regiões climáticas da Europa (TROI, 2013).

Um estudo de retrofit foi realizado em edificações que abrigam escolas públicas na Itália para a definição de possíveis estratégias de intervenção em edificações com essa tipologia. O grupo de edificações estudadas foi separado em edificações históricas construídas antes de 1860, edificações construídas entre 1860 e 1940 e edificações construídas após 1940. As estratégias de retrofit foram avaliadas de acordo com as possibilidades de intervenção, levando-se em conta as características arquitetônicas e construtivas. Uma das propostas de intervenção foi a alteração dos valores de transmitância térmica das paredes com a adição de camada isolante, que apresentou bom resultado nas edificações construídas após 1940 mas não muito significativo nas edificações históricas mais antigas. A proposta de melhoria do desempenho térmico das esquadrias mostrou-se mais vantajoso para as edificações históricas, pois foi possível reduções maiores dos valores de transmitância térmica (SANTOLI; FRATICELLI; FORNARI; CALICE, 2014).

Martins e Carlos (2014) discutem medidas de retrofit para melhorar o desempenho térmico de um antigo mosteiro construído em 1755 em Portugal e que hoje abriga um pequeno condomínio residencial, um museu e um restaurante. Para manter as características históricas da edificação, optou-se por não executar nenhuma intervenção no seu exterior, mas apenas em elementos internos. Com o objetivo de melhorar as condições de conforto térmico para os usos atuais, foi adicionado isolamento no sótão, junto à cobertura, e as janelas foram substituídas por novas com vidros duplos, mas mantendo o mesmo projeto e componentes das antigas. Esta solução foi suficiente para minimizar situações de desconforto térmico que ocorriam principalmente durante o inverno, onde paredes sombreadas apresentavam temperaturas superficiais de até 12,3o_C.

2.4 Simulação de desempenho energético de edificações