Qualidade térmica da envolvente externa

5.3.1. Análise da temperatura interior

5.3.2. Análise do conforto térmico segundo a norma EN 15251 5.3.3. Análise das necessidades energéticas

5.4. Estação de arrefecimento

5.4.1. Análise da temperatura interior

5.4.2. Análise do conforto térmico segundo a norma EN 15251 5.4.3. Análise das necessidades energéticas

5.5. Análise do desempenho térmico e energético das soluções construtivas da envolvente externa opaca

5.5.1. Caracterização das soluções construtivas 5.5.2. Estação de aquecimento

5.5.2.1. Análise da temperatura e conforto interior 5.5.2.2. Análise das necessidades energéticas 5.5.3. Estação de arrefecimento

5.5.3.1. Análise da temperatura e conforto interior 5.5.3.2. Análise das necessidades energéticas 5.6. Síntese

5.6.1. Solução original do caso de estudo

5. CASO DE ESTUDO –ANÁLISE DO DESEMPENHO TÉRMICO

E ENERGÉTICO

O presente capítulo contém a análise do desempenho térmico e energético do modelo numérico representativo do caso de estudo nas suas condições originais, seguida da análise do desempenho térmico e energético do caso de estudo após a aplicação de novas soluções construtivas das paredes exteriores. A primeira análise tem como objectivo compreender o comportamento real do caso de estudo, enquanto a segunda análise pretende justificar se as soluções construtivas das paredes de envolvente externa, que foram surgindo ao longo da primeira metade do século XX, em detrimento do sistema tradicional em adobe, alteraram o seu comportamento térmico.

5.1. Considerações gerais

Apesar de existirem outros parâmetros influenciadores do conforto térmico interior, como foi visto no Capítulo 2, secção 2.2.2, o desenvolvimento do estudo de sensibilidade, assim como se procedeu no caso da validação do modelo, centra-se na temperatura do ar interior. Desta forma, a análise do desempenho térmico teve como base o regulamento nacional REH (DL n.º118/2013) e a norma europeia EN15251 (CEN, 2007), assim como um estudo estatístico dos valores de temperatura interior. Será, portanto, apresentado o estudo da probabilidade acumulada, os valores máximos, mínimos e médios da temperatura do ar interior e os registos do conforto térmico interior segundo a norma europeia, bem como o número de horas que as temperaturas de conforto estão fora do intervalo de conforto adaptativo.

Por outro lado, o desempenho energético é avaliado através da quantidade de energia necessária à obtenção dos níveis de conforto estabelecidos pela norma EN15251, para a categoria III de conforto (edifícios existentes). O valor das necessidades energéticas é obtido através da simulação de um sistema de aquecimento/arrefecimento HVAC (Heating, Ventilation, Air-Conditioning) que funciona de acordo com um intervalo de temperatura de referência. Isto é, sempre que a temperatura do ar se encontre fora de um intervalo especificado, o sistema de aquecimento/arrefecimento entra em funcionamento. O intervalo de temperatura introduzido é o intervalo de conforto segundo a norma EN

15251 (CEN, 2007). O valor que será apresentado, será o valor da necessidade energética total que o edifício precisa para aquecer a totalidade das zonas habitáveis.

Salienta-se ainda, que na análise do caso de estudo, apenas se apresentam os resultados de quatro zonas térmicas, duas orientadas a sul (ZT11 e ZT16) e duas orientadas a norte (ZT6 e ZT15), pois um gráfico com os resultados de todas as zonas térmicas tornaria a análise gráfica complexa e pouco clara.

Um dos critérios de selecção destas zonas térmicas foi, portanto, a sua orientação que está associada aos ganhos solares, mas também a zona do edifício em que se encontram, ou seja, têm-se duas zonas pertencentes ao 1º andar (as zonas ZT6 e ZT11) e as outras duas pertencentes ao sótão. Pretende-se com isto verificar se o comportamento térmico desta última zona é mais influenciado pelo comportamento térmico da cobertura estando, portanto, sujeito a maiores amplitudes térmicas. Realça-se que neste grupo estão presentes as zonas térmicas validades, a sala e o salão do sótão (ZT11 e ZT16).

5.2. Qualidade térmica da envolvente externa

A transmissão de calor por condução através da envolvente externa dos edifícios é um fenómeno que influi muito no comportamento térmico destes, desta forma, os edifícios devem exibir uma boa resistência térmica dos elementos construtivos (Gonçalves & Graça, 2004).

A inércia térmica é um dos parâmetros que contribui para uma boa qualidade térmica. Como o edifício em estudo é constituído por adobe, deve apresentar uma inércia térmica classificada entre média a forte, o que propiciará bons resultados ao nível do seu desempenho térmico na estação de arrefecimento e na estação de aquecimento, se aquecido continuamente ou em regime intermitente.

Outro parâmetro que contribui para uma boa qualidade térmica da envolvente é o coeficiente de transmissão térmico da envolvente opaca exterior. Segundo o regulamento nacional, REH (DL n.º118/2013), como descrito no Capítulo 2, secção 2.2.1, para edifícios sujeitos a grande intervenção o valor deste parâmetro não deve exceder o presente na Tabela 2, dependendo da zona climática. Ou seja, para uma zona climática I1, as paredes de adobe, elemento da envolvente opaca vertical, devem apresentar um valor inferior a 1.75W/m2.ºC. Na Tabela 13 exibe-se o valor deste parâmetro calculado segundo o ITE50

Tabela 13 - Valor do coeficiente de transmissão térmica da envolvente exterior opaca vertical. Calculado manualmente

pelo ITE 50 Simulação Numérica Erro (%)

U (W/m2 _{ºC) 1.65 1.71 -3.64}

Pode constatar-se que o valor calculado segundo as duas formas não ultrapassa o requerido, apresentando um erro de 3.64%. Caso o valor calculado ultrapassasse o requerido, uma das preocupações aquando da definição das estratégias de reabilitação seria, portanto, diminuir este valor abaixo do referenciado. Esta acção poderia acarretar dificuldades na selecção da intervenção, pois tratando-se de um edifício antigo, é importante ter o cuidado de não o descaracterizar arquitectonicamente. Ou seja, ter o cuidado de que a intervenção não interfira com a sua autenticidade, modificando os elementos característicos que o diferenciam. Assim como o cuidado de seleccionar intervenções que não diminuam as condições de habitabilidade e salubridade que, originalmente, eram proporcionadas pelo material.

Relativamente aos vãos envidraçados da envolvente exterior o factor solar também se torna um parâmetro importante a controlar, segundo o REH, os envidraçados cujo somatório das áreas dos vãos envidraçados seja superior a 5% da área de pavimento do compartimento servido por estes e desde que não orientados no quadrante Norte inclusive, devem apresentar um factor solar global do vão envidraçado com os dispositivos de protecção 100% activados, que obedeça a determinadas condições. Os factores solares máximos admissíveis, segundo o regulamento, apresenta-se na Tabela 14 para as diferentes classes de inércia e zonas climáticas. Ou seja, no caso de uma grande intervenção o factor solar do caso de estudo, que se enquadra na zona climática de Verão V2, deve apresentar um valor inferior ou igual a 0.56.

Tabela 14 - Factores solares máximos admissíveis de vãos envidraçados, segundo REH (DL n.º118/2013).

gT máx Zona Climática

Classe de Inércia V1 V2 V3

Fraca 0.15 0.10 0.10

Média 0.56 0.56 0.50

Para além do fenómeno da transmissão de calor por condução, os edifícios também estão sujeitos a trocas de massa de ar, dependendo das diferenças de temperatura e pressão, no caso da ventilação natural. O regulamento, REH (DL n.º118/2013), define como valor mínimo admissível, para edifícios novos ou sujeitos a grande intervenção, uma taxa de renovação do ar de 0.4h-1. Como se pôde verificar no Capítulo 4, secção 4.7, através da validação do modelo, a taxa de ventilação do edifício utilizada, quer na estação de aquecimento, quer na estação de arrefecimento, quer durante o dia e durante a noite, foi de 1.25h-1, não tendo ultrapassado o valor mínimo limite e encontrando-se, portanto, dentro do permitido para garantir condições de conforto e salubridade.