SOLUÇÕES DE EFICIÊNCIA ENERGÉTICA NA
REABILITAÇÃO DE EDIFÍCIOS
Uma perspetiva de análise técnico-económica
Ana Brandão de Vasconcelos 1
avasconcelos@lnec.pt
Manuel Duarte Pinheiro2
manuel.pinheiro@tecnico.ulisboa.pt
Armando Costa Manso3
acmanso@lnec.pt
António Cabaço 4
acabaco@lnec.pt
Resumo
O Parlamento Europeu e o Conselho da União Europeia solicitaram a todos os Estados-Membros, através da Diretiva 2010/31/UE (Energy Performance of Buldings Directive – EPBD), a criação de uma metodologia para o cálculo do desempenho energético dos edifí-cios. Esta metodologia comparativa pretende determinar os níveis ótimos de rentabilidade dos requisitos mínimos de desempenho energético dos edifícios e dos componentes de edi-fícios, numa perspetiva técnico-económica de rentabilidade.
O quadro para a metodologia comparativa exige que os Estados-Membros efetuem um cálculo dos custos de grupos de soluções no ponto de vista da eficiência energética, aplica-dos a edifícios de referência, durante o ciclo de vida económico estimado.
Nesta comunicação, definem-se e descrevem-se as categorias de custos que devem ser uti-lizadas para o cálculo dos níveis ótimos de rentabilidade dos requisitos mínimos de desem-penho energético dos edifícios. É proposta uma metodologia para o cálculo destes custos, numa perspetiva financeira e numa perspetiva macroeconómica. Esta metodologia é depois aplicada na reabilitação de um edifício de referência.
O exemplo de aplicação a um edifício de referência permite concluir, entre outros aspetos, que uma solução pode apresentar um custo total no ciclo de vida mais baixo do que outra solução que tem um custo de investimento inicial inferior. É ainda concluído que uma solu-ção com um desempenho energético mais favorável não tem de estar associada a um custo total no ciclo de vida superior ao de uma solução com um desempenho energético mais fra-co.
Palavras-chave: Eficiência energética, Custo ótimo, Diretiva 2010/31/UE,
Reabilitação.
1 Bolseira de Doutoramento – Núcleo de Economia, Gestão e Tecnologia da Construção (NEG) – Departamento de Edifícios (DED) – Laboratório Nacional de Engenharia Civil (LNEC). 2 Professor Auxiliar – Secção de Hidráulica e Recursos Hídricos e Ambientais - Departamento de Engenharia Civil, Arquitetura e Georrecursos (DECivil) – Instituto Superior Técnico (IST). 3 Investigador Coordenador – Núcleo de Economia, Gestão e Tecnologia da Construção (NEG) – Departamento de Edifícios (DED) – Laboratório Nacional de Engenharia Civil (LNEC). 4 Investigador Auxiliar – Núcleo de Economia, Gestão e Tecnologia da Construção (NEG) –
1 Introdução
O Parlamento Europeu e o Conselho da União Europeia solicitaram a todos os Estados-Membros, através da Diretiva 2010/31/UE [1], a criação de uma metodologia para o cálculo do desempenho energético dos edifícios. Esta me-todologia comparativa pretende determinar os níveis ótimos de rentabilidade dos requisitos mínimos de desempenho energético dos edifícios e dos compo-nentes de edifícios, numa perspetiva técnico-económica de rentabilidade [2].
O quadro para a metodologia comparativa exige que os Estados-Membros efetuem um cálculo dos custos de grupos de soluções de eficiência energética, aplicados a edifícios de referência, durante o ciclo de vida económico estima-do.
2 Metodologia de cálculo do custo de soluções de
efi-ciência energética
2.1 Categorização dos custos
Baseado na norma EN 15459 [3], as Orientações que acompanham o Regu-lamento Delegado (UE) n.º 244/2012 [5] resumem as categorias de custos que devem ser utilizadas para o cálculo dos níveis ótimos de rentabilidade dos re-quisitos mínimos. Estes custos correspondem aos custos de investimento inici-al, aos custos de manutenção, aos custos de substituição e aos custos de ener-gia. Nos cálculos a nível macroeconómico, é ainda tido em consideração a ca-tegoria de custos das emissões de gases com efeito de estufa.
A inclusão dos custos de eliminação (desconstrução) não é definida como obrigatória no método de cálculo do custo global. Este método tem em conta os custos incorridos durante um período de cálculo definido, pelo que os valo-res valo-residuais das soluções propostas são também incluídos no cálculo. O valor residual é determinado por depreciação linear do investimento inicial ou do custo de substituição de um determinado componente de um edifício até ao fi-nal do período de cálculo, em relação ao início do período de cálculo [4].
2.2 Cálculo financeiro e cálculo macroeconómico do custo
glo-bal
Após a categorização dos custos que permitirão calcular o custo global dos grupos de soluções a aplicar ao edifício de referência, é necessário definir o ti-po de perspetiva e expetativa individual que se ti-pode ter do ti-ponto de vista do investimento: a financeira e a macroeconómica.
Do ponto de vista da perspetiva financeira, apenas se consideram os custos e benefícios imediatos da decisão de investimento. Desta forma, o custo global de uma medida ou conjunto de medidas no contexto do cálculo financeiro é o preço pago pelo cliente, incluindo os impostos aplicáveis, nomeadamente o IVA e encargos, incluindo as subvenções vigentes para as várias medidas [4].
Assim, o custo global no contexto do cálculo financeiro é calculado com base na seguinte expressão:
𝐶! 𝜏 = 𝐶!+ 𝐶!,! 𝑗 × 𝑅!(𝑖) + 𝐶!,! 𝑗 × 𝑅!(𝑖) + 𝐶!,! 𝑗 × 𝑅!(𝑖) − 𝑉!,!(𝑗) !
!!! !
(1)
Onde 𝜏 corresponde ao período de cálculo, 𝐶! 𝜏 ao custo global relativo
ao ano inicial (𝜏!) no período de cálculo, R!(𝑖) ao fator de desconto para o ano
i, V!,!(𝑗) ao valor residual da medida ou conjunto de medidas j no final do pe-ríodo de cálculo, 𝐶! ao custo de investimento inicial para a medida ou conjunto de medidas j e 𝐶!,!(𝑗), 𝐶!,!(𝑗) e 𝐶!,!(𝑗) aos custos de manutenção, aos custos de
substituição e aos custos de energia, respetivamente, no ano i para a medida ou conjunto de medidas j.
Na perspetiva macroeconómica, têm-se em conta outros custos e benefí-cios indiretos, também designados de “externalidades”, que são desencadeados por um investimento em eficiência energética e aplicáveis a outros interveni-entes no mercado para além do investidor [5] [6]. O custo global de uma medi-da ou conjunto de medimedi-das no contexto do cálculo macroeconómico é o preço pago pelo cliente, excluindo todos os impostos aplicáveis, nomeadamente o IVA, encargos e subvenções. Neste cálculo, é incluído, para além das categori-as de custos contempladcategori-as no cálculo financeiro, uma nova categoria de custos relativa ao custo das emissões de gases com efeito de estufa (𝐶!,!(𝑗)):
𝐶! 𝜏 = 𝐶!+ 𝐶!,! 𝑗 × 𝑅!(𝑖) + 𝐶!,! 𝑗 × 𝑅!(𝑖) + 𝐶!,! 𝑗 × 𝑅!(𝑖) ! !!! ! + 𝐶!,! 𝑗 × 𝑅!(𝑖) − 𝑉!,!(𝑗) (2)
3 Aplicação a um edifício de referência
Como exemplo de aplicação, consideram-se 3 grupos de soluções aplicados a um edifício de referência. Este edifício pretende representar os edifícios ha-bitacionais construídos em Lisboa entre 1961 e 1990, com base em aspetos de funcionalidade, localização geográfica, época de construção e soluções cons-trutivas. Este edifício encontra-se caracterizado em [7]. Os grupos de soluções
aplicados ao edifício de referência referem-se a soluções de reabilitação ener-gética da sua envolvente.
O cálculo foi realizado na perspetiva macroeconómica, tendo sido aplicada uma taxa de desconto de 3% [8] e um período de cálculo de 30 anos [4].
Na Tabela 1, são apresentados os grupos de soluções de reabilitação ener-gética aplicados ao edifício de referência. O consumo energético indicado (kWh/m2) diz respeito apenas às necessidades de aquecimento e de arrefeci-mento do edifício (Nic + Nvc), sendo calculado com recurso ao software
Ener-gyPlus e com base no estipulado no REH [9].
Tabela 1: Grupos de soluções de reabilitação energética.
Grupo de
solução Pavimento
Paredes
Exteriores Janelas Cobertura
Consumo do edif. [kWh/m2]
Soluções construtivas existentes
Existente Sem isol..térmico, laje b.a. 0,23m esp. + tacos de ma-deira, sobre betonilha
Simples sem isol. Térmico: tij. furado
30x20x22cm + re-boco + pintura
Alumínio sem cor-te térmico (vidro simples 6mm) Inclinada, te-lhas sem isol. térmico, esteira horiz. (laje maciça b.a. 0,23m esp.) 34,35
Soluções de reabilitação energética da envolvente do edifício
1
Vinílico + isol. térmico
EPS 20mm
Isol. térmico EPS 100mm interior + tij. furado de 7cm +
reboco + pintura
Caixilharia alum. sem corte térmico (vidro duplo: 4mm + 6 cx-ar + 6mm) Isol. EPS 60mm sobre esteira 16,51 2 - - - Isol. EPS 60mm sobre esteira 28,45 3 - - Caixilharia alum. sem corte térmico (vidro duplo: 4mm + 6 cx-ar + 6mm) - 30,22 4 Pedra már-more + isol. térmico EPS 60mm ETICS (EPS 100mm) Caixilharia madei-ra (vidro duplo: 4mm + 16 cx-ar + 6mm low-e) Isol. EPS 100mm so-bre esteira 14,26 5 Vinílico + isol. térmico EPS 20mm - - Isol. EPS 20mm sobre esteira 29,35
Na Tabela 2, são indicados os custos globais associados a cada um dos grupos de soluções, discriminados por categorias. Estes custos foram compos-tos a partir de informação sobre cuscompos-tos constante em publicações e em base de dados de referência nacionais [10-12]. Os custos globais das soluções apresen-tados na Tabela 2, encontram-se atualizados ao instante inicial (ano 0).
Tabela 2: Custo total dos grupos de soluções, discriminados por categoria de custos
N.º grupo de solução Custo de investimento inicial [€/m2] Custo de manutenção [€/m2] Custo de substituição [€/m2] Valor residual [€/m2] Custo de energia [€/m2] Custo GEE [€/m2] CUSTO TOTAL [€/m2] 1 62,44 11,89 4,36 4,77 17,14 0,91 91,97 2 47,57 17,79 7,94 3,69 28,62 1,52 99,76 3 49,39 17,79 7,94 3,60 30,53 1,62 103,68 4 79,98 21,20 0,00 4,81 14,85 0,79 112,00 5 52,96 10,10 4,36 4,08 29,75 1,58 94,67
4 Conclusão
Nesta comunicação, são apresentadas as categorias de custos e um método de cálculo dos níveis ótimos de rentabilidade dos requisitos mínimos de de-sempenho energético dos edifícios.
O exemplo de aplicação abordado nesta comunicação insere-se num traba-lho de doutoramento em curso no LNEC/IST no qual foram estudados cerca de 20.000 grupos de soluções de reabilitação energética. Os resultados obtidos fo-ram objeto de várias análises de sensibilidade (orientação edifício, perfil de utilizador, taxas de desconto, entre outros) e serão apresentados em futuras publicações.
A aplicação a um edifício de referência permite concluir, entre outros aspe-tos, que uma solução pode apresentar um custo total no ciclo de vida mais bai-xo do que outra solução que tem um custo de investimento inicial inferior (e.g.: grupo 1 vs. grupo 5). Comparando ainda dois grupos de reabilitação tér-mica correntes (grupo 2 – isolamento térmico na cobertura, e grupo 3 – substi-tuição de caixilharia com vidro duplo) constata-se que o grupo 2, com um cus-to global inferior ao do grupo 3, apresenta um desempenho energético mais fa-vorável. Por seu lado, o grupo 4, que apresenta o melhor desempenho energéti-co dos exemplos analisados, energéti-conduz, no entanto, ao custo global registado mais elevado. Neste âmbito, considera-se que estudos com vista à determina-ção do custo ótimo poderão constituir valiosos instrumentos análises técnico-económica e de apoio à decisão na reabilitação de edifícios.
5 Bibliografia
[1] Diretiva 2010/31/UE do Parlamento Europeu e do Conselho de 19 de
maio de 2010 relativa ao desempenho energético dos edifícios (reformulação), Jornal Oficial da União Europeia, L 153, pp. 13–35,
2010.
[2] A. Brandão de Vasconcelos, M. D. Pinheiro, A. C. Manso, A. Cabaço.
Definição de uma metodologia de apoio à decisão na reabilitação susten-tável de edifícios de betão armado, 5as Jornadas Portuguesas de
Engenha-ria de Estruturas - JPEE 2014, 2014, pp. 1–16.
[3] EN 15459 (2007). Energy performance of buildings – Economic
evaluation procedure for energy systems in buildings, CEN Brussels,
2007.
[4] Regulamento Delegado (UE) N.o 244/2012 da Comissão de 16 de janeiro
de 2012, Jornal Oficial da União Europeia, L 81, pp. 18–36, 2012.
[5] Orientações que acompanham o Regulamento Delegado (UE) n.o
244/2012 da Comissão, de 16 de janeiro de 2012, Jornal Oficial da União
Europeia, C 115, pp. 1–28, 2012.
[6] Concerted Action. Energy Performance of Buildings, Cost-optimal levels
for energy performance requirements. The Concerted Action's input to the Framework Methodolog. Luxembourg, 2011.
[7] A. Brandão de Vasconcelos, M. D. Pinheiro, A. Manso, A. Cabaço. A
Portuguese approach to define reference buildings for cost-optimal methodologies, Applied Energy, vol. 140, pp. 316–328, 2015.
[8] Rushing, A. S., et. al. Energy Price Indices and Discount Factors for
Life-Cycle Cost Analysis – 2013. Annual Supplement to NIST Handbook 135 and NBS Special Publication 709. National Institute of Standards and
Technology. U.S. Department of Commerce, 2013.
[9] Decreto-Lei n.o 118/2013. Regulamento do Desempenho Energético dos
Edifícios de Habitação (REH). Portugal, 2013.
[10] A.C. Manso, M. S. Fonseca, J.C. Espada. Informação sobre custos.
Fi-chas de Rendimentos, Vols 1 e 2. LNEC, Lisboa, 2004
[11] A. Monteiro, P. Mêda, J.P. Martins. Framework for the coordinated
ap-plication of two different integrated project delivery platforms.
Automati-on in CAutomati-onstructiAutomati-on, vol. 38, pp. 87–99, 2014.
[12] DGEG, Direcção Geral de Energia e Geologia. Preços Médios
