Relação entre o indicador de pobreza energética e as temperaturas do ar medidas no interior de habitações na região da Grande Lisboa na estação de inverno

UNIVERSIDADE DE LISBOA

FACULDADE DE CIÊNCIAS

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA GEOGRÁFICA, GEOFÍSICA E ENERGIA

Relação entre o indicador de pobreza energética e as

temperaturas do ar medidas no interior de habitações na região

da Grande Lisboa na estação de inverno

André Filipe Apolinário Henriques

Mestrado Integrado em Engenharia da Energia e do Ambiente

Versão Provisória

Dissertação orientada por:

Professora Doutora Marta João Nunes Oliveira Panão

iii

AGRADECIMENTOS

Queria começar por agradecer à professora Marta Panão por toda a ajuda, paciência, dedicação, disponibilidade e opiniões que me foi dando ao longo da realização desta dissertação.

Este documento é o culminar de 5 anos de aprendizagem, que tive o prazer de partilhar com colegas, que hoje posso chamar de grandes amigos. A eles um grande obrigado por todos os momentos de compartilha e entreajuda. Sem dúvida que tornaram esta aventura uma experiência muito melhor!

Agradeço a todos os meus amigos de Sintra, sempre serão uma fonte importante de alegria.

Queria agradecer à Joana por toda a paciência e ajuda em muitos momentos da minha vida.

Por último, queria agradecer aos meus pais e família, por me terem dado todas as ferramentas necessárias para construir o meu futuro. Ser-vos-ei sempre grato.

iv

RESUMO

O conforto térmico é um tema cada vez mais relevante, à medida que os padrões de qualidade de vida aumentam. O conforto térmico, dentro dos edifícios, depende das condições exteriores, mas acima de tudo da resposta passiva e ativa dos elementos construtivos e equipamentos. Esta resposta ativa reflete-se na utilização de sistemas de climatização, que acarretam o dispêndio de energia. Portugal é, neste campo, o segundo país da europa onde se consome menos energia por habitação. Apesar do país ter um dos melhores climas da Europa e por isso esperar-se uma menor necessidade de energia para aquecimento, Portugal apresenta uma das maiores taxas de mortalidade no inverno. Uma das razões poderá passar por condições térmicas desfavoráveis dentro das habitações, onde as pessoas passam grande parte do seu tempo. Com um dos parques habitacionais menos energeticamente eficientes da Europa, o conforto térmico passa a depender muito da resposta ativa dos moradores, quando as condições exteriores são desfavoráveis. Este consumo de energia supõe custos, pelo que as famílias, numa tentativa de redução da despesa podem evitar gastar com aquecimento e, consequentemente, colocar em risco o seu conforto e saúde. Esta dissertação tentou estudar a relação entre a pobreza energética de 43 famílias do concelho de Sintra, Portugal, utilizando dois métodos de cálculo: 2M e LIHC; e o seu conforto térmico. O estudo apresenta algumas limitações, nomeadamente a dimensão da amostra, pelo que as conclusões devem ser verificadas por estudos mais detalhados. No entanto, os resultados obtidos, segundo o método 2M, indicam haver uma ligeira tendência para haver maior desconforto térmico em habitações classificadas como energeticamente pobres. Viver num apartamento relevou ser um fator determinante para não ser classificado como energeticamente pobre, muito devido ao baixo custo para aquecimento deste tipo de alojamento. O método LIHC apenas identificou um agregado, mostrando ser menos exigente que o 2M. Aspetos determinantes no conforto térmico são o tipo de construção, o ano de construção e a existência de meios de aquecimento. A presença de crianças e/ou idosos mostrou também ser um fator importante. Num estudo deste tipo concluiu-se que será importante ter uma boa caracterização das necessidades energéticas da habitação e do agregado, além de uma amostra grande e diversificada.

v

ABSTRACT

Thermal comfort is an increasingly relevant theme as quality of life standards increase. Thermal comfort within buildings depends on exterior conditions, but above all on the passive and active response of the building elements and equipment. This active response is reflected in the use of HVAC systems, which lead to energy expenditure. Portugal is, in this field, the second country in Europe where less energy per dwelling is consumed. Although the country has one of the best climates in Europe and therefore expected a lower energy needs for heating, Portugal has one of the highest mortality rates in winter. One of the reasons may be unfavorable thermal conditions inside the dwellings, where people spend much of their time. With one of Europe's least energy-efficient housing stock, thermal comfort depends heavily on the active response of residents when outdoor conditions are unfavorable. This energy consumption entails costs, so households in an attempt to reduce spending can avoid spending on heating and, consequently, endangering their comfort and health. This dissertation tried to study the relationship between the fuel poverty of 43 families in the municipality of Sintra, Portugal, using two calculation methods: 2M and LIHC; and their thermal comfort. The study has some limitations, such as the size of the sample, therefore conclusions should be checked by more detailed studies. However, the results obtained using the 2M method indicate that there is a slight trend towards greater thermal discomfort in houses classified as fuel poor. Living in an apartment proved to be a determining factor not to be classified as fuel poor, much due to the low cost for heating this type of accommodation. The LIHC method only identified one household, showing to be less demanding than the 2M. Determinants of thermal comfort are the type of construction, the year of construction and the existence of heating devices. The presence of children and/or elderly individuals has also been shown to be an important factor. In a study of this type it was concluded that it is be important to have a good characterization of the energy needs of the dwelling and of the household, besides a large and diversified sample.

vii

ÍNDICE

AGRADECIMENTOS ... iii RESUMO ... iv ABSTRACT ... v ÍNDICE ... vii ÍNDICE DE FIGURAS ... ix ÍNDICE DE TABELAS ... xi ACRÓNIMOS ... xiii CAPÍTULO 1 INTRODUÇÃO ... 1 1.1. Enquadramento teórico ... 1 1.2. Motivação e objetivos ... 3 1.3. Estrutura ... 4

CAPÍTULO 2 FUNDAMENTOS TEÓRICOS ... 5

2.1. Conforto térmico ... 5

2.1.1. Comportamento térmico dos edifícios em Portugal ... 10

2.2. Pobreza energética... 14

2.2.1. Indicadores baseados na despesa ... 15

2.2.2. Indicadores por consenso ... 21

2.2.3. Pobreza energética na Europa ... 21

2.2.4. Pobreza energética em Portugal ... 24

2.2.5. Análise de sistemas de calor em Portugal ... 24

CAPÍTULO 3 METODOLOGIA ... 27

3.1. Recolha de dados ... 27

3.1.1. Temperatura interior e exterior... 27

3.1.2. Inquérito ... 28

3.2. Tratamento de dados ... 29

Conforto Térmico ... 29

Pobreza energética... 29

CAPÍTULO 4 ANÁLISE DE RESULTADOS ... 35

4.1. Caracterização da amostra ... 35 4.1.1. Alojamento ... 35 4.1.2. Agregado familiar ... 37 4.1.3. Aquecimento ... 38 4.1.4. Conforto térmico ... 39 4.1.5. Pobreza energética ... 41

4.2. Comparação entre os métodos ... 45

4.3. Caracterização dos agregados energeticamente pobres ... 47

viii

4.5. Relação do conforto térmico – outros indicadores ... 53

4.6. Noção de conforto ... 56

4.7. Limitações do estudo ... 60

CAPÍTULO 5 CONCLUSÕES E DESENVOLVIMENTOS FUTUROS ... 61

5.1. Conclusões ... 61

5.2. Desenvolvimentos futuros ... 62

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ... 65

ix

ÍNDICE DE FIGURAS

Figura 1 - Consumo energético de uma habitação, nos estados membros da UE [4] ... 2

Figura 2 - Interação térmica do corpo humano com o ambiente [11] ... 7

Figura 3 -Relação entre o PMV e o PPD [11] ... 9

Figura 4 - Zonas climáticas de inverno no continente [15] ... 12

Figura 5 - Tipos de paredes contruídas em Portugal [16] ... 14

Figura 6 - Pobreza energética e preços da energia, em Inglaterra, 1966 a 2011 [23] ... 17

Figura 7 - Pobreza energética definida como junção entre baixos rendimentos e custos altos de energia [23] ... 17

Figura 8 - Indicadores recomendados por Hills para medir a extensão e profundidade da pobreza energética [23] ... 18

Figura 9 - Agregados incapazes de pagar para manter a sua casa adequadamente quente [28] ... 23

Figura 10 - Agregados com atrasos em contas fixas nos últimos 12 meses [28] ... 23

Figura 11 - Agregados em casas com humidade ou bolor [28] ... 23

Figura 12 - Respostas à pergunta "Qual o principal tipo de aquecimento disponível no alojamento?", em Portugal [30] ... 25

Figura 13 - Respostas à pergunta "Qual o principal tipo de aquecimento disponível no alojamento?", no concelho de Sintra [30] ... 25

Figura 14 - Logger DeltaTrak [31] ... 27

Figura 15 - Temperatura do ar exterior durante as campanhas ... 28

Figura 16 – “Divisão regional segundo as necessidades de climatização em Portugal Continental” [32] ... 31

Figura 17 - HEU em função da Temperatura set point e do HDRCRCCTE, assumindo 1.0ac/h [9] .. 32

Figura 18 - Tipo de habitação da amostra ... 35

Figura 19 - Área útil das habitações estudadas ... 36

Figura 20 - Ano de construção das habitações estudadas ... 36

Figura 21 - Tipo de vidro em função do ano de construção da habitação ... 37

Figura 22 - Tipo e tamanho dos agregados familiares inquiridos ... 37

Figura 23 - Rendimento mensal dos inquiridos ... 38

Figura 24 - Meios de aquecimento disponíveis e preferenciais nas habitações inquiridas ... 38

Figura 25 - Principal tipo de aquecimento disponível no alojamento ... 39

Figura 26 - Frequência de aquecimento dos inquiridos ... 39

Figura 27 - Tempo de conforto vivido na sala de estar dos inquiridos, durante a campanha ... 40

Figura 28 - Temperatura média da sala de estar dos inquiridos, durante a campanha ... 40

x

Figura 30 - Agregados com atrasos em contas fixas nos últimos 12 meses ... 42

Figura 31 - Agregados em casas com humidade ou bolor ... 42

Figura 32 - Estudo da pobreza energética nos inquiridos, segundo o método 2M ... 44

Figura 33 - LIHC ... 45

Figura 34 - Comparação entre os 3 métodos utilizados nos agregados 32-44 ... 46

Figura 35 - Comparação entre os dois métodos de despesa ... 46

Figura 36 - Distribuição dos agregados energeticamente pobres, segundo 2M, no diagrama LIHC ... 47

Figura 37 - Impacto no orçamento segundo a área ... 48

Figura 38 - Tipo de habitação segundo pobreza energética ... 48

Figura 39 - Pobreza energética segundo o tipo de habitação ... 49

Figura 40 - Certificados energéticos das habitações, segundo a pobreza energética ... 49

Figura 41 - Pobreza energética (2M) segundo o ano de construção e tipo de habitação ... 50

Figura 42 - Meio de aquecimento em função da pobreza energética (2M) ... 50

Figura 43 - Pobreza energética em função do rendimento mensal ... 51

Figura 44 - Temperatura média das habitações, segundo a sua pobreza energética ... 52

Figura 45 - Percentagem de tempo de desconforto médio, segundo a pobreza energética ... 52

Figura 46 – Pobreza energética (2M) segundo o conforto térmico ... 53

Figura 47 - Temperaturas média da sala de estar, segundo o método LIHC ... 53

Figura 48 - Percentagem de tempo de desconforto, segundo o tipo de habitação... 54

Figura 49 - Percentagem de tempo de desconforto, em função do ano de construção... 54

Figura 50 - Tempo de desconforto em função da área da habitação ... 55

Figura 51 - Desconforto térmico em função do meio de aquecimento preferencial ... 55

Figura 52 - Desconforto térmico em função do rendimento mensal ... 56

Figura 53 - Desconforto térmico em função da existência de moradores em grupos de risco ... 56

Figura 54 - Respostas à pergunta "Porque não aquece mais a sua habitação?" ... 57

Figura 55 - Pobreza energética em função das respostas à pergunta "Não aquece mais a sua habitação porque..." ... 57

Figura 56 - Temperatura média em função das respostas à pergunta "Não aquece mais a sua habitação porque..." ... 58

Figura 57 - Tipo de roupa mais utilizado em diferentes atividades ... 59

xi

ÍNDICE DE TABELAS

Tabela 1 - Comparação entre vários países europeus do CSVM e de medidas de eficiência energética

em edifícios [6] ... 2

Tabela 2 - Geração de calor metabolico para várias atividade [11] ... 5

Tabela 3 - Típico isolamento para vários tipos de vestuário [11] ... 6

Tabela 4 - Escala de sensação térmica ... 9

Tabela 5 - Critérios para a determinação da zona climática de inverno ... 11

Tabela 6 – Definições de pobreza energética em vários países europeus [23] ... 14

Tabela 7 - Fatores de equivalência para cada tipo e tamanho de agregado [23] ... 18

Tabela 8 - Análise sensível da pobreza energética (% de agregados, 1994-97) [27] ... 22

Tabela 9 - Análise sensível da pobreza energética (% de agregados, 2007) [28] ... 24

Tabela 10 - Análise sensível da pobreza energética (% de agregados) ... 43

Tabela 11 - Comparação entre o tipo de roupa utilizado na habitação com o que consideram ideal ... 59

xiii

ACRÓNIMOS

IDH

Índice de Desenvolvimento Humano

DGEG

Direção Geral de Energia e Geologia

SCE

Sistema Certficação Energética dos Edifícios

RSECE

Regulamento dos Sistemas Energéticos de Climatização dos Edifícios

RCCTE

Regulamento das Características de Comportamento Térmico dos Edifícios

UE

União Europeia

CSVM

Coefficient of Seasonal Variation in Mortality

REH

Regulamento de Desempenho Energético dos Edifícios de Habitação

PMV

Predicted Mean Vote

PPD

Percentage of People Dissatisfied

RECS

Regulamento de Desempenho Energético dos Edifícios de Comércio e Serviços

AQS

Águas Quentes Sanitárias

OMS

Organização Mundial de Saúde

EHS

English House Survey

EU-SILC

EU Statistics on Income and Living Conditions

INE

Instituto Nacional de Estatística

0

"A zona de conforto representa aquele ponto no qual a pessoa necessita de consumir a menor quantidade de energia para se adaptar ao ambiente circunstante” - Olgyay, 1973

1

CAPÍTULO

1

INTRODUÇÃO

Este capítulo pretende enquadrar o estudo realizado, mostrando a crescente importância do conforto ambiental em edifícios, principalmente nas habitações. O tema é contextualizado na Europa e Portugal. Tendo em conta o panorama português são mostradas as motivações para a realização deste estudo e os objetivos a cumprir. Por último é demonstrada a estrutura da dissertação.

1.1. Enquadramento teórico

O conforto ambiental em edifícios é um fator que assume cada vez mais importância, à medida que o padrão de vida aumenta. Entre 1990 e 2015 o valor do Índice de Desenvolvimento Humano (IDH) agregado, nos países mais desenvolvidos, aumentou 46% e nos países menos desenvolvidos, cerca de 40% [1].

Em consequência deste aumento e simultaneamente do desenvolvimento tecnológico, as exigências do Homem para com os edifícios, quer para habitação, quer para trabalho ou lazer, aumentam. O conforto ambiental, enquanto fator condicionante da saúde e produtividade, ganha particular destaque por ser de percepção imediata e direta para o utilizador. Tendo em conta que no quotidiano o Homem passa grande parte do seu tempo dentro de edifícios (87%), sendo a maior fatia dentro de casa (69%) [2], torna-se importante que fatores como a qualidade do ar, a acústica, a iluminação e o ambiente térmico estejam adequados.

O corpo humano trata-se de uma máquina complexa que precisa de manter uma temperatura interior estável e de libertar parte da energia gerada internamente. Na necessidade de homeotermia (nome que se dá a esta condição), o balanço térmico entre o corpo dos utilizadores de um edifício e o seu ambiente ganha muita relevância. Qualquer alteração da temperatura do ambiente envolvente implica um dispêndio adicional de energia com vista à recuperação da condição homeotérmica, acentuando-se a acentuando-sensação de desconforto e fadiga, com conacentuando-sequências negativas para a saúde e rendimento dos ocupantes [3].

As condições climáticas exteriores são muito variáveis, não oferecendo grande parte do tempo as melhores condições de conforto, como por exemplo, vento, chuva, frio ou demasiado calor. Os edifícios têm então como função criar um ambiente com condições ideais. Estas podem ser conseguidas unicamente através de uma resposta passiva do edifício, onde a arquitetura e os elementos construtivos, em acordo com o clima criam essas condições. No entanto, a dependência total desta resposta passiva do edifício para obtenção de conforto é apenas conseguida pela minoria, havendo uma necessidade de existir uma resposta ativa.

Associado a este último mecanismo está o recurso a equipamentos e sistemas artificiais de climatização que implicam o consumo de energia.

No contexto europeu, as habitações portuguesas são das que menos consomem energia (Figura 1). A grande diferença entre os países está no que é gasto para aquecimento do ar [4]. Associado a esta diferença de consumo poderão estar várias razões e consequências.

2

Figura 1 - Consumo energético de uma habitação, nos estados membros da UE [4]

Portugal tem um dos Invernos menos frios da Europa, o que implica determinantemente que as necessidades de aquecimento são menores.

Além do clima, a eficiência energética do parque habitacional é muito importante na determinação das necessidades de aquecimento.

Portugal foi dos últimos países da Europa a dispor de um regulamento sobre comportamento térmico dos edifícios [5]. O primeiro passo foi dado com a criação do RCCTE – Regulamento das Características de Comportamento Térmico dos Edifícios – a 6 de fevereiro de 1990, através do Decreto-Lei nº 40/90. Este documento refletiu a experiência adquirida ao longo de 15 anos em vários países europeus, atendendo-se deste modo à conservação da energia e à utilização de técnicas de arquitectura bioclimática nos edifícios [5].

Em consequência disto, segundo um estudo de Healy [6], o país, à data do estudo, era, de 14 países europeus estudados, o com menor percentagem de casas termicamente isoladas:

Tabela 1 - Comparação entre vários países europeus do CSVM e de medidas de eficiência energética em edifícios [6]

Países CSVMi Paredes isoladas (% habitações) Cobertura isolada (% habitações) Pavimento isolado (% habitações) Vidro duplo (%habitações) Austria 0,14 26 37 11 53 Bélgica 0,13 42 43 12 62 Dinamarca 0,12 65 76 63 91 Finlândia 0,10 100 100 100 100 França 0,13 68 71 24 52 Alemanha 0,11 24 42 15 88 Grécia 0,18 12 16 6 8 Irlanda 0,21 42 72 22 33

i_{CSVM (“Coefficient of Seasonal Variation in Mortality”) = [f}

mortes(Dez + Jan + Fev + Mar)] − [fmortes(Abr +

Mai + Jun + Jul) + fmortes(Ago + Set + Out + Nov)/2] dividido por [fmortes(Abr + Mai + Jun + Jul) +

3 Holanda 0,11 47 53 27 78 Noruega 0,12 85 77 88 98 Portugal 0,28 6 6 2 3 Suécia 0,12 100 100 100 100 RU 0,18 25 90 4 61

O autor concluiu que este fator é determinante na elevada taxa de mortalidade em excesso no Inverno. Em Portugal a taxa de mortalidade no inverno é 28% superior à registada no resto do ano [6]. Com um dos parques habitacionais menos energeticamente eficientes da Europa, o conforto térmico passa a depender muito da resposta ativa dos moradores, quando as condições exteriores são desfavoráveis. Este consumo de energia supõe custos, pelo que as famílias, numa tentativa de redução da despesa podem evitar gastar com aquecimento e, consequentemente, colocar em risco o seu conforto e saúde.

1.2. Motivação e objetivos

Uma dissertação de mestrado estudou o efeito prebound [7], que representa a influência da discrepância existente entre as necessidades estimadas pelo Regulamento de Edifícios de Habitação (REH) e o consumo real da habitação nos estudos das poupanças que resultam da implementação de medidas de melhoria.

O REH é um dos diplomas que vieram substituir, em 2013, os antigos RCCTE e RSECE, sendo este o responsável pelos requisitos para os edifícios de habitação, incluindo os edifícios novos ou sujeitos a grandes intervenções. Os parâmetros e metodologias de caracterização do desempenho energético são também responsabilidade do REH. A metodologia de cálculo utilizada no REH que permite determinar as necessidades nominais de energia útil para aquecimento e arrefecimento, assume condições nominais: aquecimento e arrefecimento na totalidade da área da habitação, durante 24 horas por dia e durante 7 dias por semana [8].

Procedendo à análise estatística dos dados comportamentais foi possível concluir que o fator comportamental apresenta um valor médio de 0,13, no inverno, isto é, o consumo real representa 13% do consumo necessário estimado pela legislação. Este estudo mostrou que a metodologia utilizada no REH é demasiado exigente e estará a sobreavaliar as necessidades para obter o conforto. No entanto, o facto de ser uma diferença tão acentuada dá indícios que muitos dos portugueses estarão a consumir menos energia do que a necessária para estarem na habitação com as mínimas garantias de conforto e saúde.

Num segundo estudo realizado no Norte de Portugal, foi medida a temperatura do ar interior de 141 alojamentos durante o inverno de 2013/2014 e observou-se que a temperatura média diária era de 14,9 ºC nos quartos e 16,6 ºC nas salas de estar. Estas temperaturas estão significativamente abaixo dos níveis de conforto geralmente aceites [9].

Torna-se então relevante perceber as causas das baixas temperaturas no interior das casas em Portugal, durante o inverno, e as motivações para que estas não sejam aquecidas como é recomendado.

Um dos fatores envolvidos na sub-utilização de sistemas de aquecimento pode ser o custo da energia. Neste sentido a pobreza energética afirma-se como um indicador relevante para retirar conclusões,

4

na medida em que relaciona a eficiência energética das habitações com os rendimentos dos seus moradores.

Este estudo tem então como principal objetivo verificar se existe relação entre o desconforto térmico da habitação e a situação socioeconómica dos seus moradores e respetiva habitação (pobreza energética). Através da resposta a um inquérito estuda-se também a influência de outros fatores tais como o tipo de habitação ou a estrutura do agregado familiar. A população estudada corresponde a um conjunto de agregados e respetivas habitações na região da Grande Lisboa, mais especificamente no concelho de Sintra.

1.3. Estrutura

Esta tese está dividida em 5 grandes capítulos.

Neste primeiro capítulo é feita uma introdução ao estudo, onde é feito um enquadramento teórico e são apresentadas as motivações e os objetivos são apresentados. Por último é apresentada a estrutura do documento.

O segundo capítulo é dedicado à apresentação da noção de conforto térmico, à descrição dos factores que condicionam este tipo de conforto em edifícios, à explicação das abordagens de análise do conforto térmico em edifícios e ainda a uma revisão bibliográfica de carácter geral. Inclui ainda uma revisão bibliográfica da pobreza energética e do mapeamento deste indicador em Portugal.

No terceiro capítulo está apresentada a metodologia utilizada no estudo. Esta reflete-se em duas fases essenciais à obtenção de resultados: a recolha de dados e o seu tratamento.

O quarto capítulo pretende mostrar os resultados e fazer a sua análise objetiva. Começa-se por caracterizar amostra, para que de seguida se analisem os resultados obtidos segundo a metodologia, apresentada no capítulo anterior. São ainda discutidas as limitações do estudo.

Por último, o capítulo 5 apresenta uma discussão dos resultados e as conclusões. Tendo em conta as limitações apresentadas no capítulo anterior, são apresentadas propostas de desenvolvimento ao estudo do tema tratado nesta tese.

No final apresentam-se as referências bibliográficas, de onde o texto foi fundamentado e anexos relevantes durante o estudo.

5

CAPÍTULO

2

FUNDAMENTOS TEÓRICOS

Este capítulo é dedicado à apresentação da noção de conforto térmico, à descrição dos factores que condicionam este tipo de conforto em edifícios, à explicação das abordagens de análise do conforto térmico em edifícios e ainda a uma revisão bibliográfica de carácter geral. Inclui ainda uma revisão bibliográfica da pobreza energética e do mapeamento deste indicador em Portugal.

2.1. Conforto térmico

O conforto térmico é um conceito de difícil definição devido ao seu caráter pessoal. A zona de conforto não é algo objetivo, pois depende de fatores quantificáveis, como a temperatura do ar, radiante e a velocidade de deslocamento do ar, e não quantificáveis, como os hábitos e o estado mental [10].

Segundo Olgyay (1973), "a zona de conforto representa aquele ponto no qual a pessoa necessita de consumir a menor quantidade de energia para se adaptar ao ambiente circunstante".

O Homem é um animal homeotérmico, como tal necessita de manter o seu organismo a uma temperatura constante, sendo neste caso entre 36,1o_{C e 37,2}o_{C [3]. Esta temperatura permite manter} funções vitais, como reações bioquímicas em funcionamento que, por sua vez, estão constantemente a produzir calor. A mais importante é a oxidação do carbono, introduzido no organismo sob a forma de alimentos. Cerca de 20% desta energia é utilizada de forma útil, sendo os restantes 80% dissipados para o ambiente para que o organismo se mantenha em equilíbrio. A perda insuficiente de calor pode levar ao sobreaquecimento (hipertermia) e um excesso de perdas pode levar ao arrefecimento do corpo (hipotermia) [11]. Ao processo de produção de energia interna a partir de elementos combustíveis orgânicos denomina-se metabolismo [3].

Tanto o calor produzido como o dissipado dependem da atividade que o indivíduo desenvolve. Em repouso absoluto (0,8 Met) — metabolismo basal —, o calor dissipado pelo corpo, cedido ao ambiente, é de cerca de 75 W [3]. Tradicionalmente, o metabolismo é medido em Met (1 Met=58,1 W/m2 _{da superfície corporal. Um adulto médio (homem de 1,73m, 70kg) tem uma área A}

D de 1,8 m2 e uma pessoa termicamente confortável com nível de atividade 1 Met perde cerca de 100 W [12]. Na

Tabela 2 encontram-se alguns exemplos de atividade metabólica:

Tabela 2 - Geração de calor metabolico para várias atividade [11]

Actividade W/m2 _met Dormir 40 0,7 Andar (3,2 km/h) 115 2,0 Ler, sentado 55 1,0 Conduzir carro 60 - 115 1,0 - 2,0 Cozinhar 95 - 115 1,6 – 2,0 Basquetebol 290 - 440 5,0 – 7,6

6

A manutenção da temperatura em diferentes condições exteriores é conseguida através do aparelho termo-regulador que controla o aumento das perdas ou a redução dos ganhos de calor através de um conjunto de processos como a vasoconstrição, o arrepio, a vasodilatação e a exsudação. Este mecanismo representa um esforço extra, levando ao aumento da fadiga e consequente produtividade. O hipotálamo, localizado no cérebro, é a central de controlo da temperatura corporal. Este tem sensores de frio e calor e é irrigado por sangue arterial, que é o melhor indicador da temperatura média corporal. O hipotálamo recebe também informação de sensores de temperatura localizados na pele. Quando os sensores da pele detetam que a temperatura superficial está abaixo de 34ºC [12], os mecanismos contra o arrefecimento são acionados, como a vasoconstrição, pois reduzindo o fluxo de sangue, o calor é mais facilmente conservado [11]. Por outro lado, o sensor no hipotálamo, caso sinta a temperatura corporal acima de 37ºC [12], como o aumento do fluxo sanguíneo (vasodilatação) ou o aumento da exsudação em zonas periféricas onde a dissipação de calor é facilitada.

A dissipação deste calor é feita através de mecanismos de trocas térmicas entre o corpo e o ambiente: condução, convecção, radiação e evaporação. O calor perdido pelos três primeiros é chamado de calor sensível, depende da diferença de temperaturas entre o corpo e o ambiente. O calor perdido por evaporação está dividido entre calor sensível e calor latente, depende da mudança de estado físico, do suor ou respiração.

As trocas de calor sensível desde a pele terão d e passar pela roupa até ao ambiente em redor. Este elemento é classificado segundo o seu isolamento. A unidade mais utilizada é o Clo que corresponde a 0,155 (m2_{.K)/W. A ausência de roupa corresponde a 0 Clo e alguém que esteja vestido com um} fato executivo tem um 1 Clo [12]. Alguns exemplos estão representados abaixo:

Tabela 3 - Típico isolamento para vários tipos de vestuário [11]

Tipo de Vestuário Clo

Nú 0

Calções e camisa de manga curta 0,36

Calças e camisa de manga comprida 0,61

O mesmo de cima, mais um casaco de fato 0,96

O organismo humano experimenta sensação de conforto térmico quando as condições exteriores permitem que os mecanismos de regulação são reduzidos o máximo possível [11]. Isto acontece quando a energia trocada com o ambiente é igual à energia produzida pelo metabolismo:

𝑀𝑒𝑡𝑎𝑏𝑜𝑙𝑖𝑠𝑚𝑜 = 𝑇𝑟𝑜𝑐𝑎𝑠 𝑑𝑒 𝑐𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑝𝑜𝑟 (𝐶𝑜𝑛𝑑𝑢çã𝑜 + 𝐶𝑜𝑛𝑣𝑒𝑐çã𝑜 + 𝑅𝑎𝑑𝑖𝑎çã𝑜 + 𝐸𝑣𝑎𝑝𝑜𝑟𝑎çã𝑜) (2.1)

A

Figura 2 e a Equação 2, desenvolvida por Fanger (1970), demonstram a interação térmica do

corpo humano com o ambiente, atendendo aos aspetos fisológicos [11]:

7

Figura 2 - Interação térmica do corpo humano com o ambiente [11]

𝑀 − 𝑊 = 𝑞𝑠𝑘+ 𝑞𝑟𝑒𝑠+ 𝑆 (2.2)

𝑀 - Taxa de metabolismo [W/m2_];

𝑊 - Taxa de trabalho mecânico realizado [W/m2_]; 𝑞𝑠𝑘- Taxa total de calor perdido pela pele [W/m2];

𝑞𝑟𝑒𝑠- Taxa total de calor perdido pela respiração [W/m2];

𝑆 - Taxa de calor acumulado no corpo [W/m2_].

A taxa metabólica 𝑀 corresponde à energia necessária para uma pessoa realizar uma atividade. Na maioria dos casos a taxa de trabalho mecânico realizado é nula [11]. O calor que sobrar deste balanço (𝑀 − 𝑊) é dissipado para o ambiente através da pele (𝑞𝑠𝑘) e respiração (𝑞𝑟𝑒𝑠) com o calor em

excesso ou em défice a ser armezado 𝑆, causando o aumento ou diminuição da temperatura [11]. Fanger faz corresponder o equilíbrio térmico ao valor nulo da taxa de calor acumulada no corpo 𝑆, também designada em alguma literatura por índice de carga térmica 𝐼𝐶𝑇 [13].

𝑞𝑠𝑘 = 𝐶 + 𝑅 + 𝐸𝑠𝑘 _(2.3)

𝑞𝑟𝑒𝑠= 𝐶𝑟𝑒𝑠+ 𝐸𝑟𝑒𝑠 (2.4)

𝑆 = 𝑆𝑠𝑘+ 𝑆𝑐𝑟 (2.5)

𝐶 + 𝑅 - Perdas de calor sensível pela pele por convecção e radiação [W/m2_]; 𝐸𝑠𝑘– Taxa de perda de calor evaporativo na pele [W/m2];

𝐶𝑟𝑒𝑠 - Taxa de perda de calor convectivo na respiração [W/m2];

𝐸𝑟𝑒𝑠 - Taxa de perda de calor evaporativo na respiração [W/m2];

8

𝑆𝑐𝑟– Taxa de calor armazenado no interior do corpo [W/m2].

Como foi referido anteriormente, as perdas por calor sensível através da pele tratam-se de uma complexa mistura de condução, convecção e radiação para uma pessoa vestida, no entanto é igual à soma da convecção 𝐶 e radiação 𝑅 na superfície exterior da roupa (Equação 2.6). As perdas de calor sensível dependem da temperatura da pele 𝑡𝑠𝑘 [K] e temperatura operativa 𝑡𝑜 [K], que pode ser

definida como a média da temperatura média radiante e temperatura do ar, pesados segundo os seus respetivos coeficientes. 𝑅𝑐𝑙 [(m2.K)/W] é a resistência térmica da roupa, ℎ [W/(m2.K)] a combinação

dos coeficientes de calor convectivo e radiativo e 𝑓𝑐𝑙 [adimensional] é um fator de correlação 𝑓𝑐𝑙 =

𝐴𝑐𝑙/𝐴𝐷entre as áreas do corpo vestido e nu.

𝐶 + 𝑅 = 𝑡𝑠𝑘− 𝑡𝑜 𝑅𝑐𝑙+_𝑓1 𝑐𝑙. ℎ

(2.6) As perdas de calor evaporativo da pele 𝐸𝑠𝑘 dependem da quantidade de humidade na pele e na

diferença entre pressão de vapor na pele e do ambiente:

𝐸𝑠𝑘=

𝑤 (𝑝𝑠𝑘,𝑠− 𝑝𝑎)

𝑅𝑒,𝑐𝑙+ 1/(𝑓𝑐𝑙ℎ𝑒) (2.7)

onde

𝑤 – Humidade da pele [adimensional]; 𝑝𝑠𝑘,𝑠– Pressão de vapor na pele [kPa];

𝑝𝑎 – Pressão de vapor [kPa];

𝑅𝑒,𝑐𝑙 – Resistência evaporativa da roupa [(m2· KPa) / W];

ℎ𝑒– Coeficiente de calor evaporativo [W/(m2.kPa)].

Durante a respiração, o corpo perde calor sensível e latente por convecção e evaporação do calor e vapor de água do ar inalado [11]. As Equações 2.(2.8) e 2.(2.9) são duas aproximações, avaliadas às condições standard (HR 50%, 20ºC, ao nível do mar), para caracterizar o calor perdido sensível 𝐶𝑟𝑒𝑠e

latente 𝐸𝑟𝑒𝑠 𝐶𝑟𝑒𝑠= 0,0014 𝑀(34 − 𝑡𝑎) (2.8) 𝐸𝑟𝑒𝑠= 0,0173 𝑀(5,87 − 𝑝𝑎) (2.9) onde 𝑡𝑎 – Temperatura ambiente [ºC];

9

Se numa divisão estiverem várias pessoas, a vestir diferentes tipos de roupa e a realizarem diferentes atividades, pode ser difícil criar um ambiente que forneça conforto térmico a todos os ocupantes. Felizmente, cada pessoa pode otimizar o seu próprio conforto simplesmente vestindo um casaco ou arregaçando as mangas [11].

Mas se o conforto térmico nessa divisão não for perfeito, quão longe estará? A que temperatura e humidade deve manter-se um espaço para que esteja razoavelmente confortável? Na sequência do seu trabalho, Fanger definiu uma escala de sensação térmica de sete níveis, para traduzir o grau de desconforto associado às diferentes combinações das variáveis ambientais e pessoais testadas nas câmaras climatizadas, e um novo índice de conforto, designado por voto médio estimado - Predicted Mean Vote (PMV) - e definido através da relação [11]:

𝑃𝑀𝑉 = (0,303 𝑒−0,036𝑀_{+ 0,028) × 𝑆} (2.10)

A escala de PMV, desenvolvida por Fanger vai desde -3 (muito frio) até +3 (muito quente), onde 0 representa a sensação de neutralidade térmica.

Tabela 4 - Escala de sensação térmica

Voto Sensação Térmica

-3 Muito frio

-2 Frio

-1 Leve sensação de frio

0 Neutralidade térmica

+1 Leve sensação de calor

+2 Calor

+3 Muito Calor

Para além deste índice, Fanger propôs um outro indicador que, nele baseado, estimasse a percentagem previsível de insatisfeitos - Predicted Percentage of Dissatisfied (PPD). O cálculo do índice PPD é feito através da relação [11]:

𝑃𝑃𝐷 = 100 − 95 𝑒−(0,03353 𝑃𝑀𝑉4+0,2179 𝑃𝑀𝑉2) (2.11) A relação entre os índices PMV e PPD pode ser representada sob a forma gráfica, como se mostra na Figura 3:

10

Da análise da Figura 3 constata-se não ser possível atingir uma percentagem previsível de insatisfeitos nula, correspondendo ao valor de neutralidade térmica (PMV=0) um valor de 5% para a percentagem previsível de insatisfeitos. Refere-se que, na investigação experimental desenvolvida por Fanger, os indivíduos que apresentaram sensações térmicas de +1 e -1 (levemente calor ou frio) não foram considerados como insatisfeitos para a elaboração da equação do índice PPD [11] por não apresentarem uma situação de desconforto bem acentuada. Um outro aspecto com interesse é a simetria da curva da Figura 3, revelando que a sensação de insatisfação com o ambiente térmico segue o mesmo padrão quer o motivo seja o frio ou o calor.

Esta abordagem da observação analítica do conforto térmico derivada das condições de estado estacionário de trocas térmicas entre o corpo humano e o ambiente envolvente foi adotada ao longo das últimas décadas por diversos documentos normativos, destacando-se, atualmente, a norma ISO

7730/2005 que continua a basear a sua análise de conforto térmico para ambientes interiores

moderados na determinação dos índices PMV e PPD.

2.1.1. Comportamento térmico dos edifícios em Portugal

A maior parte das pessoas passa muitas horas em espaços fechados, nomeadamente em casa. É, portanto, da maior importância o seu conforto para tirar o maior proveito do seu tempo de relaxamento.

A forma como os edifícios são construídos decide em grande parte o conforto térmico futuro das pessoas que o vão habitar. São os edifícios que providenciam contraste entre o interior e o exterior, permitindo manter uma temperatura adequada no interior, enquanto o exterior se encontra demasiado quente ou demasiado frio. Elementos como paredes, coberturas, pavimentos, portas e janelas, por exemplo, contribuem para uma construção consistente e adequada.

Em Portugal, no sentido de promover a melhoria do comportamento térmico nos edifícios de habitação, foi concebido o REH.

A 20 de Agosto de 2013, com a entrada em vigor do Decreto-Lei n. º118/2013 [8], foi estabelecido um único diploma relativo ao desempenho energético dos edifícios e que na antiga legislação se apresentava em três diplomas: Sistema de Certificação Energética dos Edifícios (SCE), Regulamentação do Desempenho Energético dos Edifícios de Habitação (REH) e Regulamento do Desempenho Energético dos Edifícios de Comércio e Serviços (RECS).

O REH é o responsável por estabelecer os requisitos para os edifícios de habitação, incluindo os edifícios novos ou sujeitos a grandes intervenções, bem como os parâmetros e metodologias de caracterização do desempenho energético em condições nominais, de todos os edifícios de habitação e dos seus sistemas técnicos. Este documento, para além do objetivo anteriormente referido pretende melhorar a eficiência dos sistemas técnicos de habitação e a minimização do risco de ocorrência de condensações superficiais nos elementos da envolvente [8].

Tendo em vista o cumprimento dos objetivos indicados no número anterior, o documento estabelece valores de necessidades nominais de energia útil para aquecimento e arrefecimento do edifício e limites a observar no caso de edifícios novos e de grandes intervenções em edifícios existentes. O despacho (extrato) n.º 15793-I/2013 [14] procede à publicação das metodologias de cálculo para determinar as necessidades nominais anuais de energia útil para aquecimento e arrefecimento ambiente, as necessidades nominais de energia útil para a produção de águas quentes sanitárias (AQS) e as necessidades nominais anuais globais de energia primária.

11

Neste trabalho, tendo em conta o foco da atenção na estação de Inverno, as necessidades nominais anuais de energia útil para aquecimento tornam-se um importante elemento de estudo. Estas necessidades são determinadas, para efeitos do presente despacho, de acordo com as disposições da norma europeia EN ISO 13790, considerando: o método sazonal quasi-estacionário de cálculo de necessidades de aquecimento de edifícios e as adaptações permitidas pela referida norma; cada edifício e/ou fração autónoma do edifício como uma única zona, com as mesmas condições interiores de referência; e a ocorrência dos fenómenos envolvidos em regime permanente, integrados ao longo da estação de aquecimento.

O valor das necessidades nominais anuais de energia útil para aquecimento do edifício, 𝑁𝑖𝑐 [kWh/m2], é calculado pela expressão seguinte:

𝑁𝑖𝑐 = (𝑄𝑡𝑟,𝑖+ 𝑄𝑣𝑒,𝑖 − 𝑄𝑔𝑢,𝑖)/𝐴𝑝 (2.12)

em que:

𝑄𝑡𝑟,𝑖 - Transferência de calor por transmissão na estação de aquecimento através da envolvente

dos edifícios [kWh];

𝑄𝑣𝑒,𝑖 - Transferência de calor por ventilação na estação de aquecimento [kWh];

𝑄𝑔𝑢,𝑖 - Ganhos térmicos úteis na estação de aquecimento resultantes dos ganhos solares através

dos vãos envidraçados, da iluminação, dos equipamentos e dos ocupantes [kWh]; 𝐴𝑝 - Área interior útil de pavimento do edifício medida pelo interior [m2].

Ao longo da estação de aquecimento e devido à diferença de temperatura entre o interior e o exterior do edifício, a transferência de calor por transmissão global 𝑄𝑡𝑟,𝑖 [𝑘𝑊ℎ] , que ocorre através da

envolvente, traduz-se em perdas de calor calculadas de acordo com a seguinte expressão:

_{𝑄𝑡𝑟,𝑖= 0,024. 𝐺𝐷. 𝐻𝑡𝑟,𝑖} (2.13)

em que:

𝐺𝐷 - Número de graus-dias de aquecimento especificados para cada região NUTS III [ºC.dia]; 𝐻𝑡𝑟,𝑖 - Coeficiente global de transferência de calor por transmissão na estação de aquecimento

[W/ºC].

A Nomenclatura das Unidades Territoriais para Fins Estatísticos (NUTS) de nível III, cuja composição por municípios tem por base o Decreto-Lei nº 68/2008 de 14 de abril de 2008, determina o zoneamento climático do país. As zonas climáticas de inverno são definidas a partir do número de graus-dias (GD) na base de 18 °C, correspondente à estação de aquecimento, conforme a Tabela 5, e estão representadas graficamente na Figura 4 [15].

Tabela 5 - Critérios para a determinação da zona climática de inverno

Critério GD ≤ 1300 1300 ≤ GD ≤ 1800 GD > 1800

12

Figura 4 - Zonas climáticas de inverno no continente [15]

As perdas de calor por renovação do ar interior 𝑄𝑣𝑒,𝑖 [kWh] durante a estação de aquecimento são

calculadas de acordo com a seguinte equação:

𝑄𝑣𝑒,𝑖 = 0,024. 𝐺𝐷. 𝐻𝑣𝑒,𝑖 (2.14)

onde o coeficiente global de transferência de calor por ventilação na estação de aquecimento 𝐻𝑣𝑒,𝑖

[W/ºC]:

𝐻𝑣𝑒,𝑖 = 0,34. 𝑅𝑝ℎ,𝑖. 𝐴𝑝. 𝑃𝑑 (2.15)

𝑅𝑝ℎ,𝑖 - Taxa nominal de renovação do ar interior na estação de aquecimento [h-1];

𝐴𝑝 - Área interior útil de pavimento, medida pelo interior [m2];

𝑃𝑑 - Pé direito médio da fração [m].

Os ganhos térmicos úteis 𝑄𝑔𝑢,𝑖 [𝑘𝑊ℎ] a considerar no cálculo das necessidades nominais de

aquecimento do edifício têm duas origens, conforme equação seguinte:

𝑄𝑔𝑢,𝑖= 𝜂𝑖. 𝑄𝑔,𝑖= 𝜂𝑖(𝑄𝑖𝑛𝑡,𝑖 + 𝑄𝑠𝑜𝑙,𝑖) (2.16)

Com exclusão do sistema de aquecimento, os ganhos térmicos internos 𝑄𝑖𝑛𝑡,𝑖 [𝑘𝑊ℎ] incluem

qualquer fonte de calor situada no espaço a aquecer, nomeadamente, os ganhos de calor associados ao metabolismo dos ocupantes, e o calor dissipado nos equipamentos e nos dispositivos de iluminação.

13

𝑞𝑖𝑛𝑡 - Ganhos térmicos internos médios por unidade de superfície, iguais a 4 W/m2;

𝑀 - Duração média da estação convencional de aquecimento [mês]; 𝐴𝑝 - Área interior útil de pavimento do edifício, medida pelo interior [m2].

O cálculo dos ganhos solares brutos 𝑄𝑠𝑜𝑙,𝑖 [𝑘𝑊ℎ] através dos vãos envidraçados na estação de

aquecimento deve ser efetuado de acordo com a metodologia abaixo indicada e na qual os ganhos solares são calculados de acordo com a seguinte equação:

𝑄𝑠𝑜𝑙,𝑖 = 𝐺𝑠𝑢𝑙. ∑ [𝑋𝑗. ∑ 𝐹𝑠,𝑖𝑛 𝑗. 𝐴𝑠,𝑖𝑛 𝑗

𝑛

] . 𝑀

𝑗

(2.18)

𝐺𝑠𝑢𝑙 - Valor médio mensal de energia solar média incidente numa superfície vertical orientada a

Sul, durante a estação de aquecimento, por unidade de superfície [kWh/m2_.mês]; 𝑋𝑗 - Fator de orientação para as diferentes exposições;

𝐹𝑠,𝑖𝑛 𝑗 - Fator de obstrução do vão envidraçado 𝑛 com orientação 𝑗 na estação de aquecimento;

𝐴𝑠,𝑖_{𝑛 𝑗} - Área efetiva coletora de radiação solar do vão envidraçado na superfície 𝑛 com a

orientação 𝑗 [m2_]

𝑗 - Índice que corresponde a cada uma das orientações;

𝑛 - Índice que corresponde a cada uma das superfícies com a orientação 𝑗 ; 𝑀 - Duração média da estação convencional de aquecimento [mês].

O cálculo da área efetiva coletora 𝐴𝑠,𝑖𝑛 𝑗 [𝑚

2_{] é dado pela expressão:}

𝐴𝑠,𝑖𝑛 𝑗 = 𝐴𝑤. 𝐹𝑔. 𝑔𝑖 (2.19)

𝐴𝑤 - Área total do vão envidraçado, incluindo o vidro e caixilho [m2]

𝐹𝑔 - Fração envidraçada do vão envidraçado;

𝑔𝑖- Fator solar de inverno.

As necessidades anuais de energia útil para aquecimento de um edifício dependem da qualidade térmica da envolvente e da exposição solar do edifício. As paredes enquanto elemento de grande exposição ao exterior são um importante componente a ter em conta, quando se pretende melhorar o desempenho térmico de um edifício. Na Figura 5 encontra-se representado o tipo de alvenaria mais utilizado na construção em Portugal, ao longo das décadas. Verifica-se que pelo menos 70% dos edifícios em Portugal têm paredes com baixa qualidade térmica, sem qualquer tipo de isolamento, paredes essas responsáveis por elevadas perdas de calor.

14

Figura 5 - Tipos de paredes contruídas em Portugal [16]

Quando a habitação não consegue responder adequadamente às condições do exterior, os seus moradores terão de acionar sistemas de climatização para obter o conforto que desejam. Estes sistemas implicam um custo que aumenta proporcionalmente às necessidades.

O custo em climatização tem a sua relevância dependente do vencimento do agregado. Para a mesma casa, se o seu rendimento for alto o impacto será menor do que para alguém com baixos rendimentos. Quando este impacto toma determinadas proporções diz-se que o agregado está numa situação de pobreza energética.

2.2. Pobreza energética

A pobreza energética foi formalmente identificada nos anos 70 devido à crise do petróleo [17]. A pobreza energética trata-se de um problema global, afetando diferentes países de diferente forma. Nos países em desenvolvimento é geralmente circunscrita à falta de acesso a energia, ao passo que na Europa reflete a ideia que alguns agregados estarão a gastar desemesuradamente em energia na sua habitação em comparação com outras despesas ou poderão não ser capazes de garantir a energia adequada às necessidades da sua habitação sem enfrentar custos difíceis de suportar.

Não existe uma definição consistente de pobreza energética na Europa, tornando difícil a comparação inter-países. As várias definições de pobreza energética existentes na literatura e nas definições oficiais dos estados membros da UE retratam dois tipos de situações: agregados que gastam demasiado em energia e agregados que não gastam o suficiente em energia. Abaixo estão algumas definições e métodos de medição utilizados por alguns estados membros:

Tabela 6 – Definições de pobreza energética em vários países europeus [24]

Autor/Estado

membro Definição Eslováquia

(Oficial)

Pobreza energética: (…) é quando as despesas mensais médias dos agregados familiares no

consumo de energia elétrica, gás, aquecimento e produção de água quente representam uma parcela substancial do rendimento mensal média do agregado.

França (Oficial)

Pobreza energética: uma pessoa que encontra dificuldades na sua casa para ter energia

suficiente para satisfazer as necessidades básicas. Isto devido a vencimentos ou condições da casa inadequados.

15

Irlanda (oficial) Pobreza energética é a situação onde um agregado é incapaz de garantir um nível aceitável de serviços energéticos (incluindo aquecimento, iluminação, etc) da casa a um custo razoável. Bélgica

Pobreza energética: Agregados que gastam uma grande proporção do seu rendimento em

energia.

Pobreza energética escondida: Agregados que gastam muito pouca energia

Hills (2012) / Inglaterra (Oficial)

Pobreza energética: É um agregado com: i) Vencimento abaixo do limiar da pobreza (tendo

em conta os custos da energia); e ii) os seus custos de energia são maiores que o normal para o seu tipo de habitação.

Áustria

Pobreza energética: Um agregado é considerado energeticamente pobre se o seu rendimento

estiver abaixo do limite de risco de pobreza e ao mesmo tempo, tiver de gastar em energia mais do que a média.

Escócia (Oficial) Pobreza energética: Um agregado que, para manter um regime de aquecimento satisfatório, requira gastar mais de 10% do seu rendimento (incluindo benefícios fiscais) em energia. País de Gales

(Oficial)

Pobreza energética: Um agregado que, para manter um regime de aquecimento satisfatório,

requira gastar mais de 10% do seu rendimento (incluindo benefícios fiscais) em energia. Se gastar mais de 20%, a sua situação é definida como grave.

Irlanda do Norte (Oficial)

Um agregado está em pobreza energética se, para manter uma temperatura aceitável na habitação, os ocupantes tiverem de gastar mais de 10% em energia.

As causas da pobreza energética podem ser as mais variadas: baixo rendimento, habitação pouco eficiente, equipamentos de arrefecimento/aquecimento inadequados, dependência de combustíveis dispendiosos ou o tamanho da habitação. Pode ocorrer durante curtos períodos (por exemplo relacionado com o desemprego) ou ser um fator de longo termo (por exemplo com um reformado com um baixo rendimento numa habitação ineficiente). Igualmente pode ter um impacto maior numas zonas do país do que outras dependendo do tipo de casa ou disponibilidade ou opção do tipo de combustíveis.

Apesar de pobreza energética não ser sinónimo de pobreza geral, os dois estão intimamente ligados. Um agregado com baixos vencimentos pode constringir a utilização de aparelhos de aquecimento, baixando assim a sua qualidade de vida para níveis muitas vezes abaixo do que é considerado “aceitável” [18]. As consequências a nível de saúde, de viver numa habitação energeticamente pobre são as mais variadas, desde a maior probabilidade de contrair “gripes, problemas cardiovasculares e AVCs” [18] a um alto de risco de sofrer asma devido ao crescimento de fungos e ácaros tipicamente promovidos por casas frias [18]. Os problemas aumentam quando nestas habitações vivem grupos de risco como crianças ou idosos. Um estudo desenvolvido por Lidell [19], sobre o impacto da pobreza energética em crianças descobriu que “para as crianças, viver em lares energeticamente pobres está associado a 30% maior risco de entrar num hospital”. Dos milhares de mortes a ocorrer por excesso no inverno, a grande maioria são idosos. A sua menor capacidade física torna este grupo mais vulnerável a baixas temperaturas.

Existe muita discussão em como medir e identificar pobreza energética ao longo dos países europeus. Na bibliografia deste tema pode-se dividir a monitorização da pobreza em energética em duas abordagens principais: aquelas que se baseiam na despesa, aqueles que se baseiam em consenso.

2.2.1. Indicadores baseados na despesa

A forma de medição mais utilizada é a baseada na despesa, que basicamente explora o rácio entre o vencimento de um agregado e a sua despesa em energia. Este tipo de método tem como grande vantagem o facto de conseguir identificar e quantificar a pobreza energética numa determinada população. Conseguem ainda realçar as principais características deste grupo, contribuindo assim para a discussão de medidas de combate à pobreza energética.

16

Neste tipo de métodos é imperativo conhecer o rendimento da população, o seu consumo ou necessidades energéticas para se manterem em conforto e por último definir um limite, onde se estabelece a divisão entre quem é energeticamente pobre e não o é.

Limite

Tal como na medição da pobreza geral, utilizar um limite de pobreza energética relativo ou absoluto é um tema muito contestado [20]. Em Inglaterra, por exemplo, assistiu-se à mudança de uma medição absoluta para uma medição relativa. Em baixo estão exemplos de limites absoluto e relativos, utilizados na medição da pobreza energética na Europa.

Limite absoluto - 10%

Um dos limites absolutos mais utilizados é 10%. Entre 2001 e 2013, em Inglaterra, um agregado familiar foi considerado energerticamente pobre se necessitsse de gastar mais de 10% do seu rendimento em energia (aquecimento, aquecimento de águas, cozinha, iluminação, etc.) [23]. Este é conhecido como o “indicador 10%”:

𝑟á𝑐𝑖𝑜 𝑑𝑒 𝑝𝑜𝑏𝑟𝑒𝑧𝑎 𝑒𝑛𝑒𝑟𝑔é𝑡𝑖𝑐𝑎

= (𝑒𝑛𝑒𝑟𝑔𝑖𝑎 𝑛𝑒𝑐𝑒𝑠𝑠á𝑟𝑖𝑎 × 𝑝𝑟𝑒ç𝑜 𝑑𝑜 𝑐𝑜𝑚𝑏𝑢𝑠𝑡í𝑣𝑒𝑙)/𝑣𝑒𝑛𝑐𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 (2.20)

Se este rácio for superior a 0,1 então o agregado é energeticamente pobre [17]. Este limite foi proposto por Brenda Boardman em 1991. 10% é equivalente ao dobro do rácio mediano entre a despesa energética necessária e os salários da população inglesa em 1988, sendo baseado no 1988

Family Expenditure Survey [21]. O consumo energético está assimetricamente distribuído na

sociedade, logo o uso da média pode ser um problema por esta estar influenciada por valores extremos. A mediana é então preferida. Ao multiplicar por dois, é feito um esforço para incluir o número máximo de situações consideradas como aceitáveis [22]. Em 2001, quando o UK Fuel Poverty Strategy adotou diretamente o limite de 10% não ficou claro porque é que os dados não foram atualizados. Em 2001, cerca de dez anos depois do estudo de Boardman ter sido realizado, o dobro da mediana era 7% e assim se manteve até 2006, no entanto o limite usado sempre se manteve nos 10% [21].

Um dos maiores pontos a favor deste indicador é o facto de ser relativamente simples de compreender e de estar baseado num modelo de necessidades, em vez da energia realmente utilizada. Caso este modelo se baseasse nas faturas da energia alguns agregados seriam classificados como não sendo energeticamente pobres, quando na realidade não estariam a aquecer a casa para poupar dinheiro. No entanto este indicador tem algumas fragilidades na sua medição. Primeiramente o limite dos 10% foi definido em 1991 em Inglaterra, podendo não estar adaptado ao panorama atual e a todos os países. Frequentemente agregados com grandes faturas de energia são contabilizadas como energeticamente pobres mesmo quando têm grandes vencimentos. Erros técnicos podem distorcer os resultados, como por exemplo se os moradores registarem o seu vencimento abaixo da realidade. Por último, este indicador é muito sensível à flutuação do preço dos combustíveis. A Figura 6 mostra que a pobreza energética segue a tendência dos preços da energia.

17

Figura 6 - Pobreza energética e preços da energia, em Inglaterra, 1966 a 2011 [23]

Mediana nacional - Low Income High Costs (LIHC)

Em março de 2012, John Hills publicou um relatório [23] onde criticou o método utilizado em Inglaterra (10%) e propôs uma nova abordagem para medir a extensão e profundidade da pobreza energética em Inglaterra, sendo hoje o método utilizado no país. Apelidou o indicador de Low Income High Cost (LIHC) que segundo ele permite desenvolver políticas mais eficientes de combate à pobreza energética. A forma mais simples de pensar neste indicador está ilustrada na Figura 7:

Figura 7 - Pobreza energética definida como junção entre baixos rendimentos e custos altos de energia [23]

Esta mostra que os agregados que requerem maior atenção são os que têm baixos rendimentos, que estão abaixo de um limite de vencimento, e necessitam de gastar em energia acima do que é “razoável”, ou seja, os que estão no quadrante no canto inferior esquerdo.

Todos os agregados à esquerda do limite de rendimento são preocupantes por causa dos níveis de salários baixos; todos os que estão com custos acima do limite são preocupantes por terem elevadas faturas energéticas, refletindo uma baixa eficiência energética. Comparando com os agregados no quadrante do topo à esquerda, os energeticamente pobres têm um problema adicional por estarem condicionados a elevadas faturas energéticas. Comparando com os agregados no canto inferior direito, os energeticamente pobres têm o problema adicional de terem um baixo rendimento.

18

Mais precisamente Hills sugere que os agregados devem ser considerados energeticamente pobres se:

a) Necessitarem de gastar mais em energia do que a mediana nacional; e

b) se ao gastarem essa quantia, ficarem com um rendimento residual abaixo do limiar de pobreza.

Apesar de todos os agregados na área sombreada serem classificados como energeticamente pobres, não estão todos a enfrentar o mesmo nível de problema. O hiato de pobreza energética, dando uma indicação da profundidade da pobreza energética, pode ser utilizado para identificar aqueles agregados que possam estar a enfrentar maiores dificuldades, cuja ação governamental é prioritária. Estabelecer os limites, ilustrados a tracejado na Figura 9, foi outro objetivo deste relatório, sendo:

• Para a despesa, o limite é o custo mediano necessário em energia equivalente, ou seja, ajustado ao tipo e tamanho do agregado;

• Para o rendimento, foi estabelecido o limite de 60% do salário mediano equivalente (depois de retirar os custos da habitação, como a renda ou seguro) mais a despesa energética do agregado (o que provoca o desvio no limite de rendimento, da Figura 8).

Ao utilizar esta abordagem no limite de rendimento, este indicador identifica também todos os agregados que são empurrados para lá do limiar de pobreza por terem elevados custos de energia.

Figura 8 - Indicadores recomendados por Hills para medir a extensão e profundidade da pobreza energética [23]

As equivalências utilizadas neste relatório são as seguintes:

Tabela 7 - Fatores de equivalência para cada tipo e tamanho de agregado [23]

Tipo de agregado 1 adulto 1 adulto 1 criança 1 adulto 2 crianças 2 adultos 2 adultos 1 criança 2 adultos 2 crianças 3 adultos 3 adultos 1 criança 4 adultos Fator de equivalência 0,58 0,78 0,98 1 1,2 1,4 1,42 1,62 1,84

O agregado de referência é um casal sem filhos (fator de equivalência de 1). Como exemplo, o fator de equivalência para uma pessoa sozinha é de 0,58. Logo, uma pessoa sozinha com um rendimento anual de 11 600€ tem os mesmos padrões de vida de um casal com 20 000€ de rendimento.

19 Exemplo: 11 600€ (𝑉𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑟𝑒𝑎𝑙) 0,58 (𝐹𝑎𝑡𝑜𝑟 𝑑𝑒 𝑒𝑞𝑢𝑖𝑣𝑎𝑙ê𝑛𝑐𝑖𝑎)= 𝟐𝟎 𝟎𝟎𝟎€ (𝑉𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑒𝑞𝑢𝑖𝑣𝑎𝑙𝑒𝑛𝑡𝑒) Família 1 = Família 2 20 000€ (𝑉𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑟𝑒𝑎𝑙) 1 (𝐹𝑎𝑡𝑜𝑟 𝑑𝑒 𝑒𝑞𝑢𝑖𝑣𝑎𝑙ê𝑛𝑐𝑖𝑎)= 𝟐𝟎 𝟎𝟎𝟎€ (𝑉𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑒𝑞𝑢𝑖𝑣𝑎𝑙𝑒𝑛𝑡𝑒)

Neste indicador, o limite de custo para a energia total (cozinha, iluminação, aquecimento, arrefecimento, etc.) é a despesa mediana necessária equivalente de todos. Se por exemplo esse valor for 1 200€, todos os agregados serão comparados a este limite.

Para conhecer o limite de rendimento, a despesa equivalente é adicionada ao limiar de pobreza oficial. Para um casal sem filhos com uma despesa modelada idêntica à mediana, significaria adicionar 1200€ ao limite de rendimento. Se uma pessoa sozinha tiver uma despesa de 1200€, resulta numa despesa equivalente de 2069€ que seriam adicionados ao limiar de pobreza equivalente daquele agregado. Exemplo: Exemplo: Família 3 1400 € Custo elevado 1200 € Mediana de despesa necessária equivalente Família 4 1000 € Custo baixo População

Mediana dos rendimentos = 15 000 € 60% da Mediana = 9 000 €

Família 5

Custo equivalente = 1200 € Custo equivalente = 2 069 €

Família 6

Rendimento equivalente = 11 000 € Rendimento equivalente = 11 000 € 𝐿𝑖𝑚𝑖𝑡𝑒 𝑑𝑒 𝑟𝑒𝑛𝑑𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 =

9 000 € + 1200 € = 10 200 €

𝐿𝑖𝑚𝑖𝑡𝑒 𝑑𝑒 𝑟𝑒𝑛𝑑𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 = 9 000 € + 2 069 € = 11 069 €

20

Dobro da mediana nacional

Este limite utiliza a mesma lógica dos 10% sem estar condicionado a um número fixo. Ao utilizar o dobro da mediana nacional, este valor é recalculado anualmente e localmente, tendo então em conta outras condicionantes como os preços ou o clima de cada país. No entanto, este indicador tem a desvantagem de estar potencialmente a esconder a pobreza energética se a distribuição salário/despesa mudar na população como um todo. Ao aumentar a despesa de energia de todas as famílias, o número de famílias em pobreza energética diminuirá, o que é contra-intuitivo e vai contra a regra de Sen para indicadores de pobrezaii_.

Mininum Income Standard (MIS)

MIS ou o rendimento mínimo normal é o rendimento mínimo que um agregado necessita de ter que permita que os seus membros estejam ativamente integrados na sociedade. Refere-se ao rendimento depois de deduzir as despesas da casa e outras necessidades básicas como alimentação, roupa, participação cultural ou educação.

Este valor é altamente relativo e difícil de calcular devido às imensas variáveis em jogo.

Necessidades de energia

Ao utilizar um método baseado na despesa é necessário precisar definir o que é considerado como energia dispendida. Em vários estudos [24] é utilizada a energia gasta, devido à dificuldade em arranjar dados fidedignos que permitam calcular as necessidades de uma habitação. No entanto, Moore (2012), citado por Rademaekers et al. (2016) [26], admite que utilizar a energia realmente gasta é um mau indicador. Isto porque os agregados em pobreza energética frequentemente não gastam tanta energia como deviam. Um relatório do Department of Energy & Climate Change (DECC) de 2011 [24] realçou que em Inglaterra as necessidades de energia eram 21% maior do que as que eram realmente gastas em 2009.

Para calcular as necessidades são necessários dados que forneçam uma estimativa fidedigna em função do tipo e condição da habitação, tal como é feito pelo English House Survey (EHS), em Inglaterra. O EHS inclui um questionário aos moradores e um levantamento técnico de elevada complexidade sobre a propriedade. A informação obtida deste inquérito dá uma imagem precisa do tipo e condições das habitações em Inglaterra e dos seus moradores.

Um modelo BREDEM é usado para estimar as necessidades de energia onde [25]:

𝑁𝑒𝑐𝑒𝑠𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒𝑠 𝑑𝑒 𝑒𝑛𝑒𝑟𝑔𝑖𝑎 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 𝐸𝑆+ 𝐸𝑊+ 𝐸𝐿𝐴+ 𝐸𝐶 _(2.211)

ii _{Regra de Sen: Todos os indicadores de pobreza devem aumentar quando o rendimento de uma pessoa} descer. (Economics for Energy 2014, citado por [24])

Família 5 11 000 € Rendimento elevado 10 200 € Limite de rendimento 11 069 € Rendimento baixo 11 000 € Família 6

21 Onde, 𝐸𝑆 – Aquecimento do ambiente [GJ] 𝐸𝑊 – Aquecimento de águas [GJ] 𝐸𝐿𝐴 – Iluminação e aparelhos [GJ] 𝐸𝐶 – Cozinha [GJ]

A quantidade de energia necessária para aquecer uma habitação depende de dados específicos do edifício, como o isolamento, localização geográfica e o tipo de construção. As necessidades de energia também também do número de moradores e o estilo de vida e hábitos dos mesmos [25]. A informação do EHS é usada para fornecer detalhes sobre a habitação e o agregado.

O modelo combina a energia necessária para atingir a temperatura definida como confortável com a tarifa média de energia regional, para chegar ao custo necessário de cada habitação.

Para mais informações sobre o método de cálculo da energia necessária [25].

2.2.2. Indicadores por consenso

Outra forma de perceber quem está em pobreza energética é perguntando às pessoas. Utilizando inquéritos, é perguntado às famílias a sua opinião (subjetiva) se se sentem capazes de, por exemplo, manter a sua casa adequadamente quente.

Este tipo de abordagem tem a grande vantagem de a sua recolha de dados ser de baixa complexidade. Outra grande vantagem, é que esta permite “a recolha de outros elementos de pobreza energética, tais como a exclusão social ou privação material” (Healy & Clinch, 2002 citado [26]).

Paradoxalmente, os indicadores subjetivos usados nesta abordagem consensual têm vindo a ser criticados pelo seu erro de exclusão, onde agregados não se identificam como energeticamente pobres apesar de serem caracterizados como tal noutras formas de medição. O facto de não haver convergência com as medições de despesa é também uma preocupação.

Waddams, Price (2012) [24] comparou indicadores subjetivos de pobreza energética com o indicador de despesa oficial do RU 10%. Verificou-se que 28% dos agregados gastam mais de 10% em energia e, portanto, seriam considerados energeticamente pobres. No entanto, apenas 16% da amostra sentia-se incapaz de aquecer suficientemente a sua casa. Deste grupo, menos de metade eram energeticamente pobres baseados no indicador de despesa. Tal como o artigo conclui “muitos agregados que gastam mais de 10% do seu rendimento em energia não se sente energeticamente pobre, e nem toda que a gente que se sente energeticamente pobre gasta mais de 10% do seu rendimento em energia” (Waddams, Price citado em [24]).

2.2.3. Pobreza energética na Europa

Como foi referido anteriormente, a pobreza energética não é tratada de igual modo em toda a Europa, o que torna a comparação inter-países difícil.

Healy e Clinch [27] foram os primeiros a estudar a pobreza energética na Europa. Neste estudo a pobreza energética é quantificada em 14 países usando 6 indicadores de consenso, respondidos através de um questionário distribuídos em 4 vagas, entre 1994 e 1997. Estes indicadores estão divididos em dois grupos: os indicadores subjetivos que se baseiam na declaração dos agregados e;

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indicadores objetivos que estão baseados em características factuais ou na condição em que está a habitação.

Os indicadores subjetivos são aqueles onde as pessoas declararam serem: - Incapazes de aquecer a sua casa adequadamente (α);

- Incapazes de pagar as contas de serviços básicos, a tempo, nos últimos 12 meses (β); e - Não ter sistemas de aquecimento adequados (π).

Os indicadores objetivos foram:

- A presença de marcas de humidade nas paredes e/ou pavimento (δ); - Não ter aquecimento central (μ);

- Ter as janelas deterioradas (λ).

Com base nestes dados 6 cenários foram idealizados, onde foram dados diferentes pesos a cada indicador, de modo a calcular a predominância de pobreza energética nos diferentes países.

Por exemplo, o primeiro cenário foi dar mais peso (0,5) ao indicador que consideram ser chave: “a incapacidade de aquecer a sua casa adequadamente”; e a cada um dos restantes indicadores 0,1:

0,5α + 0,1β + 0,1π + 0,1δ + 0,1μ + 0,1λ _(2.222)

Os resultados para os diferentes cenários foram os seguintes:

Tabela 8 - Análise sensível da pobreza energética (% de agregados, 1994-97) [27]

Os resultados mostraram que a pobreza energética é predominante nos países do Sul da Europa, nomeadamente Portugal, Espanha, Grécia e Itália.

Mais tarde, um estudo realizado por Thomson et al. [28] tem como objetivo fazer uma nova comparação, com base nos dados da EU-SILC (EU-Statistics on Income and Living Standards) de 2007.