A GRANDE DIFERENÇA ENTRE EFICIÊNCIA TÉRMICA E ENERGÉTICA DE UMA FRACÇÃO AUTÓNOMA

– 1 –

A GRANDE DIFERENÇA ENTRE EFICIÊNCIA TÉRMICA E ENERGÉTICA DE UMA FRACÇÃO AUTÓNOMA

TWO CASE STUDIES

Filomeno Pequicho

[email protected]

RESUMO 1

2

Esta monografia tem como principal objectivo abordar as 3

grandes diferenças entre a eficiência térmica e a energética 4

em fracções autónomas. 5

No âmbito da aplicação do novo Regulamento do 6

Comportamento das Características Térmicas em Edifícios 7

(RCCTE) transposto para legislação Portuguesa pelo 8

Decreto-Lei 80/2006 de 4 de Abril, consequência da 9

transposição da Directiva Comunitária 2002/91/CE de 16 10

de Dezembro, todas as fracções autónomas (de habitação 11

ou serviços), estão obrigadas a cumprir com as restritas 12

regras aí impostas. 13

Contudo, uma fracção autónoma termicamente eficiente 14

não corresponde necessariamente a uma fracção autónoma 15

energeticamente eficiente. 16

De seguida apresentam-se as características que tornam 17

ambas as definições tão diferentes como incompatíveis, 18

recorrendo a um caso de estudo para demonstrar que o 19

recurso à eficiência energética para garantir uma melhor 20

classificação energética no âmbito do SCE em nada 21

garante um eficiente desempenho térmico da construção. 22

23

PALAVRAS-CHAVE 24

25

Eficiência energética, Eficiência térmica, Envolvente 26

da construção, Consumo Energético, Fluxo Térmico. 27

28

ABSTRACT 29

This monograph is aimed mainly at addressing the major 30

differences between thermal efficiency and in energy 31

units. 32

In applying the new Rules of Behaviour of Thermal 33

Characteristics in Buildings (RCCTE) transposed into 34

Portuguese law by Dec.-Lei 80/2006 of April 4th from a 35

consequence of the transposition of European Directive 36

2002/91/EC of December 16th, all units (of housing or 37

services), are required to comply with the strict rules 38

imposed therein. 39

However, a thermally efficient building unit does not 40

necessarily correspond to an energy efficient building unit. 41

The following are the features that make both settings as 42

diverse as incompatible, using a case study to demonstrate 43

that the use of energy efficiency to ensure better energy 44

rating under the SCE (Portuguese Energy Certification 45

System) in any way guarantees an efficient thermal 46

performance of building. 47

48

KEYWORDS 49

Energy efficiency, Thermal efficiency, Building 50

surroundings, Energy consumption, Heat flow. 51

1 INTRODUÇÃO 52

53

A implementação do SCE, Sistema de Certificação 54

Energético Nacional através dos Decretos-Lei 78/2006, 55

79/2006 mas sobretudo do Decreto-Lei 80/2006 de 4 de 56

Abril que regula as características do comportamento 57

térmico na maioria dos edifícios em Portugal, veio 58

acrescentar sobremaneira uma melhoria substancial na 59

filosofia de abordar o desempenho térmico-energético das 60

fracções quer por imposição de novos requisitos 61

necessários para a elaboração de projectos térmicos quer 62

na imposição de uma inspecção final após a conclusão da 63

obra através da elaboração de um Certificado Energético, 64

impondo requisitos de comportamento quer térmicos quer 65

sobretudo de carácter energético. 66

67

Comparativamente ao anterior regulamento traduzido pelo 68

Decreto-Lei n.º 40/1990 de 6 de Fevereiro, a nova 69

legislação aborda a questão térmica dos edifícios 70

fundamentalmente numa perspectiva de limitação no 71

consumo de energia quer para climatização quer para a 72

produção de Águas Quentes Sanitárias (AQS), Eficiência 73

Energética. 74

Garantir a eficiência energética numa fracção não garante 75

necessariamente a sua eficiência térmica. 76

77

A GRANDE DIFERENÇA ENTRE EFICIÊNCIA TÉRMICA E ENERGÉTICA DE UMA FRACÇÃO AUTÓNOMA TWO CASE STUDIES

Filomeno Pequicho

– 2 –

O novo RCCTE estabelece, de acordo com o Artigo n.º 1 1

deste diploma, “as regras a observar no projecto de todos 2

os edifícios de habitação e serviços sem sistema de 3

climatização centralizados…”, regras estas que 4

caracterizam o comportamento térmico dos edifícios 5

através de índices e parâmetros aí definidos. 6

7

Os índices a verificar são os valores que determinam as 8

necessidades nominais anuais de energia útil para 9

climatização da fracção (Nic e Nvc para o aquecimento na 10

estação de inverno e arrefecimento na estação de verão 11

respectivamente), valores que se encontravam já 12

implementados na anterior legislação embora de forma 13

diferente. Para além destes dois valores, introduziu-se um 14

novo índice (Nac) que quantifica as necessidades nominais 15

anuais de energia útil para a produção das Água Quentes 16

Sanitárias. 17

Estes três índices serão, no final, conjugados segundo uma 18

equação que determinará um quarto índice (Ntc) o qual 19

caracteriza as necessidades globais anuais nominais 20

específicas de energia primária. 21

22

É com base neste índice que se determina a classe 23

energética de uma fracção. 24

25

Quanto aos parâmetros a quantificar, são função exclusiva 26

das características térmicas e arquitectónicas da 27

construção e são essencialmente determinados pelos 28

materiais a utilizar. 29

30

São eles: 31

32

1. Os coeficientes de transmissão térmica, 33

superficiais e lineares, dos elementos das 34

envolventes da fracção; 35

2. Da inércia térmica da fracção; 36

3. Do factor solar dos vãos envidraçados; 37

4. Da taxa de renovação do ar na fracção. 38

39

40

2 CARACTERIZAÇÃO DOS ÍNDICES TÉRMICOS 41

Nic, Nvc E Nac E DOS SEUS VALORES LIMITES Ni, 42

Nv E Na. 43

44

Tal como referido no ponto anterior, os índices térmicos 45

Nic, Nvc e Nac a quantificar são determinados segundo as 46

equações 2.1, 2.2 e 2.3, e limitados a valores máximos 47

admissíveis Ni, Nv e Na, obtidos pelas equações 2.4, 2.5 e 48

2.6. 49

50

2.1 Índice térmico Nic 51

52

Nic=(Qt+Qv+Ev-Qgu)/Ap (2.1) 53

54

Com: 55

Qt = Perdas de calor através da envolvente em contacto 56

com o exterior. 57

Qv = Perdas de calor provocadas pela renovação do ar 58

interior. 59

Ev = Consumo dos ventiladores 60

Qgu = Ganhos térmicos. 61

Ap = Área útil de pavimento que representa a soma das 62

áreas internas de todos os compartimentos, vestíbulos, 63

arrumos e armários de parede, medidas em planta pelo 64

perímetro interior das paredes. 65

66

O valor de Qt é função: 67

68

1. Dos coeficientes de transmissão térmica U dos 69

elementos das envolventes da fracção 70

(envolvente exterior e interior) considerados, no 71

caso dos elementos horizontais, para o fluxo 72

ascendente; 73

2. Da área A desses elementos; 74

3. Do valor dos graus dia GD que caracteriza a 75

severidade do clima no local da implantação da 76

fracção durante a estação de aquecimento; 77

4. De um coeficiente redutor de perdas τ que traduz a 78

o menor fluxo de calor entre espaços aquecidos 79

e espaços não aquecidos e não exteriores 80

(envolvente interior); 81

5. Do valor de comprimento Lpt das ligações entre 82

elementos das envolventes, designado de 83

Comprimento das Pontes Térmicas Lineares; 84

6. De um coeficiente de transmissão térmica linear Ψ 85

associado às perdas lineares. 86

87

O valor de Qv é função: 88

89

1. Do volume interno da fracção. 90

91

Para uma ventilação natural; 92

93

1. Da taxa de renovação nominal Rph que por sua 94

vez é função da região onde se implanta a 95

construção, da rugosidade do terreno envolvente 96

e que determina, em função da altura dos 97

envidraçados ao solo, um maior ou menor grau 98

de exposição dos vãos envidraçados da fracção à 99

pressão exterior dos ventos; 100

2. Da existência ou não de caixas de estore internas á 101

fracção (com ligação directa do fluxo de ar 102

exterior para o interior da fracção) e aqui não 103

será factor atenuante a existência de uma maior 104

ou menor estanquidade da “gaveta” da caixa de 105

estore; 106

3. Da existência ou não de dispositivos auto-107

reguláveis de admissão de ar nas fachadas; 108

4. Da razão entre a área envidraçada e a área útil de 109

pavimento; 110

5. Da estanquidade das portas exteriores. 111

112

Para uma ventilação com recurso a meios mecânicos; 113

114

1. Da diferença entre caudal insuflado e extraído 115

Vins-Vex; 116

2. De um valor Vx que representa as infiltrações de 117

ar e que é função do desequilíbrio entre caudais 118

insuflados e extraídos mecanicamente, valor este 119

que pode ser nulo. 120

3. Da existência ou não de um recuperador de calor 121

que, com a sua contribuição, incorporará na 122

equação um valor de redução de perdas por 123


Filomeno Pequicho

– 3 –

renovação de ar através do seu valor de 1

eficiência η. 2

4. Do consumo eléctrico dos ventiladores. 3

4

O valor de Qgu é função: 5

6

1. Dos ganhos térmicos associados a fontes internas 7

de calor tais como o sistema de iluminação, 8

aparelhos eléctricos ou mecânicos, aparelhos de 9

produção de AQS e até do próprio corpo 10

humano e que por sua vez, estes são função da 11

duração média da estação convencional de 12

aquecimento e da área útil de pavimento. 13

2. Dos ganhos térmicos associados ao 14

aproveitamento da radiação solar e que são 15

também eles função de um valor médio mensal 16

da energia solar incidente numa superfície 17

vertical virada a sul durante a estação de 18

aquecimento designado de Gsul, de um factor de 19

orientação X atribuído a cada plano de fachada, 20

da duração M da estação de aquecimento e da 21

área total dos vãos envidraçados afectados, para 22

cada orientação, do factor solar do vão 23

envidraçado que têm em consideração eventuais 24

dispositivos de protecção solar e de factores F 25

que dependem do sombreamento, da fracção 26

envidraçada relativamente ao caixilho e das 27

propriedades do vidro; 28

3. Da inércia térmica do edifício. 29

30

2.2 Índice térmico Nvc 31

32

Nvc = (Qg.(1-η)+Ev)/Ap (2.2) 33

34

Com: 35

Qg = Ganhos térmicos totais da fracção autónoma; 36

η = Factor de utilização de ganhos; 37

Ev = Consumo dos ventiladores 38

Ap = Área útil de pavimento. 39

40

O valor de Qg é função: 41

42

Para os ganhos solares da evolvente opaca: 43

44

1. Da área A dos elementos da envolvente exterior 45

opaca, por orientação incluindo a horizontal; 46

2. Dos coeficientes de transmissão térmica U desses 47

elementos considerados, no caso dos elementos 48

horizontais, para o fluxo descendente; 49

3. De um coeficiente de absorção de calor α que 50

dependa da cor exterior da superfície; 51

4. Da intensidade da radiação solar para a estação de 52

arrefecimento que não depende da localização 53

geográfica da fracção, sendo constante para toda 54

a região nacional e que dura 4 meses (de Junho a 55

Setembro). 56

57

Para os ganhos solares pelos envidraçados exteriores: 58

59

1. Da área A dos elementos envidraçados exteriores, 60

por orientação incluindo a horizontal; 61

2. Do factor solar do vão envidraçado g† que depende 62

das características do vidro, do tipo de vão e do 63

dispositivo de protecção solar; 64

3. Da fracção envidraçada Fg que depende do tipo de 65

caixilho e da área do vidro exposto; 66

4. Do factor de obstrução Fs que depende do 67

sombreamento do vão envidraçado para a 68

estação de arrefecimento; 69

5. Do factor de correcção da selectividade do vidro 70

Fw para cada orientação e que depende do tipo 71

de vidro (simples ou duplo); 72

6. Da intensidade da radiação solar para a estação de 73

arrefecimento que não depende da localização 74

geográfica da fracção, sendo constante para toda 75

a região nacional e que dura 4 meses (de Junho a 76

Setembro). 77

78

Para os ganhos internos: 79

80

1. Dos ganhos internos qi que depende da utilização 81

da fracção autónoma; 82

2. Da área útil de pavimento. 83

84

O valor de Qg representa a soma dos ganhos solares pela 85

envolvente opaca, pelos vãos envidraçados e ganhos 86

internos. 87

88

O valor de η é função: 89

90

1. Dos ganhos térmicos totais Qg; 91

2. Da inércia térmica; 92

93

Para as perdas térmicas totais: 94

95

1. Das perdas calculadas para a estação de 96

aquecimento (Nic) associadas ás paredes e 97

pavimentos da envolvente exterior aérea (acima 98

da cota de terreno); 99


arrefecimento (Nvc) associadas às coberturas e 101

aos vãos envidraçados exteriores; 102


aquecimento (Nic) associadas á renovação de ar; 104

4. Da temperatura interior de referência, que no caso 105

nacional, se considera como conforto aceitável, 106

uma temperatura interna de 25ºC na estação de 107

arrefecimento; 108

5. Do valor médio da temperatura do ar exterior na 109

estação de arrefecimento que depende por sua 110

vez da localização geográfica da fracção; 111

112

113

Reparemos que das equações 2.1 e 2.2 apenas uma 114

insignificante parcela (Ev) depende do consumo de 115

energia relacionada com ventiladores que, na grande 116

maioria dos casos, não existe dado que o exaustor de 117

cozinha não será aqui considerado e eventuais ventilações 118

em instalações sanitárias terão um funcionamento 119

equivalente ao funcionamento dos exaustores de cozinha, 120

isto é, funcionam por períodos diários sem expressão nos 121

cálculos de consumo energético. 122

123


Filomeno Pequicho

– 4 –

Para o índice térmico referente às necessidades nominais 1

anuais de energia para produção de águas quentes 2

sanitárias teremos: 3

4

2.3 Índice térmico Nac 5

6

Nac = (Qa/ ηa – Esolar – Eren)/Ap (2.3) 7

8

Com: 9

Qa = Energia gasta com o sistema convencional para 10

aquecimento de águas quentes sanitárias; 11

ηa = Eficiência da conversão deste sistema; 12

Esolar = Contribuição dos sistemas de colectores solares 13

para aquecimento de AQS; 14

Eren = Contribuição de quaisquer outras formas de energia 15

renovável para preparação de AQS bem como de 16

quaisquer formas de recuperação de calor de 17

equipamentos ou fluidos residuais; 18


20

O valor de Qa é função: 21

22

1. Do consumo médio diário de referência MAQS por 23

habitante; 24

2. De um valor incremental ΔT que traduz a 25

necessidade de elevar a temperatura da água 26

existente na canalização para uma temperatura 27

de referência considerada de conforto para 28

utilização em AQS; 29

3. Do valor nd que representa, durante um ano, o 30

número de dias de consumo de AQS. 31

32

O valor de ηa é função apenas das características do 33

equipamento convencional utilizado na preparação de 34

AQS. 35

36

O valor de Esolar é função: 37

38

1. Das características dos colectores solares; 39

2. Do volume de armazenamento em depósito da 40

água aquecida por este sistema; 41

3. Da orientação e inclinação dos colectores; 42

4. Dos sombreamentos neles incidentes, provocados 43

por barreiras quer externas à fracção, edifício ou 44

integradas neste, incluindo a existência de 45

árvores com potencial significativo de provocar 46

sombreamento nos colectores. 47

48

O Esolar terá que obrigatoriamente ser obtido, usando o 49

programa de cálculo SOLTERM desenvolvido pelo 50

INETI. 51

52

O valor de Eren é função: 53

54

1. Das características de outros sistemas de captação 55

de energia solar ou de outras energias 56

renováveis 57

58

O Eren poderá ser obtido usando o programa de cálculo 59

SOLTERM no que se refere apenas á energia fotovoltaica. 60

Para outros sistemas de captação de energias renováveis 61

não existe um programa de cálculo definido ou imposto 62

embora de devam demonstrar e fundamentar os resultados, 63

situação que não é de simples aplicação e nem sempre 64

dispõe de informação útil ou adequada. 65

66

2.4 Índice térmico máximo de referência Ni 67

68

O índice Ni depende apenas do factor de forma FF da 69

fracção. 70

71

FF=[Aext + ∑(τ.Aint)]/V (2.3.1) 72

73

Com: 74

Aext = Área da envolvente exterior (opaca e 75

envidraçados); 76

τ.Aint = Valor reduzido da área da envolvente interior; 77

V = Volume interior da fracção. 78

79

Para: 80

FF≤0,5↔Ni=4,5+0,0395.GD; (2.4) 81

0,5<FF≤1↔Ni=4,5+(0,037.FF).GD; 82

1<FF≤1,5↔Ni=[4,5+(0,021+0,037.FF).GD].(1,2-0,2.FF) 83

FF>1,5↔Ni=4,05+0,06885.GD 84

85

O valor limite das necessidades nominais de energia útil 86

para aquecimento Ni representa a energia máxima por 87

metro quadrado e por ano que pode ser gasta para 88

aquecimento da fracção autónoma. Assim, este valor terá 89

necessariamente que ser superior ao valor de Nic que 90

representa a energia efectivamente gasta por metro 91

quadrado e por ano para aquecimento nessa mesma 92

fracção autónoma. 93

94

O valor de Ni depende exclusivamente do valor dos 95

Graus-Dia que são função do local de implantação da 96

fracção. Desta forma o Ni é essencialmente função directa 97

da variável “Factor de Forma” FF que depende apenas da 98

geometria da contrução/fracção como demonstra a 99

equação 2.3.1. 100

101

Utilizando as equações 2.4 e fazendo depender o Ni de 102

GD para os casos extremos de Portimão (940GD) e 103

Manteigas (3000GD), e variando o FF obteremos os 104

seguintes gráficos: 105

106

107

108


Filomeno Pequicho

– 5 –

Gráfico 1-Valores de Ni/GD para as situações extremas 1

nacionais que ocorrem em Portimão onde o Ni é Mínimo e 2

Manteigas onde o Ni é Máximo. 3

4

5 Gráfico 2-Variação dos valores de Ni para os concelhos de 6

Portimão e Manteigas 7

8

9

Do gráfico 1 concluímos que a diferença de Ni/GD entre 10

os mínimos e os máximos valores possíveis de obter para 11

o valor de Ni, é sensivelmente de 0,003. 12

13

Do gráfico 2 obtemos as amplitudes máximas para as 14

mesmas situações extremas. 15

Para as localidades de Portimão e anteigas, para um FF 16

abaixo dos 0,5, obtivemos uma amplitude (Nimáx-Nimín) 17

constante de 81,37 kWh/m2.ano. Para valores de FF acima 18

de 1,5 teremos uma amplitude de (Nimáx-Nimín) 19

constante e igual a 141,83 kWh/m2.ano. 20

21

Para valores de FF acima de 1 e até 1,5, o índice térmico 22

em cada concelho é variável e crescente. 23

24

2.5 Índice térmico máximo de referência Nv 25

26


para arrefecimento Nv de uma fracção autónoma depende 28

apenas da zona climática e geográfica da fracção 29

autónoma, e toma os seguintes valores regulamentares: 30

31

1. Zona V1 (norte), Nv = 16 kWh/m2.ano; (2.5) 32

2. Zona V1 (sul), Nv = 22 kWh/m2.ano; 33

3. Zona V2 (norte), Nv = 18 kWh/m2.ano; 34


5. Zona V3 (norte), Nv = 26 kWh/m2.ano; 36


38

2.6 Índice térmico máximo de referência Na 39

40


para produção de águas quentes sanitárias Na toma a 42

seguinte equação: 43

44

Na = 0,081.MAQS.nd/Ap (2.6) 45

46

Com: 47

MAQS = Consumo diário por habitante; 48

nd = Número anual de dias de consumo de AQS; 49


51

Daqui se conclui que o Na apenas depende da tipologia da 52

fracção autónoma, da sua utilização e da área útil de 53

pavimento 54

55

3 CARACTERIZAÇÃO DO ÍNDICE TÉRMICO Ntc 56

E DO SEU VALOR LIMITE Nt. 57

58

O indicador das necessidades globais anuais nominais 59

específicas de energia primária Ntc caracteriza 60

energeticamente a fracção autónoma e é obtido pela 61

equação 2.7. 62

63

Ntc = 0,1(Nic/ηi)Fpui + 0,1(Nvc/ηv)Fpuv + Nac.Fpua (2.7) 64

65

Com: 66

ηi = Eficiência nominal de conversão dos equipamentos 67

para aquecimento; 68

ηv = Eficiência nominal de conversão dos equipamentos 69

para arrefecimento; 70

Fpui = Factor de conversão entre energia útil e energia 71

primária do sistema de climatização para aquecimento; 72

Fpuv = Factor de conversão entre energia útil e energia 73

primária do sistema de climatização para arrefecimento; 74

Fpua = Factor de conversão entre energia útil e energia 75

primária do sistema de produção de AQS; 76

77

O factor divisor η que representa o rendimento dos 78

equipamentos utilizados para climatização, aumenta ou 79

diminui o valor N/η consoante o equipamento seja menos 80

ou mais eficiente na utilização da energia fornecida. O 81

rendimento de um equipamento obtém-se pelo cociente 82

entre a energia ou potência aproveitada de forma útil e a 83

energia ou potência total transferida para o equipamento. 84

85

As definições para Nic, Nvc e Nac foram anteriormente 86

indicadas. 87

88

O indicador limite das necessidades globais anuais 89

nominais específicas de energia primária Nt é obtido pela 90

equação 2.8. 91

92

Nt = 0,9.(0,01.Ni + 0,01.Nv + 0,15.Na) (2.8) 93

94

De acordo com as disposições no caderno de “Perguntas & 95

Respostas” do RCCTE publicado pela ADENE, Versão 96

2.0 - Maio de 2011, ponto G.3, a constante 0,1 da equação 97

2.7 pretende levar em conta o facto de que as fracções 98

autónomas não são aquecidas ou arrefecidas durante as 24 99

horas do dia, considerando com este valor, que em apenas 100

10% do dia se consome energia para climatizar a fracção 101

quer na estação de aquecimento quer na estação de 102

arrefecimento. 103

104

A constante 0,9 aplicada à equação 2.8, de acordo com o 105

disposto no mesmo ponto do caderno P&R referido no 106

parágrafo anterior, representa uma limitação para 90% do 107

limite das necessidades nominais globais de energia 108

primária. “…não bastará, por isso, ao edifício cumprir “á 109


Filomeno Pequicho

– 6 –

justa” com o limite individual estabelecido para cada uma 1

das necessidades parciais.” 2

3

Note-se que este factor tornará o Nt mais baixo em 10% 4

do valor calculado podendo obrigar a uma diminuição do 5

Ntc de forma a cumprir com a relação Nt>Ntc. 6

Tratando-se de um parâmetro que definem o limite do 7

consumo global energético na fracção autónoma, e 8

dependendo o Nt fundamentalmente do valor da parcela 9

0,15.Na já que as restantes estão afectadas da pequena 10

constante 0,01, o valor final de Nt aumenta essencialmente 11

quando aumenta o Na. 12

13

Atenda-se aos quadros seguintes: 14

15

Quadro 1 16

17 Quadro 2 18

19 Quadro 3 20

21 Quadro 4 22

23 Quadro 5 24

25 26

Os quadros 1, 2, 4 e 5 mostram claramente que o Nt 27

aumenta significativamente com o aumento do Na. 28

29

No quadro 1, fazendo variar o Na de 400% entre a 1ª e a 4ª 30

séries e mantendo constantes os valores de Ni e Nv, o 31

aumento do Nt da 1ª para a 4ª série é já significativa e 32

representa um aumento de 365%. 33

34

No quadro 2, fazendo variar os 3 índices em 400% entre a 35

1ª e a 4ª série, a diferença de valores atinge 400%. 36

Para o quadro 3, mantendo o valor de Na constante e 37

aumentando o Ni e Nv em 400% entre a 1ª e 4ª séries, a 38

diferença no Nt é de 2x0,9x(4x0,01)=0,072 39

correspondendo apenas a um aumento de 35% do valor 40

inicial. 41

42

Daqui se concluí que o índice Nt representa 43

essencialmente um valor afecto à eficiência energética 44

com a produção de AQS e não tanto á eficiência térmica 45

da construção. 46

47

Os factores Fpu representam os factores de conversão de 48

energia útil dada em kWh/m2.ano para energia primária 49

dada por kgep/kWh (com kgep = kilograma equivalente de 50

petróleo). 51

52

53

4 A EFICIÊNCIA TÉRMICA DE UMA FACÇÃO 54

AUTÓNOMA. 55

56

A eficiência térmica de uma fracção autónoma reside 57

fundamentalmente nos valores dos índices Nic e Nvc. 58

59

Saliente-se que o anterior regulamento transposto pelo 60

Decreto-Lei n.º40/90 de 6 de Fevereiro apenas obrigava ao 61

cálculo do Nic e Nvc e, este sim, merecia a designação de 62

RCCTE (Regulamento das Características de 63

Comportamento Térmico dos Edifícios). 64

65

A actual legislação transposta pelo Decreto-Lei 80/2006 66

de 4 de Abril têm a mesma designação indicada no n.º 1 67

do 1º artigo embora esta não se confine apenas às 68

características térmicas dos edifícios mas também á sua 69

eficiência energética. 70

71

Conforme foi referido e demonstrado anteriormente, estes 72

valores não dependem de qualquer contribuição energética 73

para climatizar uma fracção sendo esta tanto mais eficiente 74

termicamente quanto menores forem estes índices. 75

76

No entanto existe um limite abaixo do qual qualquer 77

destes dois valores passa a representar custos elevados 78

face ao benefício térmico que possam representar. Refira-79

se ainda que, para a renovação de ar, o Rph não poderá ir 80

abaixo de 0,6 renovações por hora do volume total da 81

fracção o que por si só representa uma perda do calor 82

produzido na estação de aquecimento. 83

Hipoteticamente, a instalação de um recuperador de calor 84

com eficiência de 100% resolveria o problema mas este 85

sistema consome energia e esta deveria ser contabilizada 86

no Ev da folha de cálculo FC IV.1d embora aí nada faça 87

referência a esta questão e, a menos que esta energia fosse 88

produzida por colectores fotovoltaicos, estaríamos de facto 89

a falar em energias alternativas. 90

91

De modo a minimizar o efeito de perda por renovação do 92

ar interno sem recorrer ao consumo energético da rede, 93

poder-se-ia ainda experimentar a geotermia que também 94

terá custos a acrescer. 95

96

Uma fracção autónoma termicamente eficiente não será 97

contudo aquela que tem perdas 0 na estação de 98


Filomeno Pequicho

– 7 –

aquecimento, ganhos 0 na estação de arrefecimento e 1

perdas 0 na renovação do ar mas sim aquela que conseguir 2

garantir a melhor conjugação dos seguintes factores: 3

4

1. Menor perda de calor pelas envolventes e 5

simultaneamente maior ganho solar na estação 6

de aquecimento; 7

2. Menor perda na renovação do ar. 8

3. Menores ganhos na estação de arrefecimento. 9

10

Esta solução implica: 11

12

1. Excelente isolamento térmico da envolvente quer 13

opaca quer nos vãos envidraçados, 14

nomeadamente dos caixilhos; 15

2. Inércia térmica elevada; 16

3. Factor solar dos envidraçados baixo o suficiente 17

para impedir um elevado ganho térmico no 18

verão ou mas com expressão suficiente para 19

maximizar os ganhos no inverno. Em 20

alternativa, a colocação de elementos de 21

dispositivo de oclusão (estores, telas de 22

sombreamento, persianas) que garantam, durante 23

a estação de arrefecimento um sombreamento 24

eficaz; 25

4. Boa correcção das pontes térmicas, quer planas 26

quer lineares; 27

5. Vãos envidraçados com classificação de 28

permeabilidade ao ar levada salientando-se aqui 29

o facto de existirem no mercado vãos 30

envidraçados certificados com classe 4 de 31

permeabilidade ao ar e que não podem ser 32

contabilizados em processo de cálculo por 33

limitação do regulamento; 34

6. Boa orientação da construção com especial 35

atenção para as paredes e vãos envidraçados 36

orientados entre E e W onde se registam os 37

maiores valores para o factor de orientação bem 38

como as maiores intensidades na radiação solar 39

e, por radiação directa ou difusa, se obtêm os 40

maiores ganhos na estação de arrefecimento; 41

7. Usar sobretudo cores claras na envolvente 42

exterior; 43

44

Note-se que os ganhos solares na estação de aquecimento 45

apenas são contabilizados nos vãos envidraçados 46

considerando-se que não têm expressão os que se 47

poderiam obter pela envolvente opaca. 48

49

No entanto, volta a salientar-se que, diminuindo os ganhos 50

solares na estação de arrefecimento estes irão diminuir 51

igualmente na estação de aquecimento e, se no primeiro 52

caso será isso que se pretende, já no segundo caso deixa de 53

representar um elevado contributo para uma melhoria na 54

eficiência térmica de uma fracção autónoma já que este 55

valor subtrair ao valor das perdas calculadas. 56

57

Sem dúvida que a actual legislação reforçou sobremaneira 58

a necessidade de impor melhorias qualitativas às 59

características térmicas dos edifícios embora o resultado 60

final dê elevada ênfase às características energéticas. 61

Recorde-se que uma fracção autónoma é basicamente 62

classificada pelo seu desempenho energético e não tanto 63

pelo térmico. 64

65

5 A EFICIÊNCIA ENERGÉTICA DE UMA FACÇÃO 66

AUTÓNOMA. 67

68

Pelo que se depreendeu do ponto anterior, a eficiência 69

energética de uma fracção autónoma revela-se nos valores 70

dos índices Nac e Ntc. 71

72

É nas equações 2.3 e 2.7 que se introduzem os valores que 73

condicionam o comportamento energético da fracção. 74

75

Enquanto uma diminuição dos índices Nic ou Nvc 76

depende do melhor desempenho térmico da fracção, isso 77

já não se verifica nos índices Nac ou Ntc onde, para se 78

obter uma diminuição do valor do Nac teremos que 79

garantir um bom rendimento do ou dos equipamentos de 80

produção de AQS e, simultaneamente um bom contributo 81

dos colectores solares térmicos através do cálculo do 82

Esolar. 83

É certo que, em condições indicadas no regulamento 84

nomeadamente no seu artigo 7º, é possível considerar a 85

dispensa de recurso aos colectores térmicos solares 86

aumentando aqui a possibilidade de um incumprimento 87

regulamentar mesmo que os índices Nic e Nvc se 88

encontrem abaixo dos valores máximos permitidos, isto é, 89

mesmo que a fracção seja termicamente eficiente. 90

91

Poderemos igualmente recorrer a outras formas de 92

produção de energia renovável como a instalação de um 93

sistema de painéis fotovoltaicos, geotermia, energia eólica, 94

biomassa entre outros menos usados. Certo é que, 95

qualquer que seja essa fonte de energia, utilizando as 96

folhas de cálculo regulamentares, esta apenas poderá ter 97

expressão na equação 2.3 que respeita á produção de AQS. 98

99

Considera-se que, quando se trata de desempenho 100

energético, a contribuição, por exemplo, da energia 101

eléctrica produzida através de fontes renováveis, pode 102

igualmente ser utilizada em sistemas de climatização 103

como aparelhos de ar condicionado, pavimentos radiantes 104

eléctricos ou tantos outros equipamentos de climatização 105

passíveis de funcionar com energia eléctrica produzida por 106

fontes renováveis e, por se tratar do desempenho 107

energético da fracção, qualquer equipamento ou fonte de 108

iluminação interna á fracção, quando alimentada por 109

energia eléctrica produzida por fontes renováveis, deverá 110

igualmente contribuir para uma melhoria do desempenho 111

energético da fracção. O mesmo se poderá passar com a 112

produção de AQS onde um ou vários equipamentos de 113

apoio possam funcionar a electricidade. 114

115

No caderno de “Perguntas & Respostas” editado pela 116

ADENE na versão 2.0 de Maio de 2011, no seu ponto N.1 117

foram publicadas equações alternativas ao cálculo do Ntc 118

tendo em conta a contribuição, por percentagem, da 119

energia produzida por outras fontes renováveis. 120

121

Esta contribuição entra no Nic e no Nvc por introdução da 122

percentagem correspondente á contribuição dessa energia 123


Filomeno Pequicho

– 8 –

em cada um dos índices dividindo-a pela eficiência do 1

equipamento que alimenta. 2

3

Apresentam-se as equações 2.9 e 2.10: 4

5

(2.9) 6

7

Equação para o cálculo do Ntc com o contributo de 8

energias renováveis para climatização 9

10

11

12

13

14

Com: 15

Ntc = Indicador das necessidades globais anuais nominais 16

específicas de energia primária; 17

Nic = Índice térmico das necessidades nominais anuais de 18

energia útil para aquecimento; 19

Nvc = Índice térmico das necessidades nominais anuais de 20

energia útil para aquecimento; 21

Nac = Índice térmico das necessidades nominais anuais de 22

energia útil para produção de AQS; 23

ηi = Rendimento do equipamento para aquecimento; 24

ηi = Rendimento do equipamento para arrefecimento; 25

Ci = Contributo, em percentagem, que a energia produzida 26

por fontes renováveis, tem na alimentação do aparelho de 27

climatização para aquecimento e que na equação 2.9, 28

representaria 100%; 29

Cv = Contributo, em percentagem, que a energia produzida 30

por fontes renováveis, tem na alimentação do aparelho de 31

climatização para arrefecimento e que na equação 2.9, 32

representaria 100%. 33

34

Se existir equipamento para produção de AQS alimentado 35

por esta fonte de energia, esse contributo entra 36

directamente na equação de cálculo do Nac na forma de 37

Eren. 38

39

(2.10) 40

41

42

43

44

45

46

47

Colocam-se alguns problemas na utilização destas 48

equações. 49

50

Após a determinação das necessidades energéticas na 51

estação de aquecimento Nic (kWh/m2.ano) e calculado o 52

contributo do Eren., por exemplo, através da instalação de 53

painéis fotovoltaicos que fornecem um determinado Eren. 54

(kWh/ano), como determinar o contributo Ci, que esta 55

Eren. terá no fornecimento de energia renovável ao 56

aparelho para aquecimento? 57

A mesma dúvida se coloca quando abordamos os 58

equipamentos de arefecimento. 59

60

Supondo que Nic = 14.000 kWh/ano, Nvc = 1.860 61

kWh/ano e que o Eren. = 7.000 kWh/ano. Será plausível 62

considerar á partida um Ci de 50% e um Cv de 100%?. 63

Não podemos esquecer que a energia produzida pelos 64

painéis fotovoltaicos durante um ano não alimenta apenas 65

o equipamento de produção de aquecimento quer a Micro-66

Produção se faça em regime de co-geração (fornecimento 67

da produção á rede nacional) ou se armazene em baterias 68

para própria utilização na fracção (menos utilizada e mais 69

dispendiosa). 70

71

Lembremos que, na publicação da ADENE, “Guia de 72

Eficiência Energética” as energias renováveis 73

representavam, em 2008, 18% do abastecimento de 74

energia primária em território nacional correspondendo os 75

restantes 82% a energias provenientes de fontes não 76

limpas. De toda a energia abastecida, o sector residencial 77

contribui com 17% do consumo de energia primária 78

representando cerca de 29% do consumo de electricidade. 79

80

Desta forma, dos 29% de consumo de electricidade no 81

sector residencial, apenas uma parte é proveniente de 82

fontes renováveis. Em todo o caso, para o cálculo da 83

eficiência energética da fracção autónoma interessará 84

sobretudo a Micro-produção no local e esta, tomando 85

como exemplo os valores anteriores, produz cerca de 50% 86

da energia necessária para colmatar as necessidades 87

nominais anuais de aquecimento da fracção. Embora não 88

possa ser considerada energia útil porque existirão perdas 89

durante o processo de transporte, este valor será 90

significativamente mais baixo se não o indexarmos apenas 91

ao equipamento de aquecimento dado que, quando se 92

consomem os 7.000kWh/ano produzidos pelo sistema 93

fotovoltaico, este será distribuído por todos os 94

equipamentos, aparelhos e iluminação da fracção cabendo 95

apenas, para aquecimento ambiente, cerca de 15% do 96

valor total da energia consumida na fracção (fonte “Guia 97

de Eficiência Energética”-ADENE) [1] 98

99

Considerando que o contributo dos painéis fotovoltaicos 100

instalados seja, na totalidade, consumido na climatização 101

da fracção na estação de aquecimento e sendo o Nic de 102

14.000 kWh/ano, então o valor de Ci será de 50% (0,5) 103

sendo os restantes 50% fornecidos por energia dita não 104

limpa. 105

106

E se considerarmos a situação real onde, de facto, 85% da 107

produção fotovoltaica será consumida pelos equipamentos, 108

aparelhos e iluminação da fracção, excluindo a 109

climatização, e apenas 15% desta produção seja 110

efectivamente canalizada para os equipamentos de 111

aquecimento, teremos: 112

113

1. Nic = 14.000 kWh/ano e, considerando que será 114

esta a energia efectivamente gasta durante um 115

ano para o aquecimento ambiente da fracção, 116

representa, de acordo com [1], 15% da energia 117

total consumida na fracção durante um ano; 118

2. 14.000 kWh/ano será o valor do fornecimento 119

necessário para garantir 100% de energia limpa 120

no consumo de Nic se tal fosse esse o interesse. 121

puaacpuv

v

vvcpui

i

iictc FNF

CNF

CNN ×+

×

×+×

××=

ηη1,0

Ap

EEQ

N

rensolar

a

a

ac

−−

=η


Filomeno Pequicho

– 9 –

3. 7.000 kWh/ano é o valor efectivamente obtido por 1

Micro-Produção fotovoltaica na fracção, que 2

representa, em percentagem, (Eren/Nic)x100 do 3

valor de energia renovável fornecida; 4

5

Desta forma, os 7.000 kWh/ano de energia renovável 6

produzida por Micro-Produção na própria fracção e que, 7

na realidade, serão distribuídos pela globalidade dos 8

aparelhos, equipamentos e iluminação da fracção, 9

representam 50% dos 14.000 kWh/ano, ou seja, 10

representam 50% dos 15% da energia necessária para o 11

aquecimento da fracção durante um ano. 12

13

Desta forma, para o caso do exemplo apresentado, o valor 14

de Ci seria de (Eren/Nic)x0,15 = 0,075. 15

16

De forma análoga se procederia para o valo Cv. 17

18

De acordo com o “Guia de Eficiência Energética”-19

ADENE, o consumo de energia para arrefecimento 20

ambiente, representa cerca de 2% do consumo total de 21

energia no sector residencial. 22

23

Utilizando o mesmo procedimento para o cálculo de Cv à 24

semelhança do que foi feito para a obtenção do Ci e 25

considerando o mesmo valor de Eren = 7.000 kWh/ano e 26

um valor de Nvc = 1.860 kWh/ano teríamos: 27

28

No pressuposto de que toda a energia renovável produzida 29

na fracção seria canalizada para o funcionamento dos 30

equipamentos de arrefecimento, então as necessidades 31

energéticas na estação de arrefecimento estariam 32

garantidas a 100% sobrando ainda um valor de 5.140 33

kWh/ano para o restante consumo e, neste caso, o valor de 34

Cv seria igual a 100% (1,00). 35

36

Se considerarmos a situação real onde 98% da produção 37

fotovoltaica será consumida pelos equipamentos, 38

aparelhos e iluminação da fracção, excluindo a 39

climatização, e apenas 2% desta produção seja 40

efectivamente canalizada para os equipamentos de 41

arrefecimento, teremos: 42

43

1. Nvc = 1.860 kWh/ano representam, de acordo com 44

[1], 2% da energia total consumida na fracção 45

durante um ano; 46

2. 1.860 kWh/ano é o valor necessário para garantir 47

100% de energia limpa no consumo de Nvc. 48

3. 7.000 kWh/ano é o valor efectivamente obtido por 49

Micro-Produção fotovoltaica na fracção, que 50

representa, em percentagem , (Eren/Nvc)x100 51

do valor de energia renovável fornecida; 52

53

Desta forma, os 7.000 kWh/ano de energia renovável 54

produzida por Micro-Produção na própria fracção e que, 55

na realidade, serão distribuídos pela globalidade dos 56

aparelhos, equipamentos e iluminação da fracção, 57

representam 375% dos 1.860 kWh/ano necessários, ou 58

seja, representam 375% dos 2% da energia necessária para 59

o arrefecimento da fracção durante um ano. 60

61

Assim, para o mesmo caso de exemplo, o valor de Cv seria 62

de (Eren/Nvc)x0,02= 0,075. 63

64

A igualdade de valores deve-se á proporcionalidade entre 65

o Nic e o Nvc que, neste exemplo, traduzem os 15% e os 66

2% respectivamente para aquecimento e arrefecimento de 67

acordo com [1]. 68

Apenas desta forma teríamos os correspondentes valores 69

condizentes com as repartições de consumo no sector 70

habitacional constante no “Guia de Eficiência Energética”-71

ADENE o que totalizava um valor global de energia 72

efectivamente gasta durante um ano na fracção autónoma, 73

que neste caso de exemplo seria de cerca de 93.330 74

kWh/ano de onde se retiravam, na estação de 75

aquecimento, os 15% (14.000 kWh/ano) para o Nic e na 76

estação de arrefecimento, os 2% (1860 kWh/ano) para o 77

Nvc. 78

79

Na realidade, os valores obtidos nos cálculos das 80

necessidades nominais anuais de energia útil para 81

aquecimento e arrefecimento Nic e Nvc, não condizem 82

com os dados apresentados no referido guia. Estas 83

diferenças devem-se ao facto de que as fracções 84

autónomas não são aquecidas ou arrefecidas na totalidade 85

da sua área útil (Ap), situação que é contemplada em 86

cálculo térmico. 87

Outros factores terão necessariamente influência tais como 88

a diferença entre o número de meses de duração das 89

estações de aquecimento e arrefecimento indicado no 90

regulamento, e que, na realidade não serão seguramente 91

cumpridos ou ainda as temperaturas consideradas de 92

referência (20ºC no inverno e 25ºC no verão) não serão 93

igualmente cumpridas pela generalidade das populações 94

embora sejam tidas em consideração nos cálculos térmicos 95

efectuar. 96

97

Aos valores Ci e Cv deveria ainda ser descontada a 98

percentagem correspondente à possível contribuição da 99

Eren nos equipamentos eléctricos auxiliares de produção 100

de AQS e que funcionam em simultâneo com os 101

equipamentos de climatização durante o período em que 102

decorrem as estações de aquecimento e arrefecimento. 103

104

Tendo em consideração a realidade da distribuição da 105

energia eléctrica numa fracção autónoma e, com a forte 106

possibilidade de Eren não preencher a totalidade das 107

necessidades de Nic, teríamos: 108

109

110

(a) 111

112

Correspondente á parcela que representaria o aquecimento 113

utilizando o equipamento definido por defeito em 114

regulamento (resistência eléctrica com COP = 1). 115

116

e 117

118

119

(b) 120

121

122

1

)1( iic CN −×

i

iic CN

η

×


Filomeno Pequicho

– 10 –

Correspondente á parcela que representa o aquecimento 1

utilizando o equipamento específico com COP ηi. 2

3

Com: 4

Ci = [Eren/(Nic.Ap)]x0,15, Contributo, em percentagem, 5

que a energia produzida por fontes renováveis, teria na 6

alimentação do aparelho de climatização para 7

aquecimento; 8

ηi = Rendimento do equipamento para aquecimento. 9

10

O mesmo procedimento seria feito para o Nvc: 11

12

13

(c) 14

15

16

Correspondente á parcela que representaria o 17

arrefecimento utilizando o equipamento definido por 18

defeito em regulamento (bomba de calor com COP = 3). 19

20

21

(d) 22

23

24

Correspondente á parcela que representaria o aquecimento 25

utilizando o equipamento específico com COP ηi. 26

27

Com: 28

Cv = [Eren/(Nvc.Ap)]x0,02, Contributo, em percentagem, 29

que a energia produzida por fontes renováveis, teria na 30

alimentação do aparelho de climatização para 31

aquecimento; 32

ηv = Rendimento do equipamento para arrefecimento. 33

34

A equação 2.11 tomaria, para um caso geral a seguinte 35

forma: 36

37

38

39

40

41

42

43

Substituindo (a), (b), (c) e (d) na equação 2.9, o aspecto 44

final da equação para a situação de utilização total ou 45

parcial, de energias renováveis com climatização, seria: 46

47

(2.11) 48

49

50

51

52

53

54

55

56

57

De forma semelhante se calcularia a equação do Ntc para 58

o sector de serviços. 59

60

61

Será de salientar que nas equações 2.9 e 2.10, o Eren 62

poderá contribuir em dobro para o cálculo da eficiência 63

energética sobretudo se existirem equipamentos de apoio à 64

produção de AQS que consumam energia renovável uma 65

vez que este valor entra a 100% no cálculo regulamentar 66

do Nac voltando novamente a ser contabilizado a 100% no 67

cálculo do Ntc para o período das estações de aquecimento 68

e arrefecimento através da equação indicada em P&R da 69

ADENE. 70

71

6 CASO DE ESTUDO 1 72

73

Os casos de estudo que se apresentam pretendem 74

demonstrar, como referido anteriormente, que a 75

classificação energética das fracções autónomas está mais 76

dependente do despenho energético do que propriamente 77

do seu desempenho térmico. 78

79

Tomemos como primeiro caso de estudo, uma fracção 80

autónoma (moradia unifamiliar) com os seguintes valores 81

obtidos após cálculo térmico regulamentar e onde foram 82

abordadas 4 situações. 83

84

Nas situações consideradas as características das 85

envolventes, orientação, localização, rugosidade e 86

tipologia mantiveram-se constantes. 87

88

Situação 1 89

90

Utilização a equação 2.7 e aquela que consta no 91

regulamento, para determinação do Ntc, considerando uma 92

contribuição Esolar de 2677 kWh/ano, sem produção de 93

Eren, considerando para climatização, os equipamentos 94

constantes por defeito na regulamentação e um 95

esquentador com COP 0,5. 96

97

Os resultados obtidos são: 98

99

25,67 Na

16 Nv

75,85 Ni

184,26 Ap

57,69 Nic

9,88 Nvc

18,65 Nac

3,37 Ntc

4,29 Nt

100

101

102

Situação 2 103

104

Utilização a mesma equação e considerando uma 105

contribuição de Esolar de 2677 kWh/ano, sem produção 106

de Eren, considerando ainda para climatização, os 107

equipamentos constantes por defeito na regulamentação e 108

uma caldeira de condensação com COP 1,10. 109

110

111

112

113

3

)1( vvc CN −×

v

vvc CN

η

×

+×

−+×= pui

i

ictc FAp

ErenNN 1

115,01,0

η

puaacpuv

v

vc FNFAp

ErenN ×+×

−×+××

3

1102,0

3

11,0

η

+×

×+

−××= pui

i

iiciic

tc FCNCN

Nη1

)1(1,0

puaacpuv

v

vvcvvc FNFCNCN

×+×

×+

−××

η

)

3

)1(1,0


Filomeno Pequicho

– 11 –

1


3

25,67 Na

16 Nv

75,85 Ni

184,26 Ap

57,69 Nic

9,88 Nvc

1,27 Nac

1,88 Ntc

4,29 Nt

4

Situação 3 5

6

Para a mesma equação e contando com uma contribuição 7

de Esolar de 2677 kWh/ano, sem produção de Eren, 8

considerando ainda para climatização uma bomba de calor 9

com COP 3,63 e EER 3,21 e uma caldeira de condensação 10

com COP 1,10. 11

12


14

25,67 Na

16 Nv

75,85 Ni

184,26 Ap

57,69 Nic

9,88 Nvc

0,55 Nac

0,6 Ntc

4,29 Nt

15

16

Situação 4 17

18

Utilização ainda a mesma equação para cálculo do Ntc, 19

com contribuição de Esolar de 2677 kWh/ano, com 20

produção de Eren de 5609 kWh/ano totalizando um 21

contributo de energia renovável, que apenas consta na 22

fórmula de cálculo do Nac, de 8286 kWh/ano, 23



com COP 1,10. 26

27


29

25,67 Na

16 Nv

75,85 Ni

184,26 Ap

57,69 Nic

9,88 Nvc

0 Nac

0,55 Ntc

4,29 Nt

30

31

Tomemos agora como segundo caso de estudo, a mesma 32

fracção autónoma (moradia unifamiliar) com os seguintes 33

valores obtidos após cálculo térmico regulamentar e onde 34

foram abordadas mais 5 situações. 35

36

Nas situações consideradas, as características das 37

envolventes, orientação, localização, rugosidade e 38

tipologia mantiveram-se igualmente constantes. 39

40

Situação 5 41

42

Utilização da fórmula constante nas P$R para cálculo do 43

Ntc, com contribuição Esolar de 2677 kWh/ano, com 44


contributo de energia renovável, que constará na fórmula 46

de cálculo do Nac, com o valor de 8286 kWh/ano, 47



com COP 1,10. 50

51


53

25,67 Na

16 Nv

75,85 Ni

184,26 Ap

57,69 Nic

9,88 Nvc

0 Nac

2677 Esolar

5609 Eren

30,44 Eren/Ap

53% Contributo de Eren para aquecimento

100% Contributo de Eren para arrefecimento

0,79 Ntc

4,29 Nt

54

55

Situação 6 56

57

Utilização da fórmula constante nas P$R para cálculo do 58

Ntc, com contribuição Esolar de 2677 kWh/ano, com 59


contributo de energia renovável, que constará na fórmula 61

de cálculo do Nac, com o valor de 13377 kWh/ano, 62



com COP 1,10. 65

66


68

25,67 Na

16 Nv

75,85 Ni

184,26 Ap

57,69 Nic

9,88 Nvc

0 Nac

2677 Esolar


Filomeno Pequicho

– 12 –

10700 Eren

58,07 Eren/Ap

100% Contributo de Eren para quecimento


0,00 Ntc

4,29 Nt

1

2

Situação 7 3

4

Utilização a equação 2.11 definida nesta monografia para 5

cálculo do Ntc, com contribuição Esolar de 2677 6

kWh/ano, com produção de Eren de 5609 kWh/ano 7

totalizando um contributo de energia renovável, que 8

constará na fórmula de cálculo do Nac, com o valor de 9

8286 kWh/ano, considerando ainda para climatização uma 10

bomba de calor com COP 3,63 e EER 3,21 e uma caldeira 11

de condensação com COP 1,10. 12

13


15

25,67 Na

16 Nv

75,85 Ni

184,26 Ap

57,69 Nic

9,88 Nvc

0 Nac

2677 Esolar

5609 Eren

30,44 Eren/Ap



1,67 Ntc

4,29 Nt

16

17

Situação 8 18

19



kWh/ano, com produção de Eren de 10700 kWh/ano 22

totalizando um contributo de energia renovável, que 23

constará na fórmula de cálculo do Nac, com o valor de 24

13377 kWh/ano, considerando ainda para climatização 25

uma bomba de calor com COP 3,63 e EER 3,21 e uma 26

caldeira de condensação com COP 1,10. 27

28


30

25,67 Na

16 Nv

75,85 Ni

184,26 Ap

57,69 Nic

9,88 Nvc

0 Nac

2677 Esolar

10700 Eren

58,07 Eren/Ap



1,58 Ntc

4,29 Nt

31

32

Situação 9 33

34



kWh/ano, com produção hipotética de Eren de 71000 de 37

forma a contemplar 100% da energia renovável a fornecer 38

ao aquecimento, em kWh/ano e totalizando um contributo 39

de energia renovável, que constará na fórmula de cálculo 40

do Nac, com o valor de 73677 kWh/ano, considerando 41

ainda para climatização uma bomba de calor com COP 42

3,63 e EER 3,21 e uma caldeira de condensação com COP 43

1,10. 44

45


47

25,67 Na

16 Nv

75,85 Ni

184,26 Ap

57,69 Nic

9,88 Nvc

0 Nac

2677 Esolar

71000 Eren

385,33 Eren/Ap



0,55 Ntc

4,29 Nt

48

49

Observando cada um dos 9 resultados anteriormente 50

indicados poderemos concluir que: 51

52

Utilizando a equação regulamentar: 53

54

1. Na situação 1, sem contributo específico de 55

qualquer equipamento para climatização, 56

utilizando o que consta por defeito na 57

regulamentação e produzindo um Esolar de 2677 58

kWh/ano, o rácio Ntc/Nt=0,785. (Classe B-) 59

2. Na situação 3, com contribuição do mesmo Esolar 60

o mesmo equipamento para climatização e 61

utilizando uma caldeira de condensação com 62

COP 1,10 o rácio Ntc/Nt=0,438. (Classe A) 63


e utilizando bombas de calor para climatização 65

com COP 3,63 e EER 3,21, caldeira de 66

condensação com COP 1,10, o rácio 67

Ntc/Nt=0,14 (Classe A+) 68


e utilizando bombas de calor para climatização 70

com COP 3,63 e EER 3,21, caldeira de 71


Filomeno Pequicho

– 13 –

condensação com COP 1,10 e Eren=5609 1

kWh/ano, o rácio Ntc/Nt=0,13 (Classe A+) 2

3

Utilizando a equação constante no caderno de P&R da 4

ADENE: 5

6

1. Na situação 5, com contribuição do Esolar=2677 7

kWh/ano, utilizando bombas de calor para 8

climatização com COP 3,63 e EER 3,21, 9

caldeira de condensação com COP 1,10 e 10

Eren=5609 kWh/ano, com contributo de 11

energias renováveis para aquecimento e 12

arrefecimento de 53% e 100% respectivamente, 13

o rácio Ntc/Nt=0,18 (Classe A+) 14







arrefecimento de 100% e 100% respectivamente, 21

o rácio Ntc/Nt=0 (Classe A+) (situação de 22

balanço energético 0 para climatização e 23

produção de AQS) 24

25

Utilizando a equação 2.11 desta monografia: 26

27







arrefecimento de 8% e 6% respectivamente, o 34

rácio Ntc/Nt=0,39 (Classe A) 35







arrefecimento de 15% e 12% respectivamente, o 42

rácio Ntc/Nt=0,36 (Classe A) 43





hipoteticamente um Eren=71000 kWh/ano, com 48

contributo de energias renováveis para 49

aquecimento e arrefecimento de 100% e 78% 50

respectivamente, o rácio Ntc/Nt=0,13 (Classe 51

A+) 52

53

Poderemos concluir que: 54

1. A equação regulamentar foi substituída pelas 55

equações constantes no caderno de P&R da 56

ADENE por aquela não contemplar o 57

contributo de Eren nos sistemas de 58

climatização: 59

2. Utilizando as equações do caderno P&R da 60

ADENE, facilmente se atinge a classificação 61

energética A+ com forte hipótese de se obter um 62

rácio Ntc/Nt=0 o que significaria que toda a 63

energia necessária para climatização e produção 64

de AQS seria produzida na fracção, por 65

sistemas de produção de energias renováveis, 66

não havendo, por isso, lugar a qualquer 67

consumo de qualquer tipo de energia não limpa. 68

3. Utilizando a equação 2.11 desta monografia, será 69

mais difícil atingir uma classificação energética 70

A+. Apenas alterando o desempenho térmico da 71

fracção essa classificação seria atingida. 72

73

7 CASO DE ESTUDO 2 74

75

Utilizando a mesma fracção autónoma (moradia 76

unifamiliar) nas mesmas condições de envolventes e 77

orientação, com contribuição do Esolar=2677 kWh/ano, 78

utilizando bombas de calor para climatização com COP 79

3,63 e EER 3,21, instalação de uma caldeira de 80

condensação com COP 1,10 e fazendo variar a localização 81

geográfica da fracção e, consequentemente, a rugosidade e 82

região, foram efectuados cálculos regulamentares, 83

utilizando o programa de cálculo Cypeterm da CYPE 84

(licença 87397) certificado pela ADENE, obtiveram-se os 85

seguintes resultados constantes no quadro 6. 86

87

Quadro 6. 88

89 90

Do quadro acima verifica-se uma relação entre a 91

diminuição do rácio Ni/Nic com a subida dos Graus Dia. 92

93

Sendo, por definição, o valor de Graus-Dia, “…um 94

número que caracteriza a severidade do clima durante a 95

estação de aquecimento e que é igual ao somatório 96

das diferenças positivas registadas entre uma dada 97

temperatura de base (20°C) e a temperatura do ar 98

exterior durante a estação de aquecimento…”, 99

quanto maior for este valor, maior serão as 100

amplitudes térmicas abaixo ou acima dos 20ºC, 101

verificadas nos diversos conselhos em Portugal e, 102

desta forma, maior será a amplitude térmica global 103

do local o que pressupõe que deverá obedecer a 104

maiores requisitos térmicos. 105

106

107

108

109

110

111


Filomeno Pequicho

– 14 –

1

8 CONSIDERAÇÕES FINAIS 2

3

Uma fracção autónoma termicamente eficiente poderá não 4

ser uma fracção energeticamente eficiente da mesma 5

forma que uma fracção energeticamente eficiente poderá 6

não ser uma fracção termicamente eficiente. 7

8

A eficiência energética das fracções, calculada com base 9

nos actuais procedimentos regulamentares em nada se 10

assemelha à eficiência energética aqui referida. 11

12

Tomemos como exemplo as equações 2.9 e 2.10 onde não 13

se pode dissociar a produção das energias renováveis Eren 14

dos restantes consumos que não apenas a climatização. 15

16

Consideremos ainda o disposto no último parágrafo do n.º 17

5 desta monografia e concluímos que o Eren poderá entrar 18

em dobro nos cálculos do Ntc (fornecendo a mesma 19

energia renovável em simultâneo à climatização e à 20

produção de AQS) onde, por consequência, diminuirá este 21

valor, aumentando de forma não correcta, a eficiência 22

energética da fracção. 23

24

Refira-se ainda a facilidade com que se obtêm rácios 25

Nt/Ntc baixos manobrando apenas os equipamentos que 26

consomem energia (na produção de AQS ou na 27

climatização) tornando a fracção autónoma 28

energeticamente mais eficiente sem que se melhore o seu 29

desempenho térmico. 30

Dito de outra forma: 31

32

• É possível produzir calor barato para climatização 33

bem como para produção de AQS muito à conta 34

do aumento do custo final da obra (os 35

equipamentos mais eficientes têm custos mais 36

elevados); 37

• Mantendo o desempenho térmico de uma fracção e 38

aumentando o seu desempenho energético, 39

mantém-se as perdas de calor no inverno e 40

ganhos solares no verão conduzindo a um 41

aumento no tempo de funcionamento dos 42

equipamentos de climatização para manter as 43

temperaturas consideradas adequadas no interior 44

da fracção. 45

• Mesmo com energia “mais barata” devido á 46

elevada eficiência dos equipamentos, não 47

deixam de ser imputáveis ao consumidor / 48

utilizador da fracção, custos de aquisição e 49

manutenção dos equipamentos. 50

• Este tipo de melhoria na eficiência energética de 51

uma fracção é feito, recorrendo a equipamentos 52

cujo controlo é efectuado manualmente, 53

correndo-se sempre o risco de picos de consumo 54

desnecessários que não são considerados em 55

processo de cálculo. 56

• Na maioria dos casos em que a climatização das 57

fracções é feita com base nas considerações 58

regulamentares por defeito (aquecimento por 59

resistência eléctrica de COP 1 e arrefecimento 60

com bomba de calor de COP 3), poderá não se 61

verificar nem uma eficiência térmica nem 62

energética. 63

• Será sempre possível, durante o período de vida 64

útil e termicamente aceitável, de uma fracção 65

autónoma, alterar os seus equipamentos de 66

climatização e produção de AQS. O mesmo não 67

terá tanta facilidade de acontecer com os 68

elementos que constituem a envolvente da 69

fracção. 70

71

72

73

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 74

75

[1] Decreto-Lei n.º80/2006 de 4 de Abril – Regulamento 76

das Características de Comportamento Térmico dos 77

Edifícios RCCTE. 78

[2] Guia da Eficiência Energética, MEID - Ministério da 79

Economia, da Inovação e do Desenvolvimento, 80

DGEG – Direcção Geral de Energia e Geologia, 81

ADENE – Agência para a Energia. 82

[3] Caderno de Perguntas e Respostas – ADENE, Versão 83

2.0, Maio de 2011 84

DECLARAÇÃO DE ORIGINALIDADE O autor desta monografia declara que o conteúdo da mesma é da sua autoria e não constitui cópia parcial ou integral de textos de outros autores.

(Assinatura do autor)

A GRANDE DIFERENÇA ENTRE EFICIÊNCIA TÉRMICA E ENERGÉTICA DE UMA FRACÇÃO AUTÓNOMA

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