Eficácia energética de edifícios
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CAPTULO 4 Eficincia Energtica dos Edifcios
Universidade do Minho Escola de EngenhariaDepartamento de Engenharia Civil PGINA 71
4. CAPTULO 4 EFICINCIA ENERGTICA DOS EDIFCIOS
4.1. PERFORMANCE DOS EDIFCIOS
A avaliao da performance dos edifcios um ponto fulcral para a eficincia
energtica, pois apenas com o seu conhecimento, possvel identificar se os
edifcios possuem, ou no, boa eficincia energtica. Apresentam-se de
seguida alguns conceitos fundamentais no que respeita compreenso da
anlise da performance dos edifcios.
- Previso: desenvolvimento de modelos que simulam comportamentos
supostamente reais. Estes modelos podem ir desde uma ideia que existe na
nossa mente, desde clculos numricos at um elaborado programa
computacional de simulao de edifcios. Como tal, dependendo do tipo de
performance que se precisa prever e respectiva complexidade, dever ser
escolhido um mtodo que se adeque;
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Anlise do Comportamento Trmico de Construes no Convencionais atravs de Simulao em VisualDOE
PGINA 72 Dissertao de Mestrado de Pedro Correia Pereira da Silva
- Avaliao: a avaliao da performance envolve a comparao entre as
performances de vrias alternativas de design, e entre as normas existentes
que regulam a performance que o edifcio dever possuir;
- Avaliao Ambiental: para avaliar a performance ambiental, necessria a
produo de critrios de deciso, alm da comparao ambiental da
performance das vrias opes;
- Preciso da previso: a preciso das previses de performance dependem
do modelo utilizado e da exactido dos dados de entrada. Como tal, de
forma a introduzir dados precisos, necessrio conhecer a forma como os
edifcios so geridos e utilizados.
A avaliao da performance dos edifcios um processo que implica um alto
grau de dificuldade, pois um edifcio um sistema complexo, em que cada
subsistema (paredes exteriores, cobertura, envidraados, etc) tem um papel
importante na performance energtica global. Adicionalmente, existem
efeitos cruzados entres os vrios subsistemas que podem ser bastante
relevantes. Nos ltimos anos tm sido desenvolvidos vrios tipos de sistemas
para classificar as habitaes, os quais se podem englobar em trs categorias:
Sistema de pontos cada subsistema do edifcio analisado, sendo-lheatribudo um certo nmero de pontos;
Sistema de performance aqui atribudo um ndice de performanceem termos de consumo anual energtico (aquecimento, arrefecimento,
guas quentes sanitrias, etc);
Sistema de consciencializao aqui apresentado um consumoanual de referncia, tendo em considerao a zona climtica na qual
se insere.
A utilizao dos mtodos de previso e avaliao da performance dos
edifcios traz numerosas vantagens, quer a nvel econmico, quer a nvel
ambiental, que compensam inteiramente os custos acrescidos da realizao
de anlises e simulaes desde a fase inicial do projecto.
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Um dos efeitos mais visveis a reduo da potncia instalada dos
equipamentos de AVAC. Este facto, normalmente, considerado uma
desvantagem pelos projectistas, pois as suas comisses so muitas vezes uma
percentagem do custo dos equipamentos. Assim, s atravs da mudana
desta forma de pagamento aos projectistas pagamento adiantado se
pode incentivar a introduo das ferramentas para reduo dos consumos
energticos de edifcios. Esta mudana, aliada a programas governamentais
que promovam a colaborao entre os vrios intervenientes do projecto,
atravs do pagamento de subsdios se o edifcio se revelar energeticamente
eficiente, pode resultar numa alterao das atitudes vigentes actualmente no
mercado, promovendo assim a construo em massa de edifcios
energeticamente eficientes (Papamichael, 2000).
4.1.1. SISTEMA DE AVALIAO DA PERFORMANCE DE EDIFCIOS
A maior parte dos sistemas de classificao foi desenvolvido apenas para
habitaes novas, talvez pela maior facilidade de avaliao na fase de
projectos, apenas recorrendo aos desenhos e especificaes. Mas, de forma a
englobar tanto os edifcios novos como os existentes, apresentado o sistema
de classificao misto, entre um sistema de performance e um sistema deconsciencializao, proposto por Zmeureanu. Desenvolver um sistema de
classificao deste tipo bastante complexo, pois necessrio ter em conta
a performance trmica real da envolvente exterior, assim como o
comportamento dos ocupantes. O sistema proposto consiste em realizar os
seguintes passos (Zmeureanu et al, 1999):
1. Anlise das facturas energticas das habitaes, procedendo a umanormalizao em termos climticos, ao clculo do consumo energticoanual normalizado (NAC) e do custo energtico anual normalizado
(NACo). Estes valores so comparados com os obtidos em casas de
referncia e assim pode informar-se o cliente da rentabilidade de uma
anlise mais detalhada.
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2. Atribuio de um ndice de performance energtica nos termos docusto energtico anual normalizado (NACo) por exemplo, pode
utilizar-se a expresso 4.1:
Equao 4.1
( )[ ]aNACoIND
+=
exp1
100100 com,
- custo energtico anual de edifcio energeticamente eficiente [/m2];
a - custo energtico anual normalizado mdio de um edifcio [/m2].
3. Utilizao de uma cmara de infravermelhos de forma a detectarvazios e pontes trmicas. Clculo das infiltraes de ar, utilizando o
mtodo dos gases traadores ou a porta-ventiladora. Finalmente, so
escolhidas algumas localizaes representativas para medir a
resistncia trmica da envolvente exterior. Aqui podem ser utilizados trs
mtodos, todos com as sua vantagens e desvantagens:
calcular o fluxo de calor pela envolvente com sensores de fluxode calor e as temperaturas superficiais com termopares;
calcular o fluxo de calor e as temperaturas superficiais com umpirmetro infravermelho;
definir por inspeco visual o tipo e a espessura dos panosconstituintes da envolvente exterior, obtendo a resistncia
trmica por consulta de tabelas.
4. Obteno de dados necessrios para o programa de simulaotrmica medidas e tipos de parede e janelas exteriores, tipo e
capacidade do sistema de aquecimento / arrefecimento, etc.
5. Desenvolvimento e calibrao (utilizando as facturas energticas) deum modelo computacional de simulao trmica. Avalia-se, assim, o
potencial de poupanas energticas e estima-se a utilizao
energtica intrnseca, ou seja, estimam-se os consumos energticos,
retirando a parte da iluminao e de guas quentes sanitrias.
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6. Seleco das medidas de conservao energtica mais rentveis eestimao do potencial de poupana energtica, atravs da
simulao computacional. Estimao dos custos iniciais da reabilitao
energtica.
7. Redaco de um relatrio sumrio onde se discutem todos osresultados obtidos atravs desta anlise energtica.
A partir deste sistema de classificao, possvel quantificar o potencial de
poupana energtica em edifcios novos1, atravs da razo entre a resistncia
trmica da envolvente exterior e o valor mnimo da resistncia trmica para
uma casa energeticamente eficiente. Se a avaliao for para edifcios
existentes, ento a melhor forma de determinar o potencial de poupana
energtica ser atravs da anlise da energia intrnseca. Os encargos etempo necessrio para efectuar um diagnstico completo a partir deste tipo
de sistema de classificao so apresentados na Tabela 4.1 (Zmeureanu et al,
1999).
Tabela 4.1 Tempo e custo de um diagnstico de eficincia energtica de um edifcio
TarefasTempo mdio
(min)Custo ()
1 - "in situ"
Utilizao da cmara infravermelhos 30 42.1
Inspeco visual 30 42.1Avaliao da resistncia trmica - 3 mtodo 60 83.4Medio da taxa de renovao de ar horria 20 27.5Avaliao da eficincia do sistema de aquecimento/ arrefecimento
20 27.5
Determinao custo energtico anual normalizado 30 42.1Obteno dos parmetros necessrios para asimulao computacional
40 55.9
Transporte e instalao de equipamento 20 27.5Total 250 348
2 - no escritrioDesenvolvimento do modelo computacional desimulao trmica
80 111.8
Estimao do potencial de poupana energticaRelatrio finalTotal 1+2 330.0 460.2Fonte: Zmeureanu et al, 1999
1 Para estes casos no se executam os passos 1 e 3.
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4.2. FERRAMENTAS DE SIMULAO
A simulao de edifcios pode ser definida como a introduo das
caractersticas do edifcio que, com um certo grau de abstraco,
representem a realidade. Como um edifcio composto por milhares devariveis, necessrio apenas representar as mais importantes e simplificar ou
no introduzir as de menor importncia (Adelard et al, 1999).
Assim, para simular a realidade utilizando ferramentas de simulao
necessrio executar trs tarefas (Augenbroe, 2002):
Criao do modelo nesta fase executado uma representaoesquemtica do edifcio (modelo) numa dada fase, a partir da reduodeste a uma forma idealizada, com um dado nvel de abstraco;
Simulao nesta fase introduzido o modelo na ferramenta desimulao e ajustada a ferramenta de modo que os resultados obtidos
reflictam o que se pretende avaliar;
Anlise de resultados nesta fase so analisados todos os resultadosobtidos pela ferramenta de simulao, de forma a produzir os
indicadores de performance que se pretende quantificar.
As ferramentas de simulao esto firmemente integradas no sector da
construo h mais de duas dcadas. Estas trouxeram um aumento de
rapidez na fase de projecto, uma maior eficincia, a possibilidade de testar
uma vasta gama de solues de design, resultando no aperfeioamento das
solues de projecto. Assim, as ferramentas de simulao da performance
energtica dos edifcios podem aumentar a competitividade, produtividade,
qualidade e a eficincia na indstria da construo, assim como facilitar a
aplicao de tecnologias inovadoras.
Devido ao grande desenvolvimento na capacidade de processamento dos
computadores, possvel simular as vrias solues de projecto com rapidez,
mesmo com ferramentas de simulao mais complexas e eficientes. Muito
devido vertiginosa evoluo da potncia de computao, agora possvel
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simular o comportamento dos edifcios e seus componentes a partir de
algoritmos e de dados fsicos, de uma forma e complexidade impossveis h
alguns anos atrs. Desta forma, possvel simular a performance energtica
dos edifcios de um modo cada vez mais rigoroso. Tal facto muito importante
para o mercado da construo, principalmente com a entrada em vigor de
normas baseadas na performance dos edifcios. Estas ditam que necessrio,
mesmo em fase de projecto, que o edifcio esteja dentro das normas em vigor,
o que poder ser facilitado com a utilizao de software de simulao da
performance energtica dos edifcios. Por exemplo, a transmisso de calor
atravs da envolvente do edifcio pode ser simulada com relativa facilidade,
facilitando a verificao da existncia de pontes trmicas na envolvente,
como se pode observar na Figura 4.1 (Hensen e Nakahara, 2001).
Figura 4.1 Simulao do fluxo de calor numa caixilharia de PVC. Fonte: Deleme SA
Mas as ferramentas de simulao possuem outras aplicaes com grande
utilidade, como o apoio ao desenvolvimento de regulamentos trmicos. Com
estas ferramentas possvel verificar as solues energeticamente mais
eficientes para um dado clima, desenvolvendo um consumo de referncia
para cada regio. No desenvolvimento de regulamentos trmicos, as
ferramentas de simulao podem ser utilizadas para a obteno da equao
de clculo do valor mximo do coeficiente de transmisso trmico das
paredes e tectos. Tal pode ser conseguido atravs da simplificao dos
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resultados de simulao anual dinmica, numa equao esttica, como a
observada no desenvolvimento dos regulamentos trmicos do Egipto (ver
Huang et al, 2002).
Ao aplicar as ferramentas de simulao em projectos, necessria uma
avaliao cuidada do tipo de integrao a executar. possvel identificar
quatro tipos de integrao (Augenbroe, 2002):
1. criao de duas equipas separadas, uma de projecto e outra desimulao, onde a partilha de informaes orientada apenas para a
partilha de dados e no existe uma gesto desta troca de informaes;
2. semelhante referida anteriormente, mas com a particularidade dacriao de um mdulo de gesto de dados, baseado num fluxo lgicode troca de informao especfico do projecto;
3. execuo de reunies entre as equipas de projecto e a de simulao,com uma vasta gama de discusso das solues apresentadas pelas
duas equipas, durante todas as fases de projecto;
4. criao de uma ferramenta de gesto que analisa toda a informao,de projecto e das simulaes, podendo na prtica ser considerada
uma ferramenta de simulao amiga do utilizador, com a diferena
de a parte de simulao ser executada por especialistas e os seusresultados serem compilados numa ferramenta de gesto de
informao.
Analisados os quatro tipos de integrao, possvel concluir que apenas com
as integraes tipo 3 e 4 existe uma partilha de informaes dinmica,
aumentando a aplicabilidade dos resultados obtidos pelas ferramentas de
simulao no projecto, o que tendencialmente levar a uma maior eficincia
do projecto.
4.2.1. PRECISO DAS FERRAMENTAS DE SIMULAO
A preciso das ferramentas de simulao pode variar muito. Esta depende
primariamente da exactido do modelo, da preciso da simulao e da
correcta anlise do resultados. A preciso da simulao depende das
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ferramentas em si, pois existem algumas que so criadas especificamente
para terem elevada performance, enquanto que outras so criadas para a
reduo do tempo de execuo da simulao. O modelo depende, em
grande parte, da exactido dos dados de entrada. O factor humano
tambm muito importante para o resultado da simulao, pois necessrio
compreender os modelos e conhecer a fundo o que se vai simular, de modo a
preparar os dados de entrada do modelo. Cada programa tem as suas
especificidades, pelo que para se produzirem resultados com grande preciso
necessrio conhecer o programa a fundo, de forma a ultrapassar as
pequenas incongruncias de cada programa.
Em todas as formas de avaliao da performance dos edifcios, desde as
ferramentas de simulao, at aos conselhos de especialistas baseados no seu
julgamento pessoal, no costume a determinao das incertezas
subjacentes s avaliaes. Assim, os resultados das avaliaes so
apresentados na forma de valores determinsticos. Mas para determinar a
preciso das ferramentas de simulao necessria a quantificao das
incertezas. Estudos efectuados por Wit mostram que as incertezas podem
atingir valores altos, sendo imperativo apresentar as incertezas associadas s
avaliaes da performance dos edifcios. Neste estudo foram encontradas as
fontes de incerteza com maior relevncia:
taxas de infiltrao; estratificao da temperatura interior; temperatura exterior; transferncia de calor interior por conveco; distribuio da radiao solar incidente; distribuio dos ganhos internos; trocas de calor radiantes entre as superfcies das paredes interiores; transferncia de calor exterior por conveco.
De todos os factores mencionados, os que representam a maior percentagem
de incerteza so a taxa de infiltrao, devido variabilidade do vento, e a
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estratificao da temperatura interior. Tal deve-se ao facto da maioria dos
modelos simular o volume de ar interior apenas a partir de um n, apresentado
a temperatura mdia, o que pode levar a erros com algum peso se
considerarmos a estratificao da temperatura interior (Wit e Augenbroe,
2002).
4.2.2. EXECUO DE MODELOS
O ponto de partida para a maior parte das ferramentas de simulao
energticas a realizao de um modelo. A segurana nos resultados obtidos
pela simulao est intrinsecamente relacionada com a exactido do
modelo. Assim, necessrio introduzir o mximo de esforo possvel naproduo de um modelo satisfatrio. Pedrini apresenta uma metodologia para
a calibrao de modelos de edifcios existentes, onde relaciona um aumento
de complexidade do modelo com o nvel de resultados obtidos. Esta
metodologia baseia-se na anlise dos dados de entrada inputs modelos
que representam o edifcio a partir de um certo nvel de abstraco , e dos
dados de sada outputs relatrios que contm os resultados obtidos pelas
simulaes. Esta metodologia comea pela compilao dos dados existentes:
Plantas arquitectnicas identificao das geometrias, reas deenvidraados, elementos de construo, etc;
Sistema de iluminao elctrico - potncia das lmpadas, distribuio,etc;
Sistema secundrio de ar condicionado planos das tubagens dedistribuio de ar, caracterstica dos sistemas como as temperaturas de
conforto, capacidade total e sensvel de arrefecimento, etc;
Sistema primrio de ar condicionado planos das tubagens dedistribuio de gua fria, caracterstica do chiller como o modelo, ano,
COP, etc;
Horrios de utilizao da iluminao e ar condicionado e nmero deocupantes;
Inventrio de equipamento com consumos energticos significativos;
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Histrico dos consumos energticos mensais; Consumos energticos horrios, para um perodo representativo; Propriedades dos componentes dos edifcios.
Para o clima portugus, nesta primeira fase, tambm necessrio definir os
sistemas de aquecimento utilizados e sua potncia, pois no nosso clima os
consumos energticos para aquecimento so preponderantes para o
consumo energtico total.
Com todas estas informaes, possvel realizar um primeiro modelo, simular e
comparar com os consumos mensais medidos. Com este procedimento
identifica-se as principais fontes de cargas trmicas e consumos energticos,
estando a situao preparada para o segundo passo de calibrao, uma
auditoria:
Classificao das zonas por tipo de utilizao, iluminao artificial econtrolo climtico;
Medio de vrios parmetros atravs de instrumentos portteis nveisde iluminao, fluxo de ar, temperatura, etc;
Introduo de sensores fixos nas vrias zonas, acoplados de Data-Loggers .
O terceiro passo consiste na diviso do consumo energtico total em partes,
ou seja, no clculo da percentagem de energia gasta pela iluminao,
equipamentos e arrefecimento e aquecimento. Para o ltimo passo,
necessrio medir os consumos reais e potncias associadas aos sistemas de
aquecimento e arrefecimento. Seguindo todos estes passos possvel obter
um modelo bastante rigoroso, garantindo-se uma simulao com resultados
muito precisos (Pedrini e Lamberts, 2001).
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4.2.3. DADOS CLIMTICOS
Os dados climticos so um dos parmetros mais importantes na simulao
trmica dos edifcios, principalmente na previso das necessidades de
aquecimento/arrefecimento e respectivo dimensionamento dos sistemas declimatizao. Assim, se para uma dada localizao no existirem dados
climticos, estes tero de ser gerados a partir de um software existente. Os
dados climticos podem ser obtidos em diferentes formas, com diferentes
complexidades. A escolha do tipo de dados climticos a utilizar depende do
que se pretende estimar, como tal os vrios tipos de dados climticos podem
ser sistematizados da forma apresentada na Tabela 4.2:
Tabela 4.2 Classificao das formas existentes para determinar bases de dados
meteorolgicas.Designao Utilizao Vantagens e desvantagens
Dados Graus-Dia"Bin"
avaliao dos consumos paraaquecimento
(-) Volume de informaoinsuficiente;(+) Facilidade de utilizao(tabela).
Anos Mltiplos(MY)
Consumos energticos eavaliao trmica
(+) Excelente preciso;(-) Altos tempos decomputao;(-) Grande volume deinformao.
Anos
meteorolgicostpicos (TMY) eAnos de teste dereferncia (TRY)
Consumos energticos eavaliao trmica
(+)Boa preciso dasnecessidades;
mdia energticas;(-) Possibilidade de escolher umano no adaptado snecessidades dos edifcios.
Diasrepresentativos epequenassequncias deanos de referencia
Dimensionamento de sistemasAVAC e Solares
(+) Ganho temporal;(-) Possibilidade desub/sobrestimar a potncia doequipamento.
Geradores deficheiros climticos
Fornecer dados inexistentes,dimensionamento de
equipamento e avaliao das
necessidades energticas
(-) Dificuldade na modelaodas variveis climticas.
Fonte: Adelard et al, 2000.
Dados Graus-Dia "Bin" este mtodo simplificado para obteno das
temperaturas, foi criado para estimar as cargas trmicas de aquecimento /
arrefecimento.
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Anos meteorolgicos tpicos (TMY) e Anos de teste de referncia (TRY) este
conceito foi apresentado de forma a aumentar a preciso da estimao das
necessidades energticas, contendo dados climticos horrios representativos
de um ano tpico.
Dias representativos este conceito foi criado para reduzir o tempo
computacional, para utilizao em simulaes e ferramentas de design
simplificados. Estes dias representam as condies climatricas tpicas e
correspondem mdia e extremos das condies de cada dado climtico.
Anos mltiplos (MY) este conceito apresenta vrios anos de dados climticos
(podendo ir de 5 a 100 ou mais anos); no vingou inicialmente devido
complexidade de clculo necessria, mas devido ao progresso dos
computadores, este tipo de dados climticos comea a ser utilizado, ainda
que necessitando de maior esforo, pois existem muitos mais dados a ser
tratados (Hui e Cheung, 1997).
Geradores de ficheiros climticos estas rotinas utilizam a anlise estatstica
para modelar os dados climticos. Geralmente utilizam mdias mensais de
dados dirios para gerar as variveis climticas, a partir de distribuies
estatsticas e correlaes. Quando possvel, tm em conta as interaces
entre as diversas variveis.
Devido grande intensidade de radiao solar em Portugal, o potencial de
aplicao do design solar passivo muito grande. Foi finalmente ultrapassada
a desconfiana que esta tecnologia despertava, devido tentativa frustrada
de implementao nos anos 80, quando a tecnologia ainda no estava
suficientemente avanada e os materiais utilizados eram de fraca qualidade.
Actualmente esta tecnologia sofreu avanos, tendo a manuteno includa
durante 5 anos, garantia e incentivos do Governo. Assim, a determinao dos
dados climticos de vrias localizaes de Portugal seria muito til para uma
melhor e mais precisa avaliao da performance da aplicao dos sistemas
solares passivos nos edifcios. Os programas de simulao da performance
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energtica dos edifcios utilizam, geralmente, uma base de dados climticos
com a durao de 1 ano. Como tal, de forma a conseguir avaliar a longo
termo a performance dos sistemas do edifcio, necessrio utilizar ficheiros
climticos TMY ou TRY. A gerao deste tipo de dados climticas tem de ser
cuidadosa, pois a nica forma de obter uma boa preciso da performance
energtica a longo termo se as sequncias climticas que ocorrem neste
ano mdio, forem representativas das que ocorrem a longo termo. Kalogirou
descreve uma forma de gerar ficheiros climticos TMY representativos a longo
termo (Kalogirou, 2003):
Obteno do ficheiro climtico TMY atravs da anlise estatstica devrios anos de dados meteorolgicos, onde so eliminados os dados
estatisticamente errados (chamados outsiders).
Clculo da Funo Distribuio Acumulada mensal (FDA) e a longoprazo (FDALT), para cada parmetro meteorolgico e utilizao do
mtodo estatstico de Filkenstein-Schafer, atravs da equao 4.2, para
obter as mdias:
Equao 4.2
=
=N
i
LTFDAFDA
N
FS
1
1
Aplicao factores de peso a cada parmetro, de forma a escolherqual a importncia relativa de cada parmetro no resultado final.
Clculo da raiz quadrada do desvio padro para cada ms, em todosos anos.
Por ltimo, escolha do ms representativo para cada parmetro.
Para programas de simulao mais avanados so normalmente utilizados osficheiros climticos tipos TMY-2, os quais so baseados nos TMY, mas
apresentam os dados de forma horria, em vez de mensal.
Em Portugal, face ao novo Regulamento Trmico prestes a entrar em vigor,
com maiores restries ao nvel dos consumos energticos dos edifcios, ser
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conveniente a utilizao de programas de simulao do comportamento
energtico dos edifcios. Como tal, de forma a garantir bons resultados nas
simulaes, extremamente importante utilizar dados climticos precisos,
podendo ser necessria a gerao de ficheiros climticos TMY de forma
analtica ou com a utilizao de geradores de ficheiros climticos, como por
exemplo o RUNEOLE (Figura 4.2), de forma a reduzir o tempo de computao
e aumentar a preciso dos dados climticos (Adelard et al, 2000).
Figura 4.2 Software RUNEOLE para gerao de ficheiros climticos. Fonte: Adelard etal, 1999
4.2.4. DESAFIOS E LIMITAES DAS FERRAMENTAS DE SIMULAO
Os desafios que se apresentam a estas ferramentas de simulao actualmente
so: 1) a sua integrao como um todo; 2) aumento no controlo de
qualidade; 3) a explorao das oportunidades que surgem com a exploso
da Internet.
1) para a caracterizao item necessrio que as vrias ferramentas comprovas dadas no mercado se interliguem de forma mais eficiente,
reduzindo assim de forma substancial o tempo de simulao e a vasta
gama de conhecimentos necessrios para dominar todos programas
das diferentes reas (trmica, ventilao, iluminao, etc.) ou que
apaream ferramentas novas com todas estas reas integradas;
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2) o controlo de qualidade das ferramentas de simulao essencial paraprevenir a utilizao de ferramentas que contenham algum tipo de
problema no seu motor de clculo. Basta um pequeno erro nos
milhares de linhas de comando do programa para que o resultado da
sua simulao esteja distorcido, resultando em erros de avaliao e
consequentemente na escolha de solues que no so as mais
apropriadas;
3) o aproveitamento das oportunidades que surgiram com a Internetpode ser de vrios tipos: desde a ligao eficiente de equipas de
projecto com empresas especializadas em simulao, at partilha de
conhecimentos e particularidades das vrias ferramentas de simulaes
em bases de dados on-line e de rpida consulta.
Desafio 1) verifica-se que tm sido desenvolvidos trs tipos de solues para
vencer este desafio > 1 criao de procedimentos para troca de
informao entre as vrias ferramentas; 2 criao de ferramentas,
chamadas intermdias, que interligam as vrias ferramentas existentes, de
forma a compatibiliza-las; 3 criao de ferramentas integradas que simulem
os diferentes domnios necessrios
Assim, podemos identificar as ferramentas de simulao de edifcios inseridas
em quatro categorias:
1. Stand-alone estas ferramentas no possuem ligaes com outras;como tal, sempre que se parte para outra aplicao, necessrio criar
um novo modelo de projecto;
2. Inter-operveis estas ferramentas possuem procedimentos de troca oupartilha de informaes com outras ferramentas, que so invocados
manualmente. Por exemplo, utilizando esta ferramenta possvel definir
a geometria do edifcio em plataforma CAD e introduzir numa
ferramenta de simulao energtica a geometria;
3. Emparelhados estas ferramentas possuem ligaes a outrasaplicaes, em que durante a simulao a ferramenta chama outras
aplicaes, sempre que necessrio. Tal se deve a ferramentas
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intermdias2 de pr e ps-processamento, que interligam as vrias
ferramentas;
4. Integrados ferramentas que possuem a capacidade de simulardiferentes domnios, utilizando um nico modelo de projecto.
A grande diferena entre estas ferramentas que as inseridas nas categorias 3
e 4 so ferramentas que suportam uma partilha de informaes dinmica,
resultando na harmonizao dos resultados das vrias ferramentas e
facilitando a sua comparao. Como tal, possvel uma escolha de solues
bastante mais sustentada, pois possibilitam a tomada de decises multi-
disciplinar. Assim, estas ferramentas aumentam a preciso do resultado final.
Adicionalmente estas ferramentas com troca de informaes dinmicas
apenas necessitam de um modelo, o que torna a gesto do mesmo muito
mais simples, facilitando o teste a vrias opes (Citherlet e Hand, 2002; Laine
et al, 2001; Liebich, 2003).
Desafio 2) este apenas pode ser ultrapassado com a certificao e teste das
vrias ferramentas de simulao, ou seja, necessria uma reviso da
literatura em que se baseia a ferramenta, verificao dos cdigos utilizados,
verificao analtica, comparao entre modelos, anlise da sensibilidade e
verificao emprica. Esta ltima acaba por ser a mais importante e envolve a
comparao dos resultados obtidos com uma simulao executada pela
ferramenta com os dados medidos num prottipo com as mesmas
caractersticas da simulao. Devido dificuldade subjacente a estes testes
empricos, foi desenvolvido um software que possui uma grande aceitao no
mercado e com provas dadas BESTEST. Este software baseia-se na realizao
de testes comparativos entre programas, confrontando o programa a avaliar
com outros, considerados de topo na simulao da performance dos edifcios
(Judkoff e Neymark, 1995).
Desafio 3) para o aproveitamento das potencialidades da Internet,
necessrio atentar que grande parte destas ferramentas requerem informao
2As ferramentas intermdias resultam de um Aliana Internacional de Interoperabilidade (IAI International
Alliance for Interoperability), onde j se encontram associadas mais de 600 companhias, de vrias reas.
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Anlise do Comportamento Trmico de Construes no Convencionais atravs de Simulao em VisualDOE
PGINA 88 Dissertao de Mestrado de Pedro Correia Pereira da Silva
detalhada sobre as propriedades dos materiais de construo, entre outras.
Tal pode ser problemtico, moroso e algumas vezes no se possui confiana
absoluta na provenincia desses dados. Em Portugal j existem bases de
dados de confiana, como as que se encontram no livro Coeficientes de
Transmisso Trmica da Envolvente Exterior do LNEC. So, porm, tabelas
muito estticas e no acompanham a evoluo do mercado nem a
introduo de produtos inovadores. Seria necessrio que estas tabelas fossem
disponibilizadas Online e constantemente actualizadas. Tambm seria de
grande utilidade que estas bases de dados tivessem a opo de exportar os
dados para programas de tratamento de dados, como o Excel, de forma a
facilitar a introduo da informao detalhada que as ferramentas de
simulao necessitam (Papamichael, 2000). Outro exemplo da utilizao da
Internet em conjunto com as ferramentas de simulao o observado no
projecto SmartHomes, onde a Internet utilizada para, em tempo real,
controlar a habitao, atravs de vrios sensores e actuadores l instalados.
Este projecto discutido com maior pormenor no ponto 4.2.5.
Em termos de limitaes das ferramentas de simulao, possvel referir que,
frequentemente, as questes inovadoras que estas ferramentas tm que
enfrentar, superam a capacidade de resposta do programa. Considerando
que esto constantemente a ser desenvolvidos novos componentes a aplicar
em edifcios, de forma a torn-los mais eficientes, as ferramentas devem
possuir facilidade de integrao de novos mdulos e funcionalidades. Se
algumas destas solues inovadora podem ser simulados facilmente,
mantendo a estrutura da ferramenta de simulao, como por exemplo o
aparecimento de envidraados inovadores, que implicou modificar as
caractersticas de condutibilidade e do factor solar para os caracterizar;
existem outras solues que apenas com a introduo de novos comandos
possibilitam a simulao. Por exemplo, ao integrar uma Parede de Trombe
num edifcio, apenas era possvel simular correctamente com a introduo de
novos comandos e funcionalidades. Como tal, necessrio que estas
ferramentas, alm de serem em cdigo aberto, tenham linguagem simples de
manusear (Basic, Visual Basic, etc), de forma a facilitar a introduo de novos
procedimentos, com capacidade de resposta s questes inovadoras
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CAPTULO 4 Eficincia Energtica dos Edifcios
Universidade do Minho Escola de EngenhariaDepartamento de Engenharia Civil PGINA 89
propostas. Este problema coloca-se mais em termos de investigao ou
projectos especiais, pois perante a construo tradicional, em princpio, estas
ferramentas j possuem capacidade de resposta para qualquer questo que
surja (Zweifel, Achermann e Duerig, 2001).
A problemtica da utilizao de ferramentas de simulao algo que tem
vindo a usufruir de variadssimos estudos. Nesta matria possvel encontrar um
estudo realizado por Donn, onde este realizou uma srie de entrevistas de
forma a compilar as dificuldades mais pertinentes na utilizao de programas
de simulao (Donn, 2001):
limite temporal na preparao do modelo; ausncia de orientao clara sobre os parmetros que tm um peso
muito grande na performance energtico dos edifcios, e os que so
insignificantes;
inexistncia de guidelines da performance dos edifcios queforneam uma base para a compreenso das recomendaes das
simulaes;
inexistncia de ferramentas para resumir e detectar padres resultantesdo excesso de informao produzido pelos programas de simulao
durante a fase de teste das vrias solues.
No artigo de Donn, esto discutidos com maior profundidade todos estes
pontos apresentados anteriormente. Mas a principal concluso retirada destas
entrevistas a necessidade de melhores especificaes includas nas vrias
ferramentas que ajudam a garantir os bons resultados obtidos pela sua
utilizao, como procedimentos que identifiquem qualquer tipo de m
definio dos dados de entrada, alm da certificao das ferramentas, para
garantir a confiana dos utilizadores, resultando na utilizao quase globaldestas ferramentas, aumentando-se assim as garantias de eficincia
energtica dos edifcios (Donn, 2001).
Concluindo, as ferramentas mais sofisticadas existentes actualmente no
mercado j ultrapassaram um grande nmero de limitaes, tais como a
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Anlise do Comportamento Trmico de Construes no Convencionais atravs de Simulao em VisualDOE
PGINA 90 Dissertao de Mestrado de Pedro Correia Pereira da Silva
introduo de ferramentas integradas, sistemas de certificao da qualidade
e aproveitamento das potencialidades da Internet. Mas outra inovao ainda
no referida a introduo do ambiente Windows e programao em Visual
Basic. Tal resultou em interfaces mais amigas do utilizador, que dispensam a
preparao manual do ficheiro de entrada, reduzindo substancialmente o
tempo necessrio para a preparao da simulao. No entanto este tipo de
interfaces tem o problema de limitar as opes possveis, ou seja, funcionam
muito bem para a generalidade dos casos, mas para situaes complexas,
no contabilizadas no programa, apenas compreendendo a programao
que est por trs da interface grfica, possvel alterar e simular o que
realmente se pretende.
4.2.5. NOVAS APLICAES DAS FERRAMENTAS DE SIMULAO
Integrao da Trmica e Ventilao Inicialmente os modelos de simulao
trmica eram baseados na anlise dos dados de infiltrao e climticos,
produzindo assim modelos inadequados. Mas devido importncia da
ventilao na performance energtica das habitaes, necessrio aplicar
modelos mais eficientes, inclusivamente o escoamento atravs de grandesenvidraados, pois neste caso o escoamento bi-direccional, sendo
necessrios clculos distintos. Assim, para combinar os modelos trmicos com
os de ventilao existem duas hipteses:
primeiro utilizado o modelo trmico para calcular as temperaturas dasdiversas zonas, usando taxas de ventilao predefinidas, seguidamente
calcula-se os fluxos das zonas atravs de um modelo de ventilao;
primeiro utilizado o modelo de ventilao para calcular os fluxos,utilizando temperaturas predefinidas; seguidamente utiliza-se o modelo
trmico para recalcular as temperaturas das zonas, possuindo j os
fluxos como dados de entrada.
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CAPTULO 4 Eficincia Energtica dos Edifcios
Universidade do Minho Escola de EngenhariaDepartamento de Engenharia Civil PGINA 91
Koinakis estudou a implementao de um procedimento de combinao de
um modelo trmico e de um modelo de ventilao, atravs de passos hora a
hora, como se pode observar na Figura 4.3. Depois da implementao deste
procedimento, foi simulado um apartamento de 4 andares situado em Atenas
e montado um sistema de medio para a validao do modelo. Este estudo
concluiu que este modelo combinando a trmica e a ventilao possui
resultados bastante precisos e de confiana para vrios tipos de fenmenos
dinmicos de ventilao, desde fenmenos de infiltrao a ventilao
cruzada (Koinakis, 2005).
Figura 4.3 implementao do modelo de trmica e ventilao. Fonte: Koinakis, 2005.
Aplicao de sistemas de monitorizao A integrao de sistemas de
monitorizao nos edifcios no est ainda muito desenvolvido, mas devido
sua rpida evoluo e ligao aos computadores, algo que no futuro
prximo dever ser integrado nos edifcios de forma a aumentar a eficinciaenergtica destes. Se considerarmos o exemplo da indstria automvel, a
integrao de sensores para a monitorizao destes, foi um passo de grande
importncia para melhorar a performance dos automveis. Actualmente
todos os sensores esto ligados a um sistema central (centralina) que recebe
todas as informaes dos sensores e as processa de forma a aumentar a
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Anlise do Comportamento Trmico de Construes no Convencionais atravs de Simulao em VisualDOE
PGINA 92 Dissertao de Mestrado de Pedro Correia Pereira da Silva
eficincia dos automveis, avisando se existe algum problema no sistema.
Como tal, o aumento da eficincia energtica dos edifcios pode passar por
um bom planeamento e implementao de sistemas de controlo complexos e
independentes (John, Clements-Croome e Jeronimidis, 2005).
Um projecto com grande potencial de xito, nesta rea, o chamado
SmartHomes, que consiste na utilizao da Internet para controlar a
temperatura, humidade, CO2 e consumo energtico da habitao, atravs de
vrios sensores montados na habitao, ligados directamente Internet,
sendo possvel verificar em tempo real a performance da casa. Como j foi
referido, os hbitos dos utentes tem um peso bastante elevado na eficincia
energtica das habitaes. Porm, com o desenvolvimento deste tipo de
servio a performance energtica da habitao poder passar a ser
controlada por especialistas, levando ao aumento da eficincia energtica.
Neste projecto tm sido utilizadas ferramentas de simulao de forma a
(Clarke et al, 2004):
avaliar o consumo energtico, identificando medidas com prioridadepara reduzir os consumos energticos;
avaliar o consumo energtico, temperatura e humidade, de forma aassegurar uma cobrana equitativa dos servios energticos;
aumentar a eficincia do controlo do sistema de aquecimento /arrefecimento;
desenvolver estratgias de distribuio da energia, reduzindo ofornecimento de energia em excesso aproximao da procura
oferta.
Ferramentas de simulao simplificadas no sector dos edifcios, estas
ferramentas podem ser fundamentais para, em fases iniciais do projecto,
ajudarem os arquitectos e engenheiros a aumentarem a eficincia energtica
dos edifcios. Um problema muito comum a inexistncia de ficheiros
climticos para vrios locais. Como tal, Westphal propem uma forma de
obter ficheiros climticos simplificados, utilizando valores mdios mensais de
temperatura, mdia e mxima, velocidade do vento e a insolao diria. Esta
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CAPTULO 4 Eficincia Energtica dos Edifcios
Universidade do Minho Escola de EngenhariaDepartamento de Engenharia Civil PGINA 93
metodologia apenas consegue prever com alguma preciso o consumo
energtico anual. Para uma grande preciso, alguns autores acreditam ser
imprescindvel a simulao de ficheiros climticos de anos mltiplos (MY). Mas
com esta metodologia simplificada, possvel obter resultados muito teis em
fases iniciais, para testar as vrias solues possveis. Apenas apresenta erros
maiores ao simular solues que se baseiem na inrcia trmica do edifcio. Esta
metodologia gera dois dias tpicos de cada ms: um que representa o dia
com maior carga de arrefecimento e outro que representa o dia com maior
carga de aquecimento, de cada ms.
Westphal testou esta metodologia com o software BESTEST, revelando-se
bastante precisa para edifcios de baixa massa trmica, quer na previso das
cargas de aquecimento / arrefecimento, quer nas cargas de pico para
aquecimento / arrefecimento. Em edifcios de grande massa trmica, os
resultados no foram satisfatrios na previso das cargas de aquecimento /
arrefecimento, enquanto que nas cargas de pico de aquecimento foram
bastante precisos. Assim, esta metodologia funciona muito bem para as fases
iniciais do projecto dos edifcios, tendo em ateno a melhoria da
performance com a adio de massa trmica, assim como para o
dimensionamento dos sistemas de aquecimento (Westphal e Lamberts, 2004).
Ferramentas de Avaliao do Ciclo de Vida - Na ltima dcada tm sido
desenvolvidos sistemas de avaliao de ciclo de vida dos edifcios, de forma a
avaliar do ponto de vista ecolgico a sua performance. Estas ferramentas
criam perfis ambientais para todos os elementos de construo, considerando
todo o ciclo de vida destes materiais, desde o processamento ao
desmantelamento. Tambm so avaliadas as performances ambientais dos
vrios sistemas existentes nos edifcios, considerando o tipo de combustvel que
utilizam. Normalmente os clculos so efectuados a partir da contabilizao
de emisses com impacto no ambiente, sendo a unidade mais utilizada o
CO2-equivalente. Este tipo de anlise tem a grande vantagem de integrar os
aspectos ecolgicos logo na fase conceptual do projecto Esta informao
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Anlise do Comportamento Trmico de Construes no Convencionais atravs de Simulao em VisualDOE
PGINA 94 Dissertao de Mestrado de Pedro Correia Pereira da Silva
ambiental estar disponvel e ser utilizada durante todo o restante projecto,
promovendo assim o desenvolvimento sustentvel.
4.3. REGULAMENTAO TRMICA
A implementao de regulamentao trmica uma medida com grande
potencial de diminuio do consumo energtico dos edifcios, a partir da
imposio de limitaes, de vrias formas, que condicionam a performance
energtica dos edifcios. Mas os regulamentos do comportamento trmico dos
edifcios podem ser muito diversos, com diferentes aproximaes. Segundo o
Conselho Energtico Mundial estes regulamentos podem ser classificados da
seguinte forma, organizados com nvel crescente de eficcia (Energyefficiency policies and indicators, 2001):
1) Apenas impem valores mximos para cada um dos elemento individuaisda envolvente do edifcio;
2) Impem valores mximos para as necessidades de aquecimento/arrefecimento, tendo em conta a ventilao, ganhos solares passivos e
ganhos internos;
3)
Contabilizam a performance energtica do edifcio, onde estipulam omximo consumo anual de energia primria / final, para o edifcio, por
unidade de rea / volume, tendo em conta as necessidades de
aquecimento/arrefecimento e respectivo rendimento dos equipamentos
associados, produo de guas quentes sanitrias, ventilao,
elevadores, etc, contabilizando outros ganhos por energia solar
colectores solares, fotovoltacos.
4) No ltimo tipo de regulamento, alm de contabilizar a performanceenergtica do edifcio, entram em linha de conta com a energia
incorporada dos materiais de construo.
Como tal, o potencial de reduo de consumos depende do tipo de
regulamento a implementar, assim como da exigncia destes. Com a entrada
em vigor dos regulamentos de trmica dos edifcios nos pases da Unio
Europeia, desde a dcada de 60, os consumos energticos dos edifcios tm
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CAPTULO 4 Eficincia Energtica dos Edifcios
Universidade do Minho Escola de EngenhariaDepartamento de Engenharia Civil PGINA 95
diminudo significativamente. Por exemplo, na Dinamarca estes consumos
tiveram uma diminuio de 25% entre 1972 e 1999. Em Portugal os dois
regulamentos de performance trmica dos edifcios em vigor so o
Regulamento das Caractersticas do Comportamento Trmico dos Edifcios
(RCCTE), apenas entrando em vigor em 1991, e o Regulamento dos Sistemas
Energticos de Climatizao dos Edifcios (RSECE), apenas entrando em vigor
em 1998, podendo ser considerados do tipo 2.
A Unio Europeia est a realizar um esforo comum na reduo dos consumos
energticos dos edifcios. Como tal, foi aprovada uma proposta com o intuito
de rever todos os regulamento energticos dos edifcios de todos os estados-
membros, de forma a harmonizar as metodologias de clculo, criar requisitos
mnimos para a performance energtica dos edifcios, implementar a
certificao energtica dos edifcios, entre outras propostas. Este tipo de
aces cada vez mais usual. O Mxico, os Estados Unidos e o Canad, por
exemplo, tambm tm uma proposta para unificar as suas normas de
eficincia energtica dos edifcios. Actualmente, muitos pases da Unio
Europeia j actualizaram os seus regulamentos trmicos, como o caso da
Alemanha, com poupanas energticas at 30% comparadas com o
regulamento anterior. Em Portugal prev-se a entrada em vigor do novo
RCCTE em 2006, onde ser actualizado para tipo 3), aumentando-se
substancialmente os requisitos mnimos, promovendo a utilizao de energias
renovveis e beneficiando materiais certificados. Espera-se com este
regulamento aumentar substancialmente a performance energtica dos
edifcios e revolucionar o mercado da construo. Contudo, apenas com a
implementao de regulamento tipo 4) ser possvel atingir a eficincia
ambiental, alm da eficincia energtica (Carlo, Ghisi e Lamberts, 2003).
O grande impulsionador da reviso dos regulamentos trmicos foi a directiva
Europeia sobre a performance energtica dos edifcios (Directive 2002/91/EC)
onde imposto que todos os estados-membros apliquem novos regulamento
harmonizados. O objectivo desta directiva o aumento do desempenho
energtico dos edifcios na Comunidade Europeia, contabilizando as
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Anlise do Comportamento Trmico de Construes no Convencionais atravs de Simulao em VisualDOE
PGINA 96 Dissertao de Mestrado de Pedro Correia Pereira da Silva
condies climticas externas e as condies locais, bem como as exigncias
de conforto interior e a rentabilidade econmica. Assim, esta directiva requer
o estabelecimento de requisitos mnimos da performance energtica: edifcios
novos ou sujeitos a grandes reabilitaes, aplicao da certificao
energtica dos edifcios; definio de ndices baseados na performance dos
edifcios, inspeco regular de sistemas existentes nos edifcios e, para edifcios
com equipamentos de grandes potncias instaladas, necessria a avaliao
de alternativas menos consumidoras (Balaras et al, 2005).
Em Portugal, a nova regulamentao de Trmica dos Edifcios referida possui
dois tipos de sistemas de classificao dos edifcios: o RCCTE e o RSECE,
complementados com um Sistema Nacional de Certificao Energtica e da
Qualidade do Ar Interior nos edifcios (SCE). Estes sistemas so uma
combinao de um sistema de performance e um sistema de
consciencializao, mas todos na ptica de novos edifcios (ou seja apenas
analisam o projecto). Somente na certificao existem auditorias (simples, no
caso de edifcios residenciais e mais complexas em edifcios de servios), que
classificam na ptica dos edifcios existentes (Zmeureanu et al, 1999).
4.3.1. RCCTE
O RCCTE tem a vertente dos edifcios residenciais e edifcios de servios sem
sistema de climatizao. Neste momento o RCCTE em vigor est bastante
desactualizado, pois os valores mnimos estipulados so j superados pelo
mercado da construo h alguns anos. Um dos grande benefcios deste
regulamento foi a generalizao da utilizao do isolamento trmico na
envolvente e impedir que alguns edifcios fossem projectados sem terem
considerao pormenores como a orientao, localizao, etc.
O novo RCCTE segue a mesma metodologia de aplicao do actual, de
forma a tirar partido dos hbitos e conhecimentos existentes. Mas, devido
crescente utilizao, tanto de sistemas de aquecimento, como de
arrefecimento, o novo RCCTE teve de ser actualizado de forma a limitar
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CAPTULO 4 Eficincia Energtica dos Edifcios
Universidade do Minho Escola de EngenhariaDepartamento de Engenharia Civil PGINA 97
efectivamente o consumo energtico destes. Por outro lado, necessrio
atentar que a utilizao destes sistemas a nvel residencial muito imprevisvel,
pois mesmo que a habitao possua estes sistemas, nada garante a sua
utilizao. Assim, foi necessrio o recurso a condies interiores padro, como
referncia para os consumos energticos nominais. Assim este regulamento,
dependendo da localizao do edifcio, define deste modo valores de
referncia (Nt) de forma a limitar as necessidades globais anuais nominais
especficas de energia primria (Ntc), o que quer dizer que o valor de Ntc no
pode ser superior ao Nt especificado no regulamento. Na equao 4.3 e 4.4
apresentada a expresso utilizada no RCCTE para a limitao das
necessidades globais anuais nominais especficas de energia primria.
Equao 4.3Ntc = 0,1 (Nic/i) Fpui+ 0,1 (Nvc/v) Fpuv + Nac Fpua (kgep/m2.ano) com:
i, v rendimento do sistema de aquecimento e arrefecimento,
respectivamente;
Nic, Nvc, Nac necessidades especficas de aquecimento, arrefecimento e
guas Quentes Sanitrias (AQS), respectivamente (kWh/m2.ano);
Fpui,Fpuv,Fpua - factores de ponderao das necessidades de aquecimento, de
arrefecimento e de preparao de AQS, respectivamente (kgep/kWh).
Equao 4.4
Nt = 0,9 (0,01 Ni + 0,01 Nv + 0,15 Na) (kgep/m2.ano) com:
Ni, Nv, Na necessidades de referncia de aquecimento, arrefecimento e
preparao de AQS, respectivamente (kWh/m2.ano).
Por outro lado, foram actualizados vrios pormenores em relao ao actual
RCCTE, como um zonamento climtico reformulado (Figura 4.4), onde foi
prevista a influncia da proximidade faixa litoral. As condies de conforto
interiores tambm foram revistas, passando para 20 C no Inverno e 25 C e
50% de humidade relativa no Vero. A taxa de renovao de ar foi
modificada para 0.6 renovaes por hora. O consumo de gua quente
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PGINA 98 Dissertao de Mestrado de Pedro Correia Pereira da Silva
sanitria de referncia de 40 litros de gua quente a 60C por pessoa e por
dia. A contabilizao do efeito das pontes trmicas foi modificada. A
metodologia de clculo das Necessidades de aquecimento foi revista,
enquanto que a de arrefecimento foi totalmente reformulada.
Estas so apenas algumas actualizaes e modificaes, entre vrias outras. A
apresentao das metodologias de clculo das necessidades de
aquecimento / arrefecimento feita de forma pormenorizada no Captulo 5.
Figura 4.4 Zonamento climtico no novo RCCTE. Fonte: RCCTE, 2005.
4.3.2. RSECE
O RSECE tem a vertente dos edifcios de servios ou residenciais, com sistemade climatizao. O regulamento actualmente em vigor tinha como objectivo
a limitao da potncia dos sistemas de climatizao. Previa algumas
medidas de eficincia energtica e tambm alguns procedimentos para a
recepo, instalao e manuteno dos sistemas de climatizao. No
entanto, este regulamento no teve muito impacto, principalmente devido a
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CAPTULO 4 Eficincia Energtica dos Edifcios
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no serem requeridas verificaes tcnicas por parte das Cmaras Municipais.
Como tal, o facto referido anteriormente, acrescido do grande aumento da
utilizao de sistemas de climatizao, principalmente no sector residencial
devido ao aumento das exigncias de conforto interior, torna imprescindvel a
reviso do actual RSECE, de forma a diminuir o consumo energtico resultante
dos equipamentos de aquecimento e arrefecimento, registado na ltima
dcada.
Assim, o novo RSECE apresenta quatro objectivos principais:
Definir as condies de Qualidade do Ar interior (QAI) necessrias nosespaos, consoante as respectivas actividades e fontes poluentes. Tal
conseguido apresentando os limites permitidos da concentrao dos
vrios poluentes, quer para edifcios residenciais, quer para edifcios de
servios;
Limitar o consumo energtico global dos edifcios, consoante o tipo deedifcios. Assim, os edifcios esto divididos em: servios e residenciais,
novos ou existentes, pequenos ou grandes. Em termos dos limites
impostos para consumos energticos, estes podem ser obtidos de duas
formas, consoante o tipo de edifcio:
1. atravs de um ndice de eficincia energtica (IEE), o qual pode serobtido atravs do modelo apresentado na Figura 4.5;
2. limitando as necessidades de energia nominais mximas a 80 % daspermitidas pelo RCCTE.
O valor do consumo energtico pode ser obtido atravs de trs formas,
consoante o tipo de edifcio (na Tabela 4.3 apresentado, de forma
resumida o tipo de limite e a forma de clculo do consumo energtico,
por tipo de edifcios):
1. auditoria energtica;2. simulao dinmica detalhada;
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3. simulao dinmica simplificada;
Impor regras para os sistemas de climatizao, de forma a melhorar asua eficincia energtica, assim com garantir a qualidade do ar interior.
Definir procedimentos de manuteno dos equipamentos adequados;
Obrigar monitorizao das prticas de manuteno dosequipamentos dos sistema de climatizao.
Figura 4.5 Exemplo do modelo de clculo do ndice de eficincia energtica. Fonte:ADENE.
Tabela 4.3 Limites e forma de obter os consumos energticos no RSECE
Tipo de Edifcio Consumo Energtico Limite
Servios Existentes Auditoria
Servios Novos Simulao dinmica detalhada IEE
Servios; Pequeno Novos
Residencial NovosSimulao dinmica simplificada
80% doRCCTE
Fonte: RSECE, 2005
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Figura 4.6 Certificado energtico dos edifcios.Fonte: DGGE
4.3.3. SCE
A implementao do Sistema Nacional de Certificao Energtica e da
Qualidade do Ar Interior nos edifcios, alm de obrigatria devido Directiva
n. 2002/91/CE, do Parlamento Europeu e do Conselho de 16 de Dezembro de
2002, tem grande interesse do ponto de vista da eficincia energtica dos
edifcios, pois ir obrigar os intervenientes no sector da construo a cumprir
o regulamento trmico a que esto sujeitos (RCCTE ou RSECE), resultando na
construo de edifcios energeticamente mais eficientes e garantindo o
conforto trmico e a qualidade do ar interior.
A certificao energtica
tambm ir beneficiar os
utentes, pois ser obrigatrio
os edifcios possurem um
certificado identificando o
nvel de performance
energtica (escala do A ao
H, sendo o A o mais eficiente,
como possvel observar na
Figura 4.6). Tal j se verifica
nos frigorficos, congeladores,
etc.
Os alvos do SCE so os edifcios novos, edifcios com grandes intervenesde reabilitao, grandes edifcios pblicos e todos os edifcios para venda,
locao ou aluguer. Em termos de objectivos, possvel identificar quatro:
Assegurar o cumprimento do RCCTE e RSECE e a qualidade do arinterior, para que seja possvel emitir licenas de construo e utilizao;
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Inspeccionar os edifcios de servios durante o seu funcionamentonormal, de forma a assegurar a qualidade do ar interior, onde o tempo
entre inspeces depende do tipo e dimenso do edifcio;
Obter os consumos energticos dos edifcios existentes; dependendo dotipo de edifcio, tal pode ser feito de forma nominal ou de utilizao
real;
Identificar as necessidades, do edifcio e respectivo sistema declimatizao de efectuar medidas correctivas, de forma a melhorar a
sua performance energtica ou de qualidade do ar interior. Em relao
s condies de qualidade do ar interior, se for verificado que no
apresenta a qualidade requerida, so sempre necessrias medidas
correctivas; enquanto que no caso da performance energtica apenas
so necessrias medidas correctivas se estas apresentarem viabilidade
econmica.
4.3.4. PROGRAMAS DE INCENTIVOS
Alm da implementao dos regulamentos trmicos do edifcios, uma medida
governamental que pode ajudar sobremaneira ao aumento da eficincia
energtica dos edifcios a introduo de fortes programas de incentivos quealiciem arquitectos e engenheiros na realizao de edifcios com baixos
consumos energticos. No Canad foi implementado um programa de
incentivos que consiste em duas fases (Beausoleil-Morrison et al, 2001):
O primeiro passo a utilizao de uma ferramenta on-line onde seintroduz a localizao geogrfica do edifcio, tipo de edifcio, rea til,
reas e valor do coeficiente de transmisso trmica da envolvente, tipo
de sistema AVAC, eficincia do sistema de aquecimento earrefecimento, taxa de renovao de ar horria, potncia da
iluminao artificial e tipo de iluminao natural, custo dos combustveis
e electricidade. Com esta ferramenta obtido o consumo energtico
estimado, onde se refere as probabilidades de obter o incentivo, assim
como o valor do incentivo previsto para o projecto (Figura 4.7);
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Figura 4.7 - Ilustrao da ferramenta online para obteno do subsdio. Fonte: NRC-
CPIB Natural Resources of Canada.
O segundo passo a utilizao de um software de simulaoenergtica detalhado. Este simulador tem dois componentes: uma
interface grfica onde se caracteriza o edifcio e sistemas integrados,
um processador de regras onde se verifica se o edifcio cumpre todos os
requisitos mnimos e se os sistemas esto bem dimensionados. O
resultado final da aplicao desta ferramenta , ento, o valor do
incentivo a atribuir ao edifcio.
Este tipo de aces so bastante benficas, pois obrigam os intervenientes
do projecto a utilizar estas ferramentas de simulao de forma a encontrar as
solues energeticamente mais eficientes (Beausoleil-Morrison et al, 2001).
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4.4. SOLUES ENERGETICAMENTE EFICIENTES
O parque de edifcios um factor chave em termos ambientais. Os edifcios
esto omnipresentes e apresentam consumos energticos para aquecimento,
arrefecimento e iluminao. Nos pases pertencentes Organizao de
Cooperao Econmica e Desenvolvimento (OCDE), o sector residencial
abarca 1/3 das necessidades energticas. Assim, devido aos problemas
ambientais j referidos e de acordo com os princpios do Desenvolvimento
Sustentvel, muito importante que os edifcios sejam projectados
considerando a sua integrao com o meio ambiente (forma, orientao,
etc.) e se implementem tecnologias energeticamente sustentveis, para fazer
frente aos problemas do consumo energtico, como o custo, depleo dos
materiais, emisso de gases de efeito de estufa, etc. A implementao denovas tecnologias no depende apenas da sua viabilidade econmica, mas
tambm da esttica, facilidade de uso e aceitao do mercado e at da
possibilidade de utilizao em reabilitaes. Com o avano das tecnologias
de iluminao natural, ventilao, clulas fotovoltaicas e materiais de
mudana de fase, a sua implementao com sucesso apenas possvel com
um design cuidadoso e avaliao cientfica (West, 2001).
4.4.1. FORMA E ORIENTAO DO EDIFCIO
Ao projectar edifcios com vista eficincia energtica, o primeiro passo a
determinao da correcta forma e orientao do edifcio. Apenas com a
realizao deste ponto possvel atingir redues do consumo energtico
entre 30 a 40%. A correcta organizao espacial do edifcio tem de ser
conseguida inicialmente, pois, posteriormente construo do edifcio no
vivel, econmica nem ambientalmente, a alterao da organizao. Assim,
necessrio ter em conta que:
Compartimentos com necessidades energticas elevadas devem sercolocados a Sul, para beneficiarem mais profundamente do efeito do
sol;
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Compartimentos com necessidades energticas intermdias, podemser colocados em orientaes menos favorveis, como Este e Oeste;
Compartimentos com necessidades energticas reduzidas devem sercolocados a Norte, servindo assim de espao tampo.
A forma do edifcio deve ser tal que minimize os ganhos trmicos no Vero e
perdas de calor no Inverno. Como tal, para Portugal, os edifcios devem ser
alongados no eixo Este-Oeste, de forma a beneficiarem de grandes fachadas
a Sul, as quais recebem trs vezes mais radiao solar no Inverno, enquanto
que no Vero recebem trs vezes menos radiao solar, do que as fachadas
a Este e Oeste. Outras consideraes a ter com a forma do edifcio podem ser
o baixo ratio superfcie / volume, reduo da rea superficial exposta a norte e
a ventos fortes. Por outro lado, importante a construo de edifcios com
envolventes de boa qualidade, mesmo que estas apresentem um maior custo
inicial. Com a reduo das necessidades de aquecimento e arrefecimento e
iluminao, o perodo de amortizao deste investimento pode ser
relativamente curto (A Green Vitruvius, 1999).
4.4.2. SISTEMAS SOLARES PASSIVOS PARA AQUECIMENTO
Considerando que o aquecimento dos edifcios residenciais em Portugal
representa 25% dos consumos energticos do sector dos edifcios, a reduo
das necessidades de aquecimento essencial para o aumento da
sustentabilidade dos edifcios. Os sistemas de aquecimento convencionais
utilizam maioritariamente fontes energticas no renovveis, de forma a
fornecer o calor necessrio para o aquecimento da habitao. J um sistema
solar passivo apenas utiliza a energia do sol, de forma a fornecer, total ou
parcialmente, o calor necessrio para o aquecimento. Este tipo de sistema tirapartido dos elementos construtivos dos edifcios, como as janelas, paredes,
pavimento e cobertura, com o intuito de desempenharem funes de
recolha, armazenamento, utilizao e distribuio da energia solar. Os
sistemas solares passivos podem ser divididos em (Teixeira, 1984; Lanham,
Gama e Braz, 2004):
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Sistemas de ganho directoso os sistemas mais simples e vulgarmenteutilizados. Neste sistema a radiao solar captada por um
envidraado, normalmente virado a sul. Para o aumento da eficincia
destes sistema normal a utilizao de massa trmica para armazenar
a radiao solar em excesso durante o dia, libertando-a durante a
noite, quando mais necessria, como mostra a Figura 4.8. No
obstante este ser um sistema muito simples, pode ser muito eficiente,
principalmente quando bem projectado e tambm devido ao avano
na tecnologia dos materiais de construo os envidraados esto
cada vez mais eficientes, com maior resistncia trmica e possibilidade
de alterarem o factor solar consoante a radiao incidente;
Sistemas de ganho indirecto os sistemas de ganho indirecto diferemdo anterior na medida em que a radiao solar no atinge
directamente o compartimento, mas sim um espao intermdio. Os
ganhos de calor ocorrem atravs da conduo pela superfcie, ou
conveco, no caso da abertura de orifcios entre eles. Neste caso a
reteno da energia solar no espao intermdio a partir do efeito de
estufa. Exemplos deste tipo de sistema so as paredes com efeito do
estufa, parede de Trombe (Figura 4.9), estufas, entre outras.
Sistemas de ganho isolado este tipo de sistema em tudo semelhanteao sistema de ganho indirecto, mas neste caso existe uma separao
entre o espao de armazenamento trmico e o espao a ser
aquecido. Esta separao pode ser fsica ou atravs da colocao de
isolamento entre o compartimento e o espao intermdio, onde a
transferncia de calor se d atravs da conveco natural. Exemplos
deste tipo de sistema so os sistemas de Termo-sifo (Figura 4.10) ou
estufas, onde a parede de separao isolada.
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Figura 4.8 Sistema solar passivo de ganho directo com armazenamento trmico.
Figura 4.9 Sistema solar passivo de ganho indirecto Parede de Trombe.
Figura 4.10 Sistema solar passivo de ganho isolado Termo-sifo.
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4.4.3. SISTEMAS PASSIVOS PARA ARREFECIMENTO
Mesmo tendo em conta que a maior parte da energia utilizada nos edifcios
para aquecimento, a utilizao de ar condicionado est a aumentar
substancialmente. Com tal, a fraco energtica consumida pelos edifcios
est a aumentar. Para promover o arrefecimento passivo, Givoni identifica
vrias tcnicas passivas, tais como a ventilao natural (especialmente o
esforo para arrefecer a massa trmica dos edifcios durante a noite), o
arrefecimento evaporativo, arrefecimento radiativo, etc (Givoni, 1998). Outras
tcnicas para reduzir as cargas de arrefecimento incluem o controlo dos
ganhos solares atravs das paredes, envidraados e coberturas (pode ser
conseguido a partir do sombreamento e aplicao de isolamento) e a
utilizao de equipamento de arrefecimento eficiente. Os sistemas de
arrefecimento passivos podem ser uma forma muito eficiente de reduzir os
consumos energticos dos edifcios. Estes sistemas transferem o calor do
edifcio para a atmosfera ou para a terra, com nenhuma ou pouca utilizao
de sistemas mecnicos. Podem ser agrupados em cinco tipos:
1. Ventilao de conforto diurna estes o sistema passivo mais utilizado,onde se proporciona um fluxo de ar exterior durante o dia, removendo
directamente os ganhos de calor. Assim, atravs do aumento da
transferncia de calor convenctiva e evaporativa e da diminuio da
temperatura interior, obtm-se o conforto trmico. necessrio ter
ateno que a velocidade do ar interior no deve ultrapassar os 2 m/s.
Na Figura 4.12 possvel observar a implementao de um sistema de
ventilao de conforto diurna, atravs da aplicao da ventilao
cruzada;
2. Ventilao nocturna este sistema utiliza o ar frio nocturno paraarrefecer a massa trmica interior. A massa trmica absorve os ganhos
de calor durante o dia. De forma a reduzir os ganhos de calor, os
envidraados devem estar fechados durante o dia. Muitas vezes
utilizam-se ventiladores de tecto para aumentar as trocas de calor entre
os ocupantes e a massa trmica. Neste sistema, quanto menor for a
temperatura nocturna mais eficiente o sistema.
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3. Arrefecimento evaporativo este sistema reduz a temperatura do ar deventilao atravs da evaporao da gua. Se for um sistema directo,
o processo evaporativo arrefece a temperatura do ar e aumenta a
humidade. Sistemas indirectos fornecem gua fria, de forma a arrefecer
a temperatura do ar atravs de um permutador de calor. Este tipo de
sistemas apenas eficiente em climas secos. Um exemplo de um
sistema deste tipo o roof-spaying, onde atravs de um jacto de
gua projectado do telhado, criada uma cortina de ar frio na
fachada do edifcio, promovendo o arrefecimento, como mostra a
Figura 4.13;
4. Arrefecimento radiativo estes sistemas removem o calor dos elementosexteriores do edifcio atravs da troca de radiao entre estes e o cu.
Um exemplo deste sistema pode ser observado na Figura 4.11;
5. Arrefecimento acoplado de terra aqui a terra funciona como umdissipador de calor, devido a, normalmente, a terra estar a uma
temperatura inferior exterior. utilizado um sistema mecnico para
transferir os ganhos de calor do edifcio para a terra.
Figura 4.11 Arrefecimento radiativo sistema com isolamento de tecto amovvel.
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Os sistemas de ventilao para arrefecimento consomem menos energia,
requerem menor manuteno, tm menores custos iniciais e so amigos do
ambiente, quando se compara com os sistemas de climatizao. Somente
necessitam de um maior esforo de projecto e de simulaes eficientes, de
forma a garantir que proporcionem o conforto trmico. Os nveis de
ventilao, alm de dependerem da geometria do edifcio, tambm
dependem do microclima apenas com um esforo acrescido de modelao
e simulao possvel prever o fluxo de ar por ventilao natural, e respectiva
estimao da transferncia de calor (pois o processo dominante muitas
vezes a conveco de que dependem da velocidade do ar). Carrilho da
Graa sugere a utilizao de modelos computacionais de dinmica de fluidos
para uma mais eficiente estimao do fluxo de ar (Ver artigo de Carrilho da
Graa et al, 2001).
Ao projectar um edifcio, de forma a optimizar a ventilao natural, tm de se
estudar os seguintes aspectos:
Figura 4.13 Arrefecimento evaporativo roof-spaying. Fonte: M. Leandro
Figura 4.13 Sistema de ventilao deconforto diurna ventilao cruzada
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forma dos edifcios: distribuio dos espaos; dimenso e localizao das aberturas; caractersticas e quantidade da massa trmica; interaco com o sistema AVAC; dispositivos de sombreamento; resistncia trmica e capacidade calorfica da envolvente exterior do
edifcio.
O controlo do sistema de ventilao dever ser manual. Mesmo com a
implementao de sistemas de controlo automtico, sempre necessrio que
manualmente se possa cancelar as suas ordens.
4.4.4. CONSIDERAES SOBRE ALGUMAS SOLUES
Ventilao de conforto diurna
Num estudo efectuado por Kindangen, este observou que, no Vero, um
pequeno incremento na velocidade do ar, a partir de ar calmo, melhora
significativamente as condies de conforto. Contudo, se o ar no se
encontrar calmo, um pequeno aumento na velocidade deste no ir resultar
num aumento significativo das condies de conforto (Kindangen, 1997).
A ventilao de conforto diurna resulta em temperaturas interiores muito
prximas da temperatura exterior. Como tal apenas proveitoso utilizar esta
tcnica se, com a temperatura exterior, for possvel atingir o conforto trmico.
Adicionalmente, o aumento da velocidade do ar aumenta a taxa de
evaporao, podendo-se atingir o conforto trmico a temperaturas mais
elevadas do que seria de prever. Como tal, a ventilao um meio de
minimizar o efeito psicolgico das altas humidades relativas e para aumentar
as perdas de calor convectivas. Estudos realizados em Portugal concluram
que este possui grande potencial de poupana energtica pela aplicao da
ventilao de conforto diurna, como se pode observar na Figura 4.14 (Allard,
1998).
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Figura 4.14 potencial de poupana energtica pela aplicao da ventilao emPortugal. Fonte: Allard, 1998.
A aplicao da ventilao natural em habitaes uni-familiares bastante
simples, com um adequado projecto e localizao das aberturas, de forma a
maximizar o diferencial de presses. Tambm bastante simples a utilizao
do efeito de estratificao do ar, devido diferena de temperaturas e
presses, com recurso a aberturas no telhado ou chamins solares, de forma a
aumentar o potencial de ventilao. Em edifcios multi-familiares, a ventilao
de conforto diurna pode ser uma das nicas forma eficientes de ventilao
natural, contando que os apartamentos possuem paredes exteriores em lados
opostos do edifcio.
Por outro lado, em compartimentos com apenas uma parede exterior,
tambm possvel aplicar a ventilao natural. Tal conseguido com recurso
colocao de duas janelas na mesma fachada e utilizao dos gradientes
de presso criados. Mas, de forma a potenciar os gradientes de presso, so
necessrias algumas modificaes de design, como a integrao das
chamadas Paredes-asa, que so pequenas projeces arquitectnicas, emrelao ao compartimento, como se pode observar na Figura 4.15 (Givoni,
1998).
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Figura 4.15 configuraes de paredes-asa. Fonte: Givoni, 1998.
Ventilao nocturna
A partir do estudo de Carrilho da Graa possvel verificar que o
arrefecimento passivo por ventilao nocturna potencialmente bastante
eficiente, podendo promover a reduo de horas de desconforto trmico em
cerca de 57%, mas apenas aplicvel em zonas com grandes amplitudes
trmicas dirias. Ao analisar a integrao da ventilao nocturna num edifcio,
necessrio analisar alguns pontos cruciais (Carrilho da Graa, 2001;
Tzikopoulos, Karatza, e Paravantis, 2005; Glicksman, Norford e Greden, 2001):
Ventilao natural, hbrida ou mecnica um dos primeiros passos oclculo da taxa de renovao de ar prevista para o edifcio. O
problema que o clculo desta taxa complexo e ser necessria a
utilizao de ferramentas de clculo;
Transferncia de calor de forma a simular a ventilao nocturna, necessrio um coeficiente de transferncia de calor conventivo
bastante preciso, o que pode ser problemtico;
Armazenamento de calor a capacidade de armazenamento de calorde um compartimento consiste na capacidade de armazenamento de
calor utilizvel, em termos trmicos, por todas as superfcies fronteira e
mobilirio do compartimento. Depende da espessura de cada
construo, das suas propriedades trmicas, do perodo de flutuao
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da temperatura do ar imperturbado e da transferncia de calor
superficial.
A eficincia de um sistema de ventilao nocturna pode ser avaliada atravs
do estudo da capacidade de armazenamento de calor e dos ganhos e
perdas trmicas. Assim, possvel avaliar o efeito da ventilao nocturna
atravs de modelos paramtricos ou ferramentas de simulao. Pfafferott
testou a ventilao nocturna de um edifcio de escritrios atravs de uma
ferramenta de simulao, onde utilizou medies in-situ para calibrar o
modelo. Este conclui que, atravs da ventilao nocturna, a temperatura
interior mdia reduz cerca de 2-3C; enquanto que com a implementao do
sombreamento, atinge redues de 3-4C. Com a combinao de ambos,
atinge redues de 5.7C (Pfafferott, Herkel e Jschke, 2003).
Estufas
A aplicao de estufas pode ser muito til, pois estas, alm de servirem de
espao tampo, tambm podem ser utilizadas para aplicao de estratgias
solares passivas, como o ganho directo ou indirecto, em espaos contguos
estufa. A estufa, ao actuar como um espao tampo, vai reduzir as perdas de
calor pela envolvente; e mesmo na inexistncia de ganhos solares directos
uma soluo eficiente. De forma a armazenar a radiao solar captada pela
estufa e devolv-la ao espao til, quando este necessrio, podemos
recorrer a duas solues:
A introduo de uma parede com massa trmica suficiente paraarmazenar e distribui-lo posteriormente;
A Insero aberturas na parte inferior e superior da parede deseparao entre o espao til e a estufa, de forma a usufruir da
conveco natural.
Por outro lado, a introduo de uma estufa numa fachada exterior, resulta
numa reduo das exigncias dessa fachada, como a utilizao de vidro
duplo, isolamento, estanqueidade. As estufas devem possuir, pelo menos, dois
teros de envidraados mveis, de forma a promoverem a ventilao natural
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e evitarem o sobreaquecimento. Deve ser colocado isolamento mvel para
proteger os envidraados durante a noite e reduzirem as perdas trmicas. No
devem ser utilizados sistemas de aquecimento na estufa, pois tal resultar em
mais perdas energticas do que ganhos.
Sombreamento
Os dispositivos de sombreamento, quando colocados convenientemente,
permitem a reduo da Iluminncia (evitando o encadeamento ou brilho
excessivo), dos ganhos solares no Vero e das perdas de calor durante a noite.
Ao considerarmos o dispositivo de sombreamento a colocar, necessrio
decidir se so exteriores ou interiores:
o sombreamento exterior mais eficiente na reduo dos ganhossolares, pois os raios solares so interceptados antes de atingirem os
envidraados. Mas estes dispositivos so normalmente mais
dispendiosos na instalao e manuteno;
dispositivos interiores so mais econmicos e fceis de ajustar aqualquer situao, protegendo melhor os ocupantes do
encadeamento e brilho excessivo;
dispositivos instalados no interior de envidraados duplos, com aberturasde ventilao para o exterior, combinam as vantagens dos dois
sistemas anteriores.
Por outro lado tambm necessrio decidir se os dispositivos de
sombreamento so mveis ou fixos. Neste campo, normalmente prefervel
utilizar dispositivos fixos no exterior e dispositivos mveis no interior. Os
dispositivos exteriores so mais utilizados para a proteco da radiao solar
e, quando bem projectados, no necessitam de ser mveis; enquanto que osdispositivos interiores so mais apropriados para as questes da iluminao,
assim prefervel serem mveis, de forma aos ocupantes ajustarem os
dispositivos consoante as suas necessidades (A Green Vitruvius, 1999).
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Tubagens horizontais de iluminao
A iluminao natural pode resultar em poupanas energticas substanciais,
principalmente em edifcios comerciais de ocupao diurna. Assim,
necessrio integrar sistemas de iluminao natural nos edifcios, com vista
sua sustentabilidade. Como exemplo de um desses sistemas temos as
tubagens horizontais de luz:
aplicadas, maioritariamente, em fachadas cortina, de forma a reduzir osganhos solares mas proporcionando iluminao natural. Para tal,
coloca-se uma tubagem no tecto falso com espelhos, para
redireccionar a luz, e filtros com absoro / reflexo de infravermelhos
(Figura 4.16);
Figura 4.16 - Tubagem de luz horizontal
Paredes de terra
A construo de edifcios com paredes termicamente eficientes, em que, ao
mesmo tempo, no so consumidas grandes quantidades de energia na sua
construo ou demolio, uma forma de promover a reduo do consumo
energtico. As paredes em terra so ambientalmente sustentveis, devido
grande disponibilidade local, assim como aos baixos consumos energticospara produo. Para que estas paredes possam ser aceites, necessrio
conhecer a sua performance trmica e que esta respeite os regulamentos
trmicos em vigor. Uma vantagem deste tipo de paredes a sua grande
massa trmica, o que resulta em pequenas variaes de temperatura. De
forma a promover uma maior aceitao deste tipo de paredes, necessrio
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desenvolver as tcnicas de produo para uma melhor performance trmica,
assim como a obteno das propriedades trmicas reais deste tipo de
parede, de forma a possibilitar a previso do comportamento dos edifcios a
partir de programas de simulao trmica de edifcios (Goodhew e Griffiths,
2005).
Materiais de mudana de fase
As propriedades termo-fsicas dos materiais de construo tm grande
influncia na performance energtica dos edifcios. Considerando o design
solar passivo, a capacidade de armazenamento de calor o parmetro
dominante. Os sistemas pesados tradicionais podem ter problemas de excesso
de massa trmica e de custo. Mas combinando materiais de construo
tradicionais com uma camada interior composta por materiais de mudana