LATEC - UFF. Palestra da Dra Fernanda da Universidade de Aveiro (Portugal), com o tema: PassivHaus e...
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Casa Passiva e Near Zero‐Energy BuildingsContributo para a Eficiência Energética de Edifícios
PassivHaus e Near Zero‐Energy BuildingsContributo para a Eficiência Energética de Edifícios
Fernanda Rodrigues ([email protected])
Casa Passiva e Near Zero‐Energy BuildingsContributo para a Eficiência Energética de Edifícios
“Um Campus que pensa”A Universidade de Aveiro (UA) está em 69º lugar no ranking mundial das 100melhores instituições de ensino superior com menos de 50 anos divulgado pela
Abril de 2015
e o es st tu ções de e s o supe o co e os de 50 a os d u gado pe aprestigiada revista Times Higher Education (THE). Numa lista elaborada com baseem indicadores como a qualidade do ensino e da investigação, o número decitações em revistas científicas, a projeção internacional e a inovação, a UA subiudez posições em relação ao ano passado (30 Abril 2015).
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Casa Passiva e Near Zero‐Energy BuildingsContributo para a Eficiência Energética de Edifícios
decivil departamento de engenharia civil
Casa Passiva e Near Zero‐Energy BuildingsContributo para a Eficiência Energética de Edifícios
Localizada na região centro de Portugal
Universidades públicas portuguesas
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Casa Passiva e Near Zero‐Energy BuildingsContributo para a Eficiência Energética de Edifícios
Museu aberto da arquitetura contemporânea Portuguesa
(2 PRITZKER : Alvaro Siza Vieira; Eduardo Souto Moura, mas também Adalberto Dias, Allcino Soutinho, Vitor
Figueiredo, Carrilho da Graça, …)
Casa Passiva e Near Zero‐Energy BuildingsContributo para a Eficiência Energética de Edifícios
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Casa Passiva e Near Zero‐Energy BuildingsContributo para a Eficiência Energética de Edifícios
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Casa Passiva e Near Zero‐Energy BuildingsContributo para a Eficiência Energética de Edifícios
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Casa Passiva e Near Zero‐Energy BuildingsContributo para a Eficiência Energética de Edifícios
uma organização singular
jovem (1973), pioneira na oferta formativa
• telecomunicações, formação de professores integrada, engenharia cerâmica,
engenharia do ambiente, planeamento regional e urbano, gestão e engenharia
industrial, turismo, música ... foram inovações a nível nacional
sistema binário (2012/2013)
• ensino universitário: 29 licenciaturas, 7 mestrados integrados, 68 mestrados e e s o u e s tá o 9 ce c atu as, est ados teg ados, 68 est ados e
41 programas doutorais
• ensino politécnico: 19 licenciaturas e 4 mestrados
• formação não conferente de grau (sem ciclo) – formações pré-bolonha (11),
cursos de especialização (10), cursos de formação avançada (2) e cursos de
especialização tecnológica - ensino pós-secundário profissionalizante (19)
Casa Passiva e Near Zero‐Energy BuildingsContributo para a Eficiência Energética de Edifícios
uma organização singularsem faculdades
• 16 Departamentosengenharia
Eletrónica, Telecomunicações e InformáticaAmbiente e OrdenamentoMateriais e CerâmicaMecânicaCivil
ciênciasQuímica MatemáticaGeociências FísicaBiologia
outrasCiências Sociais, Políticas e do TerritórioCiências da Saúde
• 4 Escolas Politécnicas (desde 1997)
C
artes e humanidadesLínguas e CulturasComunicação e Arte
Ciências da SaúdeEconomia, Gestão e Engenharia IndustrialEducação
Escola Superior de Tecnologia e Gestão de Águeda Escola Superior de SaúdeInstituto Superior de Contabilidade e AdministraçãoEscola Superior de Design, Gestão e Tecnologias de Produção de Aveiro Norte
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Casa Passiva e Near Zero‐Energy BuildingsContributo para a Eficiência Energética de Edifícios
O Departamento de Engenharia Civil - DECivil
Casa Passiva e Near Zero‐Energy BuildingsContributo para a Eficiência Energética de Edifícios
O Departamento de Engenharia Civil - DECivil
Recursos Físicos
• Salas de aulas
• Laboratórios para aulas e investigação:
• Materiais
• Geotecnia
• Estruturas
• Fogo
• Hidráulica
• Eficiência Energética
• Salas de estudo para os alunos
• Gabinetes dos professores
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Casa Passiva e Near Zero‐Energy BuildingsContributo para a Eficiência Energética de Edifícios
Ensino no DECivil
Oferta Formativa
• Mestrado Integrado em Engenharia Civil
• ECIU Exchange Package (Erasmus) -
Applications in Civil Engineering
• Curso de Especialização em Riscos e
Reabilitação do Património
• Programa Doutoral em Engenharia Civil
• Participação noutros cursos de mestrado
e doutoramento
Casa Passiva e Near Zero‐Energy BuildingsContributo para a Eficiência Energética de Edifícios
Ensino no DECivil
Mestrado Integrado em Engenharia Civil
• Áreas
• Construção
• Estruturas
• Geotecnia
• Hidráulica
• Materiais
• Vias de Comunicação
• Eficiência Energética
• Gestão da Construção
• Sustentabilidade
• Enfoque nas áreas de riscos, da reabilitação
do património e da sustentabilidade
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Casa Passiva e Near Zero‐Energy BuildingsContributo para a Eficiência Energética de Edifícios
Investigação, Desenvolvimento e Tecnologia no DECivil
RISCO – Aveiro Research Centre of Risks andSustainability in Construction
Unidade de Investigação RISCO
• Linhas Temáticas Riscos no ambiente construído
Conservação e
Sustentabilidade na construção
Conservação e reabilitação
Casa Passiva e Near Zero‐Energy BuildingsContributo para a Eficiência Energética de Edifícios
Ensino no DECivil
ECIU Exchange Package (Erasmus)
Applications in Civil Engineering
• Pacote de 5 unidades curriculares de opção de 5º Ano
(30 ECTS) oferecidas a estudantes Erasmus
• Lecionação em inglês
• Unidades curriculares (opções disponíveis)
• Timber Construction
• Coastal and Port Engineering
• Advances in Steel and Composite Construction
• Risks Analysis in Construction
• Transportation Infrastructures
• Water Systems for Buildings
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Casa Passiva e Near Zero‐Energy BuildingsContributo para a Eficiência Energética de Edifícios
Ensino no DECivil
Curso de Especialização em Riscos e Reabilitação SustentávelCurso de Especialização em Riscos e Reabilitação Sustentável
1 Ano | 2 Semestres | 60 ECTS
3 Unidades Curriculares Obrigatórias (por semestre)
2 Unidades Curriculares de Opção (por semestre)
Casa Passiva e Near Zero‐Energy BuildingsContributo para a Eficiência Energética de Edifícios
Ensino no DECivil
Estrutura do Programa Doutoral em Engenharia CivilEstrutura do Programa Doutoral em Engenharia Civil
• Dissertação2º ao
4º Ano
• Unidades curriculares de especialização avançada emEngenharia Civil
• Preparação da dissertação1º Ano
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Casa Passiva e Near Zero‐Energy BuildingsContributo para a Eficiência Energética de Edifícios
Ensino no DECivil
Porquê estudar na Universidade de AveiroPorquê estudar na Universidade de Aveiro
Casa Passiva e Near Zero‐Energy BuildingsContributo para a Eficiência Energética de Edifícios
Ensino no DECivil
Porquê estudar na Universidade de AveiroPorquê estudar na Universidade de Aveiro
•Custos do ensino Universitário (um terço do custo de uma Universidade Americana, Irlandesa, Alemã, Inglesa, ….).
•Infraestruturas e ensino de excelência.
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Ensino no DECivil
Porquê estudar na Universidade de AveiroPorquê estudar na Universidade de Aveiro
•Apoio aos estudantes (apoio social, cantinas, residências universitárias, serviços de medicina, desporto).Edifícios para ensino e investigação, residências para alunos e docentes, refeitórios, bibliotecas, livrarias, salas para conferências e espetáculos, galerias para exposições, pavilhão desportivo, pista de atletismo, lavandarias, correios, banco, lojas, jardim infantil e creche. Tudo isto num único campus,correios, banco, lojas, jardim infantil e creche. Tudo isto num único campus, rodeado pela beleza natural de antigas salinas e apenas a dois passos do centro da cidade.Alguns números› existem 65 edifícios construídos no campus› a área do Campus é equivalente a 92 campos de futebol› existem 15 blocos de residências situadas no campus› o Campus tem 2 bibliotecas com 250000 títulos disponíveis
Casa Passiva e Near Zero‐Energy BuildingsContributo para a Eficiência Energética de Edifícios
Ensino no DECivil
Porquê estudar na Universidade de AveiroPorquê estudar na Universidade de Aveiro
Aveiro uma cidade com uma localização excecional em termos deinfraestruturas rodoviárias e ferroviária ( 50 min do Porto e 2 h de Lisboa)Portugal tem, hoje, a melhor rede de autoestradas da Europa. Entre Lisboa‐Aveiro ‐Porto existem 3 Auto‐Estradas.
A Via Verde (onda verde no Brasil) é um sistema de portagem electrónicautilizado em Portugal desde 1991, criado na Universidade de Aveiro e que seestendeu a todas as portagens de auto‐estradas, pontes, parques deestacionamento, abastecimento de gasolina do país desde 1995.
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Ensino no DECivil
Porquê estudar na Universidade de AveiroPorquê estudar na Universidade de Aveiro
Uma gastronomia excelente, uma vida académica intensa.Custo baixo em termos de alojamento, alimentação, vestuário, transportes,….Excelentes telecomunicações ‐ Há planos de telefone celular (de Portugalpara o Brasil, em que uma ligação de meia hora custa o equivalente a 6para o Brasil, em que uma ligação de meia hora custa o equivalente a 6Reais.
Casa Passiva e Near Zero‐Energy BuildingsContributo para a Eficiência Energética de Edifícios
Ensino no DECivil
Porquê estudar na Universidade de AveiroPorquê estudar na Universidade de Aveiro
Existe um acordo internacional entre o INSS (brasileiro) e o serviço deatendimento público hospitalar português. Todo o brasileiro que viaja paraPortugal, e que tenha vínculo com o INSS, tem o direito de solicitar no INSSdo seu estado, o FORMULÁRIO PB4, que dá direito a atendimento médicogratuito em Portugal. Para agilizar o atendimento em Portugal, deve solicitargratuito em Portugal. Para agilizar o atendimento em Portugal, deve solicitarem Portugal o documento do atendimento médico português. No Rio deJaneiro, pega‐se o FORMULÁRIO PB4 no INSS da Rua México.
Esta facilidade só existe atualmente com Portugal. Para os demais países énecessário contratar um seguro de saúde. Para outros países europeus oseguro de saúde deve atender ao Acordo de Schengen, que é muito caro.
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decivil departamento de engenharia civil
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Apresentação conceito CASA PASSIVA
Associação PZE‐PP / CASA PASSIVA
Formação e Trabalhos de Investigação em curso
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Apresentação conceito CASA PASSIVA
Associação PZE‐PP / CASA PASSIVA
Formação e Trabalhos de Investigação em curso
Casa Passiva e Near Zero‐Energy BuildingsContributo para a Eficiência Energética de Edifícios
Apresentação conceito CASA PASSIVA
Associação PZE‐PP / CASA PASSIVA
Formação e Trabalhos de Investigação em curso
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CASA PASSIVA
NET ZERO ENERGY BUILDINGSNEARLY ZERO ENERGY BULDINGS
PASSIVE HOUSE
= PASSIVE HOUSE
ASSOCIAÇÃO
INVESTIGAÇÃO
Casa Passiva e Near Zero‐Energy BuildingsContributo para a Eficiência Energética de Edifícios
NET ZERO ENERGY BUILDINGSCASA PASSIVA NET ZERO ENERGY BUILDINGSNEARLY ZERO ENERGY BULDINGS
PASSIVE HOUSES
Ã
= PASSIVE HOUSE
ASSOCIAÇÃO
O QUE SÃO?INVESTIGAÇÃO
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Casa Passiva e Near Zero‐Energy BuildingsContributo para a Eficiência Energética de Edifícios
Produção de energia(renováveis)EXPORT
Necessidade energética
(kWh, CO2)
Edifícioregulamen
tar
Ponto deenergética
Eficiência energética
Ponto de partida
Passive House
Consumo de energiaIMPORT(kWh, CO2)
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PASSIVE HOUSECASA PASSIVA
PORQUÊ?
PASSIVE HOUSE= PASSIVE HOUSE
ASSOCIAÇÃO PORQUÊ?INVESTIGAÇÃO
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Fonte: NasaVénusAtmosfera: 96,5% CO₂
T t fí i 450°C
Terra
Atmosfera: N₂ O₂ Ar e (hoje) 0 037%
Fonte: Nasa
Temperatura superfície: 450°CCom a mesma atmosfera e o mesmo albedoVénus teria uma temperatura à superfíciede cerca de 65◦. O diferença detemperatura relativamente à Terra deve‐seaos gases com efeito de estufa
Atmosfera: N₂, O₂, Ar e (hoje) 0.037% CO₂ ‐ aumentar!
Temperatura superfície: (hoje) 15° ‐aumentar!
ALBEDO é uma medida relativa da quantidade de luz refletida, o que ocorre sobre superfícies de maneira direta ou difusa. É portanto uma medida da refletividade da superfície de um corpo
Casa Passiva e Near Zero‐Energy BuildingsContributo para a Eficiência Energética de Edifícios
Níveis de CO2 no Mundo de 1990‐2030 (Mongabay, 2013)
Mongabay (2013). "Carbon Dioxide Emissions Charts, 2005." Retirado de http://rainforests.mongabay.com/09‐carbon_emissions.htm
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Casa Passiva e Near Zero‐Energy BuildingsContributo para a Eficiência Energética de Edifícios
Níveis de CO2 no Mundo de 1990‐2030 (Mongabay, 2013)Retirado de http://rainforests.mongabay.com/09‐carbon_emissions.htm
Casa Passiva e Near Zero‐Energy BuildingsContributo para a Eficiência Energética de Edifícios
Consumo de energia primária
O setor dos edifícios apresenta um consumointensivo de energia sendo responsável a nívelmundial por 40% do consumo de energia primária epor 24% da emissão de gases com efeito de estufapor 24% da emissão de gases com efeito de estufa,consumindo o setor residencial 27% do total daenergia consumida mundialmente (IEA ‐ International EnergyAgency.“. Available: http://task40.iea‐shc.org.)
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Energia Primária – Portugal vs Brasil
Em Portugal a edificação éresponsável pelo consumo de30% do total de energia primáriae 62% do consumo de energiaelétrica, segundo dados de 2005.Os edifícios residenciais, que sãocerca de 3,3 milhões, contribuem
d t t
No Brasil a edificação éresponsável pelo consumo de46,7% do total do consumo deenergia elétrica, segundo dadosde 2011. Os edifícios residenciaiscontribuem em grande parte paraestes consumos, com 23,3% do
i l d tem grande parte para estesconsumos, com 17% da energiaprimária e 29% da energiaeléctrica. Os edifícios Portuguesessão responsáveis pelo consumode 5,8 milhões de toneladasequivalentes de petróleo (Isolani,2008).
consumo nacional, os do setorcomercial com 15,4% e o setorpúblico com 8% do total .
Casa Passiva e Near Zero‐Energy BuildingsContributo para a Eficiência Energética de Edifícios
Num edifício residencial, o aquecimento do ambiente interior, ailuminação e alguns equipamentos elétricos são os responsáveis pelosmaiores consumos, devendo‐se incidir no aumento da sua eficiência,relevando‐se, o aumento da eficiência do próprio edifício/fração.
Consumos de eletricidade relativos às diferentes atividades domésticas em Portugal
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Repartição do consumo de energia elétrica no setor residencial – Brasil
Iluminação Aquecimento de Água Ar condicionadoIluminaçãoBrasil – 14%Norte – 14%Nordeste – 11%Centro‐oeste – 12%Sudeste – 19%Sul – 8%
Aquecimento de ÁguaBrasil – 24%Norte – 2%Nordeste – 9%Centro‐oeste – 28%Sudeste – 26%Sul – 25%
Ar condicionadoBrasil – 20%Norte – 40%Nordeste – 29%Centro‐oeste – 18%Sudeste – 11%Sul – 32%
Frigorífico e arca frigorífical
Outros eletrodomésticosBrasil 15 5%Brasil – 27%
Norte – 29%Nordeste – 34%Centro‐oeste – 28%Sudeste – 27%Sul – 23%
Brasil – 15,5%Norte – 15,5%Nordeste – 19,4%Centro‐oeste – 14,1%Sudeste – 17,2%Sul – 12,5%
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GHG emissions accelerate despite reduction efforts. Most emission growth is CO2
from fossil fuel combustion and industrial processes.
Fonte:Climate Changes 2014 http://mitigation2014.org/report
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Produção de CO2 ‐ cenários de estabilização
CategoriaCO₂ ‐
concentração equivalente
Aumento da temperatura média global acima do nível pré‐industrial, usando a
"melhor estimativa“ climática
Anos a atingir para emissões
de CO₂
Mudança mundial nas emissões de CO₂ em 2050
ppm ˚C Ano% das emissõesno ano 2000
I 450 – 490 2.0 – 2.4 2000 – 2015 ‐85 até ‐50*
II 490 – 535 2.4 – 2.8 2000 – 2020 ‐60 até ‐30
III 535 – 590 2.8 – 3.2 2010 – 2030 ‐30 até +5
IV 590 – 710 3.2 – 4.0 2020 – 2060 +10 até +60
V 710 – 855 4.0 – 4.9 2050 – 2080 +25 até +85
VI 855 – 1130 4.9 – 6.1 2060 – 2090 +90 até +140
Fonte: Adaptado de IPCC, WG III, 4. AssessmentReport p 57
Casa Passiva e Near Zero‐Energy BuildingsContributo para a Eficiência Energética de Edifícios
Without more mitigation, global mean surface temperature might increase by 3.7° to 4.8°C over the 21st century.
Fonte:Climate Changes 2014 http://mitigation2014.org/report
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Custos dos danos vs. custo de prevençãoClima ‐ Custos dos danosP d l d l 5% d d
Fonte: US Fish and Wildlife ServiceFonte: US National Oceanic and Atmospheric Administration
Fonte: US National Oceanic and Atmospheric Administration
Perda anual de pelo menos 5% da taxa docrescimento mundial até ao meio do século;
Pode chegar aos 20% devido aos efeitossobre o ambiente e a saúde, bem como aosefeitos de feedback (retorno/indiretos).
Clima ‐ Custos da proteçãoEm contraste, ações de prevenção custamapenas 1% do produto interno bruto
Fonte: US National Oceanic and Atmospheric Administration
Fonte: centroprofissionalcatastrofesnaturais
Fonte: ART DE VENDERapenas 1% do produto interno brutomundial por ano;
A subida de temperatura não ultrapassaria olimiar crítico de aquecimento de 2°Ccomparativamente à era pré‐industrial.
Casa Passiva e Near Zero‐Energy BuildingsContributo para a Eficiência Energética de Edifícios
Gestão de riscos relacionados com as alterações climáticasClima ‐ Custos dos danos
Perda anual de pelo menos 5% da taxa docrescimento mundial até ao meio do século
Fonte: US Fish and Wildlife ServiceFonte: US National Oceanic and Atmospheric Administration
Fonte: US National Oceanic and Atmospheric Administration
Fonte: ART DE VENDER
crescimento mundial até ao meio do século;
Pode chegar aos 20% devido aos efeitossobre o ambiente e a saúde, bem como aosefeitos de feedback (retorno/indiretos).
Clima ‐ Custos da proteçãoEm contraste, ações de prevenção custamapenas 1% do produto interno brutomundial por ano;
Fonte: US National Oceanic and Atmospheric Administration
Fonte: centroprofissionalcatastrofesnaturais
p ;
A subida de temperatura não ultrapassaria olimiar crítico de aquecimento de 2°Ccomparativamente à era pré‐industrial.
Fonte: http://ipcc‐wg2.gov/AR5/images/uploads/WG2AR5_SPM_FINAL.pdf
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Timeline da evolução regulamentar
Casa Passiva e Near Zero‐Energy BuildingsContributo para a Eficiência Energética de Edifícios
Comparação com o REH – Regulamento de Desempenho Energético de Edifícios de HabitaçãoDesempenho Energético de Edifícios de Habitação
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Casa Passiva e Near Zero‐Energy BuildingsContributo para a Eficiência Energética de Edifícios
Comparação com o REH – Regulamento de Desempenho Energético de Edifícios de HabitaçãoDesempenho Energético de Edifícios de Habitação
Casa Passiva e Near Zero‐Energy BuildingsContributo para a Eficiência Energética de Edifícios
Comparação com o REH – Regulamento de Desempenho Energético de Edifícios de HabitaçãoDesempenho Energético de Edifícios de Habitação
Para se atingir as exigências da EPBD 2010, para se atingirem os NZEB, está previsto um mapa evolutivo dos requisitos a atingir até 2020, estando já establecidos no REH os valores a serem cumpridos a partir de 31 de Dezembro de 2015
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Casa Passiva e Near Zero‐Energy BuildingsContributo para a Eficiência Energética de Edifícios
Comparação com o RTC ‐ Brasil
8 Zonas climáticas Brasil ‐ NBR 15220
Algumas estratégias passivas e requisitos para a zona Climática 1 (mais fria no Brasil)
Estação
Inverno Estratégias de climatização bioclimática
Inverno A) Ganhos solares passivos
B) Inércia térmica elevada
Características
RelaçãoJanelas/Au
15% a 20% da Au
Sombreamento Permitir ganhos solares no Inverno
Paredes U≤ 3,00W/m2.◦CCobertura U≤ 2,00W/m2.◦C
Casa Passiva e Near Zero‐Energy BuildingsContributo para a Eficiência Energética de Edifícios
CASA PASSIVA
Conforto térmico com:• Consumo mínimo de energia
PASSIVE HOUSE= PASSIVE HOUSE
ASSOCIAÇÃO
• Elevada qualidade do ar interior• Recurso a energias renováveisINVESTIGAÇÃO
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Casa Passiva e Near Zero‐Energy BuildingsContributo para a Eficiência Energética de Edifícios
CASA PASSIVA=
PASSIVE HOUSE
ASSOCIAÇÃO
PASSIVE HOUSE
PASSIVHAUS
INVESTIGAÇÃO
Casa Passiva e Near Zero‐Energy BuildingsContributo para a Eficiência Energética de Edifícios
PASSIVE HOUSECASA PASSIVA
VISÃO?
PASSIVE HOUSE
ZERO ENERGIA=
PASSIVE HOUSE
ASSOCIAÇÃO
VISÃO?INVESTIGAÇÃO
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Casa Passiva e Near Zero‐Energy BuildingsContributo para a Eficiência Energética de Edifícios
PASSIVE HOUSECASA PASSIVA
Energy Performance Building Directive – EPBD ‐ Diretiva 2010/31/EU
ZERO ENERGIA=
PASSIVE HOUSE
ASSOCIAÇÃO
Conjugação princípios passivos nZEB
Génese do NZEB (“Energy efficient house”, artº 2)INVESTIGAÇÃO
Casa Passiva e Near Zero‐Energy BuildingsContributo para a Eficiência Energética de Edifícios
Isolamento Climatização Conforto
Evolução do conceito … Qual o caminho....
Pontes térmicas
MATERIAIS SISTEMAS
Ventilação Monitorização
VALIDAÇÃO
Eproduzida Eproduzida
PH
PH Plus
PH Premium
EconsumidaEconsumida
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CASA PASSIVA=
PASSIVE HOUSE
ASSOCIAÇÃO
5 ou 7PRINCÍPIOS
INVESTIGAÇÃO
Casa Passiva e Near Zero‐Energy BuildingsContributo para a Eficiência Energética de Edifícios
os?
n50 ≤ 0,6 h-1
oscritério
Sistema ventilação ≥ 75% eficiênciaConsumo ≤ 0,45 Wh/m3
Vidro-triplo:Ug≤ 0,8 W/(m2 K)g = 50% - 55%
U≤ 0,15 W/(m2 K)
Necessidade aquecimento ≤ 15 kWh/(m2a)
ou Carga de aquecimento do edifício ≤ 10 W/m2
Necessidades arrefecimento ≤ 15 kWh/(m2a)
ou Carga de arrefecimento do edifício ≤ 10 W/m2
Qua
iso
Ψ ≤ 0,01 W/(m K)
Upavimento ≤ 0,8 W/(m2 K)
Necessidade de energia primária ≤ 120 kWh/(m2a)
Estanquidade do edifício ≤ 0.6 h-1
Sobreaquecimento interior ≤ 10%
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Casa Passiva e Near Zero‐Energy BuildingsContributo para a Eficiência Energética de Edifícios
ENERPHIT
tação?
Discurso adaptado para o edificado existente, ainda com algunsaspectos a melhorar, mas com uma visão responsável daquiloque é possível conseguir.
Reab
ilit
Casa Passiva e Near Zero‐Energy BuildingsContributo para a Eficiência Energética de Edifícios
A
A+PELOTAS
Step 1
Envidraçados
Step 2
EnvolventeOpaca
Step 3
Ventilação e PainéisSolares
B
F
A+
A
B
C
D
EnerPHit: Reabilitação Passive House
Baseline E
F
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Casa Passiva e Near Zero‐Energy BuildingsContributo para a Eficiência Energética de Edifícios
ão? Cidades em mutação Exemplo
Bruxelas, Antuérpia, Frankfurt, Nova York
Reab
ilitaçã
Adopção de critérios PH
Benefícios (taxas, etc.)
SustentabilidadeResponsabilidade Social
Redução GEE
Casa Passiva e Near Zero‐Energy BuildingsContributo para a Eficiência Energética de Edifícios
DESAFIO?CASA PASSIVA
= PASSIVE HOUSE
ASSOCIAÇÃO
TODAS!
INVESTIGAÇÂO
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Casa Passiva e Near Zero‐Energy BuildingsContributo para a Eficiência Energética de Edifícios
PASSIVE HOUSECASA PASSIVA
COMO SE CONSEGUE ATINGIR?
COMO SE CONSTROI?
= PASSIVE HOUSE
ASSOCIAÇÃO
É MAIS ONEROSO CONSTRUIR?
EXISTE ACRÉSCIMO DO CUSTO?
INVESTIGAÇÃO
Casa Passiva e Near Zero‐Energy BuildingsContributo para a Eficiência Energética de Edifícios
PASSIVE HOUSECASA PASSIVA
MISSÃO?
PASSIVE HOUSE
ZERO ENERGIA=
PASSIVE HOUSE
ASSOCIAÇÃO
MISSÃO?INVESTIGAÇÃO
7/5/2015
39
Casa Passiva e Near Zero‐Energy BuildingsContributo para a Eficiência Energética de Edifícios
PASSIVE HOUSECASA PASSIVA
‐ Divulgação‐ Formação
ZERO ENERGIA=
PASSIVE HOUSE
ASSOCIAÇÃO
‐ Investigação‐ Prestação de serviços/Consultadoria‐ Certificação
INVESTIGAÇÃO
Casa Passiva e Near Zero‐Energy BuildingsContributo para a Eficiência Energética de Edifícios
ÇÃO
EDIVULG
AÇ–PO
RTO
ACÇÕ
ESD
ECOJORN
ADAS–
7/5/2015
40
Casa Passiva e Near Zero‐Energy BuildingsContributo para a Eficiência Energética de Edifícios
ÇÃO
P
EDIVULG
AÇPO
RTO‐W
ORK
SHOP
ACÇÕ
ESD
PROJETO
CASA
–P
Casa Passiva e Near Zero‐Energy BuildingsContributo para a Eficiência Energética de Edifícios
ÇÃO
DADES
EDIVULG
AÇIONAISEUNIVER
SID
ACÇÕ
ESD
ORD
ENSPR
OFISS
7/5/2015
41
Casa Passiva e Near Zero‐Energy BuildingsContributo para a Eficiência Energética de Edifícios
OS
R 2013
RCEIRO
S e CO
NTACTO
EXPO
NOR
DIVULG
AÇÃ
O, PAR
Casa Passiva e Near Zero‐Energy BuildingsContributo para a Eficiência Energética de Edifícios
ÃO Portugal–4º
Ediçõe
s
FORM
AÇÃ
1ºCu
rsoPH
emP
7/5/2015
42
Casa Passiva e Near Zero‐Energy BuildingsContributo para a Eficiência Energética de Edifícios
SIVA
DADES
SCA
SAPA
SSIONAISEUNIVER
SID
JORN
ADAS
ORD
ENSPR
OFISS
Casa Passiva e Near Zero‐Energy BuildingsContributo para a Eficiência Energética de Edifícios
ÃO Lite
APLICAÇ
ÃEZ
PassiveHou
se
7/5/2015
43
Casa Passiva e Near Zero‐Energy BuildingsContributo para a Eficiência Energética de Edifícios
INVESTIGAÇÃOCASA PASSIVA
Aplicabilidade do conceito PH ao climaPortuguês
‐ Estudos paramétricos‐ Adaptabilidade às diferentes zonas
= PASSIVE HOUSE
ASSOCIAÇÃO
INVESTIGAÇÃO ‐ climáticas
Investigadora: Eliana Almeida
INVESTIGAÇÃO
Casa Passiva e Near Zero‐Energy BuildingsContributo para a Eficiência Energética de Edifícios
CASA PASSIVA
Edifício Unifamiliar, T3, situada na região de Aveiro
Área útil 136 m2
= PASSIVE HOUSE
ASSOCIAÇÃO
INVESTIGAÇÃO
Alçado Norte Alçado Sul
Alçado Oeste
Alçado Este
Área útil 136 mFator de forma 0,8 m-1
AW 48,1 m2
AW/Aopaca 24%
INVESTIGAÇÃO ç
Planta Rés-do-chão
Planta 1º Andar
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44
Casa Passiva e Near Zero‐Energy BuildingsContributo para a Eficiência Energética de Edifícios
CASA PASSIVA
Quais as suas características base?
= PASSIVE HOUSE
ASSOCIAÇÃO
INVESTIGAÇÃO
Parede Exterior Pavimento exterior Cobertura exterior
INVESTIGAÇÃOLaje do desvão sanitário
Casa Passiva e Near Zero‐Energy BuildingsContributo para a Eficiência Energética de Edifícios
CASA PASSIVA
Quais as soluções construtivas da Casa Passivhaus?Parede Exterior Pavimento exterior Cobertura exterior
= PASSIVE HOUSE
ASSOCIAÇÃO
INVESTIGAÇÃOOutras Considerações:
UCasa Standard [W/(m2 K)] 0,460UCasa Passivhaus [W/(m2 K)] 0,264 Redução [%] 42,6
Laje do desvão sanitário
UCasa Standard [W/(m2 K)] 0,670UCasa Passivhaus [W/(m2 K)] 0,223Redução [%] 66,7
UCasa Standard [W/(m2 K)] 0,610UCasa Passivhaus [W/(m2 K)] 0,217Redução [%] 64,4
INVESTIGAÇÃO
UCasa Standard [W/(m2 K)] 1,170UCasa Passivhaus [W/(m2 K)] 0,404Redução [%] 65,5
Caixilharia de PVC e vidro duplo de baixa emissividade com caixa‐de‐árgon, com 4(16)4 mm
Uf = 1,56 W/(m2 °C)Ug = 1,3 W/(m2 °C)
g = 0,66
Taxa de ventilação 0,41 h‐1
Sombreamento VerãoEstores brancos ‐
exterior
Eficiência sistema ventilação 77%
7/5/2015
45
Casa Passiva e Near Zero‐Energy BuildingsContributo para a Eficiência Energética de Edifícios
CASA PASSIVA
Esquema do sistema de ventilação com recuperação de calor
= PASSIVE HOUSE
ASSOCIAÇÃO
INVESTIGAÇÃOTraçado da rede de ventilação
Fonte: Fenercom, 2011
INVESTIGAÇÃO
Casa Passiva e Near Zero‐Energy BuildingsContributo para a Eficiência Energética de Edifícios
CASA PASSIVA
Qual a poupança energética da Casa Passivhaus emrelação à Casa Standard?
80
= PASSIVE HOUSE
ASSOCIAÇÃO
INVESTIGAÇÃO20
30
40
50
60
70
essi
dade
de
aque
cim
ento
e a
rref
ecim
ento
an
ual [
kWh/
(m² a
)]
Necessidade de aquecimento Necessidade de arrefecimento
INVESTIGAÇÃO
0
10
Edifício Passivhaus Edifício Standard (RCCTE)
Nec
Edifício Passivhaus VS. Edifício Standard
Necessidade de aquecimento anual
Necessidade de arrefecimento anual
77%
43%
7/5/2015
46
Casa Passiva e Near Zero‐Energy BuildingsContributo para a Eficiência Energética de Edifícios
CASA PASSIVA
Quais as necessidades energéticas nominais da CasaPassivhaus?
= PASSIVE HOUSE
ASSOCIAÇÃO
INVESTIGAÇÃO
Necessidade de aquecimento anual 15 kWh/(m2 a)Carga de aquecimento 9 W/m2
INVESTIGAÇÃONecessidade de arrefecimento anual 8 kWh/(m2 a)Carga de arrefecimento 19 W/m2
Necessidade de energia primária 91 kWh/(m2 a)Taxa de sobreaquecimento 7%
Casa Passiva e Near Zero‐Energy BuildingsContributo para a Eficiência Energética de Edifícios
CASA PASSIVA
Qual a influência da espessura de isolamento nasparedes sobre as necessidades energéticas nominais?
50 25
= PASSIVE HOUSE
ASSOCIAÇÃO
INVESTIGAÇÃO
05
101520253035404550
0 50 100 150 200 250 300 350
Nece
ssida
de de
aque
cimen
to an
ual
[kWh/(
m² a)
]
Espessura do isolamento das paredes (eisolamento) [mm]
Limite
0
5
10
15
20
25
0 50 100 150 200 250 300 350
Car
ga d
e aq
ueci
men
to [W
/m²]
Espessura do isolamento das paredes (eisolamento) [mm]
Limite
18 30INVESTIGAÇÃO
0
3
6
9
12
15
18
0 50 100 150 200 250 300 350
Nece
ssida
de de
arre
fecim
ento
anua
l [kW
h/(m²
a)]
Espessura do isolamento das paredes (eisolamento) [mm]
Limite
0
5
10
15
20
25
30
0 50 100 150 200 250 300 350
Carg
a de a
rrefec
imen
to [W
/m²]
Espessura do isolamento das paredes (eisolamento) [mm]
Limite
7/5/2015
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Casa Passiva e Near Zero‐Energy BuildingsContributo para a Eficiência Energética de Edifícios
CASA PASSIVA 20
Qual a influência da taxa de ventilação sobre anecessidade de aquecimento e arrefecimento anual?
= PASSIVE HOUSE
ASSOCIAÇÃO
INVESTIGAÇÃO 6
8
10
12
14
16
18
20
eces
sida
de d
e aq
ueci
men
to e
arr
efec
imen
to
anua
l [kW
h/(m
² a)]
Necessidade de aquecimento anual Necessidade de arrefecimento anual
Taxa
máx
ima
Limite
INVESTIGAÇÃO4
6
0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1
Ne
Taxa de ventilação [1/h]
• Necessidade de aquecimento anual aumenta Aumento da taxa de ventilação
• Necessidade de arrefecimento anual diminui
• Taxa de ventilação mínima é de 0,3 h-1 • Taxa de ventilação máxima é de 0,6 h-1
Casa Passiva e Near Zero‐Energy BuildingsContributo para a Eficiência Energética de Edifícios
CASA PASSIVA70
Necessidade de arrefecimento Necessidade de aquecimento
Qual a influência da solução envidraçada sobre asnecessidades energéticas nominais?
S l ã 1 S l ã 2 l S l ã 4 l S l ã 6=
PASSIVE HOUSE
ASSOCIAÇÃO
INVESTIGAÇÃO 0
10
20
30
40
50
60
Nece
ssida
de de
aque
cimen
to e
arre
fecim
ento
[kWh/(
m² a)
]
Solução 1 Solução 2 Solução 3 Solução 4 Solução 5 Solução 6
Limite
INVESTIGAÇÃO 0Caixilharia de
alumínio sem corte térmico com vidro simples de 6mm
Caixilharia de alumínio com corte térmico com vidro simples de 6mm
Caixilharia de alumínio com corte térmico com vidro duplo de 4(16)4
Caixilharia de alumínio com corte térmico, com vidro duplo de 4(16)4 de baixa emissividade
com gás árgon
Caixilharia de PVC, com vidro duplo de
4(16)4 de baixa emissividade com
gás árgon
Caixilharia de PVC de alta performance, com vidro triplo de
4(16)4(16)4 de baixa emissividade com
gás árgon
Uf = 5,5 W/m2K Uf = 4,5 W/m2K Uf = 4,5 W/m2K Uf = 4,5 W/m2K Uf = 1,56 W/m2K Uf = 0,85 W/m2KUg= 5,8 W/m2K Ug= 5,8 W/m2K Ug= 2,7 W/m2K Ug= 1,3 W/m2K Ug= 1,3 W/m2K Ug= 0,58 W/m2K
g= 0,87 g= 0,87 g= 0,77 g= 0,66 g= 0,66 g= 0,50
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Casa Passiva e Near Zero‐Energy BuildingsContributo para a Eficiência Energética de Edifícios
CASA PASSIVA
Quais as zonas climáticas em estudo?
Combinação zonas Número de Graus-Dias Cid d=
PASSIVE HOUSE
ASSOCIAÇÃO
INVESTIGAÇÃO
çclimáticas (°C.dias) Cidade
I1 V11390 Aveiro940 Portimão
I1 V21190 Lisboa1460 Coimbra
I1 V3 1390 Évora
I2 V1 1610 PortoINVESTIGAÇÃO
Fonte: Google Earth
2 1I2 V2 1940 ViseuI2 V3 1740 Portalegre
I3 V1 2500 GuardaI3 V2 2850 BragançaI3 V3 2360 Lamego
Casa Passiva e Near Zero‐Energy BuildingsContributo para a Eficiência Energética de Edifícios
CASA PASSIVA
Qual a viabilidade da casa Passivhaus em diferenteszonas climáticas?
= PASSIVE HOUSE
ASSOCIAÇÃO
INVESTIGAÇÃO
05
10152025303540
Nece
ssida
de de
aque
cimen
to an
ual
[kWh/(
m² a)
]
02468
1012141618
Carg
a de a
quec
imen
to [W
/m²]
Limite
Limite
INVESTIGAÇÃO
Não cumpre os requisitos impostos pela norma para a estação deaquecimento:• Bragança• Guarda• Lamego• Viseu
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49
Casa Passiva e Near Zero‐Energy BuildingsContributo para a Eficiência Energética de Edifícios
CASA PASSIVA12
15
18
ecim
ento
a)] 20
25
o[W/m
²]Limite
= PASSIVE HOUSE
ASSOCIAÇÃO
INVESTIGAÇÃO
0
3
6
9
12Necessidade
de arrefe
anual [kW
h/(m
²
0
5
10
15
Carga de
arrefecim
ent
Limite
• Todas as cidades em estudo cumprem os requisitos impostos pela normaINVESTIGAÇÃO para a estação de arrefecimento.
• Não cumprem o limite imposto pela norma dos 10% para a taxa desobreaquecimento:
• Évora• Portalegre• Portimão
Casa Passiva e Near Zero‐Energy BuildingsContributo para a Eficiência Energética de Edifícios
CASA PASSIVA100
120
140
prim
ária Limite
25
30
35
nto
[%]
= PASSIVE HOUSE
ASSOCIAÇÃO
INVESTIGAÇÃO• Todas as cidades em estudo cumprem o limite imposto dos 120 kWh/(m2 a)
0
20
40
60
80
100
Necessidade
de en
ergia p
[kWh/(m
² a)]
0
5
10
15
20
25
Ris
co d
e so
brea
quec
imen
Limite
INVESTIGAÇÃO para a necessidade de energia primária.
• Analisando a viabilidade da casa Passivhaus de Aveiro para outras zonasclimáticas, concluindo-se que para zonas de climas mais extremos eseveros, no Verão ou no Inverno, não é possível cumprir as exigências danorma.
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Casa Passiva e Near Zero‐Energy BuildingsContributo para a Eficiência Energética de Edifícios
INVESTIGAÇÃOEstudo de soluções construtivas e pormenorizaçãoCASA PASSIVA Estudo de soluções construtivas e pormenorização
‐ Estudos paramétricos‐ Avaliação das PTLs‐ Avaliação da performance das soluções
A imagem não pode ser exibida. Talvez o computador não tenha memória suficiente para abrir a imagem ou talvez ela esteja corrompida. Reinicie o computador e abra o arquivo novamente. Se ainda assim aparecer o x vermelho, poderá ser necessário excluir a imagem e inseri-la novamente.
20°C R=0,13
=0°C R=0,04
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A imagem não pode ser exibida. Talvez o computador não tenha memória suficiente para abrir a imagem ou talvez ela esteja corrompida. Reinicie o computador e abra o arquivo novamente. Se ainda assim aparecer o x vermelho, poderá ser necessário excluir a imagem e inseri-la novamente.= PASSIVE HOUSE
ASSOCIAÇÃO
INVESTIGAÇÃO
Investigador: Rui Oliveira
T=0°C R=0,04
T=2
T=
T=20°C R=0,13
A imagem não pode ser exibida. Talvez o computador não tenha memória suficiente para abrir a imagem ou talvez ela esteja corrompida. Reinicie o computador e abra o arquivo novamente. Se ainda assim aparecer o x vermelho, poderá ser necessário excluir a imagem e inseri-la novamente.
A imagem não pode ser exibida. Talvez o computador não tenha memória suficiente para abrir a imagem ou talvez ela esteja corrompida. Reinicie o computador e abra o arquivo novamente. Se ainda assim aparecer o x vermelho, poderá ser necessário excluir a imagem e inseri-la novamente.
Ψsup. = 0,171 W/mK
Ψinf. = 0,196 W/mK
INVESTIGAÇÃO
Casa Passiva e Near Zero‐Energy BuildingsContributo para a Eficiência Energética de Edifícios
CASA PASSIVA
Pormenorização – ligação fachada dupla com laje depavimento sobre desvão ventilado
= PASSIVE HOUSE
ASSOCIAÇÃO
INVESTIGAÇÃOINVESTIGAÇÃO
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Casa Passiva e Near Zero‐Energy BuildingsContributo para a Eficiência Energética de Edifícios
CASA PASSIVA
Qual a influência do coeficiente de transmissão térmicalinear sobre a necessidade de aquecimento anual?
= PASSIVE HOUSE
ASSOCIAÇÃO
INVESTIGAÇÃO14,4
14,6
14,8
15
15,2
ssid
ade
de a
quec
imen
to a
nual
[kW
h/(m
² a)]
Limite
INVESTIGAÇÃO14,2
0 0,02 0,04 0,06 0,08 0,1 0,12 0,14 0,16
Nec
es
Coeficientes de transmissão térmica lineares, Ψ [W/(m K)]
Ψ = 0,12 W/(m K)Ψ = 0,05 W/(m K)
• Necessidade de aquecimento aumenta Aumento do coeficiente de transmissão térmica linear
• Ψ= 0,12 Ψ= 0,05 Diminui 2% as necessidade de aquecimento
Casa Passiva e Near Zero‐Energy BuildingsContributo para a Eficiência Energética de Edifícios
INVESTIGAÇÃOCASA PASSIVA
Avaliação económica da Passivhaus emPortugal
‐ Custos de uma construção tradicional segundo opadrão RCCTE vs construção Passivhaus
‐ Rentabilidade de uma Passivhaus tendo em conta ocusto da energia economizada.
= PASSIVE HOUSE
ASSOCIAÇÃO
INVESTIGAÇÃO
Investigador: Rui Grangeia
INVESTIGAÇÃO
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Casa Passiva e Near Zero‐Energy BuildingsContributo para a Eficiência Energética de Edifícios
ECONOMIA DE UMA PASSIVE HOUSECASA PASSIVA
• Construção com qualidade a um custo adicional (10%)
• Na avaliação do tempo de retorno ‐ Análise dinâmica dos custos do ciclo de vida (Net Present Value)
• Elevado conforto – custo!
• Custo crescente da energia (subida 2% ao ano)
= PASSIVE HOUSE
ASSOCIAÇÃO
INVESTIGAÇÃO • Custo adicional para componentes de qualidade
• Vida útil do edifício – Reabilitação energética mais onerosa
• Tempo de retorno do investimento (10 a 20 anos)
• Génese do NZEB (“Energy efficient house”, artº 2)
INVESTIGAÇÃO
Casa Passiva e Near Zero‐Energy BuildingsContributo para a Eficiência Energética de Edifícios
CASA PASSIVA
Qual a viabilidade económica da casa Passivhaus paraas diferentes zonas climáticas em estudo?Custos de execução:
= PASSIVE HOUSE
ASSOCIAÇÃO
INVESTIGAÇÃO
Aveiro Bragança ÉvoraCasa Passivhaus 170.000 € 175.000 € 165.000 €Casa Standard 155.000 € 157.500 € 148.500 €Investimento adicional 15.500 € 17.500 € 15.500 €
Custos de execução:
Necessidades energéticas:
Casa Passivhaus
Casa StandardAveiro Bragança Évora
Necessidade de energia elétrica [kWh/a] 14348 29784 25024Necessidade de gás [kWh/a] 4884 5069 4451
+10%
INVESTIGAÇÃO Casa PassivhausAveiro Bragança Évora - A Évora - B
Necessidade de energia elétrica [kWh/a] 7004 6936 8024 6936Necessidade de gás [kWh/a] 4884 5069 4451 4451
Preço da eletricidade 0,1405 €/kWhPreço do gás 0,0709 €/kWhInflação do preço eletricidade 2,80%Inflação do preço do gás 2,50%Taxa de juro 3,75%
Preços atualizados para o ano 2013:
7/5/2015
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Casa Passiva e Near Zero‐Energy BuildingsContributo para a Eficiência Energética de Edifícios
CASA PASSIVA
Qual a viabilidade económica da casa Passivhaus paraas diferentes zonas climáticas em estudo?Tempo de retorno para Aveiro:
= PASSIVE HOUSE
ASSOCIAÇÃO
INVESTIGAÇÃO
Tempo de retorno para Aveiro:
0 €
10.000 €
20.000 €
30.000 €
40.000 €
50.000 €
60.000 €
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20Anos
Poupança acumulada Investimento com taxa de juro
tretorno = 12,23 anos
Tempo de retorno para Bragança:INVESTIGAÇÃO Tempo de retorno para Bragança:
0 €10.000 €20.000 €30.000 €40.000 €50.000 €60.000 €70.000 €80.000 €90.000 €
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20Anos
Poupança acumulada Investimento com taxa de juro
tretorno = 6,22 anos
Casa Passiva e Near Zero‐Energy BuildingsContributo para a Eficiência Energética de Edifícios
INVESTIGAÇÃOCASA PASSIVA
Reabilitação do edificado existente ‐ edifício século XIX
‐ Aplicação de soluções Passivhaus à reabilitação do edificado emPortugal
‐ Estudo paramétrico
= PASSIVE HOUSE
ASSOCIAÇÃO
INVESTIGAÇÃO
Investigadores: Ana Alves, Tiago Rodrigues, Marlene Parada, DiogoLimas
INVESTIGAÇÃO
7/5/2015
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Casa Passiva e Near Zero‐Energy BuildingsContributo para a Eficiência Energética de Edifícios
INVESTIGAÇÃOCASA PASSIVA
Balanço Térmico do edifício original
Para os 3 apartamentos com uma área útil de 120.6 m2,considerando um único volume, sem qualquer sistema deisolamento térmico, obteve‐se:
• Necessidades de aquecimento = 145 [kWh.m‐2.y‐1]• Carga de aquecimento= 58 [W.m‐2]
= PASSIVE HOUSE
ASSOCIAÇÃO
INVESTIGAÇÃO • Necessidades de Energia Primária = 304 [kWh.m‐2.y‐1].
Investigadores: Ana Alves, Tiago Rodrigues, MarleneParada, Diogo Limas
INVESTIGAÇÃO
Casa Passiva e Near Zero‐Energy BuildingsContributo para a Eficiência Energética de Edifícios
INVESTIGAÇÃOCASA PASSIVA Energy retrofit according Portuguese
requirementsEnergy retrofit according EnerPHit requirements
Energy retrofit according EnerPHit requirements (VIP)
= PASSIVE HOUSE
ASSOCIAÇÃO
INVESTIGAÇÃO
requirements requirements requirements (VIP)Construction type Stone walls + wooden floors Stone walls + wooden floors Stone walls + wooden floorsTreated floor area (m2) 120.6 120.6 120.6UFloor slab [W.m-2.K-1] 0.270 (XPS = 8 cm ) 0.236 (XPS = 10 cm) 0.227 (VIP = 2 cm)UWall [W/(m2K)] 0.519-0.711 (XPS = 5-4 cm) 0.305–0.331 (XPS = 10 cm) 0.291–0.315 (VIP = 2 cm)UCeiling_Loft [W. m-2.K-1] 0.281 (XPS = 8 cm) 0.244 (XPS = 10 cm) 0.235 (VIP = 2 cm)
UWindow [W. m-2.K-1] 2.500 (timber window double glazing)
1.670-2.000 (timber double low-e glazing)
1.670-2.000 (timber double low-e glazing)
Ventilation system HVAC Mechanical ventilation with heat recovery
Mechanical ventilation with heat recovery
Night ventilation Yes Yes YesHeating/Cooling generation
Individual HVAC unities (air to air)Compact heat pump (air to air) Compact heat pump (air to air)
DHW source Boiler Compact heat pump and solar thermal
Compact heat pump and solar thermal
Investigadores: Ana Alves, Tiago Rodrigues, Marlene Parada, DiogoLimas
INVESTIGAÇÃO Lighting type CFLs LED LEDn 50 h-1 a 0.60 0.60 0.60
Heating demand [kWh.m-2.y-1] b 81.30 23.50 22.70
Cooling demand [kWh.m-2.y-1]b 0.00 0.00 0.00Overheating (%) b 0.00 0.00 0.00
Primary energy (Max.Value)
[kWh.m-2.y-1] b
214.10 (200.00) 102.10 (130.00) 99.80 (129.00)
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Casa Passiva e Near Zero‐Energy BuildingsContributo para a Eficiência Energética de Edifícios
INVESTIGAÇÃOCASA PASSIVA
Estudo de sensibildade= PASSIVE HOUSE
ASSOCIAÇÃO
INVESTIGAÇÃO
City Bragança Vila Real Braga Guarda Viseu Viana do Castelo
Heating Degree hours (kKh/a)
38 36 40 58 33 40
Type of insulation
XPS VIP
Solution/Features 1 2 3 A B CINVESTIGAÇÃO of the building
Thermal insulation of walls (cm)
10 10 15 2 1.5 3
Thermal insulation of floor and ceiling (cm)
10 10 15 2 1.5 3
Window Double glazinga
Triple glazingb
Triple glazingb
Double glazinga
Triple glazingb
Triple glazingb
Casa Passiva e Near Zero‐Energy BuildingsContributo para a Eficiência Energética de Edifícios
INVESTIGAÇÃOEstudo de sensibildadeCASA PASSIVA Estudo de sensibildade
= PASSIVE HOUSE
ASSOCIAÇÃO
INVESTIGAÇÃO 102030405060708090
100110120130140
Annual heating demand (kWh.m-2.y-1)Primary energy demand (kWh.m-2.y-1)Overheating (%)Limit value of the annual heating (kWh.m-2.y-1)Limit value of the primary energy (kWh.m-2.y-1)Limit value of the 10
2030405060708090
100110120130140
Annual heating demand (kWh.m-2.y-1)Primary energy demand (kWh.m-2.y-1)Overheating (%)Limit value of the annual heating (kWh.m-2.y-1)Limit value of the primary energy (kWh.m-2.y-1)Li it l f thINVESTIGAÇÃO
Energy demand for the studied cities with XPS insulation Energy demand for the studied cities with VIP insulation
010 Limit value of the
overheating (%)Bragança Viana do
CasteloViseuVila Real Braga Guarda0
10 Limit value of the overheating (%)
Bragança Viana do CasteloViseuVila Real Braga Guarda
Energy demand for the studied cities with XPS insulation Energy demand for the studied cities with VIP insulation
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Casa Passiva e Near Zero‐Energy BuildingsContributo para a Eficiência Energética de Edifícios
INVESTIGAÇÃOCASA PASSIVA
Simulação dinâmica e incorporação de PCMs
‐ Estudos paramétricos‐ Influência do uso de materiais de mudança de fase e
geotermia
= PASSIVE HOUSE
ASSOCIAÇÃO
INVESTIGAÇÃO
Investigador: António Figueiredo, José Figueira, Luís Caleiro
INVESTIGAÇÃO
Casa Passiva e Near Zero‐Energy BuildingsContributo para a Eficiência Energética de Edifícios
PCMsComo funcionam?
SÓLIDO LIQUIDO Armazenar
LIQUIDO SÓLIDO Restituir
PCMs possibilitam uma enorme capacidadelatente numa gama limitada de temperatura e actuam como um sistema de armazenamentoisotérmico.
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Casa Passiva e Near Zero‐Energy BuildingsContributo para a Eficiência Energética de Edifícios
INVESTIGAÇÃOCASA PASSIVA
Simulação dinâmica e incorporação de PCMs= PASSIVE HOUSE
ASSOCIAÇÃO
INVESTIGAÇÃO
Investigador: António Figueiredo, José Figueira, Luís Caleiro
INVESTIGAÇÃO
Casa Passiva e Near Zero‐Energy BuildingsContributo para a Eficiência Energética de Edifícios
INVESTIGAÇÃOCASA PASSIVA Peso Tensão Fotografia do Superfície de
Estudo Experimental‐ Lajes termo‐ativadas
= PASSIVE HOUSE
ASSOCIAÇÃO
INVESTIGAÇÃO
Provetes (1) Volúmico* (kN/m3)
Máxima* (MPa)
Fotografia do provete
Superfície de rotura Observações
PCM-I 21,81 15,50
---
PCM-II 22,06 18,33
Processo de mistura do PCM com o betão por
etapas combinado com a introdução prévia de água
BR-I 24,40 57,77
---
15
20
25
30
35
40
45
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18
Tem
pera
tura
(ºC
)
Sensor interno no betãode referência
Sensor interno no betãocom PCM
Temperatura interior dacâmara
Tfp
PT100
0.08m
Ø 120mm
0.30m
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
4,0
4,5
5,0
0,0 2,0 4,0 6,0
Resistência à flexão
(MPa
)
Deformação (mm)
Betão com PCM
Betão com PCM a 50ºC
Betão de referência
Betão de referência a50ºC
F
INVESTIGAÇÃOBR-II 24,58 49,73
---
PCM-I-Temp 21,43 17,00
tsup = 48,93°C tint = 51,27°C
BR-I-Temp 24,15 54,00
tsup = 49,03°C tint = 49,00°C
*Valores médios de 3 provetes 1) Ensaios aos 28 dias
Tempo (h)
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Casa Passiva e Near Zero‐Energy BuildingsContributo para a Eficiência Energética de Edifícios
INVESTIGAÇÃOCASA PASSIVA
Estudo Experimental‐ PCM Brick
= PASSIVE HOUSE
ASSOCIAÇÃO
INVESTIGAÇÃOINVESTIGAÇÃO
Casa Passiva e Near Zero‐Energy BuildingsContributo para a Eficiência Energética de Edifícios
INVESTIGAÇÃOCASA PASSIVA
Estudo Experimental‐ PCM Shutter
= PASSIVE HOUSE
ASSOCIAÇÃO
INVESTIGAÇÃOINVESTIGAÇÃO
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Casa Passiva e Near Zero‐Energy BuildingsContributo para a Eficiência Energética de Edifícios
INVESTIGAÇÃO Modiko Passive HouseCASA PASSIVA
Projecto de I&DT a ser realizado em consorcio entre duas empresase o Departamento de Engenharia Civil da Universidade de Aveiro ea PZE‐PP.
Um novo conceito habitacional que se baseia na construçãomodular composta por elementos perfilados, em que o grandedesafio científico e tecnológico consiste numa alteração substancialda sua performance energética atual de forma a alcançar os valoresexigidos pelo Standard Passivhaus e os requisitos da EPBD
= PASSIVE HOUSE
ASSOCIAÇÃO
INVESTIGAÇÃO exigidos pelo Standard Passivhaus e os requisitos da EPBD.INVESTIGAÇÃO
Casa Passiva e Near Zero‐Energy BuildingsContributo para a Eficiência Energética de Edifícios
INVESTIGAÇÃO Modiko Passive HouseCASA PASSIVA Building
OrientationBypass
(additionalWindow type
(glazing and frame)Insulation thickness(wall, roof, floor)• 72 Models runned
= PASSIVE HOUSE
ASSOCIAÇÃO
INVESTIGAÇÃO
e
0.0
4cm
8cm
12cm
double‐glazed
triple‐glazed
double‐glazed
triple‐glazed
double‐glazed
triple‐glazed
4cm
double‐glazed
triple‐glazed
air flow)
S01
S02
S03
S04
S05
S06
S07
S08
• Feature the advantage of the different
strategies modelled
• Prevent overheating in summer season
• Reduce the annual energy demand
• Comfort analysis – EN15251
INVESTIGAÇÃO 0°90°180°270°
1.2 8cm
12cm
double‐glazed
triple‐glazed
double‐glazed
triple‐glazed
2.4
4cm
8cm
12cm
double‐glazed
triple‐glazed
double‐glazed
triple‐glazed
double‐glazed
triple‐glazed
S09
S10
S11
S12
S13
S14
S15
S16
S17
S18Parametric Studies
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Casa Passiva e Near Zero‐Energy BuildingsContributo para a Eficiência Energética de Edifícios
CASA PASSIVA
Simulação Dinâmica Detalhada MultiZonaGeometria do Modelo
= PASSIVE HOUSE
ASSOCIAÇÃO
INVESTIGAÇÃO
• Definição geométrica no Sketchup através doPlugin OpenStudio
• Simulação em regime dinâmico no Energy Plus• Definição de zonas térmicas
INVESTIGAÇÃO • Definição das condições fronteira dassuperfícies (identificadas por cores)
Casa Passiva e Near Zero‐Energy BuildingsContributo para a Eficiência Energética de Edifícios
CASA PASSIVA
Soluções Construtivas AdoptadasConstrução Inicial Modiko
= PASSIVE HOUSE
ASSOCIAÇÃO
INVESTIGAÇÃO
Soluções Construtivas
ElementosEspessura
Isolamento (mm)Usolução [W/m2.ºC] URef (REH) [W/m2ºC]
Piso Térreo 30 0.78 0.50
Paredes Exteriores
60 0.33 0.50
Cobertura 50 0.33 0.40
INVESTIGAÇÃO Solução Optimizada Casa Passiva
Soluções Construtivas
ElementosEspessura Isolamento
(mm) Usolução [W/m2.ºC]
Piso Térreo 100 0.27
Paredes Exteriores 120 0.21
Cobertura 120 0.21
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Casa Passiva e Near Zero‐Energy BuildingsContributo para a Eficiência Energética de Edifícios
CASA PASSIVAConstrução Inicial Modiko
50
Compartimento Interior ‐ Sul
= PASSIVE HOUSE
ASSOCIAÇÃO
INVESTIGAÇÃO
• Variação da temperatura anual;
• Temperatura de conforto limitadaSolução Optimizada Casa Passiva
10
20
30
40
50
jan fev mar abr mai jun jul ago set out nov dez
Tempe
ratura Interior (°C) Tº C Int. Quarto
SE
INVESTIGAÇÃO entre os 20ºC e os 26ºCSolução Optimizada Casa Passiva
10
20
30
40
50
jan fev mar abr mai jun jul ago set out nov dez
Tempe
ratura Interior (°C) Tº C Int. Quarto
Casa Passiva e Near Zero‐Energy BuildingsContributo para a Eficiência Energética de Edifícios
CASA PASSIVAConstrução Inicial Modiko
Verão
= PASSIVE HOUSE
ASSOCIAÇÃO
INVESTIGAÇÃO
10
15
20
25
30
35
1/8 2/8 3/8 4/8 5/8 6/8 7/8 8/8
Tempe
ratura Interior (°C)
Tº C Int. Quarto Tº C Exterior
• Variação da temperatura na primeirasemana de Agosto;
• Temperatura de conforto limitada entre osSolução Optimizada Casa Passiva
SE
INVESTIGAÇÃO
10
15
20
25
30
35
1/8 2/8 3/8 4/8 5/8 6/8 7/8 8/8
Tempe
ratura
Interior (°C)
Tº C Int. Quarto Tº C Exterior
p20ºC e os 26ºC
Solução Optimizada Casa Passiva
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Casa Passiva e Near Zero‐Energy BuildingsContributo para a Eficiência Energética de Edifícios
CASA PASSIVATº C Int Quarto Tº C Exterior
InvernoConstrução Inicial Modiko
= PASSIVE HOUSE
ASSOCIAÇÃO
INVESTIGAÇÃO
0
5
10
15
20
25
30
1/1 2/1 3/1 4/1 5/1 6/1 7/1 8/1
Tempe
ratura Interior (°C)
Tº C Int. Quarto Tº C Exterior
• Variação da temperatura na primeira semanade Janeiro;
• Temperatura de conforto limitada entre os
SE
INVESTIGAÇÃO
0
5
10
15
20
25
30
1/1 2/1 3/1 4/1 5/1 6/1 7/1 8/1
Tempe
ratura
Interior (°C)
Tº C Int. Quarto Tº C Exterior
Temperatura de conforto limitada entre os20ºC e os 26ºCSolução Optimizada Casa Passiva
Casa Passiva e Near Zero‐Energy BuildingsContributo para a Eficiência Energética de Edifícios
Avaliação conforto - EN 15251 (category II)VerãoCASA PASSIVA
14161820222426283032343638404244
14 15 16 17 18 19 20 21 22
Operative temperature (C°)
Outdoor running mean temperature (C°)
TZ‐07 ‐ BedR_2N TZ‐02 ‐ Kitchen Lower limit Upper limit
14161820222426283032343638404244
14 15 16 17 18 19 20 21 22
Operative temperature (C°)
Outdoor running mean temperature (C°)
TZ‐05 ‐ LivRoom TZ‐09 ‐ BedR_1S Lower limit Upper limit
Edifício original
Double
0°
40.0
Reduction of 84%
= PASSIVE HOUSE
ASSOCIAÇÃO
INVESTIGAÇÃO
14161820222426283032343638404244
14 15 16 17 18 19 20 21 22
Operative temperature (C°)
Outdoor running mean temperature (C°)
TZ‐07 ‐ BedR_2N TZ‐02 ‐ Kitchen Lower limit Upper limit
14161820222426283032343638404244
14 15 16 17 18 19 20 21 22
Operative temperature (C°)
Outdoor running mean temperature (C°)
TZ‐05 ‐ LivRoom TZ‐09 ‐ BedR_1S Lower limit Upper limit
Passive House 180°
122.4
Triple
INVESTIGAÇÃO
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CASA PASSIVANecessidades Energéticas e Conforto Térmico
= PASSIVE HOUSE
ASSOCIAÇÃO
INVESTIGAÇÃO
Necessidades Energéticas Conforto Térmico
Aquecimento [kwh/m2.a]
Arrefecimento [kwh/m2.a]
% horas Tº C < 20 ºC
% Horas Tº C > 26 ºC
57.55 4.67 38.2 17.8
Construção Inicial Modiko
Solução Optimizada Casa Passiva INVESTIGAÇÃO
Necessidades Energéticas Conforto Térmico
Aquecimento [kwh/m2.a]
Arrefecimento [kwh/m2.a]
% horas Tº C < 20 ºC
% Horas Tº C > 26 ºC
8.91 (*) 0.6 3.4
(*) as necessidades de arrefecimento dependerão da potência do ventilador instalado, valor desprezável em comparação a um sistema comum de climatização
Casa Passiva e Near Zero‐Energy BuildingsContributo para a Eficiência Energética de Edifícios
CASA PASSIVA
Optimização NuméricaOptimização multi‐objetivo recorrendo a um algoritmo hibrido baseado no
= PASSIVE HOUSE
ASSOCIAÇÃO
INVESTIGAÇÃOS48S18
S12
CMA‐ES (covariance matrix adaptation evolution strategies) e HDE (hybrid
differential evolution) algortimos evolucionários.
INVESTIGAÇÃO
Parametric - S54(20.05 ; 2.53)
Optimizer – id5811(20.07 ; 2.64)
Optimizer – id*
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Casa Passiva e Near Zero‐Energy BuildingsContributo para a Eficiência Energética de Edifícios
A nossa experiência..15 dias a viver num edifício passivo de natureza social!CASA PASSIVA
> 20ºC
< 10ºC
= PASSIVE HOUSE
+NZEB
ASSOCIAÇÃO
< 0ºCINVESTIGAÇÃO
Casa Passiva e Near Zero‐Energy BuildingsContributo para a Eficiência Energética de Edifícios
The problems that we have in theThe problems that we have in theworld cannot be solved with thesame type of thinking thatcreated them.