Apresentação

Сomentários

Transcrição

Apresentação
Implementação de
soluções solar
passivas em Portugal limitações e desafios
no contexto atual
Paulo Mendonça – [email protected]
Indice
Introdução
1
Materiais
2
Construção
3
Utilização
4
Demolição versus Reabilitação
5
1- Introdução
Total tep/per capita
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
USA
Europa &
Total
America do Eurasia
Norte
Portugal
Ásia
America do
Sul e
Central
África
Consumo de energia primária mundial (em 2005)
TOTAL
Mundial
1- Introdução
Escola no Malawi:
Escola em Portugal:
Escola no Reino Unido:
1- Introdução
Evolução de tep/per capita em Portugal
1- Introdução
A taxa de crescimento do consumo final de energia em
Portugal tem diminuído em relação aos outros países da
Europa
1- Introdução
- 85% da energia primária é importada;
- 60% da energia primária consumida é petróleo e 84% são fontes fósseis;
- Vulnerabilidade da economia nacional face à volatilidade dos preços das matérias-primas
energéticas importadas.
1- Introdução
Evolução do PIB
Demasiada incorporação de
energia nos bens e serviços
produzidos (ineficiência)
contribuindo para a perda de
competitividade.
1- Introdução
IMPACTES AMBIENTAIS DOS EDIFÍCIOS
Materiais
Verificam-se em
diversas fases:
Processos
Impactes
da fase de construção
Transporte
Climatização (Conforto)
Manutenção
Demolição
Impactes
da fase de utilização
1- Introdução
Desenho com clima
Estratégias para
redução dos impactes:
3 R’s (Mat. E Tecn.)
Adequação
socio-cultural
Gestão (economica)
Uso racional
Regulamentação
Diminuir luxos
supérfluos
Utilizadores
Aumentar qualidade
efectiva
ACV
1- Introdução
Energia
• Informação
• Metodologias
• Coordenação
• Planeamento
• Avaliação
Recursos naturais
- Materiais Reutilizados / Reciclados
- Redução de resíduos
• Previsão
• Reciclagem
• Recursos
• Reabilitação
Factores locais:
- Clima
- Materiais
- Sistemas
EDIFÍCIO
SUSTENTÁVEL
construtivos
Materiais : - Não tóxicos
- Reciclados
- Baixo impacto
- Recuperar recursos
- Energia solar
- Água da chuva
- Separação de
subprodutos
• Formação
• Administração
• Interacção
• Validação
- Energia de Fontes
renováveis
- Sistemas de baixo consumo
• Cidadania
• Racionalização
• Gestão
• Operação/Ergonomia
• Manutenção
Especialmente importante para materiais pesados
2 Materiais
Rio de Moinhos - Penafiel
Sistemas construtivos em Portugal
2 Materiais
até há aproximadamente 50 anos
 Envolvente exterior pesada estrutural, pedra ou taipa/adobe (podia chegar a 1000 Kg/m2);
 Pavimentos e coberturas em madeira estrutural (entre 50 e 150 Kg/m2).
Sistemas construtivos em Portugal
2 Materiais
Actualmente
Estrutura porticada em betão, lajes aligeiradas e paredes em tijolo (aproximadamente 350
Kg/m2 em paredes e lajes).
Peso global dos edifícios equivalente à construção de há 100 anos atrás, mas:
 diminuição significativa das possibilidades de reutilização e mesmo reciclagem (elementos
compósitos aderidos de forma definitiva);
 materiais industrializados (elevada energia incorporada);
 menor disponibilidade de materiais locais.
Materiais
Soluções construtivas
Tijolo industrializado
2 Materiais
2 Materiais
Peso e Energia Incorporada dos materiais utilizados numa
habitação Convencional por m2 de área útil de pavimento (não
inclui redes de instalações e sanitários)
Peso (kg/m2)
Tijolo
PEC (kWh/kg)
PEC(kWh/m2)
651,9
1,26
821,4
2160,8
0,33
713,1
63,7
2,78
177,1
Alumínio
3,3
44,48
148,3
Isolamento térmico XPS
3,6
27,86
100,3
Aço inox ferragens
5,0
9,73
48,7
Vidro
8,5
5,11
43,3
Tela asfáltica
7,5
4,05
30,4
Gesso projectado
18,0
1,05
18,9
Madeira local
56,7
0,18
10,2
Pavimento flutuante carvalho
6,3
1,39
8,8
Pintura a tinta plástica
0,8
5,56
4,3
Aglomerados
2,7
1,08
2,9
Verniz sintético
0,1
21,55
2,4
Polietileno
0,1
24,19
2,2
Betão e argamassas de cimento
Aço armaduras
Total
2989,0
2132,2
2 Materiais
Peso e Energia Incorporada dos materiais utilizados nas CET Proposta e Convencional,
por posicionamento dos elementos
45.000
40.000
PEC (kWh)
35.000
30.000
25.000
CET 2 (Convencional)
20.000
CET 1 (Proposta)
15.000
10.000
5.000
1 - Fundações
2 - Pavimentos
3 - Paredes, portas e
envidraçados
4 - Tectos
5 - Coberturas
6 - Total
0
1
2
3
4
5
6
50.000
3.000
35.000
30.000
CET 2 (Convencional)
25.000
CET 1 (Proposta)
20.000
15.000
10.000
5.000
0
1
2
3
4
5
PEC específico kWh/m2
Peso (kg)
45.000
40.000
2.500
2.000
1.500
1.000
500
6
0
Total PEC/m 2 de Area
útil de pavim ento
2 Materiais
Portuguese construction nowadays
Thermal Insulation XPS
5%
Aluminium
7%
Others
8%
Brick
39%
•PEC from materials in a conventional house.
Steel
8%
•60% of PEC due to the external envelope and interior walls.
Concrete and cement
mortars
33%
•Portuguese per capita production of some construction materials (by decrescent order), world and
european ranking.
Production (T)
Total population (half of the
year)
Production
per capita (Kg/person.year)
4thW - Stone (2000)
45.785.000
10.012.197
4.572,9
3rdW - Cement(1998)
9.500.000
9.928.000
956,8
11thE - Wood (1998)
5.556.200
9.928.000
559,6
1stE - Brick (2000)
4.735.000
10.012.197
473,0
11thW- Steel (1998)
854.800
9.928.000
86,1
1stW - Cork (2000)
175.000
10.012.197
17,5
39thW - Aluminium(1998)
16.000
9.928.000
1,6
2 Materiais
FICHA TÉCNICA DA PAREDE
FICHA TÉCNICA DA PAREDE
NOME: PD1.2/15+11
Reboco
Tijolo furado
Caixa de ar
XPS
Tijolo furado
Reboco
ESPESSURA:
PMD2.1/15
2 cm
15 cm
5 cm
4 cm
11 cm
2 cm
Cal 0,5 cm
ESPESSURA:
ISOLAMENTO SONORO:
51 dB(A)
63,35 €/m2
CUSTO ECONÓMICO DA PAREDE:
51
70
ISOLAMENTO SONORO:
60
ENERGIA INCORPORADA:
ESPESSURA:
2
257 kg/m
53 dB(A)
20,5 cm
79 kg/m2
PESO ESPECÍFICO:
2
0,44 W/m .ºC
COEFICIENTE U:
---------------> R(dB)
910 kWh/m2
ENERGIA INCORPORADA:
25,7 cm
PESO ESPECÍFICO:
0,49 W/m2.ºC
DESENHO:
Aglomerado
1,2 cm
Madeira/cimento
Caixa-de-ar 5 cm
Aglomerado
1,9 cm
Madeira/cimento
Aglomerado Nego
5 cm
de Cortiça
Fibra de Côco 2 cm
Gesso Cartonado 2,6 cm
CONSTITUIÇÃO:
Alvernaria de Adobe 15 cm
313 kg/m2
COEFICIENTE U:
PT(L)3.1
TIPO: Parede Mista Tripla
Aglomerado
1,2 cm
Madeira/cimento
Caixa-de-ar 4 cm
Aglomerado Nego
5 cm
de Cortiça
CONSTITUIÇÃO:
39 cm
PESO ESPECÍFICO:
NOME:
DESENHO:
TIPO: Parede Mista Tripla
TIPO: Parede Dupla
CONSTITUIÇÃO:
FICHA TÉCNICA DA PAREDE
NOME:
DESENHO:
0,40 W/m2.ºC
COEFICIENTE U:
--------------->
R(dB)
ISOLAMENTO SONORO:
---------> R(dB)
50 dB(A)
70
2
171 kWh/m
80
442 kWh/m2
ENERGIA INCORPORADA:
60
50
46,55 €/m2
CUSTO ECONÓMICO DA PAREDE:
70
85,9 €/m2
CUSTO ECONÓMICO DA PAREDE:
53
50
40
60
ESTUDO ECONÓMICO:
40
30
ESTUDO ECONÓMICO:
50
ESTUDO ECONÓMICO:
30
1º ESTUDO
20
A partir da aplicação do RCCTE a um compartimento de
habitação tipo (Célula de Teste de Referência) e aplicando
esta parede obtiveram-se os seguintes resultados, por m2
de área útil de Pavimento.
PAREDE
(isolada)
CUSTO ENERGÉTICO (NI)
CUSTO ENERGÉTICO
INCORPORADO NOS MATERIAIS
CUSTO DE TRANSPORTE
CUSTO DE CONSTRUÇÃO
CUSTO TOTAL
40
1º ESTUDO
10
30
125
250
 
PAREDE
(compartimento
da habitação
tipo)
500
COMPARTIMENTO DA
HABITAÇÃO TIPO
1000
2000

f(Hz)
A partir da aplicação do RCCTE a um compartimento de habitação
tipo (Célula de Teste de Referência) e aplicando esta parede
obtiveram-se os seguintes resultados, por m2 de área útil de
Pavimento.
PESO RELATIVO DA
PAREDE NO CUSTO
DO COMPARTIMENTO
DA HABITAÇÃO TIPO
(parede + restantes
elementos construtivos)
€/m2
362 €/m2
-
191,9
87,8 €/m2
266 €/m2
33%
5,3
138,4
335,6
2,4 €/m2
63,4 €/m2
153,6 €/m2
20,0 €/m2
1112 €/m2
1760 €/m2
12%
6%
11%
CUSTO ENERGÉTICO (NI)
CUSTO ENERGÉTICO
INCORPORADO NOS MATERIAIS
CUSTO DE TRANSPORTE
CUSTO DE CONSTRUÇÃO
CUSTO TOTAL
CC
20
1112
0
20,0
266
CEIM
CC
(parede + restantes
elementos construtivos)
324 €/m2
€/m2
1000
2000
  
f(Hz)
A partir da aplicação do RCCTE a um compartimento de
habitação tipo (Célula de Teste de Referência) e aplicando esta
parede obtiveram-se os seguintes resultados, por m2 de área útil
de Pavimento.
PESO RELATIVO DA
PAREDE NO CUSTO
DO COMPARTIMENTO
DA HABITAÇÃO TIPO
-
32,8
16,5 €/m2
195 €/m2
8%
4,0
92,5
129,2
2,0 €/m2
46,6 €/m2
65,0 €/m2
18,0 €/m2
1000 €/m2
1537 €/m2
11%
5%
5%
40,0
500
16,5
CC
1000
2,0
125
PAREDE
(compartimento
da habitação
tipo)
PAREDE
(isolada)
250

1000
2000
 

 
COMPARTIMENTO DA
HABITAÇÃO TIPO
(parede + restantes
elementos construtivos)
306 €/m2
-
81,7
42,7 €/m2
221 €/m2
19%
CUSTO DE TRANSPORTE
CUSTO DE CONSTRUÇÃO
CUSTO TOTAL
1,2
164,6
247,5
0,6 €/m2
85,9 €/m2
129,2 €/m2
16,0 €/m2
1006 €/m2
1549 €/m2
4%
9%
10%
CEIM
100,0
CE
1500
80,0
1000
42,7
40,0
500
20,0
CEIM
0,0
CC
1006
0
306
221
16,0
CEIM
0,6
46,6
CT
CT
CC
CC
CT
85,9
CT
CT
CT
LEGENDA:
CE
CEIM
CT
CC
CT
NECESSIDADES DE AQUECIMENTO (NI)
ÁREA UTIL DE PAVIMENTO
2º ESTUDO
-
CUSTO
CUSTO
CUSTO
CUSTO
73,22
14,98
kWh/m2.ano
m2
CE
CEIM
CT
CC
CT
CE
CEIM
CT
CC
CT
- CUSTO ENERGÉTICO (Necessidades de Aquecimento) [€/m2]
- CUSTO ENERGÉTICO INCORPORADO NOS MATERIAIS [€/m2]
- CUSTO DE TRANSPORTE [€/m2]
- CUSTO DE CONSTRUÇÃO [€/m2]
66
16,47
NECESSIDADES DE AQUECIMENTO (NI)
ÁREA UTIL DE PAVIMENTO
2º ESTUDO
CC
500 €/m2
*Custo Médio de Terreno considerado
20,32
10160
1277
1149
12585
840,37
0,00
0%
m2
€
€
€
€
€/m2
€/m2
-
2438,88
€/m2
kWh/m2.ano
m2
Para este estudo considerou-se que a Área util interior iria manter-se constante, com a variação da
espessura da parede. Assim o aumento da área exterior resulta num aumento da área de terreno a
adquirir*, assim como da área de laje de cobertura e da laje
Parede em estudo
Área
Custo do Terreno*
Custo da Laje de Pavimento
Custo da Laje de Cobertura
Custo Total
Custo Total/m2 de Area útil de pavimento
Diferença para solução de referência
% de Variação do Custo
Solução de
referência
20,32
10160
1277
1149
12585
764,18
-
Parede em estudo
19,99
9995
1265
1138
12398
752,79
-11,39
-1,5%
m2
€
€
€
€
€/m2
€/m2
2144,12
€/m2
Área
Custo do Terreno*
Custo da Laje de Pavimento
Custo da Laje de Cobertura
Custo Total
Custo Total/m2 de Area útil de pavimento
Diferença para solução de referência
% de Variação do Custo
Custo final Célula de Teste com PT(L)3.1
Custo final Célula de Teste com PD1.2_15
62
17,07
ENERGÉTICO (Necessidades de Aquecimento) [€/m2]
ENERGÉTICO INCORPORADO NOS MATERIAIS [€/m2]
DE TRANSPORTE [€/m2]
DE CONSTRUÇÃO [€/m2]
500 €/m2
*Custo Médio de Terreno considerado
Solução de
referência
20,32
10160
1277
1149
12585
840,37
-
CUSTO
CUSTO
CUSTO
CUSTO
CC
Para este estudo considerou-se que a Área util interior iria manter-se constante, com a variação da
espessura da parede. Assim o aumento da área exterior resulta num aumento da área de terreno a
adquirir*, assim como da área de laje de cobertura e da laje de pavimento.
500 €/m2
*Custo Médio de Terreno considerado
-
NECESSIDADES DE AQUECIMENTO (NI)
ÁREA UTIL DE PAVIMENTO
kWh/m2.ano
m2
2º ESTUDO
CC
Para este estudo considerou-se que a Área util interior iria manter-se constante, com a variação
da espessura da parede. Assim o aumento da área exterior resulta num aumento da área de
terreno a adquirir*, assim como da área de laje de cobertura e da laje
Área
Custo do Terreno*
Custo da Laje de Pavimento
Custo da Laje de Cobertura
Custo Total
Custo Total/m 2 de Area útil de pavimento
Diferença para solução de referência
% de Variação do Custo
LEGENDA:
LEGENDA:
ENERGÉTICO (Necessidades de Aquecimento) [€/m2]
ENERGÉTICO INCORPORADO NOS MATERIAIS [€/m2]
DE TRANSPORTE [€/m2]
DE CONSTRUÇÃO [€/m2]
Custo final Célula de Teste com PMD2.1/15
-
f(Hz)
PESO RELATIVO DA
PAREDE NO CUSTO
DO COMPARTIMENTO
DA HABITAÇÃO TIPO
€/m2
60,0
324
195
0
18,0
500
CUSTO ENERGÉTICO (NI)
CUSTO ENERGÉTICO
INCORPORADO NOS MATERIAIS
CE
1500
1000
0,0
63,4
500
60,0
20,0
2,4
250

COMPARTIMENTO DA
HABITAÇÃO TIPO
80,0
362
500
40
125
CEIM
100,0
1000
60
10
PAREDE
(compartimento
da habitação
tipo)
PAREDE
(isolada)
CE
1500
CEIM
100
87,8
80
0
1º ESTUDO
20
Solução de
referência
20,32
10160
1277
1149
12585
737,19
-
19,88
9940
1261
1134
12335
722,55
-14,64
-2,0%
m2
€
€
€
€
€/m2
€/m2
-
2131,54
€/m2
Parede em estudo
Materiais
Soluções construtivas
Blocos de Adobe
2 Materiais
2 Materiais
Peso e Energia Incorporada dos materiais utilizados numa habitação Convencional
(não inclui instalações, sanitários)
Materiais utilizados
Peso (kg)
(kWh/kg)
PEC(kWh)
Argila (tijolo furado)
9778,13
1,26
12320,44
Alumínio(comercial 30% reciclado)
250,00
44,48
11120,00
Betão
32411,60
0,33
10695,83
Aço (comercial 20% reciclado)
955,60
2,78
2656,57
Poliestireno extrudido (XPS)
54,00
27,86
1504,44
Aço inoxidável
75,00
9,73
729,75
Vidro
127,20
5,11
649,99
Placa asfáltica ondulada de cobertura
112,50
4,05
455,63
Gesso projectado
270,00
1,05
283,50
Policarbonato alveolar
8,91
24,19
215,53
Placa de Aglomerado (betão / madeira)
153,90
1,08
166,21
Madeira (pinho tratado localmente)
851,13
0,18
153,20
Pavimento flutuante em madeira
94,50
1,39
131,36
Tinta plástica (com base aquosa)
11,70
5,56
65,05
Aglomerado de madeira
40,32
1,08
43,55
Verniz sintético
1,70
21,55
36,64
Folha de polietileno expandido
1,35
24,19
32,66
Total
45197,54
41260,33
3013,17
2750,69
Área de pavimento 15m2
Total / m2
 Ciclo de Vida
2 Materiais

Matérias
primas
Energia
Construção
Uso
Deposição
Reutilização
Transporte
Reutilização
Produção
dos materiais
Reciclagem do material
Extracção de
matérias primas
Resíduos
e emissões
2 Materiais
Produção portuguesa per capita de alguns materiais de construção (por ordem decrescente)
Produção (T)
População total (meio
do ano)
Produção
per capita
(Kg/pessoa.ano)
4ºM - Pedra (2000)
45.785.000
10.012.197
4.572,9
3ºM - Cimento (1998)
9.500.000
9.928.000
956,8
11ºE - Madeira (1998)
5.556.200
9.928.000
559,6
1ºE - Tijolo (2000)
4.735.000
10.012.197
473,0
11ºM - Aço (1998)
854.800
9.928.000
86,1
1ºM - Cortiça (2000)
175.000
10.012.197
17,5
39ºM - Alumínio (1998)
16.000
9.928.000
1,6
Em cada um dos processos produtivos se deve tender obviamente a optimizar os custos energéticos
Transporte
2 Materiais
0,15kW/h
300kW/h
Transporte
A opção por transportar materiais pesados em grandes
distâncias, apesar de eventualmente poder ser
economicamente viável, será sob o ponto de vista ambiental
sempre pouco recomendável.
Por exemplo, enviar uma pedra com 1 tonelada a uma
distância de 10.000km:
por via marítima terá um custo energético de 1.175kWh
(4.230MJ);
a mesma pedra a uma distância de 1.000km:
por via terrestre terá um custo energético de 803kWh
(2890MJ)
enquanto a energia gasta para a sua extracção é somente de
27,8kWh (100MJ).
2 Materiais
Transporte
2 Materiais
Tabela 1 Poluição associada aos transportes com motores de combustão [g/ton.km]
CO2
SO2
Nox
Diesel:
rodoviário
120
0,10
1,90
Diesel:
marítimo
50
0,30
0,70
Diesel:
ferroviário
50
0,05
0,75
Tipo de
transporte
Fonte: (Fossdal, 1995)
Tabela 2 Emissões e consumo de energia primária de diversos meios de transporte
Marítimo
Ferroviário
Rodoviário
Aéreo
CO2
30,00
41,00
207,00
1206,00
CH4
0,04
0,06
0,30
2,00
NOx
0,40
0,20
3,60
5,50
CO
0,12
0,05
2,40
1,40
VOCs
0,10
0,08
1,10
3,00
Energia
(Wh/ton.km)
118,00
188,00
803,00
4400,00
423,00
677,00
2890,00
15839,00
Emissões (g
/ton.km)
(kJ/ton.km)
Fonte: (Energy Research Group 1999)
A estratégia
do local
Transporte e materiais
2 Materiais
Consumos energéticos da obra
3 Construção
Os consumos energéticos de obra podem ser de dois tipos:
consumos directos são aqueles que dizem respeito ao estaleiro e actividade laboral
dos operários;
consumos indirectos são mais dificilmente avaliados, porque dizem respeito a todos
os outros consumos de equipamentos, incluindo a energia dispendida no seu
fabrico e respectiva manutenção,
bem como transportes de operários e equipamentos para e desde a obra.
3 Construção
Os consumos directos da obra podem dividir-se em dois grupos distintos:
Consumo de energia na obra. Os gastos energéticos na obra dizem respeito
a todas as actividades do estaleiro, tais como consumos dos equipamentos
mecânicos, iluminação, etc. Podem ser medidos nos gastos em combustível e
electricidade do estaleiro, pelo que são facilmente mensuráveis. A quantidade
de energia gasta em estaleiro aumentou consideravelmente nos últimos anos
como resultado da crescente mecanização;
Os consumos energéticos referentes à actividade laboral dos operários. A
actividade laboral dos operários constitui uma pequena parcela, mas será
mais significativa em obras de mão-de-obra intensiva. Assumindo que um
operário gasta 100 W/h (360 kJ), uma moradia unifamiliar de média dimensão
consumirá em energia de mão-de-obra entre 75 e 150 kW/h (270 e 540 MJ).
3 Construção
Hoje, na Europa temos em média o equivalente a 30 escravos mecânicos que
nos transportam, alimentam, protegem do frio e do calor, nos informam…
1,5kW/h
150kW/h
Custo Económico
Aspectos económicos
Habitação de custos controlados em Portugal
Portaria n.º 1172/2010
Os preços de construção da habitação, por metro
quadrado, para vigorarem no ano de 2011, são:
•a) Para a zona I — € 743,70;
•b) Para a zona II — € 650,10;
•c) Para a zona III — € 588,98.
3 Construção
3 Construção
4
Custo Económico
Custo económico de construção e de operação num ciclo de vida de 50 anos
por metro quadrado de área de pavimento útil numa construção convencional –
edifício de habitação localizado em Guimarães.
Custo económico
construção
[€/m2]
743,7
A estratégia do local

Custo económico com
aquecimento na vida
útil – 50 anos [€/m2]
404
Custo Económico
Aspectos económicos
Habitação custo controlado no Malawi
Uma cabana tradicional tem o custo de Mk750/m2
(3,75€/m2).
Casa construída por uma ONG com fundações em
betão, paredes em tijolo queimado e cobertura em
chapa zincada, custa em média Mk5000/m2
(25,00€/m2).
3 Construção
4- Utilização
Consumo energético global na vida útil
[kWh/m2]
Energia incorporada PEC
[kWh/m2]
Consumo energético com
aquecimento na vida útil
[kWh/m2]
Energia
incorporada PEC
[kWh/m2]
Consumo
energético com
aquecimento na
vida útil [kWh/m2]
2300
4000
Energia incorporada e de transporte nos materiais e custo energético com
aquecimento em 50 anos, por metro quadrado de área de pavimento útil numa
Aconstrução
estratégia do local
convencional – edifício de habitação localizado em Guimarães.
4- Utilização
Custo económico de construção e de operação num ciclo de vida de 50 anos por metro quadrado de área de pavimento
útil numa construção convencional – edifício de habitação localizado em Guimarães.
Custo económico
construção
[€/m2]
744
A estratégia do local

Custo com
aquecimento anual
[€/m2.ano]
Custo económico com
aquecimento na vida
útil [€/m2]
Custo económico total
[€/m2]
7,89
404
1148
Consumo de energia primária em Portugal
4- Utilização
13%
50%
Esta relação tem variado ao longo da história e em
relação directa com os climas e disponibilidade de
materiais.
Distribuição dos consumos de energia nos edifícios
Distribuição
dos consumos de energia primária
por sectores consumidores em Portugal.
(Fonte: DGE)
residenciais por áreas de consumo em Portugal
(Fonte: DGE)
4- Utilização
PNAEE - Plano Nacional de Acção para a Eficiência Energética 2008
Portugal Eficiência 2015 (DGEG) (conclui-se que 1/3 dos edifícios necessita de reabilitação)
4- Clima
Portugal é o país europeu com maior disponibilidade de
radiação solar por área de território
(continental total area -
- 2200 to 3000 hours of sun
88.797km2)c
- Irradiação: 14 to 17 MJ/m2/dia
4- Clima
Temperaturas médias anuais em Portugal continental
Temperatura mínima
Temperatura máxima
4- Clima
Climas frios sugerem
revestimentos exteriores de cor
escura e envidraçados de
grande dimensão
Hunstanton Secondary School,
Norfolk, Alison Smithson and Peter
Smithson
(1949-54)
4- Clima
Climas quentes implicam
revestimentos de cor clara,
protecções solares e
envidraçados de pequena
dimensão
Habitação colectiva em
Casablanca
V. Bodianski, G. Candilis, S.
Woods (1956)
4- Clima
A definição arquitectónica pode ser feita a partir duma analise da
arquitectura vernacular
Casa Beires (Póvoa de Varzim) – Siza Vieira
Bairro da Malagueira (Évora) – Siza Vieira
4- Solar passivo
As temperaturas ambiente e radiante interiores, bem como a iluminação natural, são
resultantes dos ganhos interiores e exteriores, por um lado, e as perdas por condução e
convecção através da envolvente dos edifícios, por outro. São essencialmente as
características da envolvente exterior que mais vão condicionar estas trocas,
nomeadamente:
1 - Relação entre a área de fachada opaca e a área de fachada transparente ou
translúcida
2 - Coeficiente U
Parede dupla de tijolo 15+11cm com 5cm de isolamento XPS – 0,5W/m2ºC
Vidro duplo 4+(6)+6mm – 3,3W/m2ºC
Vidro duplo c/ baixa emissiv. 6+(16)+4mm argon na caixa-de-ar – 1,1W/m2ºC
3 - Factor de obstrução
(dos vãos exteriores)
4 - Factor solar
(dos vãos exteriores)
Vidro simples incolor 4mm – 0,85
Vidro duplo 4+(6)+6mm incolor – 0,74
4- Transmissão térmica
Espessura equivalente ao coeficiente de transmissão térmica de 100cm de pedra de granito para diversos materiais de construção
Granito, gneisse, pórfiro
Betão de inertes c orrentes - norm al
Argam assa de inertes c orrentes
Estuque projec tado
Estuque tradic ional, plac as de estafe, gesso c artonado
Madeira de m assa volúm ic a elevada
Viroc
Aglom erado de fibras de m adeira - denso
Aglom erado de partíc ulas de m adeira - extrudidas
Carvalho, freixo, faia, pinho, c asquinha, c edro, abeto, c houpo
Contraplac ado
Aglom erado de partíc ulas de m adeira - prensadas
Aglom erado de fibras de m adeira - leve
Materiais granulares leves ou fibras soltas
Aglom erado negro de c ortiç a
Lã de roc ha
Fibra de c ôc o
Poliestireno expandido m oldado
Lã de vidro
Poliestireno expandido extrudido
Espum a rígida de Poliuretano
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
4- Ganhos solares
Em termos energéticos os envidraçados distinguem-se
das zonas opacas de fachada pela possibilidade de
permitir ganhos solares: a selectividade do vidro permite
transmitir radiação em forma de luz visível e reter
radiação térmica infra-vermelha.
Vidros especiais podem
incrementar este efeito: no caso dos vidros “low-E”
ou diminuir este efeito: vidros absorventes (coloridos)
4- Ganhos solares
A solução comum são os ganhos directos.
No entanto este tipo de ganhos apresenta problemas de compatibilização entre
desempenho higrotérmico / iluminação natural e desempenho higrotérmico /
acústico, além da degradação dos materiais interiores pela exposição à radiação
solar directa.
4- Ganhos solares
•Ganho directo (Figura 1):
Envidraçados orientados preferentemente a Sul (para o hemisfério
Norte);
- Sombreadores para Verão;
- Massa térmica interior;
•Ganho indirecto (Figura 2):
Paredes de armazenamento térmico
(Parede acumuladora não ventilada, Parede de Trombe e Parede
dinâmica);
- Cobertura com armazenamento térmico;
- Estufa adossada e estufa integrada;
- Convecção natural (termosifão);
Figura 1. Ganho directo
•Ganho separado:
Ganho indirecto onde existe uma maior separação - por distância ou
isolamento entre o armazenamento térmico e o ambiente a climatizar.
Figura 2. Ganho indirecto
4- Ganhos solares
Paredes de ganho indirecto
Exterior
Interior
Parede acumuladora com efeito de
Estufa (durante o dia em Inverno)
Exterior
Interior
Parede de Trombe com efeito de Estufa
(durante o dia em Inverno)
Exterior
Interior
Parede acumuladora com efeito de
Estufa (Durante a Noite em Inverno)
Exterior
Interior
Parede de Trombe com efeito de Estufa
(durante a noite no Verão)
Exterior
Interior
Parede dinâmica com efeito de Estufa
(durante o dia em Inverno)
4- Ganhos solares
Ganho separado
Sala de Estar
Garagem
Cozinha
Casa com estufa integrada
a)
Estufa
Quarto
Quarto
b)
Casa com estufa adossada - casa Latapie,
de Lacaton & Vassal
Vazio sobre a estufa
Estufa Adossada (a)
Estufa Integrada (b)
4- Ganhos solares
As fachadas características das casas
urbanas do século XIX no Porto
apresentavam uma área de
envidraçado muitas vezes superior à
área de parede opaca. Mas este espaço
não era um compartimento habitável
mas sim uma estufa integrada
(formando um espaço tampão de
protecção térmica e acústica).
4- Clima
Efeito da Inércia Térmica e higroscópica no conforto
TEMPERATURA DO
AR EXTERIOR
CONSTRUÇÃO
INÉRCIA FRACA
CONSTRUÇÃO
INÉRCIA FORTE
Temperatura de conforto
4- Proteção solar
4- Proteção solar
4- Proteção solar
Os dispositivos de sombreamento exterior são mais eficientes no Verão.
Além de impedirem a radiação directa de atingir o vidro, permitem a
dissipação por convecção do calor absorvido no material do
sombreador.
Se protecções do mesmo tipo forem colocadas no interior, dá-se a
formação dum mini efeito de estufa, obtendo-se um factor de ganho
solar maior, favorável no Inverno, como se pode ver pela análise da
Tabela.
Estore exterior
A solução ideal será a de poder contar com as duas situações,
utilizando protecção exterior no Verão e interior no Inverno.
Estore interior
Coeficiente de sombreamento para sistemas de sombreamento e isolamento nocturno
Estore veneziano ou
cortina interiores
Só vidro
Estore veneziano
exterior
Pala exterior
Tecido
exterior
Tipo
Vidro absorvente
Vidro duplo
claro
médio
escuro
claro
médio
médio
escuro
claro
Médio
ou
escuro
Vidro incolor 6 mm
0,94
0,56
0,65
0,74
0,14
0,12
0,21
0,21
0,14
0,24
a = 0,48-0,58
0,73
0,53
0,59
0,62
0,11
0,10
0,10
0,10
0,11
0,10
a= 0,58-0,70
0,62
0,51
0,54
0,56
0,10
0,10
0,14
0,14
0,10
0,16
d = 6 mm
0,80
0,52
0,59
0,65
0,12
0,11
0,18
0,18
0,12
0,20
a = 0,48-0,58
0,52
0,36
0,39
0,43
0,10
0,10
0,11
0,11
0,10
0,13
4- Proteção solar
Sombreadores exteriores móveis
Vantagens:
- Flexibilidade;
- Máxima eficiência
- Regulação da iluminação natural
Desvantagens:
- Dependem dos ocupantes
- Susceptíveis de má utilização
4- Proteção solar
4- Proteção solar activa
De modo a evitar conflitos entre as necessidades de Inverno e de
Verão, têm sido desenvolvidos vidros de propriedades variáveis, e/ou
controláveis, tais como:
Fototrópicos: a transmissibilidade do vidro fototrópico depende da
intensidade da radiação incidente, quanto mais alta esta for, menor é
a transmissibilidade. Este efeito não é contudo desejável no Inverno;
Termotrópicos: em vidros termotrópicos, a transmissibilidade varia
em função da temperatura. Este já é um sistema cujo princípio de
funcionamento é mais interessante no que diz respeito ao
aproveitamento passivo da energia solar se o vidro puder ficar
transparente abaixo dos 20ºC;
Cromogénicos: consegue-se controlar as propriedades dos vidros
cromogénicos, a partir da introdução de uma diferença de potencial
eléctrico entre as suas superfícies.
4- Proteção solar activa
Complicando um pouco mais…
Instituto do Mundo Árabe (1987)
Jean Nouvel
4- Sistemas ativos
Produção eléctrica
Vidro laminado com módulos
fotovoltaicos integrados
Fachada cortina dupla com câmara
de ar ventilada (vidro exterior com
módulos fotovoltaicos integrados)
Biblioteca Pompeu Fabra
Mataró, Barcelona
Miquel Brullet
300m2 de painéis na fachada e
300m2 de painéis na bobertura
Potência instalada 52kWp
Produção anual 50MWh(ligada à rede)
4- Isolamento translúcido
Os materiais de isolamento translucido podem ser classificados
segundo a sua estrutura geométrica em quatro tipos:
1.Absorvente/paralelo: consiste em camadas de vidros ou
plásticos colocados transversalmente e nalguns casos com
revestimentos com reflexão aos infra-vermelhos interiores. O seu
rendimento é menor, pois a percentagem de energia reflectida é
muito elevada, pela acumulação de reflexões nos diversos panos
(Figura a)) (por exemplo vidros duplos ou triplos);
2.Absorvente/perpendicular: consistem em tubos de vidro
colocados transversalmente aos vidros duplos onde se inserem. Este
sistema proporciona um rendimento elevado pois as reflexões
tendem a conduzir a radiação para o interior do painel,
especialmente com alturas do sol menores (Figura b));
3.Estruturas em cavidades: é uma combinação entre as
estruturas paralelas e as perpendiculares. As perdas por reflexão são
elevadas (painéis alveolares fechados; espumas translúcidas);
4.(Quase-)Homogéneos: caracterizados por uma grande
absorção. Este sistema também proporciona um rendimento elevado
(Aerogel de sílica e fibra de vidro podem ser considerados deste
grupo).
a)
b)
4- Isolamento translúcido
Painel Kapipane
(U – 0,6 a 1,3 W/m2ºC)
Isolamento translúcido (SolFas)
sobre parede acumuladora
4- Sistemas ativos
AQS – Água Quente Sanitária
A inclusão de instalações de AQS no RCCTE, seguindo
uma orientação da Directiva 2002/91/CE, lança novos
desafios de integração plástica e funcional dos
equipamentos
5- Demolição versus Reabilitação
Resíduos gerados pelo setor da Construção em Portugal entre 2004 e
2009. Fonte: (INE, 20102)
Ano
Setor da
construção (ton)
Total (ton)
Fonte (INE, 20102)
2004
2005
2006
2007
2008
2009
2 625 930
5 212 520
3 607 232
5 674 248
8 148 290
3 152 098
24 689 088
31 096 302
31 155 301
30 240 562
31 591 727
23 659 876
5- Demolição
Kg/PIB
Evolução dos resíduos gerados em relação ao PIB. Fonte: (INE, 20102)
Importante: Promover a Demolição selectiva - desmontar o
edifício em elementos, não só os mais facilmente removíveis
(caixilharias, loiças sanitárias, canalizações, etc.), mas também
os componentes e/ou materiais do edifício – necessidade do
design para a desconstrução.
5- Demolição selectiva
Certos factores podem permitir que os
componentes dum edifício sejam mais
facilmente montados / reciclados /
reutilizados, entre os quais:
•a) Qualidade similar e
ligação permanente
• Utilização de sistemas totalmente
separados;
• Possibilidade de separar os
componentes em cada sistema;
• Utilizar materiais estandardizados e
homogéneos.
“Yacht House” (Horden 1995)
•b) Estrutura de melhor
qualidade e ligação
permanente
•c) Qualidade similar ou
diferenciada mas fácil
separação
Conclusões
A energia é um dos indicadores mais difundidos e aceites para
avaliar o impacto ambiental já que é um factor que intervém
em todas as fases dum processo produtivo. Implica um
elevado consumo de recursos não renováveis e emissões
contaminantes, especialmente de CO2.
Quase metade das emissões totais de poluentes para a
atmosfera devem-se à indústria da construção e à utilização
de energia durante a vida útil do edifício.
A construção convencional é passível de optimização
energética relativamente relativamente aos gastos com
climatização (para aquecimento) em cerca de 25%,
praticamente apenas dependendo da envolvente exterior
(vertical).
A construção convencional é passível de optimização
energética relativamente à energia incorporada entre 40 a
60%:
- compatibilização entre iluminação natural e artificial;
- compatibilização entre desempenho térmico e restantes
parâmetros de eco-eficiência;
- compatibilização entre regulamentação térmica e acústica;
- compatibilização entre desempenho higrotermico e
iluminação
natural.
1m2 de construção convencional em Portugal implica cerca de
2700 kWh de energia incorporada;
Conclusões
Optimização dos impactos ambientais dos sistemas
construtivos e dos materiais utilizados – estratégias para a
envolvente exterior:
- utilização de materiais locais pesados enquanto massa
térmica;
- utilização de isolamento pelo exterior;
- utilização mínima dos materiais inevitavelmente
industrializados, tais como os materiais transparentes /
translúcidos (vidro ou polímeros), caixilharias, instalações
e isolamentos;
- uso preferente de materiais naturais, reciclados ou pouco
transformados (como por exemplo, cortiça em isolamento,
pedra ou terra compactada em paredes, madeira em
caixilharias);
- redução dos consumos energéticos com transporte –
redução do peso total;
- projectar para a desconstrução - redução dos gastos
energéticos com montagem e demolição – eventual
desmontagem e reutilização pela utilização de fixações
mecânicas, redução do peso, construção modular;
- redução dos resíduos de obra;

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