Avaliação energética e ambiental de edifícios de habitação : impacto da utilização de diferentes sistemas energéticos e energia primária

Abstract

As transformações energéticas são uma das principais causas da poluição ambiental. De forma a promover a redução das emissões de gases de efeito de estufa e do consumo energético, é fundamental a aplicação dos princípios do desenvolvimento sustentável ao sector dos edifícios. Contabiliza-se que existam na União Europeia cerca de 164 milhões de edifícios, responsáveis por 40% da procura de energia final e 1/3 das emissões de gases de efeito de estufa. Edifícios sustentáveis são aqueles que têm o mínimo impacto negativo no ambiente natural e construído. Para a construção de edifícios sustentáveis, são necessárias várias medidas, desde a regulamentação energética, implementação de normas de conforto térmico, até à consciencialização dos intervenientes para utilização de soluções energeticamente eficientes. Neste contexto, são introduzidas várias soluções activas e passivas a adoptar nos edifícios, de forma a aumentar a sua performance energética. Neste trabalho utilizou-se a metodologia de cálculo do novo Regulamento das Características de Comportamento Térmico dos Edifícios (RCCTE), publicado no Decreto de Lei 80/2006 de 4 de Abril, tendo em vista a verificação do desempenho energético de uma moradia localizada nas Caldas da Rainha. De modo a analisar e optimizar o desempenho energético da moradia foram estudados vários sistemas energéticos alternativos: diferentes equipamentos de climatização, geotermia e produção de águas quentes sanitárias; diferentes sistemas solares, com volumes do depósito de armazenamento distintos e diferentes sistemas de apoio; e diversos tipos de isolamentos térmicos. Foi ainda estimada a viabilidade da aplicação de tecnologias de microgeração, nomeadamente energia eólica e fotovoltaica. Do estudo realizado obteve-se uma solução óptima com uma bomba de calor para aquecimento e arrefecimento, painéis solares SchücoSol S, com um depósito com um volume de armazenamento de 200L, com um sistema de apoio a gás butano e um isolamento térmico EPS de 80mm de espessura pelo interior. Esta alternativa concederia à moradia uma classe de desempenho máxima, A+, com necessidades nominais globais de energia primária de 1,05kgep/m2.ano, com base num investimento de aproximadamente 8000€, que seria compensador ao fim de 7 anos, e que permitiriam uma poupança de 45€ por mês relativamente à situação inicial do caso de estudo. Em termos ambientais haveria uma redução de 0,51 toneladas de CO2 por ano, que se traduziriam numa redução de 12,5€ anuais. Uma solução micro-eólica, com um investimento entre os 13000 e os 25000€, com um retorno de investimento entre os 5 e os 8 anos, renderia cerca de 3000€/ano. Já uma tecnologia fotovoltaica, com um período de retorno de 9-10 anos e um investimento entre os 26000 e os 30000 €, renderia aproximadamente 2900€/ano.

ABSTRACT: Energy transformations are one of the main causes of the environmental pollution. In order to promote the reduction of the energy consumption, it is fundamental to employ the sustainable development principles in the building sector. In the European Union, there are about 164 million buildings, responsible for 40% of the final energy demand and 1/3 of the emissions of greenhouse gases. Sustainable buildings are those that have the minimum negative impact in the natural and constructed environment. Different measures are necessary for the construction of sustainable buildings: since energy regulation, implementation of thermal comfort standards and the awareness of the intervening parts to the benefits of the use of energy efficient active and passive solutions. In this work it was used the Regulamento das Características de Comportamento Térmico dos Edifícios (RCCTE) calculation method, published on the Decreto de Lei 80/2006 from April 4th, to verify de energetic performance of one residence located in Caldas da Rainha. To analyse and optimize the building energy performance it was studied several alternative energetic systems: different climatic equipments, geothermal and heating sanitary water production; different solar panels, with distinct storage deposit volumes and different backup systems; and diverse thermal isolations types. It was also estimated the viability of microgeneration solutions like wind turbines and photovoltaic solar systems. From the results it was achieved a first-class solution with a heat pump to heating and cooling, SchücoSol S solar panels with a 200l storage deposit and butane backup system, and with 80mm EPS thermal isolation from the inside. This alternative conceives the highest performance class, A+, to the building, with global nominal needs of primary energy equal to 1,05kgep/m2.year, through an investment of approximately 8000€, worthwhile in 7 years, allowing a saving of 45€ month if we compare with the study case in his initial form. Environmental, it would have a CO2 reduction of 0,51tons year, or 12,5€ annual savings. A micro-eolic solution, with an investment between 13000 and 25000€, and a 5 to 8 years payback, would generate about 3000€/year. In other side, a photovoltaic technology, with 9-10 years to repay the investment of 26000 to 30000€, would produce approximately 2900€/year.