Simulação do comportamento térmico e energético de passive houses em Portugal

Abstract

Devido à forma como a construção civil e obras públicas desenvolvem a sua actividade, as necessidades energéticas têm revelado um importante crescimento nos últimos anos. O setor dos edifícios representa cerca de 40% da energia consumida na União Europeia. A comissão Europeia estabeleceu uma diretiva para a sensibilização dos cidadãos sobre o preocupante fenómeno de aquecimento global. Com o objetivo da redução de emissão de gases para a atmosfera, segundo a EPBD 2010/31/EU, todos os edifícios construídos a partir de 2020, ou 2018 para edifícios públicos de serviços, deverão ser do tipo net zero energy buildings (NZEB), edifícios de baixíssimo consumo energético. Das diversas estratégias possíveis, considera-se que o conceito de Passive House (PH) é uma forte premissa para alcançar os objectivos traçados. No entanto, a sua implementação deverá ser adaptada e enquadrada com as soluções construtivas à realidade climática local. O conceito PH compreende 5 princípios básicos que o tornam energeticamente eficiente: excelente isolamento térmico, sistema de ventilação com recuperação de calor, correção e minimização de pontes térmicas, janelas eficientes e uma boa estanquidade. O estudo desenvolvido pretende contribuir para a implementação do conceito PH em Portugal, através de um estudo detalhado para a região de Aveiro e um estudo mais abrangente ainda que simplificado para outras regiões climáticas representativas do país. Foi escolhido para o caso de estudo um edifício de habitação unifamiliar, constituído por uma estrutura de aço leve pré-fabricada, com uma arquitectura contemporânea. Foi desenvolvido um modelo numérico com base na tipologia construtiva original, a partir do qual, foram realizados estudos de sensibilidade com o objectivo de cumprir os parâmetros definidos pela norma PH. Foram previstas alterações ao nível do isolamento térmico, do tipo de envidraçados, dos sistemas de ventilação mecânica, tipos de ventilação natural e utilização de sistemas automáticos de proteção solar. Para os modelos com os resultados mais interessantes foi estudado o seu comportamento térmico, foi feita uma avaliação do conforto dos ocupantes e estimadas as necessidades energéticas. Por fim, foi estudado de forma simplificada a aplicabilidade deste conceito a outras zonas do país. Foram escolhidos alguns dos cenários resultantes do estudo de sensibilidade para 4 regiões geográficas representativas do território nacional e posteriormente avaliado o conforto desses cenários e as respectivas necessidades energéticas.

Energy demand in recent years has shown significant growth, with compelling implications for how the construction public works develops its activity. The building sector presents an estimate of about 40% of the energy consumed over Europe. The European commission established actions and goals to aware citizens about the worrying phenomenon of global warming. With the objective of reducing the emission of greenhouse gases into the atmosphere, according to the EPBD 2010/31/EU, all buildings constructed after 2020, or after 2018 for public service buildings, should be net zero energy buildings (NZEB). There are many passive strategies to achieve this goal, but it is considered that the Passive House (PH) concept is the best strategy, although it is necessary to adapt the building technology and requirements to the local climate conditions. The (PH) concept comprises five basic principles: excellent thermal insulation, efficient windows, perfect air tightness, correction/minimization of thermal bridges and a ventilation system with heat recovery. The study developed aims at contributing to the implementation of the PH concept in Portugal, through a detailed study for the region of Aveiro and a simpler approach to other regions of the country. For the present study, the building simulated was a detached house with contemporary architecture for the region of Aveiro. The house consists of a prefabricated lightweight structure. A numerical model was developed based on the original design solution. From this model, parametric studies were carried out in order to meet the parameters defined by the pit standard: i) thickness of thermal insulation; ii) type of glazing; iii) the mechanical ventilation system; iv) natural ventilation/free cooling, and; v) use of automated systems for closure of sun protection systems. For the models with the most interesting results, an assessment was made of the comfort and estimated energy demand. The applicability of Passive Hose to other climatic zones of the country has been also studied but in a simplified manner. Some of the scenarios resulting from the parametric studies for four representative geographical regions were chosen and subsequently assessed in terms of comfort and energy demand.