Análise de um exemplo de reabilitação energética de um edifício de acordo com o plano estadual 2013-2016
Neste artigo, descreveremos um exemplo de reabilitação de energia que faz parte das apresentações e palestras que integram a 1ª Bienal de Construção Sustentável e Urbanismo, especificamente aquele que corresponde a um caso piloto nos bairros rodoviários de Cádiz em Málaga.
O seguinte estudo de caso foi realizado por Fernando Gutiérrez Garrido juntamente com Daniel Rincón de la Vega, há alguns anos no Congresso Greencities.
Características do desempenho (edifício):
O edifício corresponde a um bloco de 34 casas de aluguel limitado com térreo comercial, localizadas nas ruas de Héroes de Sostoa e Velasco em Málaga. O edifício tem duas fachadas voltadas a Nordeste para a Rua Velasco e a Sudoeste nas traseiras. Tem um total de 10 pisos de apartamentos com duas tipologias que se mantêm nos pisos 1 a 4 e nos pisos 5 a 10.
A distribuição das casas corresponde à usual da época com três e quatro quartos, casa de banho, cozinha, lavandaria e sala de jantar, sendo que a sua forma e distribuição dificultam uma ventilação cruzada correcta nas mesmas. Possui fundação e estrutura em concreto armado.
Envolvente térmico do edifício:
As fachadas exteriores têm uma espessura total de 25 cm, e apresentam uma composição exterior para interior constituída por divisória oca em tijolo, câmara e divisória oca em tijolo, com acabamento exterior em gesso e pintura.
Apresenta uma cobertura resolvida com divisórias na laje do último piso, sobre a qual se apóia uma tábua rasilla com acabamento em camada de compressão e telha árabe. Apresenta carpintaria externa metálica e persianas de enrolar. Possui vidro duplo conforme indicado na especificação, porém a espessura não está definida.
Procedimento de cálculo e hipótese: Proposta de melhoria.
Para modelar o edifício, foi utilizado o programa CALENER VYP, com o qual são obtidas as demandas e consumos de energia para aquecimento e refrigeração, bem como as emissões de CO2.
Foi proposta uma simulação do edifício no seu estado atual para conhecer as demandas e consumos de energia, e assim analisar as possíveis ações de melhoria para a reabilitação do edifício. Assim, são propostas três ações para reduzir a demanda e outra para reduzir o consumo de energia não renovável, sendo as seguintes:
- Ação D1: Aumento do nível de isolamento das fachadas do edifício.
- Ação D2: Substituição de carpintaria e vidros.
- Ação D3: Aumento do nível de isolamento no telhado do edifício.
- Ação S1: Incorporação de captação solar para ACS e substituição de equipamentos de suporte e tipo de energia.
Resultados obtidos:
Ação D1. Aumento do nível de isolamento das fachadas.
Neste primeiro exemplo de reabilitação energética, é levado em consideração que o valor de transmitância térmica é superior ao exigido pelo Código Técnico para a zona climática de referência (zona A3). Para atender aos requisitos estabelecidos, é necessário aumentar o isolamento para que sua resistência térmica seja a seguinte:
[destaque] U [/ destaque] CTE: 0,94 W / m²K (R: 1,06 m²K / W)
[destaque] U [/ destaque] EDIFÍCIO: 1,40 W / m²K (R: 0,71 m²K / W)
[destaque] R [/ destaque] CONSTRUÇÃO + [destaque] R [/ destaque] ISOLAMENTO TÉRMICO NECESSÁRIO = RCTE
[destaque] R [/ destaque] ISOLAMENTO TÉRMICO NECESSÁRIO: 0,35 W / m²K
Um poliestireno extrudado com condutividade 0,038 W / mK é escolhido, de modo que um revestimento é necessário no exterior com a seguinte espessura:
e = R ∙ λ = 0,35 W / m²K x 0,038 W / mK = 0,0133 m = 1,33 cm
Foi proposto um revestimento externo, com espessura de isolamento de 3,00 cm e um material isolante com condutividade de 0,038 W / mK. Para que a transmissão da fachada do edifício melhorado seja:
[destaque] U [/ destaque] EDIFÍCIO MELHORADO: 0,66 W / m²K (R: 1,51 m²K / W)
Com este cenário, obtêm-se as economias de energia nas demandas e emissões de energia, que estão expressas na tabela a seguir:
Ação D2: Substituição de carpintaria e vidros.
De acordo com as soluções construtivas do projeto, esta apresenta janelas metálicas sem ruptura térmica com vidros duplos, com as seguintes características:
Gap transmitância U: 5,60 W / m²K
Fator solar 0,68
A porcentagem de moldura é considerada 18%, com uma absortividade de valor 0,8 (moldura escura) e fator solar de vidro de valor 0,80. As porcentagens de lacuna em cada orientação são as seguintes:
- Norte: 16%
- E: 22%
- Ou: 21%
- S: 31%
A transmitância térmica dos furos, para cada orientação apresenta o seguinte desvio, em relação aos valores limites:
- Norte: 0% (igual ao limite de transmitância)
- E: 12% menor
- Ou: 12% mais baixo
- S: 16% menor
Propõe-se a substituição da carpintaria e do vidro por outras de PVC e vidro duplo 4 + 9 + 6 que atendam aos mínimos estabelecidos no CTE para cada orientação.
[destaque] U [/ destaque]CTE: 2,86 W / m²K, FS CTE: 0,63
Neste segundo caso, são obtidas as seguintes economias de energia:
Ação D3: Aumentar o nível de isolamento no telhado do edifício
Neste caso, a transmitância térmica das coberturas é 1,04 W / m²K, 108 maior.% ao valor limite exigido pelo documento básico DB-HE para a zona climática de referência (zona A3). Para cumprir rigorosamente os requisitos estabelecidos, é necessário um aumento do nível de isolamento com o seguinte valor:
[destaque] U [/ destaque]CTE: 0,50 W / m²K (R: 2,00 m²K / W)
[destaque] U [/ destaque]EDIFÍCIO: 1,04 W / m²K (R: 0,96 m²K / W)
[destaque] R [/ destaque]EDIFÍCIO + [destaque] R [/ destaque]ISOLAMENTO TÉRMICO NECESSÁRIO = RCTE
[destaque] R [/ destaque]ISOLAMENTO TÉRMICO NECESSÁRIO: 1,04 W / m²K
Um poliestireno extrudado com condutividade 0,038 W / mK é escolhido, de modo que um revestimento é necessário na parte externa com a seguinte espessura:
e = R ∙ λ = 1,04 W / m²K x 0,038 W / mK = 0,03952 m = 3,95 cm
Foi proposto um revestimento externo, com espessura de isolamento de 4,00 cm com um material isolante de condutividade de 0,038 W / mK. Para que a transmitância térmica da cobertura do edifício melhorado seja:
[destaque] U [/ destaque]EDIFÍCIO MELHORADO: 0,49 W / m²K (R: 2,04 m²K / W)
Neste caso, as seguintes melhorias são alcançadas em relação à situação inicial:
Ação S1: Incorporação de coletores para AQS com acumulação centralizada.
É proposta a incorporação de coletores solares para ACS na cobertura, de forma que seja gerada uma instalação com acumulação centralizada e suporte distribuído que cumpra com a contribuição solar mínima exigida no DB-HE4.
Zona climática: IV
Demanda de referência: 22 litros por pessoa
Temperatura de referência: 60 ºC
Ocupação: 152 pessoas
Demanda total: 3344 litros
Fonte de energia de apoio: gás natural
Contribuição solar proposta: 70%
No último caso de melhoria, obviamente a demanda de energia é mantida, uma vez que o envelope não é atuado, mas melhora o consumo de energia e as emissões de acordo com a tabela a seguir:
A partir dessas quatro melhorias, são propostos diversos cenários nos quais essas hipóteses se combinam, obtendo-se as seguintes economias com os custos de investimento e prazos de amortização indicados:
Proposta de investimento de acordo com o plano estadual 2013 - 2013
Baseia-se no principal critério cujo objetivo é reduzir a demanda de energia em pelo menos 30% de acordo com as especificações contidas no artigo 20 das Ações Elegíveis do Plano Estadual de Promoção do Aluguel de Habitação, o reabilitação de edifícios, e regeneração e renovação urbana, 2013-2016. Para tal, a ação escolhida deve ser modificada até que a procura de energia do edifício seja reduzida em mais 3,19% sobre a produzida pela ação escolhida. Isto é conseguido aumentando a espessura do isolamento exterior proposto para as fachadas, de forma que a intervenção definitiva seja a especificada:
- AÇÃO D1: Com revestimento externo de 5 cm de espessura e [destaque] U [/ destaque]EDIFÍCIO MELHORADO: 0,50 W / m²K
- AÇÃO D2: Substituição de carpintaria e vidro por janelas em PVC e 4 + 9 + 6 vidros por uma [destaque] U [/ destaque]CTE: 2,86 W / m²K e FS CTE: 0,63.
- AÇÃO S1: Os coletores solares são incorporados para produção de AQS com sistema de acumulação centralizada e suporte distribuído, que atende a contribuição mínima exigida no documento básico DB-HE4, com contribuição solar de 70%.
Com estas novas ações propostas, a intervenção é elegível e embora o custo do investimento seja ligeiramente superior ao inicial, o prazo de reembolso é reduzido em um ano.
Algumas das conclusões mais relevantes do estudo são as seguintes:
A incorporação de isolamento térmico nas fachadas desses edifícios de aluguel limitado representam uma opção econômica, construtiva e arquitetonicamente viável para melhorar o comportamento térmico dos edifícios.
Com a substituição da carpintaria e dos vidros, consegue-se uma intervenção viável tanto do ponto de vista económico como construtivamente, podendo simultaneamente melhorar outros benefícios da edificação como a protecção contra o ruído e a qualidade do ar interior (com a incorporação, se for caso disso , de arejadores).
Quando se trata de melhorias com a incorporação de isolamento térmico na cobertura em blocos semelhantes ao analisado, não há redução significativa nas demandas, no consumo de energia e nas emissões.
A incorporação de energia solar térmica através de coletores solares é viável no caso de intervenções abrangentes, pois o desempenho dos equipamentos e sua quantidade e disposição podem ser otimizados.
