Como isso afeta e o que acontece quando você aumenta o isolamento em um edifício
O nível de isolamento necessário para uma construção e como isso pode afetar os custos, o impacto ambiental, etc. é geralmente discutido.
Em alguns Em alguns casos, argumenta-se que pode haver um “excesso” de isolamento e que não é conveniente aumentá-lo acima de certos valores pois é considerado contraproducente, pois ou provoca um aumento no consumo de energia ou o custo do investimento não é compensado pela economia de energia.
Este nível de isolamento "limite" é freqüentemente referido como isolamento "ótimo".
Tentaremos ver como este suposto valor "ótimo" pode ser calculado e como na realidade o valor encontrado com este procedimento é realmente pouco ambicioso do ponto de vista da proteção ambiental e deve ser considerado como um valor "mínimo" e não como um valor "ótimo" e muito menos "máximo".
As diretivas europeias e as regulamentações térmicas nacionais até agora têm se baseado neste critério de custo ideal, mas concluiremos neste artigo que, na realidade, este é um cenário muito pouco ambicioso quando comparado com os critérios de proteção ambiental.
Custo "ótimo"
Para calcular o custo “óptimo”, calcula-se a evolução do custo do isolamento para o edifício em estudo (aumentando com o nível de isolamento), ao mesmo tempo que é estimado o custo da energia consumida no aquecimento e arrefecimento durante o Ciclo de vida do edifício (decrescente com o nível de isolamento) finalmente somam-se os dois custos (o investimento e a operação) para encontrar o ponto em que o custo total passa por um mínimo e o nível de isolamento que corresponde a este valor de custo mínimo é isso considera isso como o nível de isolamento "ideal".
Esses cálculos são de curto prazo e voláteis, pois se baseiam nas taxas de produto e energia.
Impacto ambiental mínimo
Analogamente ao cálculo do custo econômico, pode-se fazer um cálculo da estimativa dos impactos ambientais causados pela obtenção / instalação e deposição do isolamento (aumentando também com o nível de isolamento) e correlacionado com os impactos causados pela energia consumidos durante o funcionamento do edifício.
Esse tipo de cálculo é baseado na Declaração Ambiental do Produto (EPD) em inglês.
Haverá vários impactos diferentes, a priori haverá tantos níveis de isolamento que irão minimizar o impacto total quanto os critérios devem ser considerados, por exemplo: Efeito Estufa / Potencial de Aquecimento Global (GWP), Impacto na Energia Primária / Energia Primária ( PE), Potencial de acidificação / acidificação atmosférica (AP), Depleção de recursos abióticos / Elementos de esgotamento de potencial abiótico (ADPe), etc. Consequentemente, não haveria um único valor de nível de isolamento "ideal", mas sim tantos critérios que se deseja minimizar.
Estudo de caso de construção
Para ilustrar a aplicação destes metodologias um edifício de habitação multifamiliar foi considerado localizado em Barcelona e os cálculos foram feitos de demanda de energia / energia final / custo / impactos ambientais com base em diferentes níveis crescentes de isolamento.
Na imagem anexa o edifício considerado está esquematizado:
Climatologia
Foi utilizado o arquivo climático representativo da cidade de Barcelona
Perfis de uso
O cálculo foi realizado utilizando os perfis ocupacionais descritos no anexo D do DB HE
Para a infiltração de ar e ventilação, foi considerado um valor constante de 0,2 renovações por hora, complementado por 4 renovações por hora durante as noites de verão e com um fluxo de ventilação ao longo do ano de 4 l / s / pessoa (variável dependendo da ocupação)
Para a proteção solar, está prevista a utilização de dispositivos móveis que ofereçam um fator solar adicional de 0,3 durante os meses de verão, desde que a radiação solar incidente seja superior a 75 W / m2.
Sistemas de ar condicionado
Para o sistema de ar condicionado, o que o DB HE prescreve para eficiência e vetor de energia foi utilizado para os sistemas de referência.
Vida útil da edificação
Uma vida útil de 50 anos para o edifício foi considerada neste estudo.
Níveis de isolamento
O cálculo foi feito com níveis crescentes de isolamento de acordo com a seguinte tabela:
Para analisar os resultados calculou-se o volume de isolamento consumido em cada sistema construtivo e para todo o edifício.
Nas fachadas, foi considerada uma lã de vidro revestida com papel Kraft, enquanto na cobertura foi considerada uma camada de XPS.
Vidraças
Para a vidraça, em todos os casos foi utilizado um vidro com coeficiente de transmitância U de 1,8 W / m2K e com carpintaria de alumínio com ruptura térmica da ponte.
Custo unitário de isolamento
Para estimar o custo do isolamento, foi consultada a tabela de preços recomendados publicada pela URSA para o produto URSA TERRA MUR P1281 nas diferentes espessuras e foi calculado um preço médio para o m3 de produto, de forma semelhante foi feito para o produto URSA XPS NIII, em ambos os casos foram acrescentados os impostos aplicáveis (IVA).
| Isolamento de fachada | URSA TERRA MUR P1281 | € 87,12 / m2 |
| Capa de Isolamento | URSA XPS NII | € 289,19 / m3 |
Tarifas de eletricidade
Para estimar o custo da energia, foi consultada a tarifa nacional para particulares e para o cálculo foi considerado apenas o prazo de energia (diretamente atribuível ao consumo) sem levar em consideração o prazo de energia (que é pago independentemente do consumo) e os impostos diretamente associados ao consumo de energia também foram incluídos.
| Consumo de aquecimento | Gás natural | € 0,0484 / kWh de Energia Final |
| Consumo de refrigeração | Eletricidade | € 0,120 / kWh de Energia Final |
Impactos de isolamento embutido
Para os impactos embutidos no ciclo de vida dos isoladores, foram consideradas as Declarações Ambientais dos Produtos URSA (DAP / EPD) consideradas e foi feito um cálculo de forma semelhante ao custo econômico para encontrar o valor representativo de cada produto por m3 de volume.
Resultados da estimativa de consumo e demanda de energia final
Por meio da simulação de energia utilizando a ferramenta EnergyPlus como mecanismo de cálculo e o OpenStudio como interface para modelagem do estudo de caso, foram obtidas as demandas de energia para cada nível de isolamento.
O cálculo da demanda foi traduzido em consumo final de energia usando os valores de eficiência dos sistemas de referência.
- Percebe-se que (pelo menos para este edifício e nas condições consideradas) tanto a procura como o consumo final de energia vão diminuindo com o aumento do nível de isolamento (m3 de isolamento instalado no edifício) e ao contrário do que alguns dizem o Aumentar o nível de isolamento nunca é contraproducente / “excessivo”.
o consumo de energia final diminui com o aumento do nível de isolamento e, ao contrário do que alguns afirmam, aumentar o nível de isolamento nunca é contraproducente
Resultados ideais de custo econômico
Freqüentemente, é objetado que embora seja verdade que a redução no consumo de energia seja sempre decrescente com o aumento do nível de isolamento, a partir de um certo ponto, o maior custo econômico do tipo de isolamento incorporado não é compensado pela diminuição no custo do isolamento, menos energia consumida.
Calcularemos, portanto, o custo de investimento do isolamento para cada nível considerado e o relacionaremos com o menor custo da energia final consumida.
- Percebe-se que o custo total, a soma do custo do investimento (crescente) e do custo operacional (decrescente), apresenta um mínimo que neste caso e nas condições consideradas está a um nível de isolamento de 84 m3 (100 mm de isolamento). isolamento na fachada e 80 mm de isolamento no telhado).
Resultados Impacto ambiental mínimo
Faremos um cálculo semelhante ao realizado para o critério econômico com os diferentes impactos ambientais
Efeito estufa (GWP)
Energia primária total (PE)
Acidificação atmosférica (AP)
Esgotamento de recursos abióticos (EDPe)
- Pode-se perceber que para todos os impactos ambientais (pelo menos dentro dos níveis de isolamento considerados) a evolução do valor do impacto não apresenta um valor mínimo e, portanto, não existe um nível "ótimo" de isolamento, ou melhor, o nível ótimo de isolamento coincide com o máximo e, consequentemente, do ponto de vista da protecção do ambiente, deve-se promover o isolamento “máximo” sem qualquer limitação por razões económicas.
Do ponto de vista da proteção ambiental, o isolamento “máximo” deve ser promovido sem qualquer limitação por razões econômicas.
- O impacto global é fortemente determinado pelo consumo de energia, sendo o componente embutido devido aos isoladores muito pequeno e com um aumento muito fraco.
CONCLUSÕES
- Está comprovado que aumentar o nível de isolamento nunca é "contraproducente" do ponto de vista da redução da procura e do consumo final de energia.
- Se for utilizado o critério econômico, pode-se determinar um nível de isolamento acima do qual o maior custo de investimento não seja compensado pela redução na conta de consumo de energia.
- Se forem utilizados critérios ambientais, aumentar o isolamento é sempre benéfico para o ambiente e não há justificação para limitar o nível de isolamento em edifícios.
- Considerar apenas o critério puramente econômico implica não levar em conta os impactos que a degradação ambiental acarreta (econômico / social / saúde / …), portanto, fornece uma visão muito limitada do problema.
- A retenção “ótima” não deve ser aquela que fornece um custo mínimo, mas sim aquela que permite um impacto mínimo sobre o que acontecerá quando a demanda de energia do edifício for zero e, consequentemente, o consumo também for zero.
- Os impactos ambientais embutidos de produtos isolantes são muito pequenos e não muito relevantes em comparação com aqueles do consumo de energia.
- As Diretrizes Internacionais e os Regulamentos Estaduais fariam bem em "esquecer" o critério de custo ideal para se concentrar na introdução daqueles baseados na obtenção de impactos ambientais mínimos como critério determinante.
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