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dossier sobre auditorias / certificação energética
a eficiência energética e o conforto térmico nos edifícios Eunice Fontão Professora Adjunta ISEP – Instituto Superior de Engenharia do Porto
1. INTRODUÇÃO Os edifícios têm um impacto significativo no consumo energético e na emissão de gases com efeito de estufa. É consensual a consideração de que os edifícios são responsáveis por cerca de 40% do consumo de energia e 36% das emissões de CO2. Uma parte da energia consumida nos edifícios serve para dar conforto térmico aos seus ocupantes [1], ou seja, é utilizada para o aquecimento e arrefecimento dos espaços interiores. A melhoria das condições de vida e a permanência mais prolongada dentro dos edifícios aumentam a exigência com as condições de conforto térmico e, consequentemente, aumentam as necessidades energéticas. Atualmente é fundamental inverter esta tendência e reduzir o consumo de energia.
Aquecimento do ambiente 21,5%
Arrefecimento do ambiente 0,5%
Iluminação 4,5% Aquecimento de águas 23,5%
Equipamentos elétricos 10,9%
Cozinha 39,1% Figura 1. Distribuição do consumo de energia no alojamento por tipo de energia e tipo de utilização. Portugal, 2010. Fonte: INE/DGEG, 2011, [1].
A legislação atual, nomeadamente o Sistema de Certificação Energética dos Edifícios (SCE), que inclui o Regulamento de Desempenho Energético dos Edifícios de Habitação (REH) e o Regulamento de Desempenho Energético dos Edifícios de Comércio e Serviços (RECS), visa a redução do consumo da energia nos edifícios. Esta legislação passa para a regulamentação nacional a Diretiva 2010/31/EU, que tem como meta alcançar edifícios com necessidades quase nulas de energia – nZEB do inglês nearly zero energy buildings. Para obter edifícios nZEB é necessário reduzir o consumo de energia nos edifícios e dotá-los com a capacidade de produzir energia por fontes renováveis [2]. Um edifício nZEB é um edifício com baixas (ou muito baixas) necessidades energéticas. Essas necessidades que deverão ser supridas por fontes renováveis no local ou próximo deste.
Edifício com baixo consumo energético
nZEB
Figura 2. Conceito de nZEB. Fonte: Hélder Gonçalves (2012), [2]. www.oelectricista.pt o electricista 64
Uma das formas de reduzir as necessidades energéticas nos edifícios é melhorar a sua eficiência energética para condicionamento térmico. Isto deve ser feito sem comprometer o conforto térmico e a qualidade do ar interior. A seguir apresentam-se os vários fatores considerados na contabilização das necessidades energéticas para conforto térmico e, por fim, propõem um conjunto de aspetos a ter em conta para melhorar a eficiência energética nos edifícios.
2. NECESSIDADES ENERGÉTICAS PARA CONFORTO TÉRMICO As necessidades energéticas anuais para o conforto térmico resultam da soma das necessidades de aquecimento com as necessidades de arrefecimento. O REH prevê, ainda, a contabilização e a soma das necessidades energéticas para a produção de água quente sanitária. De uma forma sucinta pode-se dizer que as necessidades nominais de aquecimento representam a energia útil necessária para que o interior do edifício (fração ou habitação) se mantenha à temperatura de referência (18ºC), durante a estação de aquecimento (inverno). O cálculo faz-se pela soma algébrica de 3 parcelas: as perdas de calor por condução através da envolvente dos edifícios, as perdas de calor resultantes da renovação do ar e os ganhos de calor úteis, resultantes da utilização (iluminação, equipamentos e ocupantes) e da incidência solar [3]. Daqui se percebe que, quanto maiores forem as perdas, maior será a necessidade de energia para aquecimento e, portanto, é fundamental limitar essas perdas. Pela mesma razão, diminuir as necessidades de aquecimento, é importante maximizar os ganhos solares. De igual forma, as necessidades de arrefecimento traduzem a energia útil que é necessária retirar para manter o edifício na temperatura de referência (25ºC). O cálculo é efetuado da mesma forma, contabilizando os ganhos internos e os ganhos solares pela envolvente (paredes e janelas) e as perdas por renovação do ar e pela envolvente, durante a estação de arrefecimento (entre junho e setembro) [3]. Nesta estação é importante limitar os ganhos solares e aumentar as perdas. Para a contabilização apresentada entram 3 fatores: o clima, o edifício e os seus ocupantes. Estes 3 fatores estão fortemente ligados entre si. Se a ligação mais notória é entre clima e edifício, e a constatação de que as caraterísticas do edifício devem atender ao clima, não é menos importante o facto de que a urbanização (construção de edifícios e infraestruturas) faz modificar o clima localmente. A modificação que a urbanização introduz no clima tem várias origens, ou seja, não pode ser, apenas e só, atribuída aos edifícios. Habitualmente designa-se esta modificação por ilha de calor urbano ou microclima [4,5]. Por fim, mas não menos importante, o último fator a considerar são os ocupantes. Os ocupantes têm um papel ativo no condicionamento da temperatura e no funcionamento de todos os sistemas que influenciam a temperatura. Estes sistemas podem ser passivos (abertura de portas/janelas), ou ativos (aquecedores, ventiladores e aparelhos de