Manual de Reabilitação Sustentável para Lisboa - Escola EB1 (Anos 80)
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Manual de Reabilitação Sustentável para Lisboa - Escola EB1 (Anos 80)

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Este Manual foi desenvolvido no âmbito do Projecto Reabilitação Sustentável para Lisboa, promovido pela Lisboa E-Nova durante os anos de 2009 e 2010: ...

Este Manual foi desenvolvido no âmbito do Projecto Reabilitação Sustentável para Lisboa, promovido pela Lisboa E-Nova durante os anos de 2009 e 2010: http://www.lisboaenova.org/pt/projectos/eficienciaenergeticaenergiasrenovaveis/reabilitacao-sustentavel-para-lisboa.

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Manual de Reabilitação Sustentável para Lisboa - Escola EB1 (Anos 80) Manual de Reabilitação Sustentável para Lisboa - Escola EB1 (Anos 80) Document Transcript

  • Reabilitação Sustentável para Lisboa Escola Básica EB1 Anos 80 Com o apoio do programa EEA Grants
  • ÍNDICE 1 Apresentação 06 2 Enquadramento Legal da Reabilitação Energética de Edifícios 08 2.1 PNAEE - Plano Nacional de Acção para a Eficiência Energética 09 2.2 SCE - Sistema Nacional de Certificação Energética e da Qualidade do Ar Interior de Edifícios 09 2.3 RSECE - Regulamento dos Sistemas Energéticos de Climatização de Edifícios 11 2.4 ITED - Infra-estruturas de Telecomunicações em Edifícios 12FICHA TÉCNICA 3 Introdução ao Edifício 14TítuloReabilitação Sustentável para Lisboa - Escola Básica EB1, Benfica, anos 80, Lisboa 4 Trabalho Desenvolvido 22EdiçãoDesenvolvido pela Lisboa E-Nova - Agência Municipal de Energia - Ambiente de Lisboa no âmbitodo projecto Reabilitação Sustentável para Lisboa 5 Resultados 26FinanciamentoEEA Grants - Mecanismo Financeiro do Espaço Económico Europeu - Fundo ONG 5.1 Matriz energética do edifício 28- Componente AmbienteANACOM – Autoridade Nacional de Comunicações 5.2 Simulação da matriz energética do edifício 28EDP - Energias de Portugal, SAREN - Redes Energéticas Nacionais, SGPS, SA 5.3 Oportunidades de intervenção 29Autores 5.4 Análise custo - benefício 40Lisboa E-Nova - Agência Municipal de Energia-Ambiente de LisboaEdifícios Saudáveis Consultores 6 Síntese e Conclusões 46FotografiasLisboa E-NovaEdifícios Saudáveis ConsultoresDesign Gráfico e ProduçãoLisboa E-NovaAddSolutionsTiragem500 exemplaresAgradecimentosA todos os especialistas e instituições que contribuíram para os conteúdos deste documento.Informação AdicionalLisboa E-Nova - Agência Municipal de Energia - Ambiente de LisboaRua dos Fanqueiros, n.oº 38, 1.oºº, 1100-231 LisboaTel. +351 218 847 010; Fax +351 218 847 029www.lisboaenova.org; info@lisboaenova.org 5
  • 1 Apresentação Apresentação A reabilitação de edifícios constitui uma área com to dos Sistemas Energéticos de Climatização dos enorme potencial de intervenção e de grande Edifícios (RSECE) e o Decreto-Lei 80/2006, que relevância para a cidade de Lisboa, que procura aprova o Regulamento das Características de sistematizar e dinamizar o seu processo de Comportamento Térmico dos Edifícios (RCCTE). qualificação do meio edificado. As boas práticas identificadas e apresentadas Neste contexto, e com o objectivo de liderar nesta publicação permitirão aos proprietários através de boas práticas, a Lisboa E-Nova, com de edifícios similares, adoptar medidas que o apoio financeiro do programa EEA-Grants, promovam a melhoria da eficiência energética da ANACOM, EDP e REN, promoveu o projecto e consequente redução da factura energética Reabilitação Sustentável para Lisboa. do seu edifício, aumentando simultaneamente as condições de conforto e salubridade dos seus Em colaboração com várias entidades, nomeada- ocupantes. mente a Câmara Municipal de Lisboa, a ADENE - Agência para a Energia, a Gebalis EEM - Gestão dos Bairros Municipais de Lisboa, o IGESPAR - Instituto de Gestão do Património Arquitectónico e Arqueológico, o IHRU - Instituto de Habitação e Reabilitação Urbana e o programa MIT Portugal - Sistemas Sustentáveis de Energia, foram analisados quatro edifícios municipais, de tipologias características do parque edificado de Lisboa, no sentido de definir a matriz energética destes edifícios e identificar as oportunidades de intervenção que permitem melhorar o desem- penho energético deste património. Este trabalho surge no contexto dos regulamentos publicados a 4 de Abril de 2006, que regulam o desempenho energético- ambiental dos edifícios, designadamente o Decreto-Lei 78/2006 que aprova o Sistema Nacional de Certificação Energética e da Qualidade do Ar Interior nos Edifícios (SCE), o Decreto-Lei 79/2006 que aprova o Regulamen- 7
  • 2 Enquadramento legal Enquadramento legal da reabilitação energética de edifícios da reabilitação energética de edifícios 2.1 PNAEE - Plano Nacional de Acção 2.1 PNAEE - Plano Nacional Este programa considera, também, a renovação para a Eficiência Energética de Acção para a Eficiência Energética do parque escolar, ainda que não tenham sido Resolução do Conselho de Ministros n.o 80/2008, traçados objectivos concretos no PNAEE. 2.2 SCE - Sistema Nacional de Certificação Energética 20 de Maio e da Qualidade do Ar Interior de Edifícios No contexto do PNAEE foram definidas várias 2.3 RCCTE - Regulamento das Características 2.2 SCE - Sistema de Certificação de Conforto Térmico de Edifícios acções com vista a promover o aumento da Energética e da Qualidade optimização do desempenho energético de do Ar Interior de Edifícios 2.4 RMUEL - Regulamento Municipal de Urbanização e Edificação edifícios de serviços, nomeadamente de escolas. Decreto-Lei n.o 78/2006, 6 de Abril de Lisboa O Sistema Nacional de Certificação Energética de 2.5 ITED - Infra-Estruturas de Telecomunicações em Edifícios Edifícios veio estabelecer que todos os edifícios, incluindo os existentes, envolvidos num processo de transacção comercial de arrendamento ou venda do imóvel, são obrigados a cumprir o SCE. Os proprietários destes edifícios/fracções devem apresentar o certificado energético e da qualidade do ar interior do edifício/fracção correspondente, de modo a concretizar a operação comercial. A área Residencial e Serviços integra a medida Os edifícios existentes não têm imposição de 3.2.2 - Eficiência nos Serviços que apresenta como classe mínima nem obrigatoriedade de instalação um dos objectivos a promoção da instalação de de sistemas solares térmicos. sistemas solares térmicos e de micro-geração em escolas. Na Figura 01 é apresentada um exemplo de certificado energético para uma fracção de No programa 5.1 Eficiência Energética no Estado, serviços que cumpra o RSECE. a área dos edifícios contempla vários objectivos, nomeadamente aplicáveis ao parque escolar público. A medida 5.1.1.4 prevê a instalação de sistemas de micro-geração em 50% do parque escolar num total de 2500 escolas públicas onde este investimento tenha viabilidade. Prevê-se, assim, instalar uma capacidade total de 15MW, até 2015. 9
  • REABILITAÇÃO SUSTENTÁVEL PARA LISBOA 2.3 RSECE - Regulamento 6 em 6 anos, e a inspecções às caldeiras dos Sistemas Energéticos e sistemas de ar condicionado. A verificação de Climatização em Edifícios dos requisitos do RSECE passa pela Decreto-Lei n.oº 79/2006, 6 de Abril caracterização da envolvente, pela limitação da potência a instalar ao nível dos sistemas Uma grande reabilitação constitui uma boa energéticos, pela identificação de medidas de oportunidade para intervir no edifício ao nível dos melhoria, desenvolvimento de um plano de diversos aspectos que podem influenciar o seu manutenção obrigatório e manutenção dos desempenho energético, como a sua envolvente, as requisitos de qualidade do ar interior (taxa de instalações mecânicas de climatização e os demais renovação do ar e concentração de poluentes); sistemas energéticos. De acordo com este decreto, em escolas, o valor O RSECE veio estabelecer requisitos de qualidade limite para os consumos globais específicos em do ar interior e desempenho energético em edifícios existentes é de 15kgep/m2. ano. edifícios de serviços novos e/ou reabilitados com mais de 1.000m2 ou potência de climatização Relativamente à qualidade do ar interior, superior a 25kW. Nestes edifícios, a eficiência a avaliação é realizada ao nível de parâmetros dos sistemas de climatização e iluminação é um químicos (partículas em suspensão, dióxido dos principais critérios na atribuição da classe de carbono, monóxido de carbono, ozono, energética (Fonte: ADENE, 2008). formaldaído e compostos orgânicos voláteis), parâmetros microbiológicos (bactérias, fungos, O RSECE foi aprovado com os seguintes radão) e parâmetros físicos (temperatura objectivos : e humidade relativa). • Definir as condições de conforto térmico e de higiene nos diferentes espaços dos edifícios, Tabela 01 Valores limite de concentração de poluentes em edifícios de serviços (Fonte: RSECE, 2006) de acordo com as respectivas funções; Concentração limite • Melhorar a eficiência energética global dos Parâmetro em sala de aula edifícios, promovendo a sua limitação para TVOCs (compostos 0.6 mg/m3 padrões aceitáveis, em edifícios novos ou orgânicos voláteis) existentes; CO2 (dióxido de carbono) 1.800 mg/m3 O3 (ozono) 0.2 mg/m3 • Impor regras de eficiência aos sistemas de CO (monóxido 4,4 mg/m3 climatização, que permitam melhorar o seu de carbono) desempenho energético e garantir os meios PM10 (particulas 0,11 mg/m3 em suspensão) para a manutenção de uma boa qualidade HCHO (formaldeído) 0.1 mg/m3 do ar interior, a nível do projecto, instalação Bactérias 428 UFC/m3 e funcionamento/manutenção; Fungos 500 UFC/m3 • Estes edifícios ficam sujeitos à realização 400 Bq/m3 Radão (quando aplicável) de auditorias energéticas obrigatórias de Figura 01 Exemplo de um certificado energético para edifícios de serviços (Fonte: ADENE, 2008) Legionella 100 UFC/m310 Edifício de Habitação Municipal | Escola Básica EB1 11
  • REABILITAÇÃO SUSTENTÁVEL PARA LISBOA2.4 ITED - Infra-estruturas Urge, assim, considerar nas intervenções de Tabela 02 Redes de cabos a instalar em edifícios escolares (Fonte: Manual ITED – Especificações Técnicas das Infra- estruturas de Telecomunicações em Edifícios)de telecomunicações em edifícios reabilitação energética a adequação destes EDIFÍCIOS ESCOLARES: REDES DE CABOS - PRESCRIÇÕES MÍNIMAS edifícios às novas normas das infra-estruturas deO sucesso das intervenções de reabilitação Cabos Coaxiais telecomunicações. Pares de cobre CATV Fibra Ópticaenergética e a avaliação dos efectivos resultados Categoria 6 OS1dos investimentos realizados só é validável Ligações entre TCD-C-H Neste contexto importa ainda referir os critérios PD UTP 4 Pares - 1 cabo por PD CATV - 1 cabo por PD 1 cabo de 4 fibras por PDatravés da monitorização e aferição das reduções Garantia da Classe E OF-300 definidos no ITED relativamente às redes deconseguidas ao nível dos consumos energéticos. Categoria 6 cabos e de tubagens a instalar, obrigatoriamente, Ligações a partir UTP 4 Pares - 1 cabo por TT TCD-C-H A definir pelo projectistaÉ nesta base que se define o conceito de smart dos PD Garantia da Classe E CATV - 1 cabo por TT em edifícios escolares (Tabela 02 e 03).cities, ou seja, uma cidade que utiliza de forma • A rede de pares de cobre, a rede de fibra óptica e a rede de CATV seguem, obrigatoriamente, a topologia de distribuiçãoinovadora as novas tecnologias de informação em estrela, para jusante dos PD considerados. • O projecto da rede de cabos a partir dos PD, onde se inclui a definição do número de tomadas, está dependentee comunicação, potenciando o desenvolvimento das necessidades do cliente.de um ambiente urbano mais inclusivo, • Recomenda-se a existência de uma tomada de PC e CC por divisão, onde se incluem as salas de aula, laboratórios, salas de reuniões, refeitórios e bares.diversificado e sustentável. • Recomenda-se a instalação de 1 rede de distribuição de MATV.Os novos regulamentos ITED - EspecificaçõesTécnicas das Infra-estruturas de Tele-comunicações em Edifícios, em vigor desdeJaneiro de 2010, foram revistos e reforçama qualidade das infra-estruturas de comunicaçõese a sua consistência técnica, tornando obrigatória Tabela 03 Redes de tubagens a instalar nos edifícios escolares (Fonte: Manual ITED – Especificações Técnicas das Infra- estruturas de Telecomunicações em Edifícios)a adaptação dos edifícios às Redes de Nova EDIFÍCIOS ESCOLARES: REDES DE CABOS - PRESCRIÇÕES MÍNIMASGeração, de elevada longevidade e capacidadede adaptação sustentada. Cabos Coaxiais Pares de cobre Fibra Óptica CATV 1 tubo de ∅40mm, ou equivalente 1 tubo de ∅40mm, ou equivalente 1 tubo de ∅40mm, ou equivalenteNuma sociedade cada vez mais consciente • 1 PD (bastidor) em cada piso comum às tecnologias.e dinâmica, é essencial dotar os edifícios de Ligações • Caso a área seja superior a 1000m2, devem ser instalados PD adicionais (dimensões mínimas asistemas de gestão inteligentes que tirem entre PD definir pelo projectista). • Em cada ponto de distribuição deve existir energia eléctrica.partido de serviços inovadores, de entre os • PAT: 2 tubos de ∅40mm, ou equivalente.quais importa destacar não só os associados Ligações • A tubagem é partilhada por todos os tipos de cabos.à segurança de pessoas e bens, mas também ao a partir • Utiliza-se tubo de ∅20mm, ou equivalente.conforto, economia e qualidade de vida. Neste dos PD • Deve considerar-se uma distância máxima de 90m entre o último PD e as TT (cablagem horizontal).último parâmetro são claramente identificáveis • Em qualquer situação, o dimensionamento das condutas deve ser efectuado através das fórmulas respectivas.os serviços associados à utilização de energiasrenováveis, à regulação automática detemperatura e humidade, ao ajuste automáticode iluminação natural e artificial, e ao telecontroloe controlo à distância, entre outros.12 Edifício de Habitação Municipal | Escola Básica EB1 13
  • 3 Introdução ao Edifício Introdução ao Edifício A Escola Básica n.ºo 52, pertencente ao de informática, uma sala de professores e uma Agrupamento de Escolas Pedro de Santarém, pequena biblioteca. A escola tem um grande pátio foi edificada em 1981, dentro do conceito da exterior, com campo de jogos onde os alunos escola tipo P3, característica da época. Esta nova praticam actividades livres. tipologia de escola caracterizava-se por funcionar em regime de “área aberta”, sem paredes a isolar as salas de aula. Terminada esta experiência, professores e educadores, não achando funcional este sistema por causa do ruido, pediram que as salas fossem isoladas, o que foi feito com paredes pré-fabricadas de alumínio, vidro e madeira. Figura 02 Vista geral do edifício. Ao nível da organização espacial do edifício, é uma escola com 4 núcleos, integrando cada O edifício em análise situa-se na Rua Jorge um deles três salas de aula por cada ano de Barradas em Benfica, numa zona envolvida por escolaridade, zonas de trabalho numa área prédios de habitação e conta com uma área total comum e respectivas instalações sanitárias. de 9000 m2. A área de implantação da escola Possui, ainda, um polivalente, uma cozinha com é de 894m2, distribuídos por dois pisos, cada com refeitório, um gabinete administrativo, uma sala uma área útil de 1413 m2 (Tabela 04). Tabela 04 Caracterização do edifício Área de implantação [m2] 894 Área de construção [m ] 2 1413 N.o de pisos 2 Pé direito [m] 2,7 Palas resultantes do avanço da placa de fibrocimento, Palas de sombreamento colocadas na cota máxima dos edifícios Orientação 15
  • REABILITAÇÃO SUSTENTÁVEL PARA LISBOATabela 05 Caracterização dos elementos construtivos opacos O edifício foi caracterizado de acordo com Os consumos energéticos mais relevantes no Descrição (elementos relevantes) Coeficiente global de transmissão Elemento (ext → int) de calor [W/m.2 oC] Notas o levantamento realizado durante a visita ao local. edifício são: Tinta clara + reboco exterior (e = 20 mm) • iluminação; + tijolo furado (e = 70 mm) Na ausência dos dados necessários foram Parede exterior + caixa de ar (e = 80 mm) U= 1,40 • equipamentos nas salas de aula; + tijolo furado (e = 110 mm) assumidos os padrões definidos no RSECE, + reboco interior (e = 20 mm) + tinta clara nomeadamente na definição dos perfis de • equipamentos de cozinha; Placa de Fibrocimento, + caixa de ar (e = 100 mm) utilização do edifício. Para o cálculo das + camada de betão leve de regularização Uinv= 1,30 • sistema de aquecimento de água sanitária; + laje aligeirada (e = 150 mm), Uver= 1,20 Tipologia de acordo necessidades energéticas foram identificados + reboco interior (e = 20 mm) com o projecto e com • aquecedores eléctricos (efeito de “Joule”). a visita. os equipamentos tipo. Tinta clara + camada de betão leve de regularização Uinv= 1,65 Laje + laje aligeirada (e = 150 mm), Uver= 1,50 Os valores (cobertura) + reboco interior (e = 20 mm) de “U” foram definidos Placa de Fibrocimento, com base nas proprie- + caixa de ar (e = 100 mm) dades dos materiais + camada de betão leve de regularização Uinv= 1,10 do ITE 50. + laje aligeirada (e = 150 mm), Uver= 1,00 + reboco interior (e = 20 mm) + placa de cortiça (e = 10 mm) Tela impermeabilizante + laje de betão (e = 150 mm) U= 3,15 Laje + ladrilho (e = 8 mm) (piso térreo) Tela impermeabilizante + laje de betão (e = 150 mm) U= 1,80 + taco (e = 15 mm) ITE50: Pina dos Santos, C. e Matias, L. (2006) Coeficientes de Transmissão Térmica de Elementos da Envolvente dos Edifícios, LNECTabela 06 Caracterização dos elementos construtivos transparentes Descrição (elementos relevantes) Coeficiente global de transmissão Elemento Notas (ext → int) de calor [W/m.2 oC] Valor de catálogo para Tipo de vidro Vidro simples incolor (e = 6 mm) U = 5,7 W/m2 oC um vidro simples de 6 mm. Caixilharia Alumínio k = 230 W/m2ºoC - Classe desconhecida. Classe Taxa de renovação de ar por hora Classe 1 Assumida a pior classe de permeabilidade (RPH) =1 da EN 12207. Palas resultantes do avanço Sombreamento da placa de fibrocimento, colocadas na cota máxima - - exterior dos edifícios Valor do factor solar definido com base no Sombreamento interior Cortinas ligeiramente transparentes Factor Solar = 0,36 RCCTE para o conjunto envidraçado+cortina. Figura 03 Envolvente da escola Figura 04 Ginásio da escola Módulo de envid- raçados que se pode Imagem observar em várias fachadas. EN 12207: Norma Europeia 12207 - Janelas e portas - Permeabilidade ao ar - Classificação ITE 28: SANTOS, C. A. Pina dos; PAIVA, J. A. Vasconcelos (2004), Caracterização térmica de.Paredes de Alvenaria. LNEC16 Edifício de Habitação Municipal | Escola Básica EB1 17
  • REABILITAÇÃO SUSTENTÁVEL PARA LISBOAIluminação EquipamentosAo nível da iluminação verificou-se a existência Ao nível dos equipamentos, a escola dispõemde lâmpadas fluorescentes tubulares T8; com de computadores na sala de informáticauma potência média instalada de 10W por m2, e em algumas salas de aula, de equipamentoscom balastros electromagnéticos. O período audiovisuais no ginásio, computadores,de funcionamento foi definido de acordo com Figura 05 Luminária nas salas de aula impressora e fax na sala dos professoresperfil de funcionamento para edifícios escolares e equipamentos associados à confecção deidentificado no RSECE, ou seja, 1990 horas refeições na cozinha.anuais. (Gráfico 01). A potência instalada, e o número de horas dePagina 19 funcionamento dos equipamentos existentes, foram assumidos de acordo com as indicações 100 do RSECE relativas ao perfil de utilização de 90 equipamentos em escolas. Nas salas de aula 80 e salas de informática foram assumidas potên- 70 cias de 5W/m2 e 105 W/m2 respectivamente e um % Ilumunação 60 Segunda a Sexta horário de funcionamento de 1993 horas/ano. 50 40 Na cozinha a potência especificada pelo RSECE é de 250 W/m2 para equipamentos e 8 W/m2 30 para o sistema de ventilação. São assumidas 20 1560 horas de funcionamento anuais. 10 0 Quer a preparação de refeições, como a pre- 1h 2h 2h 3h 3h 4h s 4h 5h 5h 6h 6h 7h 7h 8h 8h as h h 10h h h a h a h a h a h a h a h a 1h h 2h as h h h 0h 11h 11h 9h s 9 12 s 12 13 s 13 14 s 14 15 s 15 16 s 16 17 s 17 18 s 18 9 3 24 paração de águas quentes sanitárias são feitas 21 as 2 as 23 s 2 22 s 2 19 s 1 20 s 2 as as as as as as as a a a a a 0h a 1h h h h h h h h h h a partir de gás natural. Com base nas facturas h 10 Horas disponíveis foi possível identificar um consumoGráfico 01 Perfis de carga para a iluminação em “Estabelecimentos de Ensino” (Fonte: RSECE, 2006) anual de gás natural de 31 MWh. Desagregando, equitativamente, este consumo por ambasLocalmente foram identificadas as potências de as utilizações concluí-se que a fracção destinadailuminação instaladas na cozinha e no refeitório, à produção de águas quentes sanitárias,respectivamente de 12W/m2 e 10W/m2. utilizando um esquentador convencional com rendimento médio anual de 87%, é responsávelOs perfis de funcionamento foram definidos de pela produção de 1400 L/água quente.diaacordo com as indicações do RSECE relativas (considerando uma temperatura de aquecimentoao perfil de utilização do sistema de iluminação de 65oºC, ou seja um diferencial médio deem estabelecimentos escolares, ou seja, 1560 temperatura de 45oº), o que representa menoshoras de funcionamento na cozinha e 1823 horas de 10% do consumo de água da escola.de funcionamento no refeitório. Figura 06 Perspectiva do refeitório à hora de almoço Figura 07 Perspectiva da cozinha18 Edifício de Habitação Municipal | Escola Básica EB1 19
  • REABILITAÇÃO SUSTENTÁVEL PARA LISBOAClimatização dos espaços OcupaçãoO edifício em análise não contempla sistemas Os níveis de ocupação efectiva das salas de aulade ventilação e dispõe apenas de aquecedores e demais espaços foram aferidos durante a visitaeléctricos por efeito de Joule em alguns dos ao local, tal como apresentado na Tabela 07.espaços. Os perfis de ocupação assumidos são os defi- nidos pelo RSECE e apresentados no Gráfico 02 Tabela 07 Perfil de ocupação Zona m2/pessoa Total Salas de Aula 2 324 Refeitório 1 117 Sala 2 10 de informática Outros 10 45 100 90 80 70 60 Segunda a Sexta % Ocupação 50 40 30 20 10 0 1h 2h 3h 3h 4h s 4h 5h 5h 6h 6h 7h 7h 8h 8h as h h 10h h h a h a h a h a h a h a h a 1h h 2h as h h h 0h 11h 11h 9h s 9 12 s 12 13 s 13 14 s 14 15 s 15 16 s 16 17 s 17 18 s 18 9 3 24 21 as 2 as 23 s 2 22 s 2 19 s 1 20 s 2 as as as as as as as a a a a a 0h a 2h 1h h h h h h h h h h h 10 HorasGráfico 02 Perfis de carga para a ocupação em “Estabelecimentos de Ensino” (Fonte: RSECE, 2006)20 Edifício de Habitação Municipal | Escola Básica EB1
  • 4 Trabalho Desenvolvido Trabalho Desenvolvido Aquecimento e ventilação dos espaços O edifício em análise não contempla sistemas de aquecimento centralizado nem sistemas de A análise do desempenho ventilação mecânicos que assegurem a nece- energético do edifício foi ssária taxa de renovação do ar nas salas de aulas desenvolvida através da e demais espaços. sua simulação energética EnergyPlus detalhada recorrendo ao Para os efeitos deste trabalho, tendo em software Energy Plus, versão 2.2. consideração que o objectivo é simular as condições de funcionamento de um edifício Trata-se de um programa de simulação facilmente extrapoláveis para edifícios similares, energética detalhada em edifícios, vocacionado considerou-se a existência de um sistema para a modelação de sistemas de aquecimento, de aquecimento central responsável pelo arrefecimento, iluminação, ventilação e outros aquecimento de toda a área da escola e de um fluxos energéticos. Permite estimar os consumos sistema de ventilação mecânica. energéticos através da simulação dos ganhos energéticos do edifício tendo em consideração O sistema de aquecimento considera a existência os elementos construtivos, os equipamentos de uma caldeira a gás natural, com distribuição que comandam o seu funcionamento, a sua de água quente por radiadores convectores localização e a influência dos agentes externos. instalados pelos diferentes espaços. Assume-se que este sistema é responsável pela manutenção Paralelamente à simulação energética, foram da temperatura do ar dos espaços a 20oºC ao consultadas as facturas de energia, electricidade longo da estação de aquecimento das 8 às 20h. e gás natural do edifício, o que permitiu aferir os resultados da simulação relativamente à situação real, validando os resultados do modelo. Figura 08 Modelo de simulação, vista geral Figura 09 Esquema de sistema de aquecimento central (Fonte: www.tt-lda.pt) 23
  • REABILITAÇÃO SUSTENTÁVEL PARA LISBOAPara o sistema de ventilação mecânica foram Em termos de custos, valores de conversãoassumidas as seguintes características: e emissões, foram utilizados os valores que constam na Tabela 09.• Admissão: grelhas auto-reguláveis de fachada, localizadas na zona de influência dos radiadores, para minimizar situações de desconforto devido a correntes de ar frio,• Extracção: ventiladores mecânicos com uma potência específica de 1,7 kW/m3.s, conforme Tabela 09 Valores de conversão energética, emissões e custos de energia indicado na ASHRAE 90.1. Descrição Preço Unidade Fonte Custo da electricidade 0,114 [€/kWh] Facturas EDP, 2009Este sistema dá resposta às necessidades de Facturas Galp Energia, Custo do gás natural 0,068 [€/kWh]ar exterior de cada divisão, de acordo com 2009a Tabela 08. Conversão da electricidade em energia primária 0,290 [kgep/kWh] RCCTE, 2006 Conversão do gás natural em energia primária 0,086 [kgep/kWh] RCCTE, 2006Não foi simulada a existência de um sistema Factor de emissão da electricidade 0,470 [kg CO2/kWh] Portaria 63/2008 Factor de emissão do gás natural 0,202 [kg CO2/kWh] Instituto do Ambientede arrefecimento dos espaços, por exemplo arcondicionado, uma vez que a escola se encontrasem actividades lectivas durante o período deVerão (aproximadamente entre 15 de Junhoe 15 de Setembro), o que faz com que este sejaum investimento muito elevado para o reduzidoperíodo de funcionamento.Tabela 08 Necessidades de ar exterior de algumas zonas Ocupação Ar exterior [m3/h. Potência de Espaço Área [m2] Notas [pessoas] pessoas] admissão [W] Salas de aula 51,8 27 30 383 Refeitório 116,6 117 35 1934 Potência específica de 1,7 kW/m3.s Ginásio 116,6 12 30 170 N → Cozinha 45,3 5 30 70 Figura 10 Modelo de simulação, pormenor da fachada tardoz24 Edifício de Habitação Municipal | Escola Básica EB1 25
  • 5 Resultados Resultados 5.1 Matriz energética do edifício Os resultados do trabalho desenvolvido são 5.2 Simulação da matriz energética do edifício apresentados em quatro fases: 5.3 Oportunidades de intervenção • Matriz energética do edifício; 5.4 Análise custo - benefício • Simulação da matriz energética do edifício; • Oportunidades de intervenção; • Análise custo - benefício. 27
  • REABILITAÇÃO SUSTENTÁVEL PARA LISBOA 80005.1 Matriz energética do edifício 5.2 Simulação da matriz energética Consumo anual de energia primária [kgep/ano] do edifício 7000Os dados de facturação real foram obtidos junto 6000do parceiro do projecto EDP, mediante a devida A matriz energética do edifício consiste naautorização por parte da CML. desagregação dos consumos totais de energia do 5000 edifício pelas diferentes formas de energia final 4000Tabela 10 Matriz Energética: Simulação vs Valores reais (electricidade e gás) e pelas diferentes utilizações 3000 Simulação Facturas Tipologia [MWh/ano] [MWh/ano] Diferença (aquecimento de água sanitária, iluminação, 2000 Electricidade 46,7 59,7 22% electrodomésticos, etc.) (Gráfico 04 e 05). 1000 Gás Natural 70,1 31 129% AQS 7% Preparação 0 de refeições 7% Iluminação Envolvente Ar exteriorA diferença entre os consumos simulados 39% Iluminação Equip. Equip. Ventilação Aquecimento Prep. de AQSe os reais deve-se ao factor real de utilização da Aquecimento (Escolares) (Cozinha) refeiçõesiluminação, superior ao nominal estabelecido - Ar exterior 13% Energia eléctrica Gás Naturalno RSECE e que serviu de base à simulação, Aquecimento Gráfico 05 Matriz energética do edifício - desagregação dos valores absolutos de energia primária por tipologiae à não consideração dos aquecedores - Envolvente 4% de consumoeléctricos de efeito Joule na simulação. Ventilação 10% 5.3 Oportunidades de Intervenção Isolamento exterior de fachadas, coberturaA diferença nos consumos de gás natural reflecte Equipamentos e pavimentos Equipamentosa simulação do sistema de aquecimento central (Escolares) 17% (Cozinha) 3% As oportunidades de intervenção foram O isolamento térmico de edifícios é fundamental(Gráfico 03). Gráfico 04 Matriz energética do edifício: valores analisadas ao nível da envolvente do edifício, para garantir o conforto térmico durante todo relativos de energia primária da instalação de tecnologias de aproveitamento o ano, uma vez que este material tem como de energias renováveis, e da substituição de principal característica atenuar as diferenças equipamentos e sistemas de iluminação. climáticas sentidas no interior e exterior dos edifícios. Para além do conforto e da redução 35 Utilização anual de energia final [MWh/ano] Ao nível da envolvente do edifício foi estudada de custos com equipamentos de aquecimento/ 30 a aplicação de isolamento térmico nas paredes, arrefecimento e consumos de energia, um bom 25 coberturas e pavimentos e a reabilitação dos vãos isolamento das paredes exteriores, coberturas envidraçados. e pavimentos conduz a uma diminuição de 20 perdas de calor para o exterior no Inverno e reduz 15 Na integração de tecnologias de aproveitamento os ganhos de calor no Verão. 10 de energias renováveis foi avaliada a adopção de painéis solares térmicos para a produção de águas A aplicação de isolamento térmico pode fazer-se 5 quentes sanitárias e de painéis fotovoltaicos para pelo interior e pelo exterior. No entanto, a melhor 0 produção de electricidade. opção em termos de manutenção da inércia Envolvente Ar exterior térmica do edifício e de manutenção das áreas no Iluminação Equip. Equip. Ventilação Aquecimento Prep. de AQS (Escolares) (Cozinha) refeições Na substituição de equipamentos e sistemas de interior do edifício, é o isolamento pelo exterior. Energia eléctrica Gás Natural iluminação existentes foi considerada a aquisição de equipamentos mais eficientes do ponto de Na escolha dos materiais de isolamentoGráfico 03 Valores da simulação dos consumos energéticos em energia final vista do consumo energético. a utilizar, deve ser considerado o coeficiente28 Edifício de Habitação Municipal | Escola Básica EB1 29
  • REABILITAÇÃO SUSTENTÁVEL PARA LISBOAde transmissão térmica U (W/m2.C), uma • Colocação de rede de fibra de vidro entre Em edifícios existentes, a aplicação de isolamento energética prioritária, quer face aos benefíciosmedida da quantidade de calor, por unidade o isolamento e o acabamento, pois é este térmico pelo exterior deve ser feita com sistemas imediatos em termos da diminuição dasde tempo, que atravessa uma superfície de elemento que confere resistência mecânica ao compósitos do tipo ETICS (da designação inglesa necessidades energéticas, quer por se tratarárea unitária desse elemento da envolvente isolamento, e External Thermal Insulation Composite Systems), de uma das medidas mais simples e menospor unidade de diferença de temperatura entre uma vez que as soluções de preenchimento da dispendiosas. Para além disso, uma intervenção • Acabamento com tinta arenosa do tipo rebocoos ambientes que ele separa (Fonte: RCCTE, caixa de ar com isolamento que apenas se aplica numa cobertura, realizada para resolver um desumidificante com elevada transpirabilidade2006). Em materiais isolantes, este indicador a edifícios novos. problema de impermeabilização, facilmente e hidrorepelência, que permita ao edifícioé tanto melhor quanto mais baixo for o seu valor. poderá ser “alargada” para incluir a aplicação respirar e manter a impermeabilidade à água. No caso em concreto foi analisada a utilização de de isolamento térmico nessa mesma cobertura,Para além das propriedades térmicas, dependendo placas de poliestireno expandido extrudido, EPS, sendo o sobrecusto desta solução praticamenteda aplicação, deve ser considerada a durabilidade de 20, 30, 40, 60 e 100 mm. De acordo com o ITE equivalente ao custo do material.dos materiais, a compressibilidade, a estabilidade 50, a condutibilidade térmica do EPS é de 0.040dimensional, o comportamento à água, W/m.K, um dos valores mais baixos de entre os A solução estudada para coberturas horizontaiso comportamento mecânico e a permeabilidade materiais avaliados no manual (Figura 12). foi a da aplicação de poliestireno expandidoao vapor. extrudido por cima da camada de regularização ext. int.. (placas de 20, 30, 40, 60 e 100 mm), tal comoEm alternativa, sobretudo do ponto de vista da 1 esquematizado na Figura 13.natureza dos materiais constituintes, é possivel 2a utilização do aglomerado negro de cortiça ext. 1como camada de isolamento por se tratar de 2 3um material de origem natural com excelentes 6propriedades térmicas. 4 3 5 4A solução a adoptar para o isolamento térmico 6 5 7 int.de fachadas é particularmente importante uma 1 Revestimento exterior aderente (reboco, pedra,...)vez que a exposição do isolamento a elementos 2 Pano exterior de alvenaria (de tijolo, de blocos ou deerosivos é muito elevada. Como tal, a solução pedra) ou parede de betão ext. 1técnica a instalar deve salvaguardar quatro 3 Estribo de ligação dos panosaspectos essenciais: 4 Espaço de ar com drenagem 6 5 Pano interior de alvenaria (de tijolo ou de blocos ou de 2• Camada de adesivo integral na placa de pedra) ou parede de betão 6 Revestimento interior (reboco, estuque, placa de gesso, 4 isolamento, que assegure a impossibilidade int. de madeira, pedra,...) de existirem fenestrações entre o reboco 7 Isolamento térmico 1 Protecção exterior da cobertura (autoprotecção) 1 Camada de reboco pré preparado; e o painel; 2 Sistema de impermeabilização 2 Adesivo integral; Figura 12 Parede dupla com isolante térmico compósito exterior (Fonte: baseado no ITE50) 3 Camada de forma (betão leve, emed = 0,10m)• Fixação adicional dos painéis com cavilhas 3 Painel isolante e aplicação de cavilhas de polipropileno; 4 Estrutura resistente (laje maciça ou aligeirada, chapa 4 Barramento em duas demãos, armado com rede em metálica nervurada) em polipropileno, que assegura a estabilidade fibra de vidro; A cobertura é o elemento construtivo do 5 Revestimento interior (reboco, estuque, pintura,...) dos painéis, reforçando a acção do adesivo 5 1aª demão de primário e acabamento edifício sujeito às maiores amplitudes térmicas. 6 Isolante térmico (suporte de impermeabilização) integral; 6 2aª demão de acabamento O isolamento térmico de uma cobertura Figura 13 Cobertura horizontal com isolamento Figura 11 Perspectiva da aplicação de isolamento térmico térmico aplicado sobre a camada de regularização pelo exterior (Fonte: MAPEL, 2010) é considerado uma intervenção de eficiência (Fonte: ITE 50)30 Edifício de Habitação Municipal | Escola Básica EB1 31
  • REABILITAÇÃO SUSTENTÁVEL PARA LISBOAAo nível dos pavimentos foi analisada a aplicação Vãos Envidraçados Caixilhariasde poliestireno expandido extrudido por baixo do Os vãos envidraçados são áreas críticas para As caixilharias são o principal responsável pelarevestimento (placas de 20, 30, 40, 60 e 100 mm); o conforto térmico, pois conduzem a perdas definição da taxa de infiltrações e permeabilidade de calor do interior para o exterior, no Inverno, ao ar numa fracção. Actuando não só ao nível e ao sobreaquecimento do edifício, no Verão, caso das taxas de infiltração de ar, mas também ao 1 int.. a área envidraçada tenha elevada exposição nível das condições de salubridade, é necessário 5 solar. A reabilitação térmica nos vãos envi- assegurar condições de ventilação que garantam 2 draçados é uma medida essencial na optimização as taxas mínimas de renovação de ar, garantindo 6 do desempenho energético do edifício. Neste assim a qualidade do ar interior, e constituindo, 3 sentido a reabilitação dos vãos envidraçados visa também, uma boa solução ao nível acústico e de ext. 4 reforçar, por um lado a estanquicidade do edifício, isolamento sonoro. através da redução das infiltrações de ar não- 1 Revestimento de piso (madeira ou derivados 2 Isolante térmico controladas e a melhoria da ventilação natural De acordo com o ITE 50 as soluções de 3 Estrutura contínua resistente (laje maciça ou aligeirada) e, por outro, promover o aumento da captação caixilharias diferenciam-se em função dos 4 Revestimento de tecto (reboco, estuque, pintura,...) de ganhos solares no Inverno e o reforço da materiais utilizados no seu fabrico: 5 Estrutura intermédia de madeira protecção da radiação solar durante o Verão. • caixilho metálico (alumínio ou ferro), 6 Betonilha de regularização eventualmente com desempenho térmicoFigura 14 Pavimento sobre espaço exterior com Podem identificar-se medidas de intervenção aoisolamento térmico aplicado sobre a camada de melhorado, de que são paradigma os caixilhosregularização (Fonte: ITE 50) nível do tipo de vão, simples ou duplo, ao nível do com corte térmico; tipo de caixilharia, metálica, madeira ou plástico, • caixilho de madeira (pinho ou outras espécies);Na Tabela 11 estão indicados os custos das ao nível do tipo de vidro, simples ou duplointervenções de aplicação de isolamento térmico e ao nível dos dispositivos de sombreamento, • caixilho de plástico (em geral PVC), executadonas paredes de fachada, cobertura e pavimentos. interiores ou exteriores. com perfis uni e multicelulares.Foi analisada a aplicação de isolamento térmico Sendo a caixilharia o elemento responsável pelacom 20, 30, 40, 60 ou 100 mm de espessura. taxa de ventilação dos espaços, quanto maisA título de exemplo apresentam-se na Tabela 11 elevada for a sua classe de estanquicidade,os custos unitários de aplicação por m2 e por área menores são as taxas de ventilação. Se as taxastotal da intervenção para os isolamentos de 20, de ventilação estiverem abaixo das estabelecidas60 e 100mm. por lei, será necessário assegurar a adequada ventilação dos espaços recorrendo a grelhas deTabela 11 Custos das intervenções de aplicação de isolamento térmico nas fachadas, cobertura e pavimentodo edifício ventilação incorporadas no vão envidraçado. Intervenção 20mm 60mm 100mm €/m2 € €/m2 € €/m2 € A caixilharia idealizada para este edifício é uma Paredes exteriores 1 34 29000 37 31110 40 33820 caixilharia classe 4 que permite a redução da taxa Cobertura2 13 11800 17 15420 21 19050 de infiltrações Laje do piso Térreo3 33 25580 42 38180 50 44910 1 Custos baseados numa consulta de mercado. 2 Custos baseados numa consulta de mercado. Figura 15 Pormenor de vão duplo com janelas de vidro 3 Não inclui a adição de uma camada de regularização sobre o isolamento térmico . O acréscimo implica um sobre custo de 9 €/m2; duplo32 Edifício de Habitação Municipal | Escola Básica EB1 33
  • REABILITAÇÃO SUSTENTÁVEL PARA LISBOAEm termos de envidraçados a opção foi para De entre as tecnologias existentes actualmente Relativamente à concepção dos sistemas estesvidros duplos que permitem dotar os vãos no mercado, podemos distinguir 3 tipos: podem ser sistemas centralizados ou sistemasenvidraçados de um bom isolamento térmico • colectores planos; individuais. Em situações de reabilitação dee acústico, uma vez que apresentam um • colectores concentradores parabólicos edifícios a situação mais viável, em termos técnicosvalor de coeficiente de transmissão térmica compostos (CPC); e económicos, é a adopção de sistemas individuais.significativamente inferiores ao do vidro • colectores de tubos de vácuo. No caso concreto do edifício em estudo foisimples. Este valor diminui ainda em função do Os mais comuns no mercado português, e que analisada a instalação de 24 m2 de colectoresespaçamento entre vidros. apresentam a melhor relação custo-beneficio, solares térmicos, representando um investimento são os colectores planos. Os CPCs são mais da ordem dos 600€/m2. eficientes que os planos e assumem já uma A fracção solar associada a este sistema, ou importante fatia de mercado. Os tubos de vácuo seja, a percentagem de águas quentes sanitárias apresentam a tecnologia mais eficiente, sendo fornecida pelo sistema solar face ao total o colector mais utilizado nos países Nórdicos, necessário, é de 62,5%. onde os níveis de radiação solar são muito inferiores aos registados em Portugal. Tratando-se de uma escola, só existem necessidades de água quente sanitária durante De acordo com o tipo de aplicação, estes sistemas a semana. Também durante o período de Verão, podem ser de termosifão ou de circulação forçada. Figura 16 Pormenor do vidro duplo época em que o sistema apresenta maior No primeiro caso, os sistemas são instalados tipo produtividade, a escola não tira partido do sistema kit, em que o reservatório de água quente está uma vez que não há actividades escolares entreTabela 12 Custos das intervenções ao nível dos envidraçados. acoplado ao colector. Nos sistemas de circulação meados de Junho e Setembro. Tal facto leva a que forçada o reservatório está localizado no interior Intervenção Vidro duplo Vidro duplo melhorado o período de retorno desta medida seja claramente do edifício (ou zona adjacente, e não na cobertura). €/m2 € €/m2 € superior ao de sistemas aplicados em residências Envidraçados 1 138 49110 238 84740 em que as necessidades de água quente sanitária 1 Custos baseados no “Gerador de preços” CYPE (EEEE), V2008.1.i (Software). são diárias. Figura 17 Sistema Solar Térmico de Termossifão, Kit (Fonte: Vulcano)Sistemas Solares TérmicosOs sistemas solares térmicos são sistemas que se o período de retorno simples do investimentoutilizam a energia solar para produção de águas for inferior a oito anos.quentes sanitárias (e outras aplicações mais No caso da reabilitação de edifícios, e considerandoavançadas para climatização de edifícios). um valor de intervenção superior a 25% do valorNo âmbito do RSECE é obrigatório considerar patrimonial do edifício (ou fracção) a intervir,a utilização de colectores solares térmicos para a obrigatoriedade de instalação de colectoresa produção de águas quentes sanitárias de solares térmicos mantém-se de acordo com osacordo com as necessidades de águas quentes mesmos requisitos exigidos para edifícios novos. Figura 18 - Sistema Solar Térmico de Circulaçãodo edifício. A instalação do sistema é obrigatória Forçada (Fonte: Junkers)34 Edifício de Habitação Municipal | Escola Básica EB1 35
  • REABILITAÇÃO SUSTENTÁVEL PARA LISBOASistemas Solares Fotovoltaicos Para obter mais informação sobre o regime Em Portugal é possível encontrar algumas A análise para este edifício foi realizadaOs painéis solares fotovoltaicos são uma outra da micro-geração deve-se registar no portal aplicações integradas de painéis fotovoltaicos considerando o auto-consumo .forma de aproveitamento da energia solar, desta www.renovaveisnahora.pt. em edifícios. É disso exemplo o edifício Solarvez para conversão directa em energia eléctrica. XXI no campus do LNEG, onde a fachada do A análise teve por base os seguintes pressupostos: Estão actualmente disponíveis no mercado três edifício é constituída por painéis fotovoltaicos • Preço: 380 €/m2 (3.800 € / kW pico instalado);A grande mais valia destes painéis é o seu tipos de células, todas elas contendo silício na sua policristalinos com uma capacidade instalada • Área de painéis: 25 m2, pressupõe a instalaçãoelevado potencial de integração arquitectónica constituição base: monocristalino, policristalino de 12kWp que produzem aproximadamente de 3.68kW;em edifícios, podendo ser utilizados como e amorfo (ou filme fino). A maior diferença entre 10MWh/ano de energia eléctrica, utilizada nomateriais de construção, em detrimento de estas tecnologias está ao nível das eficiências, próprio edifício. • Orientação: Sul.materiais convencionais. São disso exemplo as superiores nas tecnologias monocristalinasaplicações em coberturas, clarabóias, sistemas e maior flexibilidade ao nível dos materiais de No Condomínio Jardins de São Bartolomeude sombreamento e aplicações como material de silício amorfo (Figuras 22, 23 e 24). em Lisboa foi instalada a maior instalaçãorevestimento de fachadas. fotovoltaica ao nível de um condomínio em Portugal. Ao abrigo do enquadramento da micro-Actualmente, no âmbito da medida 3.3.1 relativa geração foram instalados 52kWp de painéisà micro–produção eléctrica definida no PNAEE, fotovoltaicos muilti-cristalinos na cobertura dosestá em vigor o enquadramento da micro- edifícios.geração ao abrigo do qual é possível viabilizara instalação de sistemas fotovoltaicos paravenda da electricidade à rede eléctrica nacional. Figura 19 Célula monocristalinaO sistema permite o acesso a uma tarifabonificada e a venda de electricidade à rede, deacordo com os seguintes critérios:• existência de um contrato de compra de electricidade em baixa tensão, devendo a unidade de micro produção ser integrada no Figura 20 Célula multicristalina Figura 22 Edifício Solar XXI (Fonte: LNEG) local da instalação eléctrica de utilização;• potência máxima de ligação de 3,68 kW (os produtores de electricidade não podem injectar na Rede Eléctrica de Serviço Público, no âmbito desta actividade, uma potência superior a 50 % da potência contratada para a instalação eléctrica de utilização); Figura 21 Película filme-fino. Figura 24 Esquema da constituição de um sistema• obrigatoriedade de instalação de 2m2 de Figura 23 Condomínio Jardins de são Bartolomeu fotovoltaico (Fonte:IEA-PVPS-Task 7) colectores solares térmicos.36 Edifício de Habitação Municipal | Escola Básica EB1 37
  • REABILITAÇÃO SUSTENTÁVEL PARA LISBOAIluminação 50 Hz em alta frequência, geralmente em 25 kHz Uma caldeira de condensação incorpora As caldeiras de biomassa têm o mesmo principioEm edifícios escolares é particularmente a 40 kHz. um permutador de calor desenvolvido de funcionamento das convencionais utilizandoimportante garantir os níveis adequados de propositadamente para trabalhar com os como combustível resíduos sólidos: materiaisiluminação. Para tal é essencial conciliar as O funcionamento destas lâmpadas a elevadas condensados dos gases de combustão, lenhosos, pellets, etc. com elevado podernecessidades do espaço e os respectivos frequências produz a mesma quantidade de luz, resultantes do vapor de água libertado no calorífico.consumos energéticos, adoptando estratégias de com um consumo entre 12 a 25 % mais baixo. processo de queima do combustível. No casoiluminação eficiente. A base da aplicação deste concreto da queima de um hidrocarboneto, As bombas de calor funcionam sob o mesmoconceito está na redução das necessidades de A utilização de balastros electrónicos apresenta, a energia libertada por condensação corresponde principio dos frigoríficos, utilizando a energiailuminação artificial e na redução do consumo ainda, várias vantagens ao nível da qualidade de a cerca de 11% da energia total contida no volume térmica ambiente como fonte de calor/frio.energético associado às necessidades de iluminação: de gás queimado. A caldeira permite fazer A bomba extrai ao ar ambiente a energiailuminação indispensáveis. o aproveitamento desta energia para efeitos de necessária ao sobreaquecimento de um fluido • ausência de cintilação durante o funcio- aquecimento. refrigerante que circula no sistema de distribuição namento, devido à alta frequência;O sistema de daylight control permite, através de calor que utiliza os ventilo-convectores como • desliga automaticamente as lâmpadas emda instalação de sensores de controlo de luz unidades terminais. caso de anomalia;natural, ajustar os níveis de iluminação artificialdas salas de aula em função da disponibilidade • baixa temperatura de funcionamento; A bomba de calor geotérmica utiliza como fontede iluminação natural. de calor o solo, que mantém a sua temperatura • fluxo constante independente da tensão de estável ao longo do ano, aproximadamente alimentação; 15oºC. O custo da bomba de calor geotérmica • vida útil da lâmpada aumenta cerca de 50%. apresentado na Tabela 15, contempla a bomba de calor, depósitos de inércia e permutadores Tabela 14 Custos de substituição dos balastros electrónicos de calor mas exclui trabalhos de escavação Instalação e preparação de terrenos (cujo custo pode ser Intervenção €/unidade em todas as luminárias € muito relevante) (Tabela 15). Instalação de balastros 15 2100 electrónicosFigura 25 Efeito regulador de fluxo de acordo coma disponibilidade de luz natural. Figura 26 Principio de funcionamento de uma caldeira de condensação (Fonte - Junkers)Tabela 13 Custos dos equipamento daylight control Sistemas de Aquecimento Intervenção €/unidade €/24 unidades Tabela 15 Investimentos ao nível do sistema de aquecimento Como referido anteriormente, foi simulada Dispositivos Custo das unidades terminais daylight control 125 3000 a existência de um sistema de aquecimento Equipamentos Custo do equipamento de geração de calor1 (€) central a partir de uma caldeira convencional. € Descrição Sistema de referência Como oportunidade de intervenção identifica- (Caldeira convencional) 5000 18.000 Radiadores convectoresFoi igualmente estudada a substituição dos se a substituição da caldeira convencional Caldeira de biomassa 33.500 18.000 Radiadores convectoresactuais balastros electromagnéticos por balastros a gás natural por equipamentos mais eficientes, Caldeira de condensação 8.600 18.000 Radiadores convectoreselectrónicos em todas as luminárias. Ao contrário nomeadamente caldeiras de condensação Bomba de calor convencional 25.000 35.500 Ventilo - convectoresdos balastros electromagnéticos, os electrónicos ou com mais valias ambientais, caldeiras Bomba de calor geotérmica2 42.000 35.500 Ventilo - convectorespermitem melhorar o rendimento das lâmpadas de biomassa. Foi igualmente estudada 1 Consulta de mercado 2 O custo da bomba de calor geotérmica contempla a bomba de calor, depósitos de inércia e permutadores de calor mas exclui trabalhos de escavaçãoao converterem a frequência standard de a possibilidade de utilizar bombas de calor. e preparação de terrenos (cujo o custo pode ser muito relevante)38 Edifício de Habitação Municipal | Escola Básica EB1 39
  • REABILITAÇÃO SUSTENTÁVEL PARA LISBOA5.4 Análise custo - benefício Na análise realizada do ponto de vista da intervenção na envolvente é possível identificarTodas as intervenções analisadas foram os períodos de retorno associados a cada nívelreflectidas do ponto de vista energético, de isolamento (Gráfico 07).económico e ambiental, permitindo identificaraquelas que apresentam os melhores períodos Os elevados períodos de retorno associadosde retorno. à intervenção na envolvente são justificados pelo baixo factor de utilização do edifício, 5Nas medidas estudadas para a melhoria da dias/semana, 12 horas/dia, pelos elevadosenvolvente, identifica-se claramente uma ganhos internos decorrentes da ocupação e pelaefectiva melhoria do comportamento do maior parte das necessidades de aquecimentoedifício pela aplicação de isolamento térmico serem provenientes da ventilação de ar exteriore reabilitação dos envidraçados. Esta melhoria à temperatura ambiente. Esta é uma situaçãoreflecte-se na diminuição das necessidades recorrente em edifícios de serviços em que asde aquecimento ambiente, que podem chegar cargas geradas internamente são tao relevantesa -45%, considerando um isolamento de 100mm. quanto as cargas externas, sendo necessárioNo entanto, esta redução nas necessidades de criar condições de conforto imediatas atravésaquecimento representa apenas 7% no global do de equipamentos, não tirando assim partido daconsumo de energia primária do edifício. inércia térmica de que se está a dotar o edifício. 40 Envolvente Ar exterior 35 241 Tempo de retorno [anos] 250Consumo anual de energia final [MWhgás natural] 30 209 207 196 192 192 190 ∆= 45 % 200 174 171 25 152 144 141 132 150 121 20 100 84 100 77 76 73 15 50 10 0 m m m m m m m m m m m m m -1 m m m m o) mm m m m m 0m 0m rio 60m Co ras 0m Co ura 0m Co ura 0m m m 0m m m m m m 0m 00 To 60 (p térr - 30 30 To 20 60 rio - 40 rio 30 20 rio 100 rre 40 5 -4 té ) - 3 de térr - 2 rtu - 6 0 4 -2 - -1 be s - l- be s - - l- - l- - )- s s l s ) o) be as s ta ta s s ta Pa pis reo ta eo re re ra re eo re re rre To To Co tur rtu io r rt rt té té je ter r te te be be te te La iso La iso o o ex La ex 0 La ex o ex ex is Co is (p (p (p s s s Referência Total - 20mm Total - 30mm Total - 40mm Total - 60mm Total - 100mm s s ( de de de de je je je je re re re re re La PaGráfico 06 Simulação da redução das necessidades energéticas para aquecimento após as intervenções ao nível da Pa Pa Paenvolvente do edifício Gráfico 07 Períodos de retorno associados às intervenções ao nível da envolvente do edifício40 Edifício de Habitação Municipal | Escola Básica EB1 41
  • REABILITAÇÃO SUSTENTÁVEL PARA LISBOAOs elevados períodos de retorno associados O Gráfico 09 apresenta a perspectiva global de O Gráfico 10 apresenta, por seu lado, o períodoàs intervenções na envolvente do edifício são todas as intervenções, identificando os períodos de retorno ambiental das intervenções, ondeequilibradas pelas oportunidades de intervenção de retorno económico a elas associados. é evidente a diferença entre os cálculos.que surgem ao nível dos equipamentos (Gráfico08).O período de retorno associado à instalaçãode painéis fotovoltaicos não reflecte a possívelvenda da electricidade gerada à rede eléctricanacional, num enquadramento de incentivoà adopção destes sistemas. A contabilizaçãodesses proveitos teria que ter em contao esquema de injecção na rede em vigor.A situação apresentada é para um sistema ligadoà rede, ou seja, sem o investimento em bateriaspara armazenamento da energia, de compra 241 236 237e venda de electricidade ao preço de mercado. 250 Tempo de retorno [anos] 209 207 196 192 192 190 200 174 171 152 144 141 132 150 121 Tempo de retorno [anos] 50 100 43 100 84 31 31 77 76 73 27 43 11 50 35 27 31 31 3 4 0 11 4 3 l os s S o a al ro 0 co ic çã Q on nt ic m A ni sa lta 3 m La (pis ter - 20 m ro re 2 m La des érr - 3 m La (pi xte ) - 6 m 3 m V up ) - 1 mm re o d me mm l - mm de To - 10 m de To r - 6 m La (pis érr - 40 m be - 1 mm be ra mm be ra - mm To - 2 m m le de s F en cos ba cu re ér s es lo vo ão ca raç ara a Co con de c S Co rt nc or Co tura 60 l te or o r - nte co ci Pa (pis érre - 40 m m - na m ain co tró ol ér m Re la ot co a de pe s p mic ex lo c ad tró Q ta 0m je ex tal 0m V o t eo 0m re o t o) m e eo 0m je so rio 0m m rio 0m je o ior m ra m ta 0m en be ve al en ) m m Bo P de lec ntr vo or ca to saç r ot be ura io lo ão A rio re ht pa Co ba éi nd ni so r ge ltai or o 0 0 s Tot 60 rio 40 Co rtu 00 Co rtu 40 rtu 30 20 ec v nd E co ge to id lo 0 lig de up lh on (p té r - es ex l - - ér ) - El l- Fo co ei os t ay r ex a ld str igh je o eo r rc lo r s la o D is ro de te is rr ca lo Ca ala ayl te so né r st r ca t t ra B D de la d s i s r La s Pa s ei ra e de Ba de ba or ld id re re je re ba ct Ca m Pa Pa Pa Pa ct le Bo m Co Bo BoGráfico 08 Períodos de retorno associados às intervenções ao nível dos equipamentos Gráfico 09 Períodos de retorno económico associados a todas as intervenções42 Edifício de Habitação Municipal | Escola Básica EB1 43
  • REABILITAÇÃO SUSTENTÁVEL PARA LISBOA 1800 A maior redução verifica-se ao nível dos sistemasRetorno ambiental [(gCO2/ano)/€investido] 1600 1450 de iluminação, resultado do sistema de daylight 1400 control e da substituição dos balastros existentes 1200 por balastros electromagnéticos. A instalação de 966 1000 colectores solares térmicos permite, igualmente, 800 uma considerável redução da factura energética 600 (Gráfico 11). 395 279 400 136 141 102 121 200 92 58 50 55 55 42 30 29 35 28 20 20 32 25 22 22 22 24 22 18 18 0 La (pis xte - 20 m Pa pis rre - 40 m (p té r - mm de ér - 3 m La (pis érre - 4 m ro érre ) - 2 m La (p xte ) - 6 m To - 2 m m de To r - m V upl ) - 1 mm te l - mm te 30 m s To - 60 m e be ra mm be ra - mm ba cu re té a Co Fot nci r de To 10 m du elh m s es lo io ão Co tur 60 s co ado ca raç ara ca l in co e S lt l ro lo je s e tal 60m be ovo ona - o co nt m Re ola eo ass je o t o) 0m Pa lor ão d AQ re o t o) m r m V so t rreo 30m je s e eo 0m ra 0m be a - m rio m s ta 0m ta 0m r- m ro m 0m be ura aic de pe s p rmi or ca b aç éi nv ca nt rre Co ba dei ond óni je iso rio 0 o 0 rtu 40 Co rtu 100 pl or rio 40 ra s E co s rg m ct e de s rtu - 3 id o 0 en c tr ex l - e ld stro ight Bo Ca de lec l je o rio ex ta o r l Co rt ∆=34% ay é r ra 20000 t s D Consumo anual de energia primária [kgep/ano] Co d Ca la de m l i le d re ei ( re Ba id re Pa Pa La La Pa Bo Gráfico 10 Períodos de retorno ambiental associados a todas as intervenções 15000 10000Se for analisada a intervenção global ao nível solar fotovoltaico para produção de electricidadedas intervenções que podem ser implementadas em regime de auto-consumo e instalação deem simultâneo e que apresentam viabilidade uma caldeira de condensação para o sistema de 5000economica, ou seja, isolamento térmico aplicado climatização, o período de retorno simples é de 17na cobertura com uma espessura de 60 mm, anos. Este cálculo tem por base uma redução de 0instalação de um sistema de daylight control em 34% no consumo de energia primária e reflecte-se Envolvente Artodas as salas de aula, substituição dos balastros numa redução de 60% da factura energética da exteriorelectromagnéticos por balastros electrónicos, escola (Tabela 16). Iluminação Equip. Equip. Ventilação Aquecimento Prep. de AQSinstalação de um sistema solar térmico para (Escolares) (Cozinha) refeiçõesprodução de águas quentes sanitárias, sistema Energia eléctrica Gás Natural Total Gráfico 11 Comparação da matriz energética (energia primária) do edifício actual e após intervenções Tabela 16 Síntese das intervenções que podem ocorrer em paralelo Economias anuais Intervenção Custo estimado [€] Tempo de retorno € gCO2/ €investido Intervenção “Global”: Cobertura – 60 mm + Daylight control + Balastros electrónicos 52.500 3.083 3.100 17 + Colector solar térmico (24 m2) + Fotovoltaico (25 m2) + Caldeira de condensação44 Edifício de Habitação Municipal | Escola Básica EB1 45
  • 6 Síntese e Conclusões Síntese e Conclusões O presente estudo teve como objectivo • instalação de tecnologias de aproveitamento apresentar, para um edifício escolar edificado de energias renováveis: 29.000€ (tempo de nos anos 80, tipologia P3, as oportunidades retorno global = 25 anos); de intervenção ao nível da melhoria do seu • sistemas de iluminação: 5.100€ (tempo de desempenho energético, através de uma retorno global = 3 anos); análise do ponto de vista energético, económico • sistemas de climatização: 4.000 € (tempo de e ambiental. retorno global = 11 anos). As oportunidades de intervenção foram Apesar das mais-valias ao nível da redução dos identificadas a três níveis: consumos energéticos e aumento significativo • ao nível da envolvente do edifício (isolamento dos níveis de conforto no interior do edifício, térmico e optimização dos vãos envidraçados); as medidas de reabilitação energética da • ao nível da instalação de tecnologias de envolvente representam um investimento aproveitamento de energias renováveis elevado para os efectivos períodos de retorno (painéis solares térmicos e fotovoltaicos); associados. Tal deve-se essencialmente aos níveis e perfis de ocupação desta tipologia de • ao nível dos sistemas e equipamentos edifícios, em que as cargas geradas internamente energéticos instalados (iluminação e clima- são tão relevantes quanto as cargas externas, tização). sendo necessário criar condições de conforto imediatas através de equipamentos, não tirando A implementação integral das oportunidades assim partido da inércia térmica de que se está de intervenção estudadas e passíveis de a dotar o edifício. implementação simultânea conduziria a uma redução superior a 30% nos consumos de Ao nível dos equipamentos, são as medidas energia primária e emissões de CO2 associadas, associadas aos sistemas de iluminação que e de 60% na factura energética anual do edifício assumem os melhores investimentos, enquanto (6,7 tep/ano, 12,1 tonCO2/ano e 3.083 €/ano, os restantes equipamentos justificam os respectivamente). elevados períodos de retorno pelo baixo factor de utilização do edifício, 5 dias/semana, 12 horas/ Esta intervenção ocorreria essencialmente dia, menos de 200 dias por ano. ao nível dos equipamentos, e implicaria um investimento total de cerca de 52.500 €, que se De realçar, no entanto, a importância das pode desagregar do seguinte modo: condições de conforto e salubridade nestes • edifício (isolamento térmico das coberturas): edifícios, que justifica a consideração destas 15.400 € (tempo de retorno global = 73 anos); intervenções na requalificação do parque escolar. 47
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