Térmica
Acústica
Qualidade do ar interior
Permeabilidade ao ar
Auditoria energética
Simulação dinâmica
Termografia
Análise de medidas de melhoria
As actividades de monitorização realizadas (nas diversas Regiões de Convergência Centro, Norte e Alentejo) visaram o levantamento das soluções construtivas existentes/projectadas, o registo e avaliação de patologias e debilidades construtivas, a monitorização do comportamento higrotérmico e acústico, a avaliação da qualidade do ar interior, a avaliação de consumos energéticos com climatização e a eventual simulação dinâmica dos edifícios (a nível de conforto térmico e acústico) e a inspecção de pontos fracos na envolvente ao nível do comportamento térmico da fracção avaliada através da técnica da termografia.
A informação recolhida nas auditorias aos edifícios bem como nos elementos de projecto, foram o ponto de partida para a análise técnica posteriormente realizada no ITeCons, das medidas de melhoria, ao nível dos materiais, soluções e processos construtivos, com vista à correcção de patologias, à redução da pegada ecológica, à redução dos consumos energéticos e ao aumento do conforto higrotérmico e acústico.
Os resultados deste processo são aqui apresentados, para o conjunto de edifícios seleccionados para o efeito pelas autarquias e colaboradores envolvidos no projecto.
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Térmica
Nesta secção será apresentado um resumo das soluções construtivas, da envolvente opaca e envidraçada, com requisitos regulamentares, utilizadas em cada edifício. Será apresentada uma breve descrição das soluções construtivas e os respectivos coeficientes de transmissão térmica (U), os quais são ainda comparados com os valores máximos e de referência regulamentares, em função da zona climática de Inverno do local onde o edifício se encontra implantado.
As zonas de ponte térmica plana (pilares, vigas, caixas de estore, …) não possuem valores de U de referência, tendo-se apenas apresentado o valor máximo regulamentar, o qual deve ser o dobro do valor de U da zona corrente adjacente, com o limite máximo correspondente ao valor máximo regulamentar estabelecido para a zona corrente.
No caso da envolvente envidraçada, foi determinado o valor de U e o valor do factor solar com as protecções solares 100% activadas (g100%). O valor de U foi comparado com o valor de referência e o valor de g100% foi comparado com o valor máximo regulamentar, o qual foi determinado tendo em consideração a zona climática de Verão do local onde o edifício se encontra implantado e a classe de inércia térmica do edifício. Devido à dificuldade de classificar a inércia térmica, foi admitida, em todos os casos, uma classe de inércia térmica média.
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Acústica
Avaliou-se o desempenho acústico de um conjunto de soluções construtivas representativas das aplicadas em cada edifício, através de uma análise comparativa dos parâmetros acústicos determinados a partir de medições acústicas in situ com os requisitos acústicos definidos no “Regulamento dos Requisitos Acústicos dos Edifícios” (RRAE), aprovado pelo Decreto-Lei n.º129/2002, de 11 de Maio, incorporando as alterações introduzidas pelo Decreto-Lei n.º96/2008 de 9 de Junho, naquilo que lhe é aplicável.
Nos diversos ensaios efectuados, o equipamento utilizado compreendeu:
Sonómetro integrador do tipo 2260, com microfone tipo 4189, da marca "Bruel&Kjaer”;
Calibrador de sonómetro, do tipo 4231, da marca “Bruel&Kjaer”;
Fonte de ruídos aéreos, do tipo OMNIPOWER 4292, da marca “Bruel&Kjaer”;
Fonte normalizada de ruídos de percussão, do tipo 3207, da marca “Bruel&Kjaer”;
Fonte de ruídos aéreos, do tipo 4224, da marca “Bruel&Kjaer”.
As medições acústicas efectuadas decorreram de acordo com os seguintes documentos normativos:
NP EN ISO 140-4:2009 (Medição de isolamento a sons aéreos de elementos de construção);
NP EN ISO 140-5:2009 (Medição do isolamento a sons aéreos de fachadas);
NP EN ISO 140-7:2008 (Medição de isolamento a sons de percussão);
NP EN ISO 3382-2:2011 (Medição de tempos de reverberação);
Circular Clientes 01/2009 do IPAC com critérios de amostragem mínimos definidos pelo LNEC, em 02/04/2009 e revistos em 13/04/2012. Os índices de isolamento sonoro foram obtidos de acordo com as seguintes normas:
NP EN ISO 717-1:2009 (Determinação dos índices de isolamento sonoro a sons de condução aérea, padronizados, D 2m, nT, w e DnT, w);
NP EN ISO 717-2:2009 (Determinação do índice de isolamento sonoro a sons de percussão, padronizado, L’nT, w).
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Qualidade do ar
Os critérios utilizados na realização das medições são os indicados na nota técnica NT-SCE-02, que estabelece a metodologia de auditoria à Qualidade do Ar Interior (QAI), segundo o SCE – Sistema de Certificação Energética da Qualidade do Ar Interior nos edifícios (Decreto-Lei nº 78/2006 e 79/2006). Os poluentes que foram objecto de medição durante os trabalhos são os listados na nota técnica NT-SCE-02, à excepção do radão e a Legionella. O tratamento dos resultados segue os critérios indicados na referida Nota Técnica. O limite máximo regulamentar em partes por milhão do Dióxido de Carbono (CO2), Monóxido de Carbono (CO), Ozono (O3) e Formaldeído (HCHO) foi definido tendo em conta as condições reais de Temperatura, medida no local, aquando das medições. Apresenta-se, na Tabela 1, a avaliação da conformidade regulamentar estabelecido de acordo com a Nota Técnica.
Para o Dióxido de Carbono, Monóxido de Carbono e Compostos Orgânicos Voláteis, o 2º critério de conformidade só é utilizado no caso de se observar a não conformidade do 1º critério. A conformidade do 2º critério permite considerar que o edifício se encontra regulamentar. Para o caso das Bactérias e Fungos, o 1º critério implica a avaliação de várias condições de conformidade. A conformidade do edifício dependerá da verificação simultânea de todas as condições. Para os restantes compostos, Partículas Suspensas no Ar, Ozono e Formaldeído, existe um só critério de conformidade, o qual deverá ser cumprido para que se possa considerar o edifício conforme.
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Permeabilidade ao ar
Os ensaios de permeabilidade ao ar realizados no âmbito deste projecto baseiam-se no Método B da Norma EN13829:2000, o qual visa o ensaio da envolvente do edifício ou fracção. Este ensaio consiste na aplicação de patamares de pressões diferenciais, através da pressurização e/ou despressurização do edifício ou fracção, com medições do caudal de infiltração/exfiltração de ar para cada patamar de pressão aplicado. Como resultados finais são apresentadas a curva de infiltração de ar e a taxa de renovação horária a 50 Pa. A pressão de referência é de 50 Pa.
Em cada fracção ensaiada, quando existentes, foram tapadas com fita adesiva as grelhas de ventilação, assim como isolada a porta de acesso à fracção adjacente.
O conjunto de equipamento utilizado nos ensaios de ensaio realizados inclui: um Ventilador 1000 da Retrotec (BLD01); um Manómetro diferencial DM-2 da Retrotec (BLD01-01), com registo de caudal de ar; uma Estação meteorológica HM30 da Thommen (ETM02) e uma fita métrica de 5 m (FTM25).
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Auditoria Energética
Foram efectuadas auditorias energéticas em alguns dos edifícios estudados, tendo como finalidade identificar e desagregar, por tipo, os consumos energéticos dos edifícios, verificar o estado de conservação e funcionamento de sistemas assim como a identificação de eventuais deficiências na envolvente, opaca e translúcida da. É proposto, para cada edifício, medidas de melhoria tendo como finalidade aumentar a eficiência energética do edifício, não perdendo de vista o conforto dos seus ocupantes.
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Simulação dinâmica
Com a simulação dinâmica dos edifícios pretende-se determinar as necessidades energéticas anuais, por m2, para climatização e renovação do ar e, posteriormente o impacto que as medidas de melhoria aplicadas têm nessas necessidades.
O programa de simulação utilizado foi o “Design Builder”, programa de simulação dinâmica detalhado, que permite, através de um interface com o programa de cálculo “Energyplus”, facilmente desenhar e calcular as necessidades energéticas de um edifício. A inserção de edifícios é efectuada graficamente, permitindo assim o desenho, modelação e obtenção de dados do comportamento térmico dos edifícios, bem como a obtenção de imagens de qualquer estágio do desenvolvimento do modelo.
Os dados climáticos utilizados, para cada edifício em estudo, são os disponibilizados pelo programa SolTerm.
Para cada edifício foi escolhida uma fracção deste, de forma a esta ser representativa em termos de soluções construtivas e de utilização.
Pressupostos de simulação:
- O coeficiente de transmissão térmica das paredes foi majorado em 35% para correcção das pontes térmicas planas (NT SCE 01);
- Foram considerados, para cada tipologia de utilização, os perfis de ocupação, iluminação, equipamentos e climatização nominais constantes no Regulamento dos Sistemas Energéticos e de Climatização de Edifícios – RSECE (DL 79/2006);
- Foi utilizada a densidade de ocupação, iluminação, equipamentos e ventilação de projecto; para os casos em que os dados não se encontram disponíveis, os perfis de densidade real foram substituídos pelos perfis de densidade nominal;
- Para a determinação das necessidades anuais de aquecimento e arrefecimento foi considerado um sistema a 4 tubos individualizado, zona a zona, com COP e EER de 1. Os Set-Points considerados foram de 18°C na estação de aquecimento e 25°C na estação de arrefecimento;
- Foi considerado uma taxa de 0.4 rph devido a infiltrações;
- Em todos os edifícios foi simulada a solução base, ou seja, com as soluções construtivas existentes ou projectadas (envolvente opaca e envolvente transparente), de modo a verificar o seu impacto no consumo de energia global do edifício.
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Termografia
No âmbito deste projecto foi utilizada a técnica da termografia, permitindo os termogramas obtidos melhor compreender o comportamento geral das fachadas.
Nas auditorias realizadas aos edifícios foram inspeccionadas as suas fachadas, com a recolha de termogramas, tanto pelo exterior como pelo interior, com recurso a uma câmara de infravermelhos da marca FLIR e modelo ThermaCAM T360.
Para melhor compreender os fenómenos de transferência de calor associados, foram medidas as temperaturas interior e exterior no período de recolha dos termogramas. A medição de temperaturas foi realizada com recurso a um termohigrómetro Rotronic Hygrolog HL-NT2-DP sujeito a calibrações periódicas. Realce-se que quanto maior a amplitude de temperaturas entre os dois ambientes que a solução separa, melhor os resultados obtidos.
A técnica de termografia consiste numa técnica não destrutiva e com ausência de contacto que se baseia na aquisição da radiação infravermelha emitida pelos objectos de estudo. Esta radiação infravermelha é emitida por todos os objectos em quantidade proporcional à quarta potência da temperatura absoluta e emissividade associadas à sua superfície. A emissividade hemisférica de uma superfície é fornecida pela relação entre a energia emitida pela superfície de um objecto e a energia emitida pelo emissor perfeito (conhecido como corpo negro) à mesma temperatura e com uma emissividade igual a um.
A transferência de calor através de elementos heterogéneos ou com presença de água conduz a mapeamentos de temperatura distintos nas suas superfícies. Assim, com recurso à termografia infravermelha é possível compreender a existência de pontes térmicas ou pontos fracos a nível do comportamento térmico da envolvente exterior de um edifício e aferir a presença de humidades.
Importa ainda referir que os resultados da termografia podem ainda ser associados aos de outros equipamentos permitindo assim obter outro tipo de conclusões. A título de exemplo, refira-se a utilização conjunta da técnica com o ensaio de permeabilidade ao ar que possibilita a identificação de pontos com infiltrações de ar, definindo assim zonas de intervenção na fachada com o objectivo de melhorar o seu desempenho térmico.
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Análise de medidas de melhoria
Com base nos resultados do trabalho desenvolvido na actividade de Monitorização de soluções construtivas existentes, e levando em linha de conta os recursos e oportunidades presentes em cada local, pretende-se efectuar o estudo de medidas de melhoria sustentáveis e inovadoras a implementar em novos edifícios que venham a ser construídos. Essas medidas de melhoria visão:
• A minimização dos riscos de desenvolvimento de patologias associadas a desempenhos térmicos e acústicos deficientes, generalizado ou pontual (pontes térmicas e acústicas);
• O aumento do conforto higrotérmico e acústico;
• A redução das necessidades energéticas dos edifícios, no que respeita a energia dispendida com climatização, aquecimento de água, ventilação e iluminação;
• O controlo dos ganhos solares durante o verão;
• A melhoria da qualidade do ar interior;
• O aumento da eficiência energética mediante a implementação de sistemas de energias renováveis.
As medidas de melhoria propostas assentam no conhecimento técnico e científico, tendo por base materiais e soluções construtivas/tecnológicas testadas e caracterizadas térmica e acusticamente em laboratório (e, quando justificável, mecanicamente) de acordo com os parâmetros normativos internacionais, europeus ou nacionais.
Uma vez que o sucesso da implementação de medidas de melhoria poderá ser, muitas vezes, condicionado pela atitude e comportamento dos utilizadores dos diversos edifícios, engloba-se ainda indicações de mudanças comportamentais que poderão contribuir para a sustentabilidade da construção, nomeadamente, utilização racional da iluminação, dos dispositivos de protecção solar, dos sistemas de climatização, entre outros.
O impacto das medidas de melhoria é, para alguns edifícios, atestado através da avaliação do comportamento térmico e acústico com recurso a modelos de simulação numérica.
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