Térmica
Acústica
Qualidade do ar interior
Auditoria energética
Simulação dinâmica
Dados gerais
Tipologia: Serviços - centro escolar;
Área útil: 2620m2;
Zona Climática: I1, V3S;
Orientação solar do alçado principal: sensivelmente a Norte;
Inércia Térmica: média.
Térmica
• Envolvente Opaca
Parede exterior
Parede exterior constituída (do interior para o exterior) por: camada de reboco tradicional com 2cm de espessura (condutibilidade térmica de 1,30 W/m.ºC), pano de alvenaria de tijolo furado com 11cm de espessura (resistência térmica de 0,27 m2.ºC/W), camada de isolamento térmico em poliestireno extrudido com 4cm de espessura (condutibilidade térmica de 0,037 W/m.ºC), pano de alvenaria de tijolo furado com 11cm de espessura (resistência térmica de 0,27 m2.ºC/W), camada de reboco tradicional com 2cm de espessura (condutibilidade térmica de 1,30 W/m.ºC).
PTP exterior
Ponte térmica plana exterior, na zona das padieiras dos vãos, constituída (do interior para o exterior) por: camada de reboco tradicional com 2cm de espessura (condutibilidade térmica de 1,30 W/m.ºC), elemento estrutural em betão armado com 22cm de espessura (condutibilidade térmica de 2,0 W/m.ºC), camada de isolamento térmico em poliestireno extrudido com 4cm de espessura (condutibilidade térmica de 0,037 W/m.ºC), camada de reboco tradicional com 2cm de espessura (condutibilidade térmica de 1,30 W/m.ºC).
Cobertura Exterior
Cobertura exterior constituída (do interior para o exterior) por: tecto-falso em gesso cartonado com 1,5cm de espessura (condutibilidade térmica de 0,25 W/m.ºC), camada de isolamento em lã de rocha com 5cm de espessura (condutibilidade térmica de 0,04 W/m.ºC), caixa-de-ar com 98cm de espessura (resistência térmica de 0,16 m2.ºC/W para fluxo ascendente e de 0,23 m2.ºC/W para fluxo descendente), laje aligeirada em betão armado com 10cm de espessura (condutibilidade térmica de 2,0 W/m.ºC), camada de forma em betão leve de agregados de EPS com 8,5cm de espessura (condutibilidade térmica de 0,28 W/m.ºC), camada de impermeabilização, lajetas do tipo Grisol constituídas por camada de isolamento em poliestireno extrudido com 4cm de espessura (condutibilidade térmica de 0,037 W/m.ºC) e camada de betão leve com 3cm de espessura (condutibilidade térmica de 0,28 W/m.ºC).
• Envolvente Envidraçada
Vãos envidraçados com caixilharia em alumínio com corte térmico, sem classificação relativamente à sua permeabilidade ao ar, com vidro duplo incolor (vidro exterior com 6 mm + lâmina de ar com 10 mm + vidro interior com 6 mm), com dispositivos de protecção solar interiores, do tipo estore de lâminas metálicas de cor clara.
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Acústica
• Critérios de amostragem e resultados das medições
As medições visaram a determinação do isolamento sonoro a sons aéreos de fachadas (com altifalante), do isolamento sonoro a sons aéreos entre compartimentos, do isolamento sonoro a sons de percussão em pavimentos e do tempo de reverberação de compartimentos.
A análise prévia dos elementos de projecto disponibilizados e do edifício em estudo, permitiram considerar uma amostragem representativa de um conjunto de soluções construtivas adoptadas sem contudo poder considerar-se como uma análise exaustiva de todas as soluções aplicadas no edifício.
A área translúcida dos elementos de fachada analisados, designadamente do refeitório, de um gabinete (1.12) e de uma sala de aulas (0.49), é de cerca de 29%, 68% e 63% respectivamente, da área das fachadas. Nos casos em que aqueles valores são superiores ao indicado na subalínea iii), da alínea a), do ponto 1, do artigo 5º do RRAE (60%), deverá ser adicionado aos índices avaliados, D 2m, nT, w (33 dB e 32 dB, respectivamente), os termos de adaptação C (-2 dB e -1 dB, respectivamente) ou Ctr (-5 dB e -2, respectivamente), conforme o tipo de ruído dominante na emissão. Deste modo, os valores obtidos dos índices de isolamento sonoro a sons aéreos, padronizados, D 2m, nT, w, para os elementos de fachada analisados, do referido edifício foram de 42 dB, 31 dB e 31 dB, respectivamente, para o refeitório, o gabinete 1.12 e a sala 0.49, uma vez que as fachadas se encontram expostas ruídos típicos do ambiente infantil/escolar.
Na Tabela 1 apresenta-se a listagem dos diferentes parâmetros caracterizadores do isolamento acústico, obtidos a partir dos ensaios realizados in situ, bem como das exigências regulamentares aplicáveis, possibilitando a avaliação do conforto acústico de espaços do edifício.
• Considerações finais
O índice de isolamento sonoro a sons de condução aérea DnT, w, registado, nas medições efectuadas entre a sala de aulas P1.15 e a sala de aulas P1.14 (compartimentos contíguos na horizontal), foi de 49dB, sendo a exigência regulamentar que DnT, w + 3 ≥45dB.Quanto ao índice de isolamento sonoro a sons de percussão, L’nT, w, o valor determinado foi de 68dB, sendo o limite regulamentar L’nT, w – 3 ≤ 60 dB.
As medições acústicas realizadas entre o corredor de circulação e a sala de aulas P1.14 (Piso 1) - contíguos na horizontal – determinaram um índice de isolamento a sons de condução aérea, DnT, w de 30 dB, sendo o limite apresentado no regulamento: DnT, w + 3 ≥30dB.O índice de isolamento sonoro a sons de percussão L’nT, w, registado foi de 45 dB, exigindo o regulamento que L’nT, w – 3 ≤ 60dB.
Este estudo incluiu também medições entre a sala de aulas P1.13 (Piso 1) e a sala de aulas P0.49 (Piso 0), compartimentos contíguos na vertical. O índice de isolamento a sons de condução aérea, DnT, w, registado foi de 61dB sendo a exigência regulamentar que DnT, w + 3 ≥ 45 dB. No que diz respeito ao isolamento sonoro a sons de percussão L’nT, w, o valor determinado foi de 45 dB, exigindo o regulamento que L’nT, w – 3 ≤ 65 dB.
Foram realizadas medições acústicas para determinar o índice de isolamento sonoro a sons de condução aérea, padronizado, D 2m, nT, w, entre o exterior do edifício e diversos espaços interiores, nomeadamente: o gabinete 1.12 e a sala de aulas P0.49. No gabinete 1.12 (com uma área total de fachada de 9,62m2, sendo 68% envidraçada) o valor registado, e corrigido com o respectivo termo de adaptação (C),foi de 31dB. Na sala de aulas P0.49 (com uma área total de fachada de 21,54m2, sendo 63% envidraçada) o índice medido, e corrigido com o respectivo termo de adaptação (C), foi também 31dB. Segundo o regulamento, estes espaços devem satisfazer as condições: D 2m, nT, w + 3 ≥ 33 dB (em zonas mistas) ou D 2m, nT, w + 3 ≥ 28 dB (em zonas sensíveis).
Para o refeitório (com uma área total de fachada de 100,98m2, sendo 29% envidraçada), apesar do regulamento não apresentar qualquer exigência para este índice, a medição foi ainda assim efectuada, tendo-se registado o valor de D 2m, nT,w = 42dB.
O tempo de reverberação medido na sala de aulas P1.14 foi T = 1,40s;segundo o regulamento, este valor deve respeitar a seguinte condição: T – 0,20≤ 0,79s. Já no refeitório, o tempo de reverberação registado foi de T = 5,16 s, impondo o regulamento que T – 0,38≤1,50s.
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Qualidade do ar interior
O edifício em análise desenvolve-se em dois pisos e é constituído por salas de aula, gabinetes, biblioteca, refeitório, circulações comuns e outros espaços. Nesta avaliação das concentrações de poluentes foram considerados 5 pontos de medição.
Poluentes analisados para o edifício:
• CO2
• PM10
• CO
• O3
• HCHO
• COVtot
Com base nas medições efectuadas, conclui-se que o edifício se encontra em conformidade regulamentar relativamente aos seguintes poluentes: Partículas suspensas no ar (PM10), Monóxido de Carbono (CO) e Ozono (O3).
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Auditoria energética
• Caracterização de consumos
Este edifício consome energia eléctrica um pouco por toda a instalação e gás propano para a caldeira e para a cozinha.
O valor médio do custo da energia eléctrica no PR foi de 0,1346 €/kWh. No período de referência (Julho 2011 a Junho 2012) a energia eléctrica foi adquirida à EDP Serviço Universal, com uma tarifa contratada do tipo BTE, Médias Utilizações, Tetra-Horário, Ciclo diário e uma potência contratada de 41,41 kW.
Os consumos de energia, com base nas facturas mensais de energia eléctrica e de gás propano no período de referência são apresentados na Tabela 2.
Para o gás propano o valor médio no período de referência foi de 1,136 €/kg.
A caracterização energética de um edifício ou fracção é feita através de um indicador de consumo específico, que, de acordo com o RSECE, é expresso em unidades de energia final ou primária por metros quadrados de área útil por ano (kgep/m2.ano), designado Indicador de Eficiência Energética (IEE).
Para o cálculo deste indicador foram consideradas duas tipologias distintas, cujadesignação e respectivas áreas são apresentadas na Tabela 3.
Considerando as diferentes tipologias existentes, foi determinado o IEEref ponderado, que é calculado de acordo com a Tabela 4.
O Indicador de Eficiência Energética real (IEEreal), determinado com base nos consumos registados no ano de referência, apresenta o valor indicado na Tabela 5.
O IEEreal determinado (10,0 kgep/m2.ano) encontra-se muito abaixo do valor de referência (17,8 kgep/m2.ano).
O Gráfico 1 apresenta a desagregação do consumo de energia primária (kgep) por tipo de energia.
Os Gráfico 2 e Gráfico 3 apresentam a desagregação do consumo de energia eléctrica e de gás propano.
O projecto de climatização do edifício contemplou apenas a vertente aquecimento, tendo-se considerado que durante os períodos mais quentes do ano, a ventilação natural e a minimização dos valores de insolação (palas e sombreamento natural), a par das boas características construtivas, permitiriam obter condições mínimas de conforto. A solução adoptada para o aquecimento do edifício contemplou a instalação de piso radiante nos vários compartimentos, sendo a renovação de ar assegurada por duas unidades de tratamento de ar novo (UTANs), que dispõem de sistema de recuperação de calor (permuta), permitindo minimizar os consumos de energia. A água afecta à climatização é aquecida em painéis solares, como primeira prioridade, e com o apoio duma caldeira a gás propano quando os painéis forem insuficientes; paralelamente, este sistema de aquecimento foi também utilizado para a produção de águas quentes sanitárias (AQS).
• Oportunidades de melhoria
Considerando que alguns dos principais consumidores de energia não se encontravam em funcionamento à data da auditoria, limitando a análise, as principais oportunidades de racionalização identificadas estão sobretudo associadas à optimização de consumos na cozinha, à utilização da iluminação, mas também aos sistemas de climatização.
Cozinha
As principais oportunidades de racionalização dos consumos de energia na cozinha estão associadas aos seguintes pontos:
- Considerando a capacidade do sistema de acumulação de águas quentes sanitárias, produzidas em parte do ano através dos painéis solares térmicos, sugere-se que seja estudada a viabilidade de aproveitar essa capacidade para alimentar a máquina de lavar loiça, permitindo assim reduzir a utilização das resistências eléctricas durante os períodos mais onerosos do tarifário eléctrico;
- Admitindo que, em metade do ano, seria possível alimentar a máquina de lavar com água quente solar e a outra metade com água quente da caldeira, tendo em conta o consumo eléctrico anual estimado para a máquina (4 204 kWh, com um custo de 538 Euros), o respectivo consumo anual (futuro) de gás seria da ordem dos 194 kg/ano ou 220 Euros, resultando numa poupança anual de 318 Euros/ano, montante que, rapidamente amortizará o investimento necessário à concretização desta alteração;
- Melhorar a ventilação da despensa, onde estão concentradas as arcas de refrigeração e de congelação, no sentido de evitar a acumulação de calor, que compromete o rendimento dos equipamentos de frio, obrigando-os a consumir mais do que seria desejável.
Iluminação
Os sistemas de iluminação são, por um lado tecnologicamente eficientes e, por outro lado, normalmente bem geridos do ponto de vista da utilização, tendo-se no entanto verificado pontualmente oportunidades de melhorar essa utilização, desligando alguns circuitos em zonas com boa penetração de luz natural. Esta medida poderá ser alcançada através de uma melhor sensibilização dos funcionários do CEA, ou através da introdução de controlo automático, com recurso a detectores de ocupação. Recomenda-se também que seja encarada a possibilidade de redução dos consumos com a iluminação exterior, através da redução do número de pontos de luz ligados, ou da redução da potência de cada um desses pontos, ou ainda pela redução do tempo de utilização.
Climatização e AQS
Embora seja difícil apresentar sugestões de racionalização dos consumos de energia de um sector que estava praticamente parado durante a auditoria de energia, verificou-se que alguns sistemas de bombagem se mantinham a funcionar sem justificação, resultando não só num consumo desnecessário, como num aumento das perdas de calor nas tubagens, contribuindo para um maior consumo de gás propano. Desta forma recomenda-se que sejam revistos os processos de controlo destes equipamentos da central térmica, para evitar esses consumos, sempre que a central estiver parada ou em funcionamento parcial. Complementarmente, deverá também proceder-se ao isolamento térmico (simples) dos pequenos permutadores de placas instalados na central, nomeadamente dos que estão associados à água quente da caldeira, pois laboram a uma temperatura mais elevada (e com custos de aquecimento, neste caso), medida que permitirá obter uma pequena poupança de gás propano.
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Simulação dinâmica
• Dados gerais
Apresenta orientações para os quatro pontos cardeais sendo que as salas de aula estão orientadas essencialmente a Sul. A escola apresenta painéis solares térmicos de produção de água quente, complementada por uma caldeira a gás de apoio quando necessário. A distribuição do aquecimento é efectuada por pavimento radiante, não existindo qualquer meio de arrefecimento
A fracção simulada, piso térreo e cobertura exterior, tem uma área de 486m2. O modelo utilizado na simulação é apresentado na Figura 1. A Figura 2 representa a planta do edifício com as respectivas zonas.
• Resultados
Os resultados obtidos nas Simulações Dinâmicas do edifício são apresentados na Tabela 6.
A colocação de grelhas de ventilação nos vão envidraçados apresenta um valor francamente mais reduzido no consumo de energia anual (48.3%).Esta redução no consumo deve-se ao facto de a taxa de renovação de ar ser menor (ventilação mecânica desligada) e as cargas internas (iluminação, equipamentos, ocupação) não serem elevadas ao ponto de provocar o sobreaquecimento dos espaços, mas suficientes para reduzir em 54.3% as necessidades de aquecimento. Na estação de arrefecimento verifica-se, de igual forma, uma redução no consumo de energia de 48.5%.
No caso do edifício pintado com uma cor branca que apresente uma absorção solar de 0.2, devido às necessidades de arrefecimento serem consideravelmente superiores às de aquecimento, o impacto no consumo global é significativo, diminuindo em 23% o consumo energético total anual.
A Cobertura verde apresenta uma redução anual de 1.3% no consumo de energia, podendo-se considerar desprezável.
A Trombe Wall aumenta em 21% o consumo energético anual, não sendo uma solução a considerar.
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