Térmica
Acústica
Qualidade do ar interior
Auditoria energética
Simulação dinâmica
DADOS GERAIS
Tipologia: Serviços - centro escolar;
Área útil: 1760m2;
Zona Climática: I3, V2N;
Orientação solar do alçado principal: Poente;
Inercia térmica: Média.
Térmica
• Envolvente Opaca
Parede exterior
Parede exterior constituída (do interior para o exterior) por: uma camada de reboco tradicional com 2 cm de espessura (condutibilidade térmica de 1,3 W/mºC), pano de tijolo cerâmico com 15 cm de espessura (resistência térmica de 0,39 m2.ºC/W), camada de isolamento térmico em poliestireno extrudido com 5 cm de espessura (condutibilidade térmica de 0,037 W/mºC), caixa de ar com 4 cm de espessura (resistência térmica de 0,18 m2ºC/W), pano de tijolo cerâmico com 15 cm de espessura (resistência térmica de 0,39m2ºC/W), camada de 2 cm de reboco tradicional pelo exterior (condutibilidade térmica de 1,3 W/mºC).
Cobertura exterior
Cobertura exterior constituída (do interior para o exterior) por: tecto falso em gesso cartonado com 1,3 cm de espessura (condutibilidade térmica de 0,25 W/mºC), seguido de uma camada de lã mineral com 3 cm de espessura (condutibilidade térmica de 0,040 W/mºC), caixa de ar com espessura superior a 30 cm (resistência térmica ascendente de 0,16 m2ºC/W e resistência térmica descendente de 0,23 m2ºC/W), laje maciça em betão armado com 20 cm de espessura (condutibilidade térmica de 2,0 W/mºC), camada de regularização com 5 cm de espessura (condutibilidade térmica de 1,3 W/mºC), revestido pelo exterior com lajetas térmicas com 8 cm de espessura.
• Envolvente Envidraçada
Vãos envidraçados com caixilharia de alumínio com corte térmico, sem classificação relativamente à sua permeabilidade ao ar, com vidro duplo (vidro exterior 8mm, caixa de ar com 14mm e vidro interior com 8mm), com dispositivos de protecção solar interiores, do tipo cortina ligeiramente transparente de cor clara.
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Acústica
• Critérios de amostragem e resultados das medições
As medições acústicas 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, permitiu 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 do elemento de fachada analisado, designadamente da sala polivalente localizada no Piso 0, é de cerca de 38% da área da fachada. Como este valor é inferior ao indicado na subalínea iii), da alínea a), do ponto 1, do artigo 7º do RRAE (60%), não se revela necessário corrigir o índice avaliado, D 2m, nT, w (40 dB), com os termos de adaptação C ou Ctr, conforme o tipo de ruído dominante na emissão.
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 aulas3 e a sala de aulas4 (compartimentos contíguos na horizontal), foi de 44dB, sendo a exigência regulamentar DnT, w + 3 ≥45dB. Quanto ao índice de isolamento sonoro a sons de percussão, L’nT, w, o valor determinado foi de 61dB, sendo o limite regulamentar L’nT, w – 3 ≤ 65dB.
As medições acústicas realizadas entre o corredor de circulação e a sala de aulas 4 (Piso 1) - contíguas na horizontal – determinaram um índice de isolamento a sons de condução aérea, DnT, w de 31 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 65 dB, exigindo o regulamento que L’nT, w – 3 ≤ 60dB.
Este estudo incluiu também medições entre a sala de aulas 5 (Piso 1) e a sala de aulas 4 (Piso 1), compartimentos contíguos na horizontal. O índice de isolamento a sons de condução aérea, DnT, w, registado foi de 51dB,estabelecendo 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 53 dB, exigindo o regulamento que L’nT, w – 3 ≤ 65 dB.
O índice de isolamento sonoro a sons de condução aérea DnT, w, registado, nas medições efectuadas entre a sala de aulas4 (Piso 1) e a sala de professores(Piso 0) - compartimentos contíguos na vertical - foi de 57dB, sendo a exigência regulamentar DnT, w + 3 ≥45dB. Quanto ao índice de isolamento sonoro a sons de percussão, L’nT, w, o valor determinado foi de 51dB, sendo o limite regulamentar L’nT, w – 3 ≤65dB.
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 a sala polivalente (com uma área total de fachada de 38.10m2, sendo 38% envidraçada),e o valor registado foi 40dB. Segundo aquele regulamento, este espaço deve satisfazer as condições: D 2m, nT, w+3 ≥ 33 dB (em zonas mistas) ou D 2m, n, w+3 ≥ 28 dB (em zonas sensíveis).
O tempo de reverberação medido na sala de aulas4 foi T = 0.92 s e, segundo o regulamento este valor deve respeitar a seguinte condição: T – 0.22≤ 0.87s. Já na sala polivalente o tempo de reverberação registado foi T = 1.21 s, impondo o regulamento que T – 0.28≤ 1.10 s. Este ensaio foi também realizado no refeitório, onde o tempo de reverberação registado foi deT = 0.95 s, sendo o limite regulamentar T – 0.27≤ 1.09 s.
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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 9 pontos de medição.
Poluentes analisados para o edifício:
• 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), Compostos Orgânicos Voláteis (COV’s) 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 natural para a caldeira de água quente.
O valor médio do custo da energia eléctrica no PR foi de 0,1372 €/kWh. No período de referência (Setembro 2011 a Agosto 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.
O gás natural é adquirido à Galp Powerem tarifa de baixa pressão, sendo o seu custo médio no período de referência, de 0,778 €/Nm3.
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 foi considerada a tipologia definida no RSECE que mais se aproxima da utilização do centro escolar: “Escolas”, cujo IEEref é apresentado na Tabela 3.
O Indicador de Eficiência Energética real (IEEreal), determinado com base nos consumos registados no ano de referência, apresenta o valor indicado na Tabela 4.
O IEEreal determinado (18,16 kgep/m2.ano) encontra-se acima do valor de referência (15 kgep/m2.ano).
O Gráfico 1 apresenta a desagregação do consumo de energia primária (kgep) por tipo de energia.
Nos Gráfico 2 e Gráfico 3 apresenta-se a desagregação do consumo de energia eléctrica e de gás propano.
Face à sua localização geográfica, 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, a par das boas características construtivas, permitiriam obter condições mínimas de conforto.
A solução adoptada para o aquecimento do edifício contemplou a instalação de seis unidades de tratamento de ar (UTAs), com módulos de insuflação e extracção e sistema de recuperação de calor (roda térmica), permitindo minimizar os consumos de energia; complementarmente, estão ainda instalados 8 radiadores de água quente, maioritariamente para aquecimento dos WC (6 unidades) e outras 2 unidades na recepção. A água afecta à climatização é aquecida numa caldeira a gás natural, utilizada também para a produção de águas quentes sanitárias (com o apoio de painéis solares).
• Oportunidades de melhoria
As principais oportunidades de racionalização identificadas estão sobretudo associadas à optimização de consumos na cozinha, ao controlo da iluminação e também dos sistemas de climatização.
Cozinha
Foi identificada uma oportunidade de racionalização dos consumos de energia na cozinha, associada à seguinte situação:
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 aproveitada essa capacidade para alimentar a máquina de lavar loiça, permitindo assim reduzira utilização das resistências eléctricas durante os períodos mais onerosos do tarifário eléctrico. Admitindo que, em metade do ano, será 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 (2 660 kWh, com um custo de 365 Euros), o respectivo consumo anual (suplementar) de gás natural será da ordem dos 141 Nm3/ano ou 110 Euros, resultando numa poupança anual de 255 Euros/ano, montante que, rapidamente amortizará o investimento necessário à concretização desta alteração.
Iluminação
Os sistemas de iluminação são por um lado tecnologicamente eficientes, mas por outro lado utilizados de forma pouco racional, constituindo uma importante oportunidade de racionalização. Esta utilização pouco eficiente resulta principalmente da opção de projecto de centralizar nos quadros eléctricos o comando da iluminação dos principais espaços, tornando pouco prática a boa gestão dos diferentes circuitos. A alteração desta situação passa pela introdução de formas de controlo automático, com detectores de ocupação e/ou luminosidade, ou de controlo manual local, com botoneiras de 12 V (por motivos de segurança). Esta alteração envolve investimentos que poderão ser significativos, mas que permitirão reduzir de forma significativa os consumos com a iluminação. Estima-se que com a optimização sugerida seja possível evitar pelo menos 25% dos consumos com iluminação nos principais espaços, resultando numa economia anual cerca de 6 400 kWh, representando uma poupança superior a 900 €/ano.
Climatização e AQS
Este sector integra equipamentos eficientes e dispõe dum sistema de gestão técnica centralizada evoluído, pelo que as principais recomendações associadas à climatização e AQS, estão associadas a uma correcta programação do sistema de gestão, no sentido de evitar a laboração dos vários equipamentos em períodos desnecessários (férias, feriados, fim-de-semana, etc.). Embora as poupanças não sejam de fácil quantificação, face às várias situações incorrectas (respeitantes à programação dos equipamentos) é de admitir que, com esta intervenção, será possível reduzir, no mínimo, os consumos afectos à climatização em cerca de 15%, ou seja 4 536 kWh/ano, valorizadas em 622 Euros e sem qualquer investimento.
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Simulação dinâmica
• Dados gerais
Para a simulação dinâmica foi escolhido parte do Piso 1. A Figura 1 apresenta o modelo do edifício utilizado na simulação e a Figura 2 a planta do edifício e respectivas zonas.
A fracção do edifício simulado tem uma área útil de 441.9m². Para cada zona foi determinado área, pé direito ponderado, renovações de ar por hora, a densidade de ocupação e de iluminação.
• Resultados
Os resultados obtidos nas Simulações Dinâmicas do edifício são apresentados na Tabela 5.
Devido ao vãos envidraçados terem apenas uma protecção solar pelo interior ligeiramente transparente, foi efectuada uma simulação em que o edifício, na sua fachada do quadrante Sul, tem uma pala de sombreamento com 0.75 m de largura e a todo o comprimento da fachada. Em relação à solução base esta solução apresenta uma melhoria no consumo anual de 2%.
A colocação de grelhas de ventilação nos vão envidraçados apresenta um valor mais elevado consumo de energia anual (+ 33%).Esta elevação do consumo deve-se ao facto de a taxa de renovação de ar ser menor (ventilação mecânica desligada) promovendo o aumento do aquecimento dos espaços devido às cargas internas (iluminação, equipamentos, ocupação), o que se vai reflectir nas necessidades de climatização.
No caso da Trombe Wall sem protecção solar foi considerada uma pala de sombreamento de 0.75m ao longo de todo o comprimento da fachada de modo a minimizar os ganhos devido à radiação solar no Verão. Verifica-se, que, mesmo sombreada, a Trombe Wall sem protecção solar opaca não apresenta melhorias.
Todas as outras soluções propostas apresentam consumos menores, sendo de salientar a redução de 12% no consumo anual para os casos da aplicação de cobertura verde e do edifício pintado com uma cor branca que apresente uma absorção solar de 0.2.
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