439 - FACTORES QUE INFLUENCIAM A CERTIFICAÇÃO ENERGÉTICA DE EDIFICIOS HABITACIONAIS - Infohabitar 439

INFOHABITAR, ANO IX, N.º 439

Nota introdutória da edição da Infohabitar:

Com o presente artigo, elaborado pelo Eng.º Pedro Almeida, inicia-se a edição na Infohabitar de alguns dos trabalhos que foram desenvolvidos para o 2.º Congresso Internacional da Habitação no Espaço Lusófono – 2.º CIHEL – e 1.º Congresso da Construção e Reabilitação Sustentável de Edifícios no Espaço Lusófono - 1.º CCRSEEL – que decorreu em Lisboa, no LNEC, na semana de 11 a 15 de março de 2013.
Esclarece-se que esta edição decorre da proposta realizada pelos respetivos autores dos artigos no sentido da edição na Infohabitar, sendo que a ordem de edição seguida na nossa revista corresponde, o mais possível, à ordem com que nos chegaram as respetivas mensagens dos autores, disponibilizando os seus trabalhos para edição. Mais se refere que a diversidade das temáticas que serão abordadas nos artigos reflete a diversidade de temáticas que caracterizou, globalmente, o Congresso; uma diversidade, que tem como união a relação com o habitar e a sua qualidade, num sentido amplo e envolvente, sendo assim muito adequada ao perfil editorial da Infohabitar.

Finalmente, salienta-se que estes artigos do 2.º CIHEL e 1.º CCRSEEL estão já, naturalmente, associados a um exigente crivo de análise desenvolvido pela respetiva Comissão Científica do referido Congresso, o que facilita muito a ação de análise que é sempre realizada pela edição da Infohabitar, relativamente a artigos que lhe são submetidos tendo em vista a respetiva edição, e que após esta fase inicial de edições na Infohabitar de artigos do 2.º CIHEL e 1.º CCRSEEL, poderão seguir-se outras fases de edição, na Infohabitar, de artigos com idêntica origem, bastando para tal que os respetivos autores enviem os seus artigos à edição da nossa revista – para abc@lnec.pt e para abc.infohabitar@gmail.com (é desejável que seja realizado este duplo envio) – juntamente com a referida proposta de terem o seu trabalho editado na Infohabitar.

António Baptista Coelho
Editor da Infohabitar

FACTORES QUE INFLUENCIAM A CERTIFICAÇÃO ENERGÉTICA DE EDIFICIOS HABITACIONAIS
Energy Performance Certification in Residential Buildings

Pedro Almeida
Eng. Civil, Membro da Ordem dos Engenheiros nº 59254, PQ SCE nº 1343, engpedroalmeida@hotmail.com , Lisboa

Palavras-chave: Certificação Energética, Declaração de Conformidade Regulamentar, Certificado Energético, Zonas Climáticas, Climatização, Produção de AQS, Energia Solar

Resumo
O Sistema Nacional de Certificação Energética, regulado (gerido) pela ADENE, veio proporcionar meios para uma melhoria da qualidade na edificação nacional e uma maior responsabilização e rigor de todos os intervenientes, quer na fase de projeto, quer na fase de obra, estabelecendo um patamar mínimo de conforto para todos os edifícios novos e grandes remodelações de edifícios existentes de habitação e serviços.

A nova legislação sobre certificação energética permite que cada fração autónoma apresente um “Certificado de Desempenho Energético e do Ar Interior”, que dependerá da sua localização geográfica e das soluções adotadas a nível construtivo e de equipamentos. Neste contexto, o principal objetivo deste estudo, é sensibilizar todos os intervenientes do meio da construção, desde a fase de projeto até à fase final de obra, das opções mais vantajosas, levando em consideração os custos/investimentos e respetivos períodos de retorno que proporcionem um melhor desempenho energético e um maior conforto aos utilizadores dos edifícios. Para tal, foi simulado o comportamento de uma fração autónoma em diversos locais, com diferentes soluções construtivas e equipamentos, obtendo-se variações significativas na classe energética final.

Em paralelo, foram identificados alguns dos problemas que se colocam aos engenheiros e aos restantes intervenientes no processo projeto/obra.

I. INTRODUÇÃO
Com a actual legislação relativa ao desempenho energetico de edificios resultante da transposiçao adaptada da Directiva europeia 2002/91/CE contida no Regulamentos de Comportamento Térmico dos Edifícios (Decreto-Lei nº 80/2006, de 4 de Abril), Sistemas Energéticos de Climatização em Edifícios (O Decreto-Lei nº 79/2006, de 4 de Abril) e Sistema Nacional de Certificação Energética e da Qualidade do Ar Interior nos Edifícios (Decreto-Lei nº 78/2006, de 4 de Abril), pretende-se conseguir uma redução da utilizaçao de energia e de emissões de CO2 e que exista uma maior sensibilização para os problemas ambientais, económicos e de conforto térmico.

O RCCTE (Regulamento das Características de Comportamento Térmico dos Edifícios) estabelece requisitos mínimos na verificação da qualidade e conforto térmico de edifícios, ao nível de coeficientes de transmissão térmica dos elementos quer da envolvente exterior, quer da interior, das características de protecçao solar dos envidraçados, bem como limites das necessidades nominais de energia útil para aquecimento, arrefecimento, para produção de águas quentes sanitárias e globais de energia primária em funçao da zona climatica onde está implantada a habitação. Para alem dos requisitos foram definidas condiçoes de referencia no que respeita a temperaturas de conforto, a ventilaçao e a consumo de AQS. Com estes requisitos mínimos e valores de referencia, o RCCTE tem por objetivo obrigar a implementaçao de soluções construtivas adequadas, bem como de sistemas solares termicos para produçao de AQS ou de outras soluções de energias renováveis, que induzam um crescente interesse pela redução da utilização de energia.

Desta forma é essencial ter conhecimento das melhores soluções, dos melhores processos, com vista a cumprir o regulamento e melhorar o comportamento energético dos nossos edifícios.

1. OBJECTIVOS
Este estudo tem como objetivo principal caracterizar e aprofundar os fatores que mais influenciam o desempenho energético de edifícios de habitação e, dessa forma, ter noção de quais os momentos da obra com maior necessidade de controlo e fiscalização. Conhecendo os equipamentos, tipos e características de materiais que influenciam o desempenho energético de um edifício, mais fácil se torna para os técnicos, construtores e até mesmo utilizadores, aumentar o conforto no interior de uma habitação e simultaneamente melhorar a sua eficiência energética, com consequentes benefícios económicos.

Os projetistas têm a necessidade de chegar a conclusões sobre as implicações de determinadas opções tomadas no início de um processo de licenciamento. Assim, este estudo engloba duas componentes: projeto e conceção. Dentro dessa perspetiva, o estudo visará alcançar resultados que facilitem as opções que, tanto projetistas como construtores têm que tomar no início e no decorrer de uma obra, prevendo eventuais problemas e propondo possíveis soluções.

O facto de ser comum ouvir-se, não só na rotina diária, mas também nos vários meios de comunicação social, comentários sobre a questão da “poupança de energia” e do conforto no interior das habitações, quer de Verão, quer de Inverno, leva-nos a pensar que é realmente pertinente alterar hábitos que contribuam para o melhoramento destas questões. Quem lida com a indústria da construção na sua atividade profissional, a nível de projeto e de obra, sabe que, na maioria das vezes, os problemas associados ao não cumprimento dos regulamentos nas habitações, revelam posterior ligação com patologias na construção.

Assim, é necessário que exista da parte de Engenheiros, Arquitetos, Promotores, Donos de Obra e todos os outros técnicos envolvidos no processo, um princípio de acordo que permita encontrar as melhores soluções técnicas a adotar no sentido de otimizar o desenrolar de todo o processo de construção de um edifício, cumprindo o projeto inicial e todas as normas aplicáveis. O presente estudo pretende isso mesmo. Encontrar as melhores soluções, dentro de um vasto leque de opções, e salientar os principais fatores que poderão influenciar o desempenho energético de um edifício de forma a contribuir para um contínuo processo de entendimento entre todas as entidades participantes.

Na Europa do Norte há muito que as questões relacionadas com o conforto térmico e a escolha das melhores opções construtivas são valorizadas. No entanto, os países do Sul só recentemente tomaram consciência da realidade que diz respeito aos valores relacionadas com os gastos energéticos quer em arrefecimento, quer em aquecimento dos espaços. Todavia, muito pode ser feito com vista a alterar a situação atual.

2. METODOLOGIA
Sendo o principal objetivo determinar a influência que determinadas medidas têm na classificaçao energética de uma fração autónoma, tornou-se imperativo efetuar uma análise comparativa entre várias opções, de forma a concluir quais as diferenças de desempenho energético tendo em conta a localização geográfica, os equipamentos instalados e as soluções construtivas.

O estudo base do presente trabalho contempla o cálculo de uma moradia unifamiliar no concelho de Caldas da Rainha (distrito de Leiria) com as seguintes especificações:

2.1 Não estão instalados equipamentos de climatização;

2.2 Produção de AQS (águas quentes sanitárias) através de esquentador alimentado a gás natural com rendimento de 95%, sem isolamento na rede de distribuição de águas quentes.

2.3 Parede exterior dupla (de tijolo cerâmico de 11) com caixa de ar com 5cm, preenchida parcialmente com 4cm de poliestireno extrudido;

2.4 Pontes térmicas planas (pilares de talões de vigas) com 25cm de betão armado e 3 cm de poliestireno extrudido;

2.5 Cobertura em terraço com laje aligeirada de vigotas de betão pré-esforçado e abobadilhas cerâmicas, isolamento em poliestireno extrudido com 4cm e betão leve de regularização com 4cm sob o revestimento de piso;

2.6 Cobertura interior sob desvão, em laje aligeirada de vigotas de betão pré-esforçado e abobadilhas cerâmicas,com isolamento de 12cm em poliestireno extrudido;

2.7 Pavimento sobre o exterior, em laje aligeirada de vigotas de betão pré-esforçado e abobadilhas cerâmicas, com isolamento em poliestireno extrudido com 4cm e camada de betão leve de regularização com 6cm sob o revestimento;

2.8 Vãos envidraçados de caixilharia de alumínio, com corte térmico, de classe 3 relativamente à permeabilidade ao ar, com vidro duplo incolor de 5+16+6 mm, com fator solar de 0,75, e com dispositivo de proteção solar exterior em portada exterior em alumínio de cor escura;

Naturalmente, os requisitos necessários para uma zona do país com um clima mais severo serão diferentes dos requisitos necessários para uma zona com clima mais ameno. Importa neste momento saber quão diferentes eles são e como se traduzem em termos de classe energética. Assim, para análise relativamente à localização geográfica, foram efetuados cálculos considerando a construção da moradia do estudo base, mas agora no centro de cada uma das restantes capitais de distrito do país. Foram assim, considerados estudos de comportamento térmico para as seguintes localizações: Caldas da Rainha (estudo base), Lisboa, Setúbal, Évora, Beja, Faro, Funchal, Ponta Delgada, Santarém, Portalegre, Coimbra, Castelo Branco, Guarda, Aveiro, Viseu, Porto, Braga, Viana do Castelo, Vila Real e Bragança.

Em paralelo comparou-se a eficiência energética da fração do estudo base, tendo em consideração várias opções relativas a instalação de aparelhos de climatização e de produção de águas quentes sanitárias com determinadas características:

1ª Opção: Estudo base;

2ª Opção: com todas as características da 1ª opção, acrescida de aparelhos de ar condicionado para climatização (aquecimento e arrefecimento);

3ª Opção: com todas as características da 1ª opção, mas com substituição do esquentador alimentado a gás por termoacumulador elétrico para produção de AQS;

4ª Opção: com todas as características da 1ª opção, com exceção dos coletores solares térmicos;

5ª Opção: com todas as características da 1ª opção, mas com substituição do esquentador por outro com rendimento de 50%;

6ª Opção: com todas as características da 1ª opção, mas com isolamento em toda a rede de AQS com pelo menos 10mm de espessura.

A terceira análise incidiu sobre a envolvente estática da fração autónoma do estudo base e respetivo desempenho energético, mediante as soluções construtivas adotadas. Assim, para melhor entender os pontos mais influentes a nível de soluções construtivas, estudou-se a fração com as seguintes opções:

1ª Opção: Estudo base;

2ª Opção: com todas as características do estudo base, mas sem isolamento na parede exterior;

3ª Opção: com todas as características do estudo base, mas com isolamento na cobertura interior com apenas 4cm, em vez dos 12cm iniciais;

4ª Opção: com todas as características do estudo base, mas com 5cm de isolamento na parede exterior em vez dos 4cm iniciais;

5ª Opção: com todas as características do estudo base, mas com envidraçados sem corte térmico;

6ª Opção: com todas as características do estudo base, mas com 2cm de poliestireno extrudido nos pilares e talões de vigas em vez dos 3cm iniciais.

3. RESULTADOS
Estudando o comportamento térmico da fração do estudo base, em diferentes distritos do país, obtiveram-se os resultados apresentados no gráfico 1. Nesta tabela apresentam-se os valores do racio Ntc/Nt, que corresponde ao quociente entre as necessidades nominais globais de energia primária e o valor máximo destas, através do qual é determinada a classe energética.

Como se pode observar no gráfico 1, uma fração autónoma com a mesma geometria, com as mesmas soluções construtivas (paredes exteriores, paredes interiores, coberturas exteriores, coberturas interiores, pavimentos exteriores, pavimentos interiores e envidraçados) tem um comportamento térmico e uma necessidade de utilização de energia substancialmente diferente consoante a zona do país onde é considerada. Analisando mais pormenorizadamente, nota-se que as classes energéticas apuradas variam de A+ (Funchal) a C (Bragança), sendo esta ultima inclusive, não regulamentar.

Os simbolos que resultam da classificaçao energetica de edificios contemplada neste regulamento (A+ …G) são um indicador que compara a quantidade de energia utilizada num edificio em climatizaçao e AQS com o consumo de um edificio de referencia semelhante e nas mesmas condiçoes de conforto, situado no mesmo concelho.

Gráfico 1 – Classe Energética Mediante Distrito

O segundo ponto em estudo, teve em consideração as possíveis alterações relacionadas com os equipamentos instalados. Deste modo, foram estudadas simulações com diferentes equipamentos de climatização, de produção de águas quentes e de aproveitamento de energias renováveis. Os resultados obtidos são apresentados no gráfico 2.

Gráfico 2 – Classe Energética Mediante Equipamentos

Analisando o gráfico 2 é possível verificar que a instalação de termoacumulador elétrico para produção de AQS e a substituição do esquentador por outro de rendimento inferior são as alterações que mais influenciam negativamente a classe energética. Por outro lado, a existência de sistema de climatização revela ser um fator preponderante na otimização da classe energética.

Por último, a terceira análise incidiu sobre alterações induzidas por modificações na envolvente estática (sistemas construtivos e materiais utilizados). O gráfico 3 apresenta resultados tendo em conta alterações efetuadas na envolvente exterior vertical (paredes e pontes térmicas planas), na evolvente exterior horizontal (coberturas em terraço), na envolvente interior horizontal (cobertura sob locais não climatizados) e envolvente exterior envidraçada.

Gráfico 3 – Classe Energética Mediante Soluções Construtivas

Estes resultados permitem verificar que a ausência de isolamento térmico na parede exterior é o fator que mais contribui para uma redução da classe energética. Contrariamente, o aumento da espessura em 1cm do isolamento na parede exterior, permite um aumento da eficiência energética, embora pouco significativo, quando comparado com o estudo base.

Apesar de os resultados apresentados serem de certa forma expectáveis, algumas das alterações introduzidas originam situações de não conformidade, uma vez deixam de ser cumpridos alguns requisitos mínimos exigidos pelo RCCTE. Esta situação reflete-se no caso do estudo da parede exterior sem isolamento, da cobertura com 4cm de isolamento em vez de 12cm, e dos envidraçados sem corte térmico, onde não são cumpridos os limites máximos das necessidades nominais de aquecimento. Outro ponto no qual não são também cumpridos todos os requisitos mínimos, embora a classe se mantenha entre o A+ e o B-, corresponde à opção 6, isolamento nas pontes térmicas planas (pilares e talões de vigas), uma vez que o coeficiente de transmissão térmica é superior ao dobro da zona corrente.

4. CONCLUSÕES
Este estudo permite obter algumas conclusões acerca das características que mais influenciam o desempenho energético de uma fração autónoma, tendo em consideração o RCCTE e, consequentemente, a classe energética a que este fica sujeito.

Da análise do gráfico 1 pode-se concluir que na fase de projeto não é possível padronizar soluções tipo, mas sim efetuar uma análise concreta e específica para cada projeto e para a zona geográfica onde este se insere. Para as mesmas soluções construtivas, os resultados obtidos para os distritos de Funchal, Ponta Delgada, Vila Real e Bragança, são francamente diferentes. Facilmente se percebe que os materiais, os isolamentos, as caixilharias, o tipo de vidros, etc., têm obrigatoriamente que ser previamente estudados consoante o concelho, altitude ou zona do país onde se pretende efetuar a construção.

O segundo fator em estudo (gráfico 2) permite concluir que a utilização de aparelhos de ar-condicionado (elétricos) contribui bastante para a melhoria da classe energética. Embora se pretenda aumentar o consumo de energias renováveis em detrimento de energia elétrica, o facto de estes aparelhos possuírem hoje elevados rendimentos, torna-os uma peça fundamental no desempenho da climatizaçao de uma fração autónoma. Certamente não é alheio o interesse que os fabricantes têm no sentido de acompanhar o desenvolvimento e as exigências regulamentares. Este é um exemplo que deverá ser tido em consideração, com vista à otimização não só do processo de execução de projetos e obras, mas também do rigor ao nível construtivo e ao nível dos materiais utilizados.

Em paralelo, verifica-se também que os coletores solares térmicos beneficiam significativamente o desempenho da moradia do estudo base (alteração de classe de B- para B, se for contabilizada a contribuição dos coletores para a produção de AQS), com a vantagem adicional de se utilizar uma energia renovável. Conclui-se assim que o ideal seria aplicar os dois equipamentos em simultâneo: um para climatização e o outro para produção de AQS.

No que respeita a problemas durante o processo “pós-projeto”, os peritos qualificados de RCCTE e RSECE, que emitem certificados energéticos após declaração de conformidade regulamentar (com a conclusão da obra), deparam-se variadas vezes com problemas que advêm de alterações ao projeto, da mesma tipologia das enunciadas nos gráficos 2 e 3. Desta forma, é determinante sensibilizar os promotores e técnicos intervenientes na obra para possíveis alterações que têm obrigatoriamente que ser alvo de aprovação pelo projetista e pelo perito qualificado, que emitiu a declaração de conformidade regulamentar.

Não existindo uma perfeita aplicação do projeto, incorre-se no risco de no final da obra existirem não conformidades que podem impedir a emissão do certificado energético final e, consequente, a não emissão de licença de utilização por parte da entidade competente.

Os principais pontos que mais vezes são desrespeitados e, como se observa no gráfico 3, podem tornar-se em não conformidades graves, estão relacionados com a substituição de aparelhos de produção de AQS alimentados a gás, por outros elétricos de baixo rendimento; insuficiente ou inexistente aplicação de isolamento nos pilares e vigas; alteração da espessura de isolamento nas paredes, coberturas e pavimentos; não aplicação de coletores solares térmicos ou instalação de outros ,que não os de projeto, com contribuições insuficientes.

Em termos práticos e legais, uma forma de minimizar a incidência destes problemas, seria tornar requisito obrigatório a presença do perito qualificado em determinadas fases da obra, acompanhando o diretor técnico no processo.

Existem muitas outras características que poderiam ser alvo de estudo, como por exemplos a questão da ventilação, por ser imprescindível para a renovação de ar e salubridade interior de edifícios, ou a aplicação de outras energias renováveis, como a geotermia. Ainda assim, este estudo contribui para uma melhor compreensão por parte dos intervenientes na indústria da construção sobre os grandes objetivos e, consequentemente, grandes exigências do RCCTE e seu cumprimento.

5. IMPORTÂNCIA E RELAÇÃO COM PROJECTO E PLANEAMENTO
É fundamental a troca de ideias entre os intervenientes num processo de projeto e planeamento energético, desde o projetista, ao perito qualificado que certifica, passando pelo técnico que elabora os estudos de comportamento térmico. Sem essa comunicação torna-se mais dificil o cumprimento dos requisitos minimos regulamentares bem como a criação de mecanismos que proporcionem uma sustentabilidade energética nos edificios.

Para um desempenho energético adequado, a arquitetura deve respeitar as condições climáticas de cada local, além das demais necessidades dos seus utilizadores. A forma e a função não são mais os únicos objetivos de uma edificação. Agora a eficiência energética e os requisitos ambientais também devem ser considerados nos empreendimentos que pretendem atingir elevados níveis de satisfação dos seus clientes.

Deve existir sempre uma reflexão sobre o tipo de uso e ocupação do solo urbano da sua cidade. Aos proprietários e utilizadores pede-se: Pense nas condições de conforto térmico da sua residência e ou do seu escritório; O uso de ar condicionado nesses ambientes pode ser considerado racional por falta ou excesso de calor? Analise a orientação solar de cada ambiente e verifique se necessitam de mais aquecimento ou de mais arrefecimento;
Faça um desenho esquemático da planta e anote suas observações; Compare com outros empreendimentos da sua cidade e com as condições climáticas locais.

Só desta forma será possivel os nossos edificios serem confortaveis em todas as estações do ano e no futuro auto sustentaveis energeticamente.

6. AGRADECIMENTOS
Ao Eng.º. Joaquim Prata pela análise critica ao estudo e pelas sugestões que contribuíram significativamente para o resultado final, e à Comissão Organizadora do 2.º CIHEL pela oportunidade e confiança demonstrada.

7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
1 - Ferreira, A. J. (Outubro/2007). Cálculo das Necessidades de Aquecimento e de Arrefecimento, de Acordo com o Decreto-Lei Nº80/2006 – Destaque 2 – Isolamento em Edifícios. Revista Mensal Engenharia e Vida. Ano IV, Nº 39, Pag. 46.
2 - Gonçalves, H, Graça, J. M. (Novembro/2004). Conceitos Bioclimáticos para os Edifícios em Portugal. Lisboa: DGGE/IP-3E.
3 - Informações Gerais. Retrieved Outubro 5, from www.adene.pt.
4 - Mascarenhas, J. (2007). Sistemas de Construção, IX – Contributos para Cumprimento do RCCTE, Detalhes Construtivos sem Pontes Térmicas Materiais Básicos (6ª parte): o Betão (1ª Ed.). Lisboa: Livros Horizonte.
5 - Os Passos a Dar, Certificação Energética (29/10/2008). Climatização - Suplemento Especial da Revista Semanal FOCUS. Nº 472, Pag. 20.
6 - Regulamento das Características de Comportamento Térmico dos Edifícios (RCCTE). Diário da República - I Série – A, Nº 67 (4 de Abril de 2006), Decreto-Lei nº 80/2006.
7 - Rodrigues, V. (Junho 2008). Certificação Energética de Edifícios. Revista Técnica de Engenharia da Associação Nacional dos Engenheiros Técnicos. Nº5, Pag. 16.
8 - Santos, C. A. P., Matias L. (2007). Coeficientes de Transmissão Térmica de Elementos da Envolvente dos Edifícios, Versão Actualizada.

Notas editoriais:
(i) Embora a edição dos artigos editados na Infohabitar seja ponderada, caso a caso, pelo corpo editorial, no sentido de se tentar assegurar uma linha de edição marcada por um significativo nível técnico, as opiniões expressas nos artigos apenas traduzem o pensamento e as posições individuais dos respectivos autores, salientando-se, ainda, que os conteúdos das intervenções e dos artigos editados na Infohabitar são da responsabilidade dos respetivos autores.

INFOHABITAR Ano IX, nº439
Factores que influenciam a certificação energética de edificios habitacionais
Edição www de José Baptista Coelho
Lisboa, LNEC/Grupo Habitar e Encarnação - Olivais Norte