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PROJECTO DE COMPORTAMENTO TÉRMICO

Influência das Necessidades de Aquecimento

PATRÍCIA DIAS TORRES

Relatório de Projecto submetido para satisfação parcial dos requisitos do grau de

MESTRE EM ENGENHARIA CIVIL — ESPECIALIZAÇÃO EM CONSTRUÇOES CIVIS

Orientador: Professor Doutor Vasco Manuel Araújo Peixoto de Freitas

FEVEREIRO DE 2008

MESTRADO INTEGRADO EM ENGENHARIA CIVIL 2007/2008

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL

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As opiniões e informações incluídas neste documento representam unicamente o ponto de vista do respectivo Autor, não podendo o Editor aceitar qualquer responsabilidade legal ou outra em relação a erros ou omissões que possam existir.

Este documento foi produzido a partir de versão electrónica fornecida pelo respectivo Autor.

Projecto de Comportamento Térmico – Influencia das Necessidades de Aquecimento

À minha família

Conhecimento é Poder

Francis Bacon

Projecto de Comportamento Térmico - Influência das Necessidades de Aquecimento

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AGRADECIMENTOS

Quando fazemos um trabalho, se tivermos quem nos oriente, nos dê sugestões, faça criticas ou simplesmente nos oiça, esse trabalho torna-se menos árduo, menos difícil. Enquanto elaborei esta tese, que agora apresento, tive ocasião de sentir intensamente que é importante trabalhar com colaboradores e amigos.

Quero por isso, deixar aqui expresso, o meu profundo reconhecimento a todas as pessoas que de uma maneira ou de outra muito colaboraram, contribuindo assim para a consecução do meu trabalho.

Ao professor Vasco Peixoto de Freitas que orientou esta tese, pelo interesse e incentivo, disponibilidade e paciência demonstrada ao longo deste trabalho.

À professora Maria Helena Corvacho pela disponibilidade que sempre demonstrou para atender qualquer tipo de questão e por me ter dado ânimo nos momentos menos bons.

Ao Ricardo Sá da empresa Edifícios Saudáveis, pelas sugestões formuladas.

Ao Alexandre Varela por toda a informação prestada e opiniões formuladas.

Aos meus amigos, que directa ou indirectamente contribuíram para a finalização deste trabalho

Aos meus pais e irmãs, pela forma insuportável como me acompanharam e ajudaram. E sem os quais este trabalho não teria sido possível.

Projecto de Comportamento Térmico – Influência das Necessidades de Aquecimento

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RESUMO

Este trabalho visa quantificar a influência de vários factores nas necessidades de aquecimento.

-Orientação -Zona climática -Superfície de envidraçados -Características dos envidraçados -Factor de forma

Para a análise destes parâmetros elaborou-se uma base de dados com base em vários projectos (12 apartamentos e 5 moradias), os quais nos permitem tirar algumas conclusões sobre a influência das características climáticas e da envolvente nos ganhos gratuitos, inerentemente nas necessidades de aquecimento.

Para a análise dos primeiros quatro parâmetros referidos foram estudadas apenas 4 tipologias tipo

I – Habitação unifamiliar individual com perdas pela cobertura, pelo pavimento térreo, e por todo o perímetro envolvente; II – Habitação pertencente a um imóvel colectivo, localizada num piso intermédio (três fachadas em contacto com o exterior). III – Habitação pertencente a um imóvel colectivo, localizada num piso intermédio (duas fachadas em contacto com o exterior). IV – Habitação pertencente a um imóvel colectivo, localizada num piso intermédio (duas fachadas em contacto com o exterior), com perdas pelas paredes exteriores e pela cobertura.

Para cada tipologia considerada inicia-se o cálculo fazendo variar o primeiro parâmetro (orientação), fixando-se os restantes três. Em seguida retomam-se os valores extremos do cálculo anterior, para os quais se liberta a variável seguinte, procedendo-se de igual modo para os restantes parâmetros.

Atendendo a que o cálculo das necessidades de aquecimento, exige o conhecimento dos seguintes parâmetros climáticos:

-Graus Dia durante o período de aquecimento -Numero de horas do período de aquecimento -Radiação global recebida por uma superfície vertical orientada a sul, durante o período de aquecimento.

Fez-se a sua determinação para Portugal continental, por zona climática. Para isso, foram escolhidos nove concelhos de Portugal, correspondendo três à zona climática I1, três à zona climática I2 e três à zona climática I3.

Um dos factores que é analisado posteriormente é o factor de forma, sendo avaliada a sua influência para cada concelho adoptado. Para análise deste parâmetro são estudados os 12 apartamentos e as 5 moradias. Também é avaliada a influência das várias zonas climáticas no cumprimento do RCCTE, sendo adoptado um conjunto de medidas, sempre que haja um incumprimento deste.

PALAVRAS -CHAVE: zonas climáticas, orientação, factor de forma, características térmicas dos vidros, necessidades de aquecimento.

Projecto de Comportamento Térmico - Influência das Necessidades de Aquecimento

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ABSTRACT

This work aims to quantify the influence of various factors on the need for heating.

-Guidance -Climate Zone -Glazing Surface -Glazing Features -Compactness

For the analysis of these parameters I created a database based on various projects (12 apartments and 5 dwelling), which enabled me to draw some conclusions about the influence of climatic characteristics and engaging in free earnings, inherently in the demand for heating.

For the analysis of the first four above parameters only 4 typology types were studied.

I- Single family dwelling with losses through the coverage, the ground floor and around the surrounding perimeter;

II- Houses belonging to a collective property, located in an intermediate floor (three fronts in contact with the outside world);

III- Houses belonging to a collective property, located in an intermediate floor (two fronts in contact with the outside world);

IV- Housing belonging to a collective, located in an intermediate floor (two fronts in contact with the outside world), with losses through the exterior walls and the coverage.

For each considered typology, it is initiated the calculation by varying the first parameter (guidance), setting up the other three. Then resume the extreme values of the previous calculation, for which is liberated the next variable, repeating the same procedure for the remaining parameters.

Since the calculation of the needs of heating, requires knowledge of the following climate parameters:

-Grades day during the heating -Number of hours of the period of warming -Radiation overall received by a surface vertically oriented to the south, during the heating.

I did their determination for continental Portugal, by climate zone. To this end, nine counties were chosen from Portugal, three corresponding to the climate zone I1, another three to climate zone I2 and the remaining three to climate zone I3.

One factor that is later analyzed is the factor of way, and its influence is assessed to each adopted county. For the analysis of this parameter the 12 apartments and the 5 dwellings were studied. It is also assessed the influence of the various climatic zones in compliance with RCCTE, and adopted a set of measures, whenever there is a default of this.

KEYWORDS: climatic zones, guidance, compactness, thermal characteristics of the glass, needs for heating.


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ÍNDICE GERAL

AGRADECIMENTOS ................................................................................................................................... i

RESUMO ................................................................................................................................. iii

ABSTRACT ...............................................................................................................................................v

1. INTRODUÇÃO ....................................................................................................................1

1.1. MOTIVAÇÃO ......................................................................................................................................1

1.2. OBJECTIVOS .....................................................................................................................................1

1.3. APRESENTAÇAO DO CONTEUDO DO TRABALHO ............................................................................2

2. ESTADO DA ARTE ........................................................................................................3

2.1. REGULAMENTAÇAO TERMICA EM PORTUGAL ................................................................................3

2.2. A IMPORTANCIA DO CLIMA ..............................................................................................................5

2.3. MUDANÇAS CLIMÁTICAS .................................................................................................................7

2.4. DADOS CLIMATICOS DE INVERNO E A SUA ORIEGM .......................................................................9

2.5. ZONAS CLIMATICAS .......................................................................................................................12

2.6. ORIENTAÇÃO SOLAR .....................................................................................................................18

2.7. FACTOR DE FORMA ........................................................................................................................22

2.8. A INFLUÊNCIA DO VIDRO NO CONSUMO DE ENERGIA EM EDIFICAÇOES .....................................25

3. APLICAÇÃO DO REGULAMENTO .............................................................29

3.1. CÁLCULO DAS NECESSIDADES ENERGÉTICAS .............................................................................29

3.2. NECESSIDADES NOMINAIS DE AQUECIMENTO ..............................................................................30

3.2.1 - PERDAS DE CALOR POR CONDUÇAO ATRAVES DA ENVOLVENTE QT ..................................................31

3.2.2 - PERDAS DE CALOR POR RENOVAÇAO DE AR QV ...............................................................................33

3.2.3 - GANHOS ÚTEIS DE CALOR QGU .......................................................................................................33

3.3. DEFINIÇÃO DA BASE DE DADOS ....................................................................................................36

3.4. CARACTERIZAÇÃO DOS FACTORES UTILIZADOS .........................................................................36

4. ESTUDO DE SENSIBILIDADE SOBRE A INFLUÊNCIA DOS VÁRIOS PARÂMETROS NAS NECESSIDADES DE AQUECIMENTO ...................................................................................................................39

4.1. ÂMBITO DO ESTUDO DE SENSIBILIDADE .......................................................................................39

4.2. A INFLUÊNCIA DA ORIENTAÇÃO DOS EDIFICIOS ...........................................................................40

4.3. A INFLUÊNCIA DA LOCALIZAÇÃO NOS EDIFICIOS .........................................................................45


viii

4.4. A INFLUÊNCIA DA SUPERFICIE DE ENVIDRAÇADOS ..................................................................... 48

4.5. A INFLUÊNCIA DO VIDRO ............................................................................................................... 54

4.6. FACTOR DE FORMA ....................................................................................................................... 64

4.7.VARIAÇÃO DAS NECESSIDADES DE AQUECIMENTO COM OS GRAUS DIAS PARA APARTAMENTOS

............................................................................................................................................................... 66

4.8. INFLUÊNCIA DA INÉRCIA TÉRMICA NO CUMPRIMENTO DO RCCTE ............................................... 69

4.9. INFLUÊNCIA DO NÍVEL DE QUALIDADE E DA ORIENTAÇAO NO CUMPRIM ENTO DO RCCTE PARA

APARTAMENTOS ................................................................................................................................... 72

4.10. VARIAÇÃO DAS NECESSIDADES DE AQUECIMENTO COM OS GRAUS DIAS PARA M ORADIAS .. 74

4.11. INFLUÊNCIA DO NÍVEL DE QUALIDADE E DA ORIENTAÇAO NO CUMPRIMEN TO DO RCCTE PARA

MORADIAS ............................................................................................................................................. 78

5. CONCLUSÕES ................................................................................................................ 83

6. BIBLIOGRAFIA ............................................................................................................... 85

7. ANEXOS ................................................................................................................................A1

7.1. QUADROS ......................................................................................................................................A1

7.2. DESENHOS...................................................................................................................................A10


ix

ÍNDICE DE FIGURAS

Fig.1 – Influência da localização nos edifícios .........................................................................................6

Fig.2 – Mapa hipsometrico de Portugal continental .................................................................................8

Fig.3 – Valores médios anuais de temperatura média do ar (1961-1990) ..............................................9

Fig.4 – Precipitação media anual em Portugal continental (1961-1990) ................................................9

Fig.5 – Curva de geração de valores horários da temperatura do ar.....................................................11

Fig.6 – Gráfico do método graus dias ....................................................................................................12

Fig.7 – Zona climática I1-V1 ...................................................................................................................14



Fig.10 – Zona climática I2-V1 .................................................................................................................15






Fig.16 – Zonamento climático de inverno (1990) ..................................................................................17

Fig.17 – Zonamento climático de inverno (2006) ..................................................................................17

Fig.18 – Zonamento climático de verão (1990) .....................................................................................17

Fig.19 – Zonamento climático de verão (2006) .....................................................................................17

Fig.20 – Percursos do sol ao longo do ano .................................................................................................18

Fig.21 – Trajectória solar em função da latitude local............................................................................19

Fig.22 – Esquema ilustrando a diferença do ângulo de incidência do sol consoante as estações do ano..........................................................................................................................................................19

Fig.23 – Esquema ilustrando os ganhos solares consoante a orientação.............................................20

Fig.24 – Sistemas de ganho indirecto (parede trombe) ........................................................................21

Fig.25 – Sistemas de ganho isolado (estufa) ........................................................................................22

Fig.26 – Representação esquemática de um desvão de cobertura não – habitado (espaço não útil) .23

Fig.27 – Factor de forma em função do contacto, tamanho, forma .......................................................24

Fig.28 – Ni vs FF NI (RCCTE2006) .......................................................................................................25

Fig.29 – Mecanismo de transferência térmica .......................................................................................26

Fig.30 – Esquema ilustrativo da variação de g.......................................................................................27


x

Fig.31 – Factor de utilização dos ganhos térmicos, η, em função do parâmetro γ e da classe de

inércia interior ........................................................................................................................................ 35

Fig.32. Esquema ilustrativo da posição dos envidraçados ................................................................... 41

Fig.33 – Variação das necessidades de aquecimento com a orientação e área de envidraçados para tipologia II com envidraçados apenas numa fachada ........................................................................... 42

Fig.34 – Variação dos concelhos com os graus dias para Zona Climática I1....................................... 45



Fig.37 – Esquema ilustrativo do aumento de área de envidraçados .................................................... 48

Fig.38 – Necessidades de aquecimento para a tipologia I em função da orientação, zona climática, percentagem de envidraçados e tipo de vidro ...................................................................................... 59

Fig.39 – Necessidades de aquecimento para a tipologia II em função da orientação, zona climática, percentagem de envidraçados e tipo de vidro ...................................................................................... 60

Fig.40 – Necessidades de aquecimento para a tipologia III em função da orientação, zona climática, percentagem de envidraçados e tipo de vidro ...................................................................................... 61

Fig.41 – Necessidades de aquecimento para a tipologia IV em função da orientação, zona climática, percentagem de envidraçados e tipo de vidro ...................................................................................... 62

Fig.42 – Variação das necessidades de aquecimento com o factor de forma e os graus dias para apartamentos......................................................................................................................................... 62

Fig.43 – Variação das necessidades de aquecimento com o factor de forma e os graus dias para moradias ................................................................................................................................................ 64

Fig.44 – Variação das necessidades de aquecimento com o factor de forma e os graus dias ............ 65

Fig.45 – Concelhos de Portugal Continental em função do número de graus dias .............................. 67

Fig.46 – Variação das necessidades de aquecimento necessárias em função do numero de graus dias para apartamentos ......................................................................................................................... 67

Fig.47 – Variação das necessidades de aquecimento regulamentares em função do numero de graus dias para apartamentos ......................................................................................................................... 68

Fig.48 – Influência dos graus e da inércia forte no cumprimento do RCCTE....................................... 68

Fig.49 – Influência dos graus dias e da inércia média no cumprimento do RCCTE............................. 69

Fig.50 – Perdas térmicas do apartamento (FE1) ................................................................................. 70

Fig.51 – Perdas térmicas do apartamento (FF2) ................................................................................. 70



Fig.54 – Perdas térmicas do apartamento (PT1) ................................................................................. 71

Fig.55 – Perdas térmicas do apartamento (FE2) ................................................................................. 71

Fig.56 – Influência do nível de qualidade N2 e dos envidraçados a sul no cumprimento do RCCTE para apartamentos


xi

................................................................................................................................................................72

Fig.57-Influência do nível de qualidade N3 e dos envidraçados a norte no cumprimento do RCCTE para apartamentos .................................................................................................................................74

Fig.58 – Variação das necessidades de aquecimento necessárias em função do numero de graus dias para moradias ................................................................................................................................75

Fig.59 – Variação das necessidades de aquecimento regulamentares em função do numero de graus dias para moradias ................................................................................................................................75

Fig.60 – Influência dos graus dias no cumprimento do RCCTE para moradias....................................76

Fig.61 – Perdas térmicas da moradia (PP1) .........................................................................................76

Fig.62 – Perdas térmicas da moradia (PP2) .........................................................................................77

Fig.63 – Perdas térmicas da moradia (PT2) .........................................................................................77

Fig.64 – Perdas térmicas da moradia (PT3) .........................................................................................77

Fig.65 – Perdas térmicas da moradia (NF2) .........................................................................................78

Fig.66 – Influência do nível de qualidade N2 e dos envidraçados a sul no cumprimento do RCCTE para moradias.........................................................................................................................................79

Fig.67 – Influência do nível de qualidade N3 e dos envidraçados a norte no cumprimento do RCCTE para moradias ................................................................................................................................................................81


xii


xiii

ÍNDICE DE QUADROS

Quadro 1 – Zonamento Climático de Inverno (Portugal continental) – Alterações em função da altitude das localidades.......................................................................................................................................13

Quadro2 – Zonamento Climático de Verão (Portugal continental) – Alterações em função da altitude das localidades.......................................................................................................................................14

Quadro 3 – Comparação dos números de graus dias entre o RCCTE 1990 e o RCCTE2006.............26

Quadro 4 – Performances de vidro utilizadas em fachada exteriores ...................................................27

Quadro 5 – Necessidades de Aquecimento -balanços energéticos ......................................................30

Quadro 6 – Lista de parâmetros considerados para a simulação de referência ...................................36

Quadro 7 – Tipologias das fracções ......................................................................................................40

Quadro 8 – Factor de orientação ...........................................................................................................40

Quadro 9 – Variação das necessidades de aquecimento com a orientação e área de envidraçados para tipologia II com envidraçados apenas numa fachada....................................................................41

Quadro 10 – Possíveis orientações para as quatro tipologias analisadas ............................................43

Quadro 11 – Valores de Nic e de Ni para as várias orientações ...........................................................44

Quadro 12 – Necessidades de aquecimento para as várias tipologias em função da orientação e da zona climática.........................................................................................................................................47

Quadro 13 – Necessidades de aquecimento para a tipologia I em função da orientação e da zona climática, e percentagem de envidraçados............................................................................................49

Quadro 14 – Necessidades de aquecimento para a tipologia II em função da orientação e da zona climática, e percentagem de envidraçados............................................................................................50

Quadro 15 – Necessidades de aquecimento para a tipologia III em função da orientação e da zona climática, e percentagem de envidraçados............................................................................................51

Quadro 16 – Necessidades de aquecimento para a tipologia IV em função da orientação e da zona climática, e percentagem de envidraçados............................................................................................52

Quadro 17 – Percentagens de áreas de envidraçados que optimizam as necessidades de aquecimento ...........................................................................................................................................53

Quadro 18 – Características de vários envidraçados ............................................................................54

Quadro 19 – Necessidades de aquecimento para a tipologia I em função da orientação e da zona climática, e percentagem de envidraçados e factor solar do vidro ........................................................55

Quadro 20 – Necessidades de aquecimento para a tipologia II em função da orientação e da zona climática, e percentagem de envidraçados e factor solar do vidro ........................................................56

Quadro 21 – Necessidades de aquecimento para a tipologia III em função da orientação e da zona climática, e percentagem de envidraçados e factor solar do vidro ........................................................57


xiv

Quadro 22 – Necessidades de aquecimento para a tipologia IV em função da orientação e da zona climática, e percentagem de envidraçados e factor solar do vidro ....................................................... 58

Quadro 23 – Características dos envidraçados que optimizam as necessidades de aquecimento ..... 63

Quadro 24,25,26,27 – Valores de coeficientes de transmissão térmica em função das zonas climáticas para vários níveis de qualidade .......................................................................... 72,73,79 e 80

Quadro 28 – Valores correspondentes à simulação de referência .......................................................A1

Quadro 29 – Valores correspondentes à simulação de referência .......................................................A1

Quadro 30 – Valores correspondentes às figuras 42,43 e 44...............................................................A2







Quadro 37 – Valores correspondentes à figura 49 ...............................................................................A6








Quadro 45 – Valores correspondentes à figura 57 .............................................................................A10

Quadro 46 – Valores correspondentes à figura 67 .............................................................................A10


xv

SÍMBOLOS E ABREVIATURAS

T (t) -Temperatura do ar (ºC)

Tw – Temperatura do termómetro molhado (ºC)

Ni – Necessidades de Aquecimento do edifício de referencia [KWh/m2.ano]

Nic – Necessidades Anuais de Aquecimento do edifício [KWh/m2.ano]

Nv – Necessidades de Arrefecimento do edifico de referencia [KWh/m2.ano]

Nvc – Necessidades Anuais de Arrefecimento do edifico [KWh/m2.ano]

Nac – Necessidades de energia para preparação de águas quentes Sanitárias [KWh/m2.ano]

Ntc – Necessidades nominais globais de energia primária [KWh/m2.ano]

Qt – Perdas de calor por condução através da envolvente do edifício [KWh]

QV – Perdas de calor resultantes da renovação de ar [KWh]

Qgu – Ganhos de calor úteis, resultantes da iluminação, dos equipamentos, dos ocupantes e dos ganhos solares através dos envidraçados [KWh]

Qext – Perdas parcelares correspondentes à envolvente em contacto com o exterior [KWh]

Qlna – Envolvente em contacto com locais não aquecidos [KWh]

Qpe Perdas pelos pavimentos e paredes em contacto com o terreno [KWh]

Qpt – Perdas pelas pontes térmicas lineares [KWh]

Ev – Energia Eléctrica

Qs – Ganhos solares brutos através dos envidraçados [KWh]

Qi, – Ganhos internos brutos [KWh]

Ap – Área útil de pavimento do edifício/fracção autónoma [m2]

Uj– coeficiente de transmissão térmica do elemento j da envolvente (opaca ou envidraçada), [W/m2.ºC]

Aj– Área (medida pelo interior) do elemento j da envolvente, [m2];

GD – Número de graus dias [ºC. dias] da localidade em que o edifício se situa

Aj– Área (medida pelo interior) do elemento j da envolvente, [m2];

ζ - Coeficiente de redução das perdas térmicas para locais não aquecidos

ψ -Ccoeficiente de transmissão térmica linear do elemento j em contacto com o terreno ou da ponte

térmica linear j, [W/m. ºC]

jB -Desenvolvimento linear (medido pelo interior) do elemento j em contacto com o terreno, ou da

ponte térmica linear j, [m];

Rph– Nº de renovações horárias do ar interior [h-1];

Pd– Pé direito, [m];


xvi

ηv – Rendimento do eventual sistema de recuperação de calor

Pv – Somatório das potências eléctricas dos ventiladores instalados [W];

M – Duração convencional da estação de aquecimento [meses]

Gsul– Energia solar média mensal incidente durante a estação de aquecimento numa superfície vertical de área unitária orientada a Sul, [kWh/m2.mês

Xj – Factor de orientação para as diversas exposições j

Asnj– Área efectiva do vão n segundo a orientação j, [m2];

A – Área total da janela (vidro mais caixilho), [m2];

Fh– Factor de sombreamento pelo horizonte;

Fo– Factor de sombreamento por elementos horizontais (palas, varandas)

Ff– Factor de sombreamento por elementos verticais (palas verticais, próprio edifício ou outros corpos)

Fg– Fracção envidraçada

Fw– Factor de correcção da selectividade angular dos envidraçados

g ⊥ – factor solar do conjunto vidro e protecção

qi – ganhos térmicos internos médios por unidade de área de pavimento útil

η - Factor de utilização dos ganhos térmicos

N – Norte

NE – nordeste

NW – noroeste

E – este

W – oeste

SE – sudeste

SW – sudoeste

S – sul

N1-Nivel de Qualidade N1

N2 -Nível de Qualidade N1

N3 – Nível de Qualidade N1

N4 – Nível de Qualidade N1

SCI – Severidade Climática de Inverno

SCV – Severidade Climática de Verão

INMG – instituto Nacional de Meteorologia e Geofísica

RCCTE – Regulamento das Características de Comportamento Térmico dos Edificios


1

1

INTRODUÇÃO

1.1. MOTIVAÇÃO O conforto térmico nos nossos lares é muito importante para o nosso bem-estar e qualidade de vida. Para que consigamos ter essa qualidade de vida e bem-estar, a climatização tem que ser pensada desde o planeamento da habitação. A qualidade na construção é o primeiro passo para se ter uma casa confortável do ponto de vista térmico.

Sendo assim antes de um edifício se tornar consumidor de energia, para alcançar as condições de salubridade necessárias e para oferecer o conforto térmico aos seus utilizadores, ele pode transmitir para o seu interior o melhor que o clima oferece. Depois pode transformar a energia renovável do sol e de outras energias renováveis em energia útil, ou seja em energia que contribui para este conforto e para a realização das actividades necessárias, antes de recorrer às fontes de energia convencionais (gás natural e electricidade).

Se um edifício for projectado de maneira a tirar partido das condições ambientais, será possível haver uma minimização de sistemas de aquecimento e arrefecimento, minimizando assim a energia consumida nos edifícios e ajudando no combate dos problemas energéticos que cada vez mais nos preocupam, tendo em atenção o conforto interior.

As ferramentas da simulação térmica são pois um dos instrumentos mais poderosos, que possibilitam o teste de várias soluções propostas e a escolha daquela que apresenta a maior eficiência energética.

Com base no RCCTE, é possível fazer uma análise de vários parâmetros que influenciam as necessidades de aquecimento, sendo possível obter a solução que apresente uma melhor eficiência energética.

Este projecto consiste assim numa análise de vários factores com base no RCCTE, que possibilitam a minimização das necessidades de aquecimento.

1.2. OBJECTIVOS

Os principais objectivos deste trabalho podem sintetizar-se da seguinte forma:

� Estudar a influência da zona climática na estação de aquecimento; � Compreender a influência das várias orientações, no Inverno; � Analisar a variação da percentagem de envidraçados e sua disposição nos edifícios; � Assimilar qual o conceito da forma dos edifícios, e a sua influência na estação de

aquecimento;


2

� Estudar a possibilidade de diferentes tipos de vidro, e sua actuação na estação de aquecimento;

� Analisar um conjunto de medidas, para várias fracções, com vista ao cumprimento do RCCTE.

1.3. APRESENTAÇÃO DO CONTEUDO DO TRABALHO

O texto encontra-se dividido em quatro partes:

� A primeira parte (capitulo2), de carácter descritivo, pretende fazer uma reflexão acerca da evolução do RCCTE90, para o RCCTE2006. Também é feita uma análise geral de vários parâmetros que influenciam o comportamento dos edifícios para a estação de aquecimento, nomeadamente clima, orientação, forma do edifício, características térmicas dos vidros;

� A segunda parte (capitulo 3) corresponde à descrição da metodologia de cálculo para as necessidades de aquecimento, sendo feita a caracterização da base de dados elaborada. São expostos vários parâmetros adoptados para o cálculo das necessidades exigidas pelo RCCTE2006;

� A terceira parte (capitulo 4), diz respeito ao estudo de sensibilidade acerca de vários factores e a sua influência na estação de aquecimento. São analisados factores como a localização, orientação, superfície de envidraçados, características térmicas dos vidros e factor de forma. É feita também uma análise acerca de possíveis medidas que poderão ser implementadas, para que haja um cumprimento do RCCTE;

� A quarta e última parte (capitulo 5), diz respeito às conclusões. É feita uma síntese de todos os resultados obtidos.


3

2

Estado da Arte

2.1. REGULAMENTAÇÃO TÉRMICA EM PORTUGAL

Desde 1991 que está em vigor o RCCTE (Regulamento das Características de Comportamento Térmico dos Edifícios - Decreto-Lei nº 40/90, de 6 de Fevereiro) que, após um arranque gradual ao longo de alguns anos, constitui hoje uma base de trabalho excelente.

Portugal foi dos últimos países da Europa comunitária a dispor de um regulamento sobre esta matéria, pelo que esta versão de 1990 reflecte a experiência adquirida noutros países atendendo à especificidade climática do nosso pais. Foi no entanto inovador nos aspectos ligados ao conforto no Verão, tendo sido o primeiro regulamento europeu a impor requisitos de protecção solar nos vãos envidraçados, para além da redução das necessidades de aquecimento e arrefecimento nos novos edifícios. [6]

O referido texto estabeleceu as regras a ter em conta nas grandes remodelações e no projecto de novos edifícios de forma a melhorar significativamente as condições de conforto térmico no interior dos mesmos, sem um acréscimo dos consumos de energia e, ainda, minimizar os efeitos patológicos nos elementos construtivos resultantes das condensações superficiais nos elementos da envolvente. Este documento determinava que:

Necessidades nominais de aquecimento (Nic)≤ Necessidades de aquecimento de referência (Ni)

Necessidades nominais de arrefecimento (Niv) ≤ Necessidades de arrefecimento de referência (Nv)

A primeira versão do RCCTE foi considerada por alguns como pouco exigente mas, logo de início esteve sempre subjacente que, num prazo de 5 anos, o RCCTE seria objecto de revisão no sentido do aumento do grau de exigência. Este regulamento procurou, no entanto, ser um regulamento consensual e de fácil implementação e, cuja obrigatoriedade para licenciamento induzisse um interesse crescente na adopção de estratégias solares passivas e de conservação de energia.

Olhando para a construção no presente, pode-se dizer que esse objectivo foi plenamente conseguido, com a construção real a ultrapassar frequentemente os requisitos mínimos regulamentares.

Com o passar dos anos foi necessário proceder-se à revisão deste Regulamento. Relembremos que os edifícios já representam em Portugal cerca de 25% do consumo de energia total e cerca de 60 % do consumo eléctrico. Sendo assim a revisão do Regulamento das Características de Comportamento Térmico dos Edifícios veio dar resposta às mudanças efectuadas no nosso pais relativamente aos hábitos de consumo de energia no sector dos edifícios.

Projecto de Comportamento térmico -Influência das Necessidades de Aquecimento

4

A versão de 2006 do RCTTE (Decreto-Lei nº 80/2006 de 4 de Abril de 2006) veio estabelecer requisitos de qualidade para os novos edifícios de habitação e de pequenos serviços sem sistemas de climatização, nomeadamente ao nível das características da envolvente (paredes, envidraçados, pavimentos e coberturas), limitando as perdas térmicas e controlando os ganhos solares excessivos. Esta versão continua a ter uma análise em separado das estações de aquecimento e de arrefecimento, mantendo requisitos existenciais em função de cada zona climática, tendo estas sido actualizadas com dados climáticos mais detalhados.

Passa a ter também em conta parâmetros, tais como o factor de forma do edifício e a permeabilidade ao ar das caixilharias e, quantifica de uma forma mais detalhada o efeito das pontes térmicas lineares e planas, tendo em vista uma melhor avaliação da qualidade térmica dos edifícios.

Este regulamento impõe ainda, limites aos consumos energéticos da habitação para climatização e produção de águas quentes, num claro incentivo à utilização de sistemas eficientes e de fontes energéticas com menor impacto em termos de consumo de energia primária.

A nova legislação determina também a obrigatoriedade da instalação de colectores solares e valoriza a utilização de outras fontes de energia renovável na determinação do desempenho energético do edifício. Pretende-se que sejam minimizadas as situações patológicas nos elementos de construção provocadas pela ocorrência de condensações superficiais ou internas, com potencial impacto negativo na durabilidade dos elementos da construção e na qualidade do ar interior.

O RCCTE define, ainda objectivos claros de provisão de taxas de renovação do ar adequadas que os projectistas devem obrigatoriamente satisfazer. Por outro lado, este regulamento impõe mecanismos mais efectivos de comprovação do cumprimento dos requisitos legais e aumenta o grau de exigência de formação profissional dos técnicos que podem vir a ser responsáveis pela comprovação dos requisitos deste regulamento, de forma a aumentar a sua competência e dar mais credibilidade e probabilidade de sucesso à satisfação dos objectivos pretendidos com este diploma.

Um dos aspectos pela qual foi necessário elaborar a revisão do RCCTE, foi a necessidade da implementação da Directiva Europeia, publicada a 4 de Janeiro de 2003, relativa ao desempenho energético dos edifícios-2002/91/CE, de 16 de Dezembro de 2002.

Segundo a Directiva, deverá dar-se prioridade a estratégias que contribuam para melhorar o comportamento térmico dos edifícios durante o Verão e desenvolver-se ainda mais as técnicas de arrefecimento passivo, principalmente as que permitem melhorar a qualidade do ambiente interior e o microclima em torno dos edifícios. Esta, estabelece ainda, que os Estados Membros deverão proceder à elaboração de Regulamentos que conduzam à redução dos consumos energéticos nos edifícios bem como à sua revisão periódica de 5 em 5 anos, se necessário, para actualização dos mesmos a fim de reflectirem o progresso técnico do sector. [6]

Na UE o consumo nos edifícios já representa cerca de 40 % dos consumos totais. A estes consumos estão naturalmente associados valores elevados de emissões de gases de efeito de estufa (GEE), que determinam um elevado peso no quadro de cumprimento nacional das obrigações decorrentes do Protocolo de Quioto. Uma das metas estabelecidas neste protocolo é que entre o ano de 2008 e 2012, os países desenvolvidos reduzam em 5% as suas emissões de gases causadores do efeito estufa.

No sentido de fazer cumprir o protocolo de Quioto e suas metas de redução de emissão de gases poluentes por parte dos países industrializados, a maior parte dos 141 países que assinaram em 1997 o protocolo, levaram-nos a investigar e investir em sistemas de energias renováveis não poluentes, e em sistemas sustentáveis tanto a nível económico como ecológico.


5

Os países que assinaram o protocolo, e que estão obrigados a reduzir a emissão de gás carbónico são: Alemanha, Austrália, Áustria, Bielorussa, Bélgica, Bulgária, Canadá, Dinamarca, Espanha, Estados Unidos, Estónia, Federação Russa, Finlândia, França, Grécia, Hungria, Irlanda, Islândia, Itália, Japão, Letónia, Lituânia, Luxemburgo, Noruega, Nova Zelândia, Países Baixos, Polónia, Portugal, Reino Unido da Grã-Bretanha e Irlanda do Norte, República Checa, Roménia, Suécia, Suíça, Turquia e Ucrânia. [18]

2.2. A IMPORTÂNCIA DO CLIMA

A correcta previsão do desempenho térmico e energético dos edifícios e a concepção adequada das disposições construtivas e dos sistemas que contribuem para a correcção natural ou artificial das respectivas condições higrotérmicas ambientais exigem, entre outros factores, o conhecimento das características climáticas dos locais de implantação desses edifícios. Em regra, é por via do estabelecimento, em cada país, de dados climáticos de base com suficiente representatividade temporal e espacial que aquele objectivo é atingido de forma mais racional, evitando-se desse modo a necessidade de se proceder à sua obtenção em cada caso particular. Como exemplos de domínios de estudos relativos aos edifícios que necessitam de informação climática, podem citar-se os seguintes:

� Concepção geral dos edifícios, em termos de implantação, orientação, conformação geométrica da envolvente e soluções construtivas mais adequadas;

� Dimensionamento de sistemas de climatização e previsão dos respectivos consumos, com eventual comparação de soluções alternativas;

� Controlo dos consumos reais desses sistemas em função da severidade do clima, avaliando-se a sua eficiência;

� Previsão das consequências económicas de diferentes acções de reabilitação energética de edifícios;

� Estabelecimento de regras de qualidade térmica e de disposições normativas e regulamentares no mesmo âmbito, aplicáveis aos edifícios e respectivos sistemas de climatização

� Simulação do comportamento térmico dos edifícios e do funcionamento dos sistemas de climatização

Ao longo dos séculos, a história mostra que o homem resolveu a problemática do habitat construído não isoladamente, mas dentro de um contexto urbano, segundo as características climáticas de cada região. As aldeias árabes, por exemplo, para se protegerem do calor, dos ventos quentes e carregados de pó e areia, e da secura do ar, constroem casas térreas, ruas sombreadas, e fachadas quase cegas e muito espessas, para se proteger da radiação solar directa e dos ganhos de calor. Por outro lado, as aldeias de clima quente e húmido, constroem casas sobre pilotis para isolar-se da humidade do solo e permitir a ventilação, “não só do edifício mas também do recinto urbano” (A.A.E., /s.d./, p.13) [16]. Com paredes leves e grandes aberturas, as casas são sombreadas por varandas ou largos beirais, que as protegem da incidência solar directa e das chuvas intensas. (FLEURY DE OLIVEIRA, 1989) [18].

Estes exemplos mostram a correcta prática do desenho “bioclimático” e da utilização dos materiais, que antes do desenvolvimento das tecnologias de climatização artificial, resolviam adequadamente o problema térmico “com recursos de forma, material, orientação e localização das edificações” (A.A.E., /s.d./, p.15.) [16], o que influenciou os estilos regionais.


6

Nas últimas décadas estes princípios foram postos de lado e por isso, hoje se recorre ao termo arquitectura bioclimática, na tentativa de resgatar esses conceitos. Os princípios da arquitectura bioclimática buscam conciliar a matéria, a forma e a energia, tirando partido de elementos estáticos, como localização geográfica e sítio, e elementos dinâmicos, como temperatura, ventos, humidade e radiação, utilizando ao máximo a energia de forma passiva, para assegurar o cumprimento dos requisitos de conforto ambiental preestabelecidos. (MASCARÓ, 1991.) [19].

O desenvolvimento tecnológico permitiu ao homem construir edifícios inovadores tanto na forma quanto nos materiais, suplantando as preocupações ambientais, já que a tecnologia viria a resolver os problemas e deficiências criados por essa nova arquitectura.

Muitas vezes antes de se pensar num único circuito sequer [nos edifícios inteligentes], é preciso extinguir todas as possibilidades que as tecnologias passivas oferecem, a saber: a correcta escolha dos materiais de construção opacos e translúcidos em função da forma; as condições climáticas locais; a forma; os edifícios vizinhos e sua influência no projecto; os quadrantes de maior radiação; os protectores solares exteriores; a possibilidade de captação da luz natural sem elevar excessivamente a carga térmica; a contribuição das cargas internas; a amplitude térmica local; a humidade relativa média do ar; a direcção e a velocidade dos ventos predominantes. (ROMERO, 1998) [17]

Qualquer edifício em Portugal deve adaptar-se simultaneamente às condições da estação de aquecimento e de arrefecimento, pelo que, em fase de projecto, os arquitectos deverão sintetizar estratégias diferentes e, por vezes, contraditórias; por exemplo os ganhos solares devem ser promovidos no Inverno e restringidos no Verão.

O projecto de um edifício solar bioclimático deverá começar por uma criteriosa escolha da implantação e da orientação do edifício, de forma a optimizar os ganhos solares no mesmo. Importa, já nesta fase, saber se o clima é favorável a esses ganhos solares nas diferentes estações do ano, e quais os cuidados a ter quanto às protecções solares no período de verão. [21]

Um dos factores chave para um design eficaz e eficiente é a compreensão de que não existe uma solução óptima e aplicável a todas as situações, mas sim, inúmeros mecanismos que devem ser seleccionados no sentido de se encontrar uma solução adequada para determinado local. Alguns dos factores que podem afectar esta escolha são o facto de o edifício ser urbano ou rural, se está localizado numa montanha ou numa planície, a quantidade de radiação solar recebida diariamente, etc.

Fig.1 – Influência da localização nos edifícios [30]


7

2.3. MUDANÇAS CLIMÁTICAS

A evolução do clima da Terra nas três últimas décadas colocou o problema da mudança climática na agenda internacional. Especialmente a partir da última década do século XX, tornou-se clara uma tendência de aquecimento, ainda moderada mas já acima do nível usual de variabilidade interanual. De facto, os 5 anos mais quentes dos últimos 150 anos (1997,1998, 2001,2002 e 2003) foram observados na última década. O Verão de 2003 foi classificado como o mais quente da Europa nos últimos 500 anos, tendo-se traduzido em graves impactos na saúde pública e, no caso de Portugal, também na ocorrência da maior vaga de incêndios florestais.

A quebra sucessiva de recordes para a temperatura em diferentes regiões e a ocorrência de situações extremas de calor, com grande impacto económico e social, obrigou a generalidade da sociedade a olhar para o aquecimento global como um problema presente, a requerer estudo, monitorização e planeamento.

Observações meteorológicas realizadas em Portugal Continental e nas Regiões Autónomas dos Açores e Madeira indicam que o clima português sofreu, ao longo do século XX, uma evolução caracterizada por dois períodos de aquecimento, intercalados por um período de arrefecimento. Desde a década de 1970, a temperatura média subiu em todas as regiões de Portugal, a uma taxa de cerca de 0.5ºC/década, mais do dobro da taxa de aquecimento observada para a temperatura média mundial.

Na generalidade das regiões portuguesas, observou-se uma subida mais intensa das temperaturas mínimas traduzida numa redução da amplitude térmica diária. Outras variáveis climáticas apresentam variações importantes, como é o caso da nebulosidade, da insolação e da humidade relativa, mostrando que o processo de aquecimento global é complexo na sua interacção com o ciclo da água. [26]

Pela Península Ibérica passa o limite entre dois grandes centros de acção da dinâmica da atmosfera: o das faixas de circulação de oeste (fluxo zonal) e o das altas pressões subtropicais. Este limite varia ao longo do ano e de ano para ano. No inverno, pode descer até latitudes de 30ºN, sendo o território varrido por massas de ar húmido, polar marítimo, originando precipitação acentuada pela passagem das frentes frias; se a circulação de oeste for menos forte, podem abrir-se corredores N-S por onde desce o frio setendrional até latitudes muito baixas, podendo originar precipitação no sul do país. No verão, o limite acima referido não ultrapassa os 45ºN, cedendo lugar às massas de ar anticiclónicas, subtropicais, que podem permanecer longitudinalmente sobre Portugal (BRITO, 1994). [1]

O clima, através do seu efeito na vegetação, divide Portugal. Tal como em Espanha, estão envolvidos três tipos de influências: atlântica, continental e mediterrânea. A atlântica é predominante, o que faz com que grande parte do país se insira na zona húmida na Península Ibérica. Isto é especialmente comprovado no noroeste, onde o clima é temperado e chuvoso.

Portugal Continental é uma região que se estende mais latitudinalmente do que longitudinalmente, distando as regiões mais interiores apenas cerca de 220 km do Oceano Atlântico, o que não obsta a que algumas dessas regiões apresentem características climáticas do tipo continental.

É um país com uma grande diversidade de soluções de design bioclimático – dada a relativa variedade do nosso clima – em parte reflectida, por exemplo, na nossa arquitectura popular.

Caso se pretenda por exemplo, construir uma casa no Minho, em Bragança ou Chaves onde o Inverno é por norma bastante exigente, é importante que o edifício esteja devidamente equipado para o frio. Se, por outro lado, for tida a intenção de comprar casa numa zona de clima ameno, como Almada ou Sines, por exemplo, já existe uma menor exigência das condições regulamentares.


8

Atendendo ao facto de Portugal apresentar um perfil climático variado ao longo da sua extensão, é importante reflectir sobre alguns factores como a temperatura do ar, a altitude e a quantidade de precipitação.

.

Fig.2 – Mapa Hipsométrico de Portugal Continental [1]

Em Portugal continental predominam as áreas de baixa altitude, com mais de 70% do território abaixo dos 400 metros e menos de 12% acima dos 700 metros. No entanto a repartição do relevo faz-se de uma forma desigual entre o Norte e o Sul.

A área a norte do Tejo compreende 95.4% das áreas superiores a 4000 metros, encontrando-se elevações acima dos 1000 metros apenas a 50Km do mar. A área a sul do Tejo possui 61.5% de terras baixas, inferiores a 200 metros; é uma região de planuras e planaltos médios, de extensas bacias fluviais e apenas uma serra que culmina a mais de 1000 metros, a serra de S. Mamede. [1]

É no interior do Norte que se encontram os pontos mais elevados do continente português -Serra da Estrela (1993 metros, o ponto mais alto do País Continental), Açor (1418 m), Gardunha (1227m), Lousã (1205m), Malcata (1142m) e Alvelos (1084m) entre o Mondego e o Tejo; Montemuro (1381m), Arada (1119m), Caramulo (1075m), Nave (1016m), e Leomil (1010m), entre o Mondego e o Douro; Montesinho (1600m), Larouco (1527m), Gerês (1508m), Peneda (1416m), Marão (1416m), Alvão (1330m), Nogueira (1320m), Cabreira (1279m), Coroa (1273m), Bornes (1199m), a Norte do Douro. [1]

Na área a sul do Tejo, o relevo apresenta características de pleneplanicie, com terrenos suavemente ondulados.


9

Para além do factor relevo referido anteriormente, é importante conhecer como se apresenta a temperatura e precipitação e como estas variam ao longo do continente Português.

Verificamos assim que as temperaturas elevadas estão associadas a zonas secas e as temperaturas baixas estão associadas a zonas húmidas. O litoral apresenta, em geral, menor amplitude térmica que o interior, devido à acção moderadora do Oceano Atlântico; no interior, pelo contrário, faz-se sentir de forma sensível um arrefecimento no Inverno e um forte aquecimento no Verão.

Comparando as diferenças de temperaturas com a altitude verifica-se que esta provoca um abaixamento térmico. Quanto maior for a altitude de um local maior será o abaixamento de temperatura.

2.4. DADOS CLIMÁTICOS DE INVERNO E SUA ORIGEM

Desde 1987 que o Instituto Nacional de Metereologia e Geofísica (INMG) e o Laboratório Nacional de Engenharia Civil decidiram empreender conjuntamente um projecto de investigação, que mereceu o apoio e o financiamento da Direcção Geral da Qualidade do Ambiente, com a finalidade de preparar

(ºC)

>17.0

16.1-17.0

15.1-16.0

14.1-15.0

13.1-14.0

12.1-13.0

11.1-12.0

10.1-11.0

9.1-10.0

8.1-9.0

<8.1

(mm)

>2.800

2.401-2.800

2.001-2.400

1.601-2.000

1.401-1.600

1.201-1.400

1.001-1.200

801-1.000

701-800

601-700

501-600 <501

Fig.3 – Valores médios anuais de temperatura média

do ar em Portugal Continental (1961-1990) [2]

Fig.4 – Precipitação média anual em Portugal

Continental (1961-1990) (1961-1990) [2]


10

e por à disposição dos eventuais interessados, informação útil para a realização dos mais diversos estudos.

São assim apresentados para várias localidades onde existem estações climatológicas, parâmetros como:

� Graus dias de Aquecimento

� Duração da estação de aquecimento

Os critérios mais recentes adoptados noutros países para o estabelecimento das temperaturas exteriores de projecto e dos números de graus dias e de graus horas de aquecimento recorrem a valores horários dos dados climáticos de base, designadamente da temperatura e da humidade do ar.

A aplicação destes critérios no nosso país põe contudo alguns problemas, visto que apenas estão disponíveis em suporte informático valores horários dos referidos dados em onze estações climatológicas do Continente – Bragança, Viana do Castelo, Porto/Pedras Rubras, Penhas Douradas, Coimbra/ Geofísico, Portalegre, Lisboa/Portela, Évora, Beja e Faro. [10]

Procurou-se superar as limitações decorrentes do número reduzido de estações climatológicas com registos de valores horários da temperatura do ar, através da geração desses valores para as restantes estações, partindo dos valores máximos e mínimos diários registados em todas elas.

Para a geração de tais valores, adoptou-se o método proposto por P.Petricevic, depois de se introduzirem nele algumas adaptações às condições do país – nomeadamente no que respeita às horas de coerência dos valores extremos da temperatura do ar ao longo do dia – e de se ter testado, com resultados satisfatórios, a qualidade dos valores gerados para as estações com valores horários observados.

As equações utilizadas para a geração de valores foram:

1 11

1

180( ) cos ( )

2 2X N X N

NX N

T T T TT t t H

H H

+ −= − − − (1)

para 224X NH t H≤ ≤ +

sendo:

XT -Temperatura máxima do ar

1NT -Temperatura mínima do ar

2NT -Temperatura mínima do ar do dia seguinte

XH -Hora da temperatura máxima

1NH -Hora da temperatura mínima

2NH -Hora da temperatura mínima do dia seguinte


11

Estas equações traduzem-se graficamente por uma curva composta por dois ramos sinusoidais de períodos diferentes: um, entre a hora da temperatura mínima e a hora da temperatura máxima do dia, e o outro, entre esta e a hora da temperatura mínima do dia seguinte (figura 5).

As temperaturas máximas e mínimas consideradas para o traçado desta curva coincidem com os valores reais observados.

Fig.5 – Curva de geração de valores horários da temperatura do ar [10]

Para a obtenção de informação relativa à humidade do ar, utiliza-se um processo de geração de valores horários de temperatura do termómetro molhado (Tw) a partir da humidade absoluta do ar ( ρ ) a uma determinada hora de observação (9horas). Para isso, admite-se a constância da humidade

absoluta do ar ao longo do dia e geram-se valores horários da temperatura do ar pelo método de Petricevic, calculando-se depois os valores horários de Tw através de uma função:

( , )Wi iT f Tρ= (i=1,24)

A geração destes valores permitiu que fosse assim possível a determinação do número médio de graus dias de aquecimento, o número médio de horas de aquecimento, e consequente zonamento climático que constitui Portugal.

Para cada dia, o número de graus dias de aquecimento (GD) define-se pela expressão:

24

1

( ) / 24j

GD Tb Tj=

= −∑ (2)

Sendo Tb – temperatura de base

Tj – temperatura do ar à hora j


12

Este parâmetro não é mais que um factor que caracteriza a severidade de um clima durante a estação de aquecimento e que é igual ao somatório das diferenças positivas registadas entre uma dada temperatura base e a temperatura do ar exterior durante a estação de aquecimento (RCCTE2006). As diferenças são calculadas com base nos valores horários da temperatura do ar (termómetro seco).

Fig6 – Gráfico do método graus dias *

Para um dado período que englobe vários dias – por exemplo um decénio, um mês ou um período mais alongado correspondente à estação de aquecimento o número de graus dias de aquecimento obtém-se pelo somatório dos valores deste parâmetro nos diversos dias daquele período.

Este parâmetro pode ser determinado para varias temperaturas bases, desde 15ºC,18ºC ou 20Cº.

Actualmente o novo RCCTE define estes valores para uma temperatura base de 20ºC, ao contrário do RCCTE de 1990, em que estes parâmetros eram determinados para uma temperatura base de 15ºC

O número de horas de aquecimento para uma determinada temperatura base, num dado período, é o número de horas desse período em que a temperatura do ar é inferior àquela temperatura base (20ºC).

Estes valores para além de outras aplicações têm sido usados na estimativa das necessidades de aquecimento dos edifícios e na previsão dos consumos das instalações de aquecimento correspondentes.

Estes dados (graus dia e duração da estação de aquecimento) poderão ser consultados no Regulamento das Características de Comportamento Térmico dos Edifícios (RCCTE 2006) para os vários concelhos de Portugal Continental (quadroIII.1).

2.5. ZONAS CLIMÁTICAS

Com base em factores como, graus dias e duração da estação de aquecimento, foi possível definir várias zonas climáticas para o continente e regiões autónomas.

As várias zonas climáticas do território nacional estão assim devidamente contempladas no Regulamento de Características de Comportamento Térmico dos Edifícios (RCCTE2006-quadroIII.1)

2*-Apontamentos de climatização – Opção Fluidos e Calor – Licenciatura Eng. Mecânica – FEUP


13

Muitas vezes em Portugal Continental, tem que se ter em conta a influência da altitude a que se situa uma dada localidade, assim como a sua proximidade à costa litoral.

Por isso após a consulta do quadro referente aos concelhos de Portugal Continental que se encontra exposto no RCCTE 2006 (quadroIII.1), deverão ser feitos eventuais ajustes em relação ao zonamento climático de Inverno e de Verão. Esses ajustes poderão ser consultados nos seguintes quadros III.2 e III.3 (RCCTE2006), ou nos quadros seguintes.

Quadro1* – Zonamento Climático de Inverno (Portugal continental) – Alterações em função da altitude das

localidades

Altitude, Z do local (m)

Z> 400

Z ≤ 600

Z> 600

Z ≤ 1000 Z> 1000 Zona

Climática

de

Inverno

do

Concelho

(segundo

o quadro

III.1

(RCCTE))

Zona

climática

a

considerar

para a

localidade

Graus-

dias

(°C.dias)

-

Duração

Est.

aquec.

(meses)

Zona

climática

a

considerar

para a

localidade

Graus-

dias

(°C.dias)

-

Duração

Est.

aquec.

(meses)

Zona

climática

a

considerar

para a

localidade

Graus-

dias

(°C.dias)

-

Duração

Est.

aquec.

(meses)

I1 I1

Z+1500

-

6.7

I3

Z+1700

-

6.7

I3

Z+1900

-

8

I2 I2

Quadro

III.1

(RCCTE)

I3

Z+1700

-

7.3

I3

Z+1900

-

8

I3 I3

Quadro

III.1

(RCCTE)

I3

Quadro

III.1

(RCCTE)

I3

Z+1900

-

8

3* Quadro 1e quadro 2 adaptados do RCCTE 2006


14

Quadro2* – Zonamento Climático de Verão (Portugal continental) – Alterações em função da altitude das localidades

Altitude, Z do local (m)

Z> 600

Z ≤ 800

Z> 800

Z ≤ 1000

Z> 1000

Z ≤ 1200 Z> 1200

Zona

Climática

de Verão

do

Concelho

(segundo

o quadro

III.1

(RCCTE))

Zona

climática

a

considerar

para a

localidade

Tempª ext. de

Projecto (°C)

Zona

climática

a

considerar

para a

localidade

Tempª ext. de

Projecto (°C)

Zona

climática

a

considerar

para a

localidade

Tempª ext. de

Projecto (°C)

Zona

climática

a

considerar

para a

localidade

Tempª ext. de

Projecto (°C)

V1 V1

Quadro

III.1

(RCCTE)

V1 30 V1 29 V1 27

V2 V2

Quadro

III.1

(RCCTE)

V1 31 V1 29 V1 27

V3 V3 33 V1 31 V1 29 V1 27

Atendendo aos nove pares de regiões climáticas definidas no RCCTE – conjugação de I1, I2 e I3 com V1, V2 e V3, é possível definir assim qual será a melhor orientação a adoptar para o edifício em estudo.

Observa-se assim que os conjuntos de concelhos com idênticas características de Inverno e de Verão, representam, na maioria dos casos, zonas geográficas bem definidas, conforme se pode verificar nas figuras seguintes (7,8,9,10,11,12,13,14,15) [3].

Fig.7-Zona climática I1-V1 [3] Fig.8-Zona climática I1-V2 [3] Fig.9-Zona climática I1-V3 [3]


15

Fig.10-Zona climática I2-V1 [3] Fig.12-Zona climática I2-V3 [3]

Fig.13-Zona climática I3-V1 [3] Fig.15-Zona climática I3-V3 [3] Fig.14-Zona climática I3-V2 [3]

Fig.11-Zona climática I2-V3 [3]


16

Como os edifícios são projectados para suportar condições de Verão e de Inverno, as regras adoptadas devem reflectir uma síntese das estratégias adequadas a considerar para cada uma dessas estações. Essas estratégias consistem em:

No Inverno

-Promover os ganhos solares e;

-Restringir as perdas por condução através da envolvente.

No Verão

-Restringir os ganhos solares e;

-Restringir os ganhos por condução através da envolvente.

Desde logo se verifica que, enquanto relativamente à condução – perdas de calor no Inverno e ganhos no Verão –, as estratégias a implementar no edifício devem actuar no mesmo sentido para as duas estações, isto é, restringindo a transmissão de calor; já relativamente aos ganhos solares não existe uma estratégia comum; ou seja, sendo aconselhável promover esses ganhos no Inverno, é totalmente imperioso não o fazer no Verão. [11]

Assim, para que a arquitectura tenha em conta estas preocupações é necessário analisar cada uma das nove conjugações (Ix-Vy) possíveis. Sendo assim considera-se que a promoção dos ganhos solares e a restrição das perdas por condução através da envolvente são, no

Inverno:

- Importantes em I1;

- Muito importantes em I2;

- Importantíssimas em I3;

Já no que se refere ao Verão foi considerado que a restrição dos ganhos solares e dos ganhos por condução através da envolvente, é:

- Importante em V1;

-Muito importante em V2;

- Importantíssima em V3.

Fazendo uma comparação entre o RCCTE 1990 e o RCCTE 2006 verifica-se que houve assim uma alteração a nível de zonas, muito devido ao aumento do número de graus dias para cada uma das zonas (I1,I2,I3).

Quadro3 – Comparação dos números de graus dias entre o RCCTE 1990 e o RCCTE2006

1990(T base=15ºC) 2006(Tb=20ºC)

I1=400 ºC I1=940-1500 ºC

I2=800 ºC I2=1510-2100 ºC

I3=1600 ºC I3=2150-3000 ºC

Através das seguintes figuras é possível fazer uma análise melhor das mudanças efectuadas.


17

Figura16-Zonamento climático de Inverno

(1990) [13]

Figura 17-Zonamento climático de Inverno

(2006) [13]

Figura 18-Zonamento climático de Verão

(1990) [13]

Figura 19-Zonamento climático de Verão

(2006) [13]

I3

I2

I1

I3

I2

I1

V3

V2

V1

V3

V2

V1


18

2.6. ORIENTAÇÃO SOLAR

O Sol é uma fonte de luz e de calor por excelência, que pode e deve ser aproveitada em nossa casa. A disposição do edifício deverá por isso ir ao encontro do Sol e acompanhar o seu percurso ao longo do dia, nas diferentes estações do ano.

O sol tem assim um papel preponderante no conforto térmico em qualquer edifício, sendo que no Inverno constitui uma fonte de calor muito importante, contribuindo para o aumento da temperatura interior, constituindo no Verão uma fonte de calor a evitar, precisamente para evitar o aumento da temperatura interior dos edifícios.

É assim uma fonte de calor que importa compreender na sua interacção com os edifícios, quer em termos energéticos (valores de radiação solar), bem como em termos da sua posição, ao longo de todo o ano, para desta forma, melhor projectar o edifício na perspectiva aqui utilizada, ou seja, em termos bioclimáticos.

A energia solar depende de dois factores: a trajectória do Sol e a duração da exposição solar. Sendo o Sol a maior fonte de energia utilizada na arquitectura bioclimática, é muito importante ter uma ideia da sua trajectória e do número de horas de Sol recebidas ao longo do dia e do ano.

É a trajectória solar que define a duração da exposição solar, e o ângulo de incidência dos raios solares que determinam a intensidade da radiação. Segundo a definição, esta não é mais do que a energia radiante emitida pelo Sol, em particular aquela que é transmitida sob a forma de radiação electromagnética.

Geralmente incluem-se no estudo da geometria solar os efeitos de palas e sombreamento do edifício, bem como os efeitos sombreadores devidos aos edifícios vizinhos, e à forma circundante do espaço circundante (praças, ruas, avenidas, etc.)

A posição do sol relativamente a um ponto da Terra varia ao longo do dia e também ao longo do ano.

Fig.20-Percursos do sol ao longo do ano [3]

Um observador situado num ponto da superfície terrestre vê o sol tomar diferentes posições no seu horizonte visual durante o dia, devido ao movimento de rotação da terra em torno do eixo polar.


19

Também notará que no Verão o sol atinge posições “mais altas” que no Inverno devido ao movimento de translação em torno do sol.

Fig.21-Trajectoria solar em função da latitude local [31]

No hemisfério Norte (acima do trópico de Câncer), só há dois dias por ano em que o eixo de rotação da Terra é perpendicular ao plano do seu movimento em torno do Sol: o equinócio da Primavera e o equinócio do Outono. Nestes dias, o tempo de dia é exactamente igual ao tempo de noite e o Sol nasce precisamente a Leste e põe-se a Oeste.

Em Portugal, no solstício de Inverno (21 de Dezembro) o sol nasce relativamente próximo da orientação Sudeste e põe-se relativamente próximo da orientação Sudoeste, variando o ângulo de azimute do Nascer e do Pôr-do-Sol com a latitude do lugar. Neste dia, o ângulo de altura do Sol apresenta os valores mais baixos de todo o ano.

No solstício de Verão (21 de Junho) o sol nasce relativamente próximo da orientação Nordeste e põe-se relativamente próximo da orientação Noroeste, variando o ângulo de azimute do Nascer e do Pôr-do-Sol com a latitude do lugar. Neste dia, o ângulo de altura do Sol apresenta os valores mais altos de todo o ano. [3]

Verifica-se que a energia solar recebida por qualquer superfície pode chegar de três modos distintos: ou por radiação directa, a forma de radiação mais intensa, ou por radiação difusa, que no fundo é a radiação que foi difundida em todas as direcções pelas moléculas de ar e por partículas que compõem a atmosfera, ou ainda por radiação reflectida por outras superfícies.

O ganho solar directo é a forma mais simples de se conseguir aproveitar de forma passiva a energia solar. Pode consistir somente numa habitação com janelas orientadas a Sul, que no Inverno conseguem um ganho solar considerável desta forma, e que no Verão, em virtude de uma posição mais elevada do Sol na sua trajectória, e eventualmente até de um sombreamento sobre a janela, impedem o sobreaquecimento da habitação (ver figura 22).

Figura 22-Esquema ilustrando a diferença do ângulo de incidência do sol consoante as estações do ano [12]


20

O facto de um edifício se encontrar segundo uma determinada orientação ou outra, poderá ter influência nos respectivos ganhos solares e consequente intervenção nas necessidades de aquecimento.

Embora os sistemas de ganho directo sejam uma das soluções mais utilizadas nos edifícios, esta poderá não ser a única solução passiva a retirar proveito da radiação solar. Existem outros métodos nomeadamente as paredes trombes ou as estufas que também vêem o seu desempenho melhorado consoante a radiação solar recebida por estes. É de referir no entanto, que estes sistemas só serão eficazes se forem considerados ainda na fase de projecto, pois o seu dimensionamento depende directamente da localização e das condições climáticas da envolvente, pelo que, não existem fórmulas nem cálculos generalizados, sendo ainda as necessidades de aquecimento/ arrefecimento influenciadas também pelo contexto cultural e pelos materiais disponíveis localmente.

� Parede Trombe

Neste tipo de sistema, a captação realiza-se através de um elemento que actua como acumulador de calor. A partir deste elemento o calor é cedido ao interior por convecção e condução pelo que gera, devido à inércia térmica, um retardo na transmissão e uma amortização na oscilação das temperaturas. Nestes sistemas, verifica-se um desfasamento da onda de calor transmitida para o espaço e o ciclo da radiação solar.

Assim, ao contrário do que se verifica nos sistemas de ganho directo (envidraçados), as propriedades de armazenamento e da inércia térmica das paredes solares não só impedem sobreaquecimento em dias de forte insolação, como possibilitam temperaturas amenas em eventuais dias de fraca radiação.

Estas paredes são pois, particularmente aconselháveis em climas e zonas com elevadas percentagem de radiação directa na estação fria.

Há vários tipos de paredes acumuladoras térmicas, embora a mais conhecida seja a “ parede trombe”, assim designada por ter sido desenvolvida em França por Félix Trombe. Esta parede, que é basicamente uma diminuta “estufa”, é constituída por um vidro exterior orientado a sul, uma caixa-de-ar e um muro de grande espessura e densidade,

Fig.23-Esquema ilustrando os ganhos solares consoante a orientação [30]


21

frequentemente de betão, embora também se fabrique em tijolo. A função do conjunto é a captação e acumulação da energia captada pela irradiação solar.

O seu funcionamento é o seguinte: a radiação solar de onda atravessa o vidro e aquece o muro, produzindo-se o chamado efeito de estufa quando a radiação de onda larga emitida pelo muro não pode voltar a atravessar o vidro, aquece assim o ar que há na zona intermédia entre o vidro e a parede. Este espaço suporta grandes amplitudes térmicas a contribui assim para um ambiente mais ameno no interior do compartimento. No muro existem dois conjuntos de orifícios, um na parte superior e outro na parte inferior, para que quando o ar aqueça, ascenda por convecção natural e atravesse o muro pelos orifícios. O vazio que se forma na caixa-de-ar succiona através dos orifícios interiores do muro, o ar frio que se encontra estático no interior do edifício.

A fim de aumentar a sua capacidade de absorção da radiação solar, a superfície de parede exposta ao sol deve ser pintada de cor escura ou malte, a sua espessura varia consoante o material escolhido: 30 a 40 cm para betão e 25 a 35 cm para tijolo maciço, por exemplo. O painel de vidro deve situar-se entre 10 cm a 15 cm da parede. Desta forma cria-se o chamado ciclo convectivo que faz entrar o ar frio do interior do edifícios na caixa-de-ar, aquece-o, e volta a entrar no interior este.

No caso de não se pretender utilizar a estratégia de ventilação natural, a “energia” incidente irá sendo acumulada na parede durante o dia, e por condução será na parede durante o dia, e por condução será transmitida para o interior, demorando um tempo que depende da espessura da parede. Esta estratégia permite “armazenar” energia que estará disponível no período nocturno, estabilizando assim as temperaturas nesse espaço. Neste caso, estamos perante a denominada “parede de armazenamento”

Muitas vezes parte da energia absorvida pela parede é novamente transmitida por radiação e convecção para o vidro, e deste perdida para o exterior. Contra este efeito, pode prever-se a aplicação do lado exterior do vidro um estore, que alem de prevenir estas perdas térmicas, devendo para isso ser fechado logo que termine a radiação solar, desactiva a parede trombe no verão, (conservando-se fechado durante esse período).

Fig24. Sistemas de ganho indirecto (parede trombe)[3]

� Estufas

Estes sistemas, cujos princípios térmicos são uma combinação dos que se verificam nos sistemas de ganho directo e indirecto, compõem-se de um espaço fechado coberto de vidro


22

(uma estufa) e de uma massa acumuladora térmica, geralmente constituída pelo pavimento e parede contígua ao compartimento que se pretende aquecer.

A estufa não só proporciona o ganho de energia proveniente da radiação solar directa como também, sobretudo nos dias de céu encoberto, possibilita ganhos consideráveis provenientes da radiação difusa.

Nos dias frios e de fraca insolação, ou ainda durante a noite, a estufa exerce em relação ao compartimento contíguo a função de zona térmica intermédia (zona tampão), contribuindo assim para a redução das suas perdas energéticas nestas situações. No entanto é imprescindível, a fim de se reduzirem as perdas da estufa directamente para o exterior a instalação de mecanismos móveis de isolamento nocturno, pelo lado exterior da mesma.

O calor captado no espaço da estufa pode ser:

Transmitido para o interior do compartimento ou compartimentos adjacentes através da circulação do ar (ganho directo). Conservado pala massa térmica da parede contígua aos compartimentos que se deseja aquecer, para posterior aquecimento por radiação (ganho indirecto).

Esta área de envidraçado a sul (estufa) deve ser 30% a 90% da área de pavimento de espaço a aquecer, exigindo sobretudo o equilíbrio, sem o qual excessos de temperaturas ou elevadas amplitudes térmicas terão facilmente lugar. A espessura da parede deve ser semelhante à da parede trombe.

O posicionamento correcto da estufa deve ser feito na fachada sul do edifício, podendo segundo os casos e convencionais da arquitectura interior, variar do canto nascente para o canto poente.

Fig25. Sistemas de ganho isolado (estufa) [3]

2.7. FACTOR DE FORMA

Um dos factores que mais influencia as necessidades de aquecimento é a forma do edifício. Atendendo ao regulamento das características de comportamento térmico dos edifícios (RCTTE), este factor é denominado por factor de forma.

Factor de forma de uma fracção autónoma define-se como o quociente entre o somatório das superfícies da envolvente exterior Aext, e da envolvente interior Aint, através das quais se verificam as trocas de calor e o volume útil interior (V) e traduz a compacidade dessa fracção. Cada elemento da envolvente interior deverá ser afectado do coeficiente ζ , correspondente ao espaço não - útil

adjacente (RCCTE, Anexo IV, Tabela IV.1).


23

Fig.26 – Representação esquemática de um desvão de cobertura não – habitado (espaço não - útil). [6]

1-Revestimento exterior da cobertura (incluindo eventual laje inclinada)

2 – Desvão não – habitado (espaço não - útil)

3 – Esteira horizontal, incluindo solução de isolamento térmico

4 – Espaço útil interior

Segundo o RCCTE 2006 o factor de forma é calculado pela seguinte expressão:

(3)

O efeito das perdas térmicas deve-se muito em parte devido ao grau de exposição ao ar livre. Geralmente a superfície exposta de elementos, irá variar significativamente em função do tipo de habitação e construção que se pretende.

Uma habitação poderá ser diferenciada por dois parâmetros geométricos: o número de pisos e o desprendimento entre eles. O número de pisos geralmente afecta a relação de exposição a que estão sujeitos os telhados, pisos e paredes externas. Para uma mesma área a passagem de um edifício de um único piso para um que tenha mais que um andar, leva a que haja uma redução da área de exposição do telhado, aumentando no entanto a área exposta das paredes. Este aumento de área das paredes expostas ao meio ambiente exterior leva a que haja a um aumento das perdas térmicas através da envolvente por m2 de pavimento. A forma de um edifício está muitas vezes severamente condicionada pelas normas urbanísticas estando ainda acomodada por vezes à geometria do terreno.

Segundo a Figura 27, verifica-se que o mesmo volume de um edifício se pode apresentar por varias formas diferentes. Desde formas paralelepipédicas, circulares…

V

AAFF i

iext∑ ∑+=

).()( intζ


24

Fig.27 – Factor de forma em função do contacto, tamanho, forma*

A compacidade de uma fracção pode variar em função da forma e do contacto entre os vários blocos.

Fazendo uma análise geral da Figura 27, verifica-se que poderá haver edifícios que apesar de terem o mesmo volume, se reflectem num factor de forma menor pelo facto de terem uma menor superfície de contacto.

Também edifícios que tenham uma forma muito recortada, geralmente se apresentam com um factor de forma elevado, devido a terem uma superfície de envolvente exterior muito grande.

Segundo o regulamento das características de comportamento térmico dos Edifícios (RCTTE2006), verifica-se que para o mesmo volume interior, factores de forma mais elevados implicam necessariamente maiores áreas de perda de calor exigindo portanto, para um mesmo clima, mais dispêndio de energia para aquecimento, isto é quanto maior é a área de envolvente exposta ao ambiente exterior, maior é o valor das perdas térmicas através da envolvente e do pavimento.

Verifica-se assim que há uma maior exigência regulamentar para edifícios com elevados Factores de Forma, como forma de sensibilizar os promotores a um maior cuidado na qualidade térmica da envolvente (Figura28)

4*-Apontamentos de Térmica de Edifícios 2006/2007 – Opção Construções Civis – Licenciatura Eng. Civil – FEUP


25

= 4,05 + 0,06885 GD

A elaboração desta Figura permitiu que fosse possível a elaboração de correlações, que poderão assim ajudar na tomada de consciência de algumas medidas, com vista à minimização das necessidades de aquecimento.

0.5 4.5 0.0395

0.5 1 4.5 (0.021 0.037 )

1 1.5 (4.5 (0.021 0.037 ) ) (1.2 0.2 )

1.5 4.05 0.06885

FF Ni GD

FF Ni FF GD

FF Ni FF GD FF

FF Ni GD

≤ ⇒ = +< ≤ ⇒ = + +

< ≤ ⇒ = + + × −> ⇒ = +

2.8. A INFLUÊNCIA DO VIDRO NO CONSUMO DE ENERGIA EM EDIFICAÇÕES

O vidro é um dos materiais componentes da envoltória do edifício e está, desta forma, directamente ligado ao controle simultâneo da luz e do calor que incidem no seu interior. Se este controle for inadequado pode ser prejudicial à visão, ao bom desenvolvimento intelectual e até mesmo ao descanso físico, além de acarretar consumos excessivos de energia. Por isso, a utilização do vidro em edifícios deve se realizar mediante o conhecimento das características luminosas e energéticas dos vidros (além dos resultados plásticos e de segurança que pode proporcionar), para que se evite ao máximo desperdícios de energia decorrentes de sua má utilização.

Na maior parte dos casos, quando se utilizam vidros que reduzem a transmissão térmica de energia térmica para o interior da edificação, a transmissão de luz visível também é reduzida. Ou seja, por um lado, economiza-se energia para refrigeração mas, por outro lado, há necessidade de complementação com iluminação artificial, aumentando novamente este consumo. Isto significa que a redução da carga térmica pode ser suplantada pela necessidade de luz artificial adicional. Desta maneira, a má especificação técnica dos vidros pode fazer com que haja um aumento do consumo de energia.

Fig.28-Ni vs FF (RCCTE 2006) [6]

(4)

(5)

(6)

(7)


26

Com o objectivo de conter o consumo de energia e as respectivas emissões de CO2 para a atmosfera e de interagir de forma positiva com o nosso clima, é necessário que se estabeleça um equilíbrio adequado entre áreas opacas (paredes cuja inércia térmica armazena a temperatura média do clima) e áreas envidraçadas (que permitam uma interacção imediata com a radiação solar e a temperatura exterior) na envolvente do edifício de habitação. É muito importante que os materiais pesados no interior da habitação tenham capacidade para absorver uma grande parte do calor que penetra através dos vãos envidraçados, motivo pelo qual o factor solar quantifica o calor da radiação solar que atravessa para o interior dos vidros e deve ser definido consoante a inércia térmica disponível.

Obviamente, a ideia de economia de energia não depende apenas de uma correcta especificação técnica do vidro a ser utilizado. Os projectistas devem se conscientizar de que um projecto arquitectónico bem resolvido e especificado, é o primeiro passo para uma maior redução do consumo de energia. E, mais do que isso, os projectistas devem ter em mente que hoje em dia, a fonte renovável de energia a ser usada na edificação passou a ser o protótipo projecto e a construção deve mais do que nunca estar adequada à realidade regional: por isso, a necessidade e a responsabilidade em especificar o vidro certo no lugar certo.

Os envidraçados são caracterizados essencialmente por dois factores: coeficiente de transmissão térmica (U) associado às perdas térmicas e factor solar do vidro (g⊥ ) associado aos ganhos solares.

Coeficiente U

As transferências térmicas através duma superfície por convexão, condução e radiação, exprimem-se através do coeficiente U*. Este representa o fluxo de calor que atravessa um m2 da superfície para uma diferença de temperatura de 1 grau entre o interior e o exterior. O seu valor convencional é estabelecido a partir dos coeficientes de troca superficial he e hi e calcula-se segundo a norma EN 673. Pode-se calcular um coeficiente U específico, por recurso a diferentes valores de he, para determinadas velocidades do vento e novas condições de temperatura. Quanto mais pequeno é o coeficiente U, mais reduzidas serão as perdas térmicas, e melhor será o isolamento da superfície.

Este parâmetro depende de três factores fundamentais: As características técnicas dos próprios vidros, a qualidade da caixilharia e o grau de protecção oferecido pelo sistema de sombreamento exterior – este conjunto de factores deve conseguir reduzir as perdas térmicas do interior para o exterior, para que sejam criadas condições de conforto no interior e junto do mesmo, e deve controlar os ganhos de calor do exterior para o interior

Fig.29 – Mecanismo de transferência térmica [27]

Factor solar

O factor solar g (anteriormente FS) dum vidro é a relação entre a energia total que passa através desse vidro e a energia solar incidente. Esta energia total é o somatório da energia solar que


27

entra por transmissão directa e a energia que o vidro confere ao ambiente interior devido ao seu aquecimento intrínseco por absorção energética.

Fig.30-Equema ilustrativo da variação de g ⊥ [28]

A SAINT-GOBAIN GLASS propõe uma gama completa de vidros de controlo solar que disponibilizam performances muito variadas, oferecendo múltiplas possibilidades estéticas. No quadro que se segue são apresentados alguns tipos de vidro disponibilizados por esta empresa.

Quadro4 – Performances de vidro utilizadas em fachada exteriores

Composição do vidro duplo Coeficiente .U

(w/m2.k) Factor solar g

SGG PLANISTAR

SGG PLANILUX

6mm

4mm 1.1 0.41

SGG COOL-LITE KN 169

SGG PLANILUX

6mm

6mm 1.3 0.44

SGG COOL-LITE SKN 165

SGG PLANILUX

6mm

6mm 1.1 0.33

SGG COOLI-LITE ST 150

SGG PLANITHERM FUTUR N

6mm

6mm 1.16 0.37

SGG ANTELIO PRTA (face 1)

SGG PLANITHERM FUTUR N

6mm

6mm 1.16 0.48

SGG PLANILUX 4mm 5.8 0.85

SGG- ANTELIO

(incolor) 6mm 5.7 0.57

SGG COOLI-LITE SS 132 6mm 5.1 0.40

SGG COOLI-LITE TS 120 6mm 4.8 0.28


29

3

Aplicação do Regulamento

3.1. CALCULO DAS NECESSIDADES ENERGETICAS

A verificação da conformidade regulamentar faz-se através do cálculo detalhado, para cada fracção autónoma, das necessidades de aquecimento (Nic, RCCTE - Anexo IV), de arrefecimento (Nvc, RCCTE - Anexo V), de energia para preparação de águas quentes Sanitárias (Nac, RCCTE – Anexo VI) e nominais globais de energia primária (Ntc, RCCTE – n.º 4 do artigo 15 º), para além da demonstração da satisfação dos requisitos mínimos (RCCTE, Anexo IX).

Assim, para que o RCCTE seja verificado, é necessário que, para cada fracção autónoma, os valores parcelares das necessidades nominais de energia não excedam os valores máximos admissíveis correspondentes. Portanto, o RCCTE obriga, para cada fracção autónoma, à verificação de quatro indicadores distintos, cujos valores devem ser inferiores aos correspondentes valores máximos de referência estabelecidos pelo regulamento, que podem ser actualizados por Portaria sempre que conveniente.

Embora as necessidades nominais de aquecimento e de arrefecimento não traduzam as necessidades energéticas reais de uma fracção autónoma em virtude de poderem ocorrer diferenças substanciais, quer por excesso, quer por defeito, entre as condições reais de funcionamento e as admitidas ou convencionadas como de referência para efeitos deste Regulamento, elas permitem no entanto comparar entre si, objectivamente, os edifícios ou fracções autónomas quanto ao comportamento térmico.

Valores elevados indiciam que será necessário utilizar mais energia para se obterem condições de conforto térmico pelo que, quanto maiores forem os seus valores, mais frios e mais quentes serão os edifícios, respectivamente, no Inverno e no Verão.

As necessidades nominais de aquecimento de uma fracção autónoma de um edifício são a energia útil que é necessário fornecer-lhe para manter permanentemente no seu interior a temperatura de referência definida no artigo 14.º do RCCTE durante toda a estação convencional de aquecimento. Este valor não apresenta necessariamente o consumo real dessa zona do edifício, já que, em geral, os seus ocupantes não impõem permanentemente situações exactamente iguais às de referência, podendo mesmo ocorrer diferenças substanciais por excesso ou por defeito entre as condições reais de funcionamento e as admitidas ou convencionais como de referência para efeitos deste regulamento.

No entanto, mais do que um método de prever necessidades energéticas reais de um edifício (ou de uma fracção autónoma), o valor das necessidades nominais, calculado para condições de referência, constitui uma forma objectiva de comparar edifícios desde a fase de licenciamento, do ponto de vista


30

do comportamento térmico: quanto maior for o seu valor mais frio é o edifício no Inverno, ou mais energia é necessário consumir para o aquecer até atingir uma temperatura confortável.

No cálculo das necessidades de aquecimento são tidos em conta fenómenos, os quais passam a ser descritos no quadro.

Quadro5 – Necessidades de Aquecimento -balanços energéticos [6]

Envolvente Exterior e Envolvente Interior

Paredes, pavimentos, coberturas, vãos envidraçados

Elementos em Contacto com o Solo

Paredes e Pavimentos

Transmissão

Pontes Térmicas Lineares e Planas

Ligação entre Paredes Verticais

Ligação da fachada com pavimentos:

Térreos, interiores, exteriores, intermédios

Ligação da Fachada com:

Cobertura inclinada ou terraço, padieira,

ombreira ou peitoril, varanda e caixa de

estore

P

E

R

D

A

S

Ventilação Natural ou Mecânica

Internos

Ocupantes

Equipamentos

Iluminação

G

A

N

H

O

S

Solares Vãos envidraçados

3.2. NECESSIDADES NOMINAIS DE AQUECIMENTO (NIC)

As necessidades nominais de aquecimento de uma fracção autónoma (Nic) são calculadas para a duração convencional da estação de aquecimento, da localidade em que se situa o edifício e correspondem à energia útil que é necessário fornecer para que no interior seja mantida uma temperatura constante de 20 ºC. O método utilizado baseia-se na seguinte expressão:

Nic = (Qt + QV - Qgu)/Ap [KWh/m2.ano] (8)

em que:

Qt – perdas de calor por condução através da envolvente do edifício;

QV – perdas de calor resultantes da renovação de ar;

Qgu – ganhos de calor úteis, resultantes da iluminação, dos equipamentos, dos ocupantes e dos ganhos solares através dos envidraçados;


31

Ap – área útil de pavimento do edifício/fracção autónoma.

3.2.1.PERDAS DE CALOR POR CONDUÇAO ATRAVES DA ENVOLVENTE QT

As Perdas de calor por condução através da envolvente, Qt, obtêm-se pelo somatório das perdas parcelares correspondentes à envolvente em contacto com o exterior Qext, envolvente em contacto com locais não aquecidos Qlna, pavimentos e paredes em contacto com o terreno Qpe e pontes térmicas lineares Qpt, sendo traduzidas pelas seguintes equações;

Para calcular o termo correspondente às perdas em contacto com o exterior Qext, é necessário seleccionar todos os elementos em contacto com o exterior; obter a área (Ai) de todos os elementos medida pelo interior; obter o valor de Graus Dia (GD) do local; calcular o coeficiente de transmissão térmica (Ui) de cada elemento e utilizar a equação 9.

GDAUQ jj

jext ...024.0 ∑= [KWh] (9)

Uj– coeficiente de transmissão térmica do elemento j da envolvente (opaca ou envidraçada), [W/m2.ºC]; (RCCTE, Anexo VII, parágrafo 1e publicações LNEC)

Aj – área (medida pelo interior) do elemento j da envolvente, [m2];

GD – número de graus dias [ºC. dias] da localidade em que o edifício se situa (RCCTE, Anexo III)

Relativamente ao parâmetro Qlna é necessário executar todos os passos referidos para o Qext, mas para elementos em contacto com locais não aquecido. Por outro lado é necessário obter um coeficiente que contabilize a razão de amplitude térmica entre o interior e o exterior e a amplitude térmica entre o local não aquecido e o interior (τ). Seguidamente, é necessário aplicar a equação 10.

ζ....024.0ln GDAUQ jj

ja ∑= [KWh] (10)

Uj – coeficiente de transmissão térmica do elemento j da envolvente (opaco ou envidraçado), [W/m2.ºC]; (RCCTE, Anexo VII, parágrafo 1e publicações LNEC)

Aj – área (medida pelo interior) do elemento j da envolvente, [m2];

GD – número de graus dias [ºC. dias] da localidade em que o edifício se situa (RCCTE, Anexo III)

ζ - Coeficiente de redução das perdas térmicas para locais não aquecidos (RCCTE, Anexo IV,

Tabela IV.1).

Supostamente o valor de ζ deveria ser calculado pela seguinte expressão:

(11) atmi

ai

θθθθζ

−−=


32

No entanto dada a dificuldade em conhecer com previsão o valor de aθ sem fixação de alguns

parâmetros de difícil previsão dependentes do uso concreto e real de cada espaço, admite-se que ζ

possa tomar os valores convencionais indicados na Tabela IV.1 para várias situações comuns de espaços não aquecidos, calculados com base nos valores de referência dos coeficientes de transmissão térmica da envolvente preconizados no RCCTE e em valores típicos das taxas de renovação de ar que neles ocorrem, sem prejuízo de se recorrer a um cálculo mais preciso baseado na metodologia indicada na norma europeia EN ISO 13789.

Para obter o termo correspondente Qpe é necessário seleccionar todos os apartamentos em contacto com o terreno; obter o perímetro (B) do (s) elementos (s) em contacto com o terreno, medido pelo interior; obter o valor de Graus Dias (GD) do local; obter o coeficiente de transmissão térmica linear ψ de cada elemento e utilizar a equação 12.

GDBQ jj

jpe ...024.0 ∑= ψ [KWh] (12)

ψ -coeficiente de transmissão térmica linear do elemento j em contacto com o terreno ou da

ponte térmica linear j, [W/m. ºC]; (RCCTE, Anexo IV, Tabela IV.2.1,TabelaIV.2.2)

jB -desenvolvimento linear (medido pelo interior) do elemento j em contacto com o terreno, ou

da ponte térmica linear j, [m];

GD – número de graus dias [ºC. dias] da localidade em que o edifício se situa. (RCCTE, Anexo III).

Por último é necessário calcular o valor correspondente Qpt. Para este cálculo é necessário seleccionar todas as pontes térmicas (normalmente são ligações entre elementos); obter o valor de Graus Dias (GD) do local; obter o perímetro (B) das pontes térmicas; coeficiente de transmissão térmica linear ψ

de cada ponte térmica e utilizar por ultimo a equação 13.

GDBQ jj

jpt ...024.0 ∑= ψ [KWh] (13)

ψ -coeficiente de transmissão térmica linear do elemento j em contacto com o terreno ou da

ponte térmica linear j, [W/m. ºC]; (RCCTE)

jB -desenvolvimento linear (medido pelo interior) do elemento j em contacto com o terreno, ou

da ponte térmica linear j, [m];

GD – número de graus dias [ºC. dias] da localidade em que o edifício se situa. (RCCTE, Anexo III)


33

3.2.2.PERDAS DE CALOR POR RENOVAÇAO DE AR QV

As perdas de calor por renovação de ar (RCCTE, Anexo IV, Capitulo 3) obtêm-se pela seguinte expressão:

0,024.(0,34. . . ). .(1 )v ph p d vQ R A P GD η= − [KWh] (14)

Rph – nº de renovações horárias do ar interior [h-1];

AP – área útil de pavimento [m2]

Pd – pé direito, [m];

GD – número de graus – dias [ºC.dias] da localidade em que o edifício se situa; (RCCTE, Anexo III).

ηv – rendimento do eventual sistema de recuperação de calor (ηv=0, caso não haja recuperador);

Quando o edifício dispuser de sistemas mecânicos de ventilação, à energia Qv calculada pela expressão anterior deve ser adicionada a energia Ev necessária ao seu funcionamento, que se considera ligado em permanência durante vinte e quatro horas por dia, durante a estação de aquecimento:

.24.0,03v vE P M= [KWh] (15)

Pv – somatório das potências eléctricas dos ventiladores instalados [W];

M – duração convencional da estação de aquecimento [meses]

No caso de um ventilador comum a varias fracções autónomas, a energia total correspondente ao seu funcionamento deve ser dividida entre cada uma dessas fracções autónomas, numa base directamente proporcional aos caudais de ar nominais correspondentes a cada uma delas.

3.2.3.GANHOS UTEIS DE CALOR QGU

Os ganhos térmicos úteis, Qgu, resultam do aproveitamento de parte dos ganhos solares brutos através dos envidraçados Qs e dos ganhos internos brutos, Qi, resultantes da iluminação, utilização de equipamentos e presença de ocupantes.

Os ganhos térmicos solares brutos através de vãos envidraçados são obtidos pela seguinte expressão:

.s sul j snjj n

Q G X A M = ∑ ∑ [KWh] (16)


34

( )0. . . . . . . .sul j h f g w jj n

G X A F F F F F g n M⊥

∑ ∑ [KWh/m2.mês] (17)

Gsul – energia solar média mensal incidente durante a estação de aquecimento numa superfície vertical de área unitária orientada a Sul, [kWh/m2.mês]; (RCCTE, Anexo III, Quadro III.8)

Xj – factor de orientação para as diversas exposições j ; (RCCTE, Anexo IV, Quadro IV.4)

Asnj – área efectiva do vão n segundo a orientação j, [m2];

A – área total da janela (vidro mais caixilho), [m2];

Fh – Factor de sombreamento pelo horizonte; (RCCTE, Anexo IV, Tabela IV.5)

Fo – Factor de sombreamento por elementos horizontais (palas, varandas); (RCCTE, Anexo IV, Tabela IV.6)

Ff – Factor de sombreamento por elementos verticais (palas verticais, próprio edifício ou outros corpos); (RCCTE, Anexo IV, Tabela IV.7)

Fg – Fracção envidraçada; (RCCTE, Anexo IV, QuadroIV.5)

Fw – Factor de correcção da selectividade angular dos envidraçados, o qual toma o valor 0,9 por defeito;

g⊥ – factor solar do conjunto vidro e protecção; (RCCTE, Anexo IV, Tabela IV.4)

Os ganhos internos são considerados constantes durante todas as horas de funcionamento do edifício. Por exemplo, num edifício residencial, admite-se que durante toda a estação de aquecimento (com a duração de M meses) o valor de qi é, em média igual a 4 W/m2 durante 24 horas por dia.

Este termo pode ser calculado a partir da obtenção da ara útil de pavimento (Ap); duração media da estação de aquecimento (M), ganhos térmicos internos médios por ara útil (qi). Por fim utiliza-se a equação 18.

. . .0,720i i pQ q M A= [KWh] (18)

qi – ganhos térmicos internos médios por unidade de área de pavimento útil [W/m2], (RCCTE, Anexo IV, Quadro IV.3)

M – duração média da estação convencional de aquecimento, em meses, (RCCTE, Anexo III);

Ap– área útil de pavimento [m2].

Uma vez calculada a relação

g

t v

Q

Q Qγ =

+ (19)


35

{

Entre os ganhos térmicos totais brutos Qg (= Qs + Qi) e as perdas térmicas totais (= Qt + Qv) determinam-se os ganhos térmicos úteis, Qgu, a partir do conhecimento prévio do factor de utilização dos ganhos térmicos, η (RCCTE, Anexo IV, capítulo 4.4). O factor η calcula-se pelas expressões seguintes, representadas graficamente na Figura25:

com

1,8- Edifícios com inércia térmica fraca

a = 2,6 – Edifícios com inércia térmica media

4,2- Edifícios com inércia térmica forte

Figura31 – Factor de utilização dos ganhos térmicos, η, em função do parâmetro γ e da classe de inércia

térmica interior.

Finalmente, os ganhos térmicos úteis obtêm-se pelo produto

.gu gQ Qη= [KWh] (21)

Pelo que as necessidades nominais de aquecimento poderão assim ser expressas da forma seguinte:

Nic = (Qt + QV - Qgu)/Ap [KWh/m2.ano] (22)

1

1

1

1

a

a

a

a

γηγ

η

+

−= − = +

Se 1γ ≠ Se 1γ ≠

(20)


36

3.3. DEFINIÇÃO DA BASE DE DADOS

A fim de ser possível fazer uma análise da variação de factores como: factor de forma, orientação, zona climática, factor solar do envidraçado e consequente ligação destes às necessidades de energia de aquecimento, foi necessário proceder-se à elaboração de uma base de dados.

Esta base de dados consistiu na análise de vários projectos 12 apartamentos e 5 moradias, à luz do cumprimento do Regulamento das Características de Comportamento térmico de Edifícios (RCCTE 2006). Para cada tipologia estudada foi adoptado um código que corresponde às iniciais do primeiro e último nome da pessoa em questão, acrescido de um valor numérico.

Numa primeira fase foi necessário proceder-se à distinção de espaços aquecidos, de espaços não aquecidos, sendo feita posteriormente a delimitação da envolvente exterior correspondente a cada projecto. Considerou-se para uma primeira abordagem que todos os apartamentos se encontrariam em pisos intermédios (ver desenhos nos anexos).

Numa segunda fase foi calculado, para cada tipologia estudada, as necessidades de aquecimento exigidas, por cada uma destas, com base em vários parâmetros adoptados os quais passam a ser descritos no ponto seguinte.

3.4. CARACTERIZAÇÃO DOS FACTORES UTILIZADOS

Atendendo ao facto de se proceder ao cálculo dos parâmetros referidos em 3.1, foi necessário a adopção de alguns parâmetros, a fim de garantir uma coerência entre todos os projectos analisados. Para isso foram adoptados os seguintes parâmetros, os quais se encontram expostos no quadro 6.

Quadro6 – Lista de parâmetros considerados para a simulação de referência

Referência Localidade Porto

Zona Climática Inverno

I2 Coeficiente de transmissão térmica dos elementos exteriores

i) Zonas opacas verticais U

(W/m2.ºC) 0,6

ii) Zonas opacas horizontais U

(W/m2.ºC) 0,45

Coeficiente de transmissão térmica dos elementos interiores

i) Zonas opacas verticais U

(W/m2.ºC) 1,2

ii) Zonas opacas horizontais U

(W/m2.ºC) 0,9

Coeficiente de transmissão Térmica dos envidraçados

U (W/m2.ºC)

3,3

Coeficiente de transmissão Térmica de pte térm. planas

U (W/m2.ºC)

1,2

Coeficiente de transmissão Térmica das portas U

(W/m2.ºC) 3,5

Coeficiente de transmissão térmica linear ψ

(W/m.ºC) 0,5

τ 0,7

Inverno

Orientação Norte


37

Ventilação Natural Sim i) Classe da caixilharia 2 ii) Caixa de estore Sim iii) Classe de exposição 2 iv) Abertura auto – reguláveis Sim v) Portas exteriores bem vedadas Sim Ventilação Mecânica Não Ganhos solares i) Tipo de vidro Duplo ii) Factor solar de vidro g Incolor – 0.75 iii) Factor de sombreamento no horizonte Fh 1 iv) Fracção envidraçada Fg 0,7 Inércia térmica interior It (kg/m2) Forte Zona Climática Verão V1 Coef. de absorção superf. ext. Parede α 0,4 (cor clara) Verão Tipo de protecção do vidro

Estore pelo exterior – 0.04

Área de colector por habitante convencional (m2) 1 Eficiência de conversão do sistema de preparação de AQS

ηa 0,92

Tipo de sistema Individualizado Isolamento (m) 0,015 Inclinação colectores 35º

AQS

Orientação Sul

A tabela resultante da aplicação do regulamento com base nestes factores poderá ser consultada nos anexos (Quadros 28 e 29).

A partir desta base de dados foram feitas vários estudos os quais serão desenvolvidos no capítulo seguinte.


30


39

4

Estudo de sensibilidade sobre a influência dos vários parâmetros nas necessidades de aquecimento

4.1. ÂMBITO DO ESTUDO DE SENSIBILIDADE

Neste estudo de sensibilidade pretende-se mostrar como as necessidades de aquecimento de uma habitação poderão variar face à orientação, localização, área de envidraçados, características térmicas do vidro, factor de forma, inércia térmica e nível de qualidade. A análise de cada um destes factores será efectuada separadamente:

4.2-Influência da orientação dos edifícios; 4.3-Influência da localização dos edifícios; 4.4-Influência da superfície dos envidraçados; 4.5-Influência do vidro 4.6-Factor de forma; 4.7-Variação das necessidades de aquecimento com os graus dias para apartamentos 4.8-Influência da inércia térmica no cumprimento do RCCTE 4.9-Influência do nível de qualidade e da orientação no cumprimento do RCCTE para apartamentos 4.10-Variação das Necessidades de aquecimento com os graus dias para moradias 4.11-Influência do nível de qualidade e da orientação no cumprimento do RCCTE para moradias

Para análise dos quatro primeiros parâmetros sentiu-se a necessidade de dividir as fracções a tratar em diferentes tipologias, como se evidencia no Quadro7. Estas várias tipologias foram obtidas com base na análise de várias fracções estudadas:

I – Habitação unifamiliar individual com perdas pela cobertura, pelo pavimento térreo, e por todo o perímetro envolvente; II – Habitação pertencente a um imóvel colectivo, localizada num piso intermédio (três fachadas em contacto com o exterior). III – Habitação pertencente a um imóvel colectivo, localizada num piso intermédio (duas fachadas em contacto com o exterior). IV – Habitação pertencente a um imóvel colectivo, localizada num piso intermédio (duas fachadas em contacto com o exterior), com perdas pelas paredes exteriores e pela cobertura. Esta tipologia é igual à tipologia III, com a excepção de estar situada junto à cobertura.


40

A metodologia seguida para a análise dos quatro primeiros parâmetros, consiste em fazer variar os diversos parâmetros para cada tipologia. Começa-se por fazer variar a orientação, sendo fixo o parâmetro correspondente à localização, percentagem de envidraçados, e características dos vidros. Em seguida retomam-se os valores extremos do cálculo anterior para os quais se liberta a variável seguinte.

Para a análise dos parâmetros 4.6, 4.7, 4.8 e 4.10 referidos em cima foram estudadas, todas as fracções havendo a particularidade da separação entre as moradias e os apartamentos. Nos pontos referentes à influência do nível de qualidade e da orientação no cumprimento do RCCTE, foram apenas avaliadas, algumas das fracções que se encontravam fora do âmbito regulamentar.

Quadro 7 – Tipologias das fracções

REF TIPOLOGIA FF

I

0.78

II

0.70

III

0.22

IV

0.60

II


41

4.2. A INFLUÊNCIA DA ORIENTAÇÃO DOS EDIFICIOS

A capacidade que as superfícies da envolvente, de um edifício, têm para receber energia solar depende da sua orientação. Segundo o Quadro 8 verifica-se que para diferentes orientações, poderemos ter factores de orientação diferentes.

Quadro 8 – Factor de orientação

N NE/NW E/W SE/SW S

0.27 0.33 0.56 0.84 1

Sendo assim, para análise deste parâmetro, consideramos numa primeira abordagem que todos os envidraçados se encontrariam apenas numa única fachada fazendo rodar o edifício consoante a orientação que se pretendia estudar. Esta análise foi elaborada apenas para a tipologia II.

Fig.32 – Esquema ilustrativo da posição dos envidraçados

À excepção das áreas de envidraçados que variam, e orientação, todos os restantes factores se encontram iguais aos considerados para a simulação de referência (Quadro 6 capitulo 3).

-Localização no Porto (I2) -Ausência de sombreamento -Inércia Forte -Factor solar do vidro de 0.75 -Nível de qualidade N1

Uma vez efectuados os cálculos foi possível obter os seguintes resultados para as necessidades de aquecimento (Quadro 9 ou Figura 31).

Quadro9 – Variação das necessidades de aquecimento com a orientação e área de envidraçados com

envidraçados apenas numa fachada.

Tipologia II

%(Aenv/Apav) Necessidades

de

aquecimento

(KW.h/m2)

Orientação 10 15 20 25 30

Nic 71,77 72,93 74,10 75,29 76,49

Ni N

80,45 80,45 80,45 80,45 80,45

Nic 70,04 70,34 70,69 71,06 71,46

Ni NE

80,45 80,45 80,45 80,45 80,45

Nic 63,47 60,67 58,09 55,71 53,55

Ni E

80,45 80,45 80,45 80,45 80,45

100%


42

0,00

10,00

20,00

30,00

40,00

50,00

60,00

70,00

80,00

90,00

5 10 15 20 25 30 35%(Aenv/Apav)

Nic

(K

W.h

/m2 )

N NE E S SE SW W NW Ni

Nic 55,73 49,67 44,36 39,77 35,88

Ni SE

80,45 80,45 80,45 80,45 80,45

Nic 51,49 43,91 37,55 32,34 28,12

Ni S

80,45 80,45 80,45 80,45 80,45

Nic 63,47 60,67 58,09 55,71 53,55

Ni W

80,45 80,45 80,45 80,45 80,45

Nic 55,73 49,67 44,36 39,77 35,88

Ni SW

80,45 80,45 80,45 80,45 80,45

Nic 70,04 70,34 70,69 71,06 71,46

Ni NW

80,45 80,45 80,45 80,45 80,45

Fig.33 – Variação das necessidades de aquecimento com a orientação e área de envidraçados para tipologia II

com envidraçados apenas numa fachada

Da analise da Figura 33 e do Quadro 9 retiramos que:

� As necessidades nominais de energia útil de aquecimento (Nic) variam em função do aumento da percentagem da área de envidraçado em relação à área de pavimento, assim como variam consoante o tipo de orientação.

� De todas as orientações, estudadas observa-se que a fachada envidraçada orientada a sul é aquela que proporciona um menor aquecimento. Isto explica-se pelo facto desta fachada receber um maior nível de radiação solar comparado com as fachadas noutras orientações, sendo que no Verão é uma fachada mais facilmente protegida dessa mesma radiação.

� Fazendo uma comparação entre a fachada envidraçada orientada a norte e a fachada envidraçada orientada a sul, verifica-se que as necessidades de aquecimento vão sendo cada vez maiores, quanto mais elevada for a área de envidraçados para esta orientação. O oposto se passa para a orientação a sul, em que quanto maior for a percentagem de envidraçados, menores serão as necessidades nominais de energia útil.


43

� As fachadas orientadas a nordeste e noroeste exigem as mesmas necessidades de energia útil de aquecimento. Isto prende-se pelo facto de o factor de orientação ser igual para as duas fachadas. O mesmo se reflecte para as orientações a sudoeste e sudeste e a este a oeste.

� Verifica-se também, que se por motivos de projecto for necessário a implantação de grandes áreas de envidraçados a norte, ou nas fachadas nordeste e noroeste, as necessidades de nominais de aquecimento exigidas serão muito próximas das regulamentares.

Atendendo ao facto de ser praticamente impossível a colocação de envidraçados apenas numa única fachada, foi necessário recorrer a um método que nos permitisse ganhar alguma sensibilidade, relativamente à distribuição de envidraçados pelas várias fachadas.

Segundo o processo anterior, ficamos já com a ideia de que uma grande área de envidraçados a norte se traduz numa orientação desfavorável.

Sendo assim foram consideradas três tipos de orientações. A orientação favorável, é aquela que em que há predominância de envidraçados na superfície a sul. A orientação média corresponde a uma distribuição equitativa dos envidraçados pelas diversas superfícies da envolvente. A orientação desfavorável corresponde a grandes áreas de envidraçados a norte.

No quadro seguinte é possível observar as várias orientações referidas e consequentes disposições de envidraçados para cada tipologia.

Quadro10 – Possíveis orientações para as quatro tipologias analisadas


44

Para efectuarmos a avaliação do parâmetro orientação, foram consideradas fixas as seguintes condições.

-Localização no Porto, zona I2 -Inércia térmica Forte -Ausência de sombreamento -Janelas com vidro duplo. -Área de envidraçados 20% da área de pavimento -Factor solar do vidro de 0.75 -Nível de qualidade N1

Relativamente à área de envidraçados considerou-se para este estudo que esta seria 20% da área de pavimento, correspondente a cada tipologia. Os restantes parâmetros adoptados poderão ser consultados no capítulo 3 (quadro 6).

No quadro 11 apresentamos os valores das necessidades de aquecimento necessárias (Nic), e das necessidades de aquecimento regulamentares (Ni), obtidos para este estudo.

Quadro11 – Valores de Nic e de Ni para as várias orientações

Tipologia Orientação Nic

(KW.h/m2)

Ni

(KW.h/m2)

Nic/Ni

% Optimização

Desfavorável 78,94 84,88 93,00

Média 64,76 84,88 76,30 I

Favorável 51,24 84,88 60,37


Média 55,48 80,45 68,96 II

Favorável 45,95 80,45 57,12


Média 30,43 68,10 44,68 III

Favorável 25,42 68,10 37,33


Média 45,85 74,25 61,75 IV

Favorável 39,88 74,25 53,71


45

Cores Nic /Ni (%)

Branco >100

Vermelho 75 -100

Laranja 50 -75

Amarelo 25-50

Verde 0-25

Da análise do Quadro 11 verifica-se que:

� Independentemente da tipologia considerada, a orientação que conduz a uma maior redução das necessidades de aquecimento é a orientação favorável, seguindo-se a orientação média e a orientação desfavorável.

� A tipologia que continua a requerer maiores necessidades de aquecimento é a moradia (tipologia I).

4.3. A INFLUÊNCIA DA LOCALIZAÇÃO DOS EDIFICIOS

Atendendo a que o país se encontra dividido em três zonas climáticas I1, entendemos por bem quantificar a influência dos dados climáticos do local de implantação dos edifícios (zona I1,I2 e I3) sobre as necessidades de aquecimento.

Dado a enorme quantidade de concelhos existentes em Portugal Continental, e não tendo sido manifestada nenhuma preferência por nenhum em concreto, foi necessário adoptar um critério de maneira a que fossem obtidos nove concelhos correspondentes a cada uma das zonas, contempladas no Regulamento das características de Comportamento Térmico de Edifícios (RCCTE 2006).

Sendo assim adoptou-se por método escolher para cada umas das zonas I1,I2,I3 os concelhos correspondentes aos percentis de 10, 50, e 90 %.

Fig.34 – Variação dos concelhos com os graus dias para Zona Climática I1


46



Dos concelhos encontrados anteriormente foram escolhidos Pampilhosa da Serra (I3V3), e Sintra (I1V1) para representação das zonas climáticas I3, e I1 respectivamente. Uma vez que para a avaliação do parâmetro orientação, tinham sido utilizados os dados climáticos correspondentes ao concelho do Porto, optou-se neste caso, por manter a análise da zona climática I2, para este concelho.

-I3-Pampilhosa da Serra -I2-Porto -I1-Sintra

É de referir que os restantes concelhos obtidos por este método serão alvo de estudo nos pontos 4.6, 4.7, 4.8, 4.9, 4.10 e 4.11. À excepção dos parâmetros correspondentes à orientação e zona climática que variam, todos os outros se mantêm iguais aos considerados para a análise do parâmetro anterior (orientação).


47

No quadro que se segue apresentamos, em resumo, os resultados do cálculo dos valores correspondentes ao Nic, Ni e Nic / Ni.

Quadro 12 – Necessidades de aquecimento para as várias tipologias em função da orientação e da zona

climática.

Tipologia Orientação Zona climática Nic

(KW.h/m2) Ni

(KW.h/m2)

Nic / Ni

% Optimização

I3 126,97 115,83 109,62

I2 78,94 84,88 93,00 Desfavorável

I1 69,31 77,89 88,98

I3 104,82 115,83 90,49

I2 51,24 84,88 60,37

I

Favorável

I1 47,83 77,89 61,41

I3 106,91 109,69 97,47

I2 64,55 80,45 80,24 Desfavorável

I1 56,20 73,84 76,11

I3 87,03 109,69 79,34

I2 45,95 80,45 57,12

II

Favorável

I1 37,67 73,84 51,02

I3 67,52 92,59 72,92

I2 36,15 68,10 53,08 Desfavorável

I1 30,28 62,57 48,39

I3 54,51 92,59 58,87

I2 25,42 68,10 37,33

III

Favorável

I1 16,33 62,57 26,10

I3 91,08 101,11 90,08

I2 52,32 74,25 70,46 Desfavorável

I1 44,72 68,19 65,58

I3 77,32 101,11 76,47

I2 39,88 74,25 53,71

IV

Favorável

I1 27,60 68,19 40,48


48

Cores Nic /Ni (%)

Branco >100

Vermelho 75 -100

Laranja 50 -75

Amarelo 25-50

Verde 0-25

A leitura dos resultados permite-nos afirmar que:

� Independentemente da tipologia, as necessidades nominais de energia útil de aquecimento e as necessidades nominais de energia útil regulamentar, vão sendo cada vez maiores à medida que se passa de uma zona climática I1, para uma zona I2 e I3 consequente.

� Também o facto de termos uma tipologia em que a quantidade de perdas é maior se traduz num maior número de necessidades de aquecimento.

� O facto de se adoptar uma orientação favorável, traduz-se numa economia das necessidades de aquecimento independentemente da tipologia e da zona climática.

� O facto de se adoptar uma orientação desfavorável, traduz-se num aumento das necessidades de aquecimento, independentemente da tipologia e da zona climática considerada.

� Devido à tipologia I ser uma moradia, em que há um elevado número de perdas, pode levar a que não haja o cumprimento do RCCTE (Nic <Ni), se for utilizada uma orientação desfavorável, para uma zona climática I3.

4.4. A INFLUÊNCIA DA SUPERFICIE DOS ENVIDRAÇADOS

Neste parágrafo procura-se quantificar as variações introduzidas nas necessidades de aquecimento pela utilização de diferentes áreas de vãos envidraçados.

Para isso foram consideradas percentagens de 10,15,20 e 25% de envidraçados relativamente à área de pavimento.

No presente trabalho foi tido em atenção que com o aumento da área de envidraçados, a área correspondente à envolvente exterior iria diminuir e vice-versa. É de referir que sempre que há um aumento de área de envidraçados ou diminuição, este é igualmente efectuado pelos vários envidraçados existentes nas várias fachadas, de acordo com as respectivas percentagens correspondentes à orientação estudada.

a

b

c

d

2a

2b

2c

2d

Fig.37- Esquema ilustrativo do aumento de área de envidraçados


49

Nos quadros que se apresentam de seguida encontram-se sistematizados os resultados das necessidades de aquecimento face à variação da percentagem de área de envidraçados, zona climática e orientação.

Quadro 13 – Necessidades de aquecimento para a tipologia I em função da orientação e da zona climática, e

percentagem de envidraçados

Tipologia I

Orientação Zona climática Ae / Apav (%)

Nic

(KW.h/m2)

Ni

(KW.h/m2)

Nic / Ni

% Optimização

10 125,12 115,83 108,02

15 126,04 115,83 108,81

20 126,97 115,83 109,62 I3

25 127,93 115,83 110,45

10 81,21 84,88 95,68

15 80,36 84,88 94,67

20 78,94 84,88 93,00

Desfavorável

I2

25 78,11 84,88 92,02

10 113,79 115,83 98,24

15 109,20 115,83 94,28

20 104,79 115,83 90,47 I3

25 100,63 115,83 86,88

10 70,44 84,88 82,99

15 63,40 84,88 74,69

20 57,60 84,88 67,86

Favorável

I2

25 52,60 84,88 61,97

Cores Nic /Ni (%)

Branco >100

Vermelho 75 -100

Laranja 50 -75

Amarelo 25-50

Verde 0-25


50

Quadro 14 – Necessidades de aquecimento para a tipologia II em função da orientação e da zona climática, e


Tipologia II


Nic

(KW.h/m2)

Ni

(KW.h/m2)

Nic / Ni

% Optimização

10 104,45 109,69 95,22

15 105,33 109,69 96,03

20 106,91 109,69 97,47 I3

25 107,79 109,69 98,27

10 66,31 80,45 82,42

15 65,14 80,45 80,97

20 63,47 80,45 78,89

Desfavorável

I2

25 63,06 80,45 78,38

10 94,22 109,69 85,90

15 90,17 109,69 82,20

20 87,03 109,69 79,34 I3

25 82,8 109,69 75,49

10 56,12 80,45 69,76

15 50,49 80,45 62,76

20 45,95 80,45 57,12

Favorável

I2

25 41,17 80,45 51,17

Cores Nic /Ni (%)

Branco >100

Vermelho 75 -100

Laranja 50 -75

Amarelo 25-50

Verde 0-25


51

Quadro 15 – Necessidades de aquecimento para a tipologia III em função da orientação e da zona climática, e


Tipologia III


Nic

(KW.h/m2)

Ni

(KW.h/m2)

Nic / Ni

% Optimização

10 67,49 92,59 72,89

15 67,41 92,59 72,80

20 67,52 92,59 72,92 I3

25 67,68 92,59 73,10

10 39,35 68,1 57,78

15 37,63 68,1 55,26

20 36,15 68,1 53,08

Desfavorável

I2

25 34,87 68,1 51,20

10 60,51 92,59 65,35

15 57,27 92,59 61,85

20 54,51 92,59 58,87 I3

25 52,07 92,59 56,24

10 32,91 68,1 48,33

15 28,73 68,1 42,19

20 25,42 68,1 37,33

Favorável

I2

25 22,75 68,1 33,41

Cores Nic /Ni (%)

Branco >100

Vermelho 75 -100

Laranja 50 -75

Amarelo 25-50

Verde 0-25


52

Quadro 16 – Necessidades de aquecimento para a tipologia IV em função da orientação e da zona climática, e


Tipologia IV


Nic

(KW.h/m2)

Ni

(KW.h/m2)

Nic / Ni

% Optimização

10 90,69 101,11 89,69

15 90,86 101,11 89,86

20 91,08 101,11 90,08 I3

25 91,37 101,11 90,37

10 56,28 74,25 75,80

15 54,21 74,25 73,01

20 52,32 74,25 70,46

Desfavorável

I2

25 50,6 74,25 68,15

10 84,13 101,11 83,21

15 80,6 101,11 79,72

20 77,32 101,11 76,47 I3

25 74,31 101,11 73,49

10 49,26 74,25 66,34

15 44,24 74,25 59,58

20 39,88 74,25 53,71

Favorável

I2

25 36,15 74,25 48,69

Cores Nic /Ni (%)

Branco >100

Vermelho 75 -100

Laranja 50 -75

Amarelo 25-50

Verde 0-25


53

Da análise dos quatro últimos quadros podemos retirar que a percentagem da área de envidraçados em relação à área habitável que optimiza as necessidades de aquecimento, para os valores estudados são:

Quadro 17 – Percentagens de áreas de envidraçados que optimizam as necessidades de aquecimento

Orientação Zona Climática Tipologia I Tipologia II Tipologia III Tipologia IV

I3 10% 10% 10% 10% Desfavorável

I2 25% 25% 25% 25%

I3 25% 25% 25% 25% Favorável

I2 25% 25% 25% 25%

� Qualquer que seja a tipologia e a zona climática considerada, para uma orientação favorável é vantajoso ter grandes áreas de envidraçados.

� Verifica-se que para a zona I2, apesar da orientação ser desfavorável, há medida que a área de envidraçados aumenta, há uma optimização nas necessidades de aquecimento. O balanço térmico entre as necessidades brutas de aquecimento e os respectivos ganhos totais úteis revela-se positivo. É de referir que estes resultados poderiam levar à conclusão de que seria bom, por a totalidade dos envidraçados na fachada norte, o que não é verdade. Aquando da primeira abordagem efectuada para a tipologia II, para análise do ponto referente à orientação em que todos os envidraçados se encontravam a norte, verificou-se que à medida que se proporcionava um aumento de área, havia um aumento das necessidades de aquecimento.

� Para a zona climática I3 verifica-se que para a orientação desfavorável é importante pôr reduzidas áreas de envidraçados. Quanto maiores forem as áreas envidraçadas mais elevadas serão as necessidades de aquecimento. Verifica-se que o aumento de área envidraçada não é suficiente para garantir que haja uma diminuição das necessidades de aquecimento, apesar dos ganhos totais úteis aumentarem. Concluímos assim que para a zona climática I3, para orientações desfavoráveis cuja percentagem de envidraçados seja superior a 60% na fachada norte, há um aumento das necessidades de aquecimento, mesmo que haja um aumento de área de envidraçados.

� Para a zona I2, (orientação desfavorável), uma percentagem de envidraçados entre os 60% e os 80% a norte, poderá revelar-se positiva se houver um aumento de áreas de envidraçados, na medida em que há uma redução das necessidades de aquecimento. Para percentagens superiores a 80% na fachada norte, dificilmente serão obtidos benefícios nas necessidades de aquecimento mesmo que haja um aumento de área de envidraçados. É de referir que isto poderá variar consoante, o concelho escolhido para cada zona climática, assim como com as características do tipo de envidraçado utilizado.

� Quando a orientação e a zona climática são favoráveis, há uma maior optimização das necessidades de energia útil para aquecimento.

� Quando a orientação é favorável e a zona climática desfavorável as flutuações entre as necessidades de energia útil para aquecimento e as necessidades regulamentares são menores.


54

4.5. A INFLUÊNCIA DO VIDRO

O factor solar do vidro é um valor que representa a energia solar transmitida para o interior através do vão envidraçado em relação à radiação solar incidente na direcção normal ao envidraçado.

Para maximizar o aproveitamento da radiação solar, os dispositivos de protecção solar móveis devem estar totalmente abertos, para a estação de aquecimento, pelo que, nestas circunstâncias é considerado apenas o valor do factor solar do vidro.

Muitas vezes, a existência de cortinas ou outros dispositivos de protecção solar que normalmente estão fechados durante a estação de aquecimento, implicam que haja mudanças a nível do factor solar do vão envidraçado. Sendo assim, para o cálculo dos vãos envidraçados, deve ser considerada a existência, pelo menos, de cortinas interiores muito transparentes de cor clara (g⊥ =0.70 para vidros simples incolor, e g⊥ =0.63 para vidro duplo incolor).

Para a análise deste factor tomamos por base quatro tipos de vidros.

Quadro 18 – Características de vários envidraçados

Composição do vidro duplo U (W/m2.K) Factor solar g

1.5 0.55 Vidro duplo especial

2.0 0.55

2.5 0.75 Vidro duplo normal

3.0 0.75

Neste ponto será estudada a influência do vidro na energia útil de aquecimento necessária, para as zonas climáticas I2 e I3, para as percentagens de envidraçados de 10 e 25%. Esta análise será feita para as quatro tipologias em estudo (I, II, III e IV).

Nos quadros seguintes apresentam-se os resultados dos cálculos efectuados. Também poderá ser consultada esta informação através das Figuras 38,39,40 e 41.


55

Quadro 19 – Necessidades de aquecimento para a tipologia I em função da orientação, zona climática,

percentagem de envidraçados e factor solar do vidro

Cores Nic /Ni (%)

Branco >100

Vermelho 75 -100

Laranja 50 -75

Amarelo 25-50

Verde 0-25

Orientação Zona climática

Ae /Apav (%)

Uvidro (W/m2.K)

fsolar vidro

fs vidro cálculo

Nic (KW.h/m2)

Ni (KW.h/m2)

Nic / Ni (%)

1,5 0.55 0,462 119,63 115,83 103

2.0 0,55 0,462 122,30 115,83 106

2.5 0.75 0,63 122,22 115,83 106 10

3.0 0,75 0,63 124,90 115,83 108

1,5 0.55 0,462 115,90 115,83 100

2.0 0,55 0,462 122,58 115,83 106

2.5 0.75 0,63 122,41 115,83 106

Desfavorável I3

25

3.0 0,75 0,63 129,09 115,83 111

1,5 0.55 0,462 78,69 84,88 93

2.0 0,55 0,462 80,62 84,88 95

2.5 0.75 0,63 79,72 84,88 94 10

3.0 0,75 0,63 81,65 84,88 96

1,5 0.55 0,462 72,64 84,88 86

2.0 0,55 0,462 77,42 84,88 91

2.5 0.75 0,63 75,34 84,88 89

Desfavorável I2

25

3.0 0,75 0,63 80,10 84,88 94

1,5 0.55 0,462 112,63 115,83 97

2.0 0,55 0,462 115,30 115,83 100

2.5 0.75 0,63 112,69 115,83 97 10

3.0 0,75 0,63 115,36 115,83 100

1,5 0.55 0,462 98,73 115,83 85

2.0 0,55 0,462 105,34 115,83 91

2.5 0.75 0,63 99,28 115,83 86

Favorável I3

25

3.0 0,75 0,63 105,83 115,83 91

1,5 0.55 0,462 72,21 84,88 85

2.0 0,55 0,462 74,13 84,88 87

2.5 0.75 0,63 70,73 84,88 83 10

3.0 0,75 0,63 72,64 84,88 86

1,5 0.55 0,462 55,90 84,88 66

2.0 0,55 0,462 60,49 84,88 71

2.5 0.75 0,63 53,36 84,88 63

Favorável I2

25

3.0 0,75 0,63 57,80 84,88 68


56

Quadro 20 – Necessidades de aquecimento para a tipologia II em função da orientação e da zona climática, e


Cores Nic / Ni (%)

Branco >100

Vermelho 75 -100

Laranja 50 -75

Amarelo 25-50

Verde 0-25


Ae /Apav (%)

Uvidro (W/m2.K)

fsolar vidro

fs vidro corrigido

Nic (KW.h/m2)

Ni (KW.h/m2)

Nic / Ni (%)

1,5 0.55 0,462 99,15 109,70 90

2.0 0,55 0,462 101,82 109,70 93

2.5 0.75 0,63 101,70 109,70 93 10

3.0 0,75 0,63 104,38 109,70 95

1,5 0.55 0,462 95,60 109,70 87

2.0 0,55 0,462 102,26 109,70 93

2.5 0.75 0,63 102,04 109,70 93

Desfavorável I3

25

3.0 0,75 0,63 108,69 109,70 99

1,5 0.55 0,462 63,91 80,45 79

2.0 0,55 0,462 65,83 80,45 82

2.5 0.75 0,63 64,92 80,45 81 10

3.0 0,75 0,63 66,84 80,45 83

1,5 0.55 0,462 56,89 80,45 71

2.0 0,55 0,462 61,64 80,45 77

2.5 0.75 0,63 59,60 80,45 74

Desfavorável I2

25

3.0 0,75 0,63 64,30 80,45 80

1,5 0.55 0,462 92,80 109,70 85

2.0 0,55 0,462 95,47 109,70 87

2.5 0.75 0,63 93,08 109,70 85 10

3.0 0,75 0,63 95,75 109,70 87

1,5 0.55 0,462 78,57 109,70 72

2.0 0,55 0,462 85,13 109,70 78

2.5 0.75 0,63 79,77 109,70 73

Favorável I3

25

3.0 0,75 0,63 86,25 109,70 79

1,5 0.55 0,462 57,51 80,45 71

2.0 0,55 0,462 59,41 80,45 74

2.5 0.75 0,63 56,29 80,45 70 10

3.0 0,75 0,63 58,19 80,45 72

1,5 0.55 0,462 42,37 80,45 53

2.0 0,55 0,462 46,83 80,45 58

2.5 0.75 0,63 40,74 80,45 51

Favorável I2

25

3.0 0,75 0,63 45,00 80,45 56


57

Quadro 21 – Necessidades de aquecimento para a tipologia III em função da orientação e da zona climática, e


Cores Nic / Ni(%)

Branco >100

Vermelho 75 -100

Laranja 50 -75

Amarelo 25-50

Verde 0-25


Ae /Apav (%)

Uvidro (W/m2.K)

fsolar vidro

fs vidro cálculo

Nic (KW.h/m2)

Ni (KW.h/m2)

Nic / Ni (%)

1,5 0.55 0,462 62,78 92,59 68

2.0 0,55 0,462 65,45 92,59 71

2.5 0.75 0,63 64,91 92,59 70 10

3.0 0,75 0,63 67,56 92,59 73

1,5 0.55 0,462 57,47 92,59 62

2.0 0,55 0,462 64,02 92,59 69

2.5 0.75 0,63 62,94 92,59 68

Desfavorável I3

25

3.0 0,75 0,63 69,45 92,59 75

1,5 0.55 0,462 37,55 68,10 55

2.0 0,55 0,462 39,43 68,10 58

2.5 0.75 0,63 38,20 68,10 56 10

3.0 0,75 0,63 40,07 68,10 59

1,5 0.55 0,462 30,75 68,10 45

2.0 0,55 0,462 35,18 68,10 52

2.5 0.75 0,63 32,81 68,10 48

Desfavorável I2

25

3.0 0,75 0,63 37,15 68,10 55

1,5 0.55 0,462 58,42 92,59 63

2.0 0,55 0,462 61,06 92,59 66

2.5 0.75 0,63 59,01 92,59 64 10

3.0 0,75 0,63 61,64 92,59 67

1,5 0.55 0,462 47,42 92,59 51

2.0 0,55 0,462 60,15 92,59 65

2.5 0.75 0,63 49,63 92,59 54

Favorável I3

25

3.0 0,75 0,63 55,81 92,59 60

1,5 0.55 0,462 33,36 68,10 49

2.0 0,55 0,462 35,20 68,10 52

2.5 0.75 0,63 32,65 68,10 48 10

3.0 0,75 0,63 34,45 68,10 51

1,5 0.55 0,462 22,41 68,10 33

2.0 0,55 0,462 26,35 68,10 39

2.5 0.75 0,63 22,25 68,10 33

Favorável I2

25

3.0 0,75 0,63 25,93 68,10 38


58

Quadro 22 – Necessidades de aquecimento para a tipologia IV em função da orientação, zona climática,

percentagem de envidraçados e tipo de vidro

Cores Nic /Ni (%)

Branco >100

Vermelho 75 -100

Laranja 50 -75

Amarelo 25-50

Verde 0-25


Ae /Apav (%)

Uvidro (W/m2.K)

fsolar vidro

fs vidro cálculo

Nic (KW.h/m2)

Ni (KW.h/m2)

Nic / Ni (%)

1,5 0.55 0,462 86,63 101,11 86

2.0 0,55 0,462 89,31 101,11 88

2.5 0.75 0,63 88,73 101,11 88 10

3.0 0,75 0,63 91,40 101,11 90

1,5 0.55 0,462 81,05 101,11 80

2.0 0,55 0,462 87,68 101,11 87

2.5 0.75 0,63 86,40 101,11 85

Desfavorável I3

25

3.0 0,75 0,63 93,01 101,11 92

1,5 0.55 0,462 54,55 74,25 73

2.0 0,55 0,462 56,46 74,25 76

2.5 0.75 0,63 55,11 74,25 74 10

3.0 0,75 0,63 57,02 74,25 77

1,5 0.55 0,462 46,95 74,25 63

2.0 0,55 0,462 51,61 74,25 70

2.5 0.75 0,63 48,72 74,25 66

Desfavorável I2

25

3.0 0,75 0,63 53,31 74,25 72

1,5 0.55 0,462 82,18 101,11 81

2.0 0,55 0,462 84,85 101,11 84

2.5 0.75 0,63 82,69 101,11 82 10

3.0 0,75 0,63 85,35 101,11 84

1,5 0.55 0,462 70,37 101,11 70

2.0 0,55 0,462 83,47 101,11 83

2.5 0.75 0,63 72,14 101,11 71

Favorável I3

25

3.0 0,75 0,63 78,59 101,11 78

1,5 0.55 0,462 50,10 74,25 67

2.0 0,55 0,462 52,00 74,25 70

2.5 0.75 0,63 49,15 74,25 66 10

3.0 0,75 0,63 51,03 74,25 69

1,5 0.55 0,462 37,16 74,25 50

2.0 0,55 0,462 41,55 74,25 56

2.5 0.75 0,63 36,14 74,25 49

Favorável I2

25

3.0 0,75 0,63 40,32 74,25 54


59

Fig.38-Necessidades de aquecimento para a tipologia I em função da orientação, zona climática, percentagem

de envidraçados e tipo de vidro

Fg


60

Fig.39-Necessidades de aquecimento para a tipologia II em função da orientação, zona climática, percentagem


Fg


61

Fig.40-Necessidades de aquecimento para a tipologia III em função da orientação, zona climática, percentagem


Fg


62

Fig.41-Necessidades de aquecimento para a tipologia IV em função da orientação, zona climática, percentagem


Fg


63

Da análise dos quatro últimos quadros ou figuras podemos retirar que os tipos de vidros que optimizam as necessidades de aquecimento para as diferentes zonas, áreas e orientações são:

Quadro 23 – Características dos envidraçados que optimizam as necessidades de aquecimento

Tipologias

I II III IV

Orientação Zona

Climática Ae /Apav

(%) U fg U fg U fg U fg

10% 1,5 0.55 1,5 0.55 1,5 0.55 1,5 0.55 I3

25% 1,5 0.55 1,5 0.55 1,5 0.55 1,5 0.55

10% 1,5 0.55 1,5 0.55 1,5 0.55 1,5 0.55 Desfavorável

I2 25% 1,5 0.55 1,5 0.55 1,5 0.55 1,5 0.55

10% 1,5 0.55 1,5 0.55 1,5 0.55 1,5 0.55 I3

25% 1,5 0.55 1,5 0.55 1,5 0.55 1,5 0.55

10% 2.5 0.75 2.5 0.75 2.5 0.75 2.5 0.75 Favorável

I2 25% 2.5 0.75 2.5 0.75 2,5 0.75 2.5 0.75

� Verifica-se que a zona climática que continua a exigir maiores necessidades de aquecimento é a zona climática I3, independentemente de se considerar uma orientação favorável ou desfavorável, ou um tipo de vidro com características melhores que outro.

� Também o facto de se considerar orientações desfavoráveis, se traduz num aumento das necessidades de aquecimento quando comparativamente com orientações favoráveis.

� Independentemente da zona climática, orientação ou percentagem de envidraçados, a utilização de um vidro com um factor solar do vidro mais elevado reflecte-se num aumento dos ganhos totais úteis, podendo levar à redução das necessidades de aquecimento. Uma vez que o factor solar do vidro se traduz na energia para o interior através do vão envidraçado em relação à radiação solar incidente na direcção normal ao envidraçado, é importante que este factor seja elevado. Deverá ser tida em conta também, os coeficientes de transmissão térmica dos vidros. Nem sempre o vidro com maior factor solar se apresenta o mais adequado.

� Fazendo uma relação entre as áreas de envidraçadas consideradas, e os respectivos tipos de vidros utilizados, verifica-se que nem sempre um aumento de área de envidraçados se revela positivo. Para orientações desfavoráveis mantendo-se constantes as características térmicas dos envidraçados utilizados, observa-se que um aumento de área de envidraçados geralmente só, se revela positivo quando é utilizado um tipo de vidro com boas características térmicas (coeficiente de transmissão térmica baixo e factor solar relativamente alto). Quando é utilizado um tipo de vidro cujas características térmicas não são as mais adequadas, mesmo que haja um aumento de área de envidraçados, este não se revela suficiente para garantir que haja uma diminuição das necessidades de aquecimento. Apesar dos ganhos totais úteis aumentarem, o balanço térmico feito entre estes e as respectivas necessidades brutas de aquecimento também aumenta. Este factor vê a sua


64

0,00

20,00

40,00

60,00

80,00

100,00

120,00

140,00

160,00

0,20 0,48 0,52 0,60 0,64 0,65

factor de forma (apartamentos)

Ni(K

W.h

/m2)

2230

2450

2770

1560

1770

2010

1470

1130

1470

referencia(1610)

probabilidade de ocorrência acrescida para zonas climáticas muito gravosas e para tipologias com uma exposição ao exterior muito elevada.

� Para orientações favoráveis, mantendo-se constantes as características térmicas dos

envidraçados verifica-se que um aumento de área é sempre bom. Claro que a optimização das necessidades de aquecimento será tanto maior, quanto melhores forem as características térmicas do vidro utilizado.

� Verificamos que para a zona I2, para uma orientação favorável o tipo de vidro que incute uma maior optimização nas necessidades de aquecimento é (U=2.5;fg=0.75), isto para as tipologias I, II, III, IV. Para os restantes casos, o vidro que conduz a menores necessidades de aquecimento, é o (U=1.5;fg=0.55).

� A escolha do vidro deverá ser tida em conta também com as necessidades de arrefecimento. Se a escolha do vidro for feita apenas com base na estação de aquecimento poderemos ter uma situação de sobreaquecimento no Verão.

� Para as mesmas condições utilizadas, para as várias tipologias, verifica-se que as necessidades de aquecimento são cada vez maiores à medida que o factor de forma aumenta.

4.6. FACTOR DE FORMA

Para o estudo deste factor foram analisadas as 17 fracções (12 apartamentos e 5 moradias) que constituíam a base de dados. Cada fracção tem o seu próprio factor de forma, que se irá traduzir num aumento ou diminuição das necessidades de aquecimento. Para o cálculo das respectivas necessidades de aquecimento, foram considerados todos os valores adoptados para a condição de referência, os quais poderão ser consultados no capítulo 3 no Quadro 6, à excepção da variação do número de concelhos. Os concelhos adoptados utilizados foram obtidos com base nos percentis de 10, 50 e 90 % como já tinha sido referido anteriormente.

Dos cálculos efectuados, foi possível obter as seguintes Figuras (42, 43 e 44). Também nos anexos poderá ser consultada a tabela correspondente a estas figuras. (Quadro 30).

Fig.42 – Variação das necessidades de aquecimento com o factor de forma e os graus dias para apartamentos


65

0,00

20,00

40,00

60,00

80,00

100,00

120,00

140,00

160,00

180,00

200,00

0,67 0,76 0,79 0,87 1,34

factor de forma (moradias)

Ni(K

W.h

/m2)

2230

2450

2770

1560

1770

2010

1330

1130

1470

referencia(1610)

Analisando a Figura 42 verificamos que à medida que o factor de forma vai aumentando, os valores máximos das necessidades nominais de aquecimento (Ni) também vão aumentando.

Observa-se que geralmente para apartamentos situados em pisos intermédios, o factor de forma varia entre 0.20 e 0.70.

Também há medida que a zona climática vai sendo mais gravosa, isto é, a passagem de I1 para I2 e de I2 para I3, se reflecte num aumento das necessidades nominais de aquecimento. Isto explica-se pelo facto do clima ser cada vez mais exigente (diferença de temperaturas muito grande). O Verão geralmente é muito quente e o Inverno muito frio.

Podemos concluir que para os vários apartamentos situados numa zona numa zona climática I3 (Melgaço) em que o número de graus dias é 2770 ºC, será necessário aproximadamente mais de 40 % da energia para aquecimento do que seria necessária se estivessem localizados numa zona I1 (Albufeira) em que o número de graus dias é 1130 ºC.

Posteriormente serão analisadas situações em que factores de forma muito elevados, poderão levar ao incumprimento do RCCTE 2006, sendo por isso necessário a tomada de medidas especiais.

Fig.43 – Variação das necessidades de aquecimento com o factor de forma e os graus dias para moradias

Relativamente ao factor de forma das moradias verifica-se através da análise da Figura 43 que há um aumento significativo do factor de forma quando comparado com a maioria dos apartamentos. Este aumento já se esperava devido ao aumento de área da superfície envolvente em contacto com o exterior.

Mais uma vez se verifica que quanto maior é o factor de forma, maiores vão sendo as perdas de calor, exigindo portanto, para um mesmo clima, mais dispêndio de energia para aquecimento.

Há medida que se passa de um clima mais ameno, para um clima mais gravoso, as necessidades vão sendo cada vez maiores.


66

0,00

20,00

40,00

60,00

80,00

100,00

120,00

140,00

160,00

180,00

200,00

0,00 0,20 0,40 0,60 0,80 1,00 1,20 1,40 1,60

Factor de forma

Ni(K

W.h

/m2)

referencia (1610)

2230

2450

2770

1560

1770

2010

1330

1130

1470

Podemos concluir que para as várias moradias situadas no concelho de Melgaço em que o número de graus dias é de 2770 ºC, será necessário aproximadamente mais de 40 % da energia para aquecimento do que seria necessária se estas estivessem localizadas no concelho de albufeira em que o número de graus dias de aquecimento é 1130 ºC.

Na Figura que se apresenta a seguir foi feita a junção dos factores de forma correspondentes às moradias e apartamentos. Poderá ser tida assim uma melhor visão acerca de como poderá evoluir o factor de forma em relação à mudança de zona climática e às necessidades de aquecimento necessárias.

Observando a Figura 44 verifica-se que as necessidades de aquecimento vão sendo cada vez maiores há medida que o factor de forma aumenta, e há medida que se muda para um zona climática mais gravosa.

Presenciamos também que a Figura apresenta um conjunto de curvas que se vão desenvolvendo, tendo um crescimento bastante acentuado entre os factores de forma de 0.40 e 1.40. A partir de factores de forma superiores a 1.5 o regulamento estabelece um valor fixo para as necessidades de aquecimento regulamentares (Ni) consoante o concelho que se pretende estudar. Este factor é explicado pelo facto de ser impossível aumentar indefinidamente as necessidades de aquecimento, atendendo à segurança dos próprios utentes.

4.7. VARIAÇÃO DAS NECESSIDAS DE AQUECIMENTO COM OS GRAUS DIAS PARA A PARTAMENTOS

Atendendo ao facto de Portugal Continental se encontrar dividido em 9 zonas, consideramos que seria necessário, verificar qual a quantificação das necessidades de aquecimento para cada uma destas zonas, e sua influência no cumprimento do RCCTE. Os concelhos que foram adoptados para esta análise foram: Albufeira, Campo Maior, Sintra, Vila Nova da Barquinha, Guimarães, Vouzela, Pampilhosa da Serra e Trancoso. Todos estes concelhos como já tinha sido referido anteriormente, foram obtidos para os percentis de 10, 50 e 90 % de graus dias para cada zona climática de Inverno que constitui Portugal.

Fig.44 – Variação das necessidades de aquecimento com o factor de forma e os graus dias


67

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

Alb

ufei

ra

Cam

pom

aior

Sin

tra

Vila

Nov

ada

Bar

quin

ha

Gui

mar

aes

Vou

zela

Pam

pilh

osa

da s

erra

Tra

ncos

o

Mel

gaço

concelhos

Gra

us d

ias

(ºC

)

Fig.45 – Concelhos de Portugal Continental em função do número de graus dias

À excepção da variação de concelhos que pode ser diferente, todos os factores necessários para o cálculo das respectivas necessidades de aquecimento, se mantiveram iguais aos considerados para a simulação de referência (Quadro 6 capítulo 3).

-Ausência de sombreamento -Inércia Forte -Factor solar do vidro de 0.75 -Nível de qualidade N1 -Fachada com maior área de envidraçados a norte

Uma vez efectuados os cálculos com base nos factores expostos anteriormente, foi possível obter as seguintes Figuras (46,47 e 48). Também nos anexos poderá ser consultada a tabela correspondente a estes resultados. (Quadros 33,34,35 e 36).

Fig.46 – Variação das Necessidades de aquecimento necessárias em função do numero de graus dias para

apartamentos


68

30,00

40,00

50,00

60,00

70,00

80,00

90,00

100,00

110,00

120,00

130,00

500 1000 1500 2000 2500 3000 3500

Graus Dias (ºC)

Nic

/Ni(%

)

PT1FF1FF2FF3FF4FF5PP3PP4FE1FE2FE3NF1limite regulamentar

10,00

30,00

50,00

70,00

90,00

110,00

130,00

150,00

500 1000 1500 2000 2500 3000 3500

Graus dias (ºC)

Ni

(K

W.h

/m2 )

PT1FF1FF2FF3FF4FF5PP3PP4FE1FE2FE3NF1

Fig.47 – Variação das necessidades de aquecimento regulamentares em função do numero de graus dias para

apartamentos

Analisando as Figuras das necessidades de aquecimento correspondentes aos apartamentos verifica-se que há medida que os graus dias vão aumentando, também as necessidades de aquecimento vão sendo cada vez maiores.

Para uma mesma fracção, poderá haver situações em que as exigências são maiores do que noutras. Isto explica-se pelo facto de nem todas as zonas climáticas terem o mesmo clima. Para zonas onde o clima é mais exigente (Inverno muito frio) as necessidades de aquecimento tendem a ser maiores.

Por vezes as necessidades tendem a ser tão elevadas que podem levar ao incumprimento do RCCTE. A fim de tentarmos perceber, para as várias tipologias estudadas, quais as que cumpriam o RCCTE foi necessário verificar para todas as zonas climáticas consideradas, o quociente resultante das necessidades de aquecimento necessárias (Nic) pelas necessidades regulamentares (Ni). Desta análise resultou a Figura seguinte.

Fig.48 – Influência dos graus dias e da inércia forte no cumprimento do RCCTE


69

30,00

40,00

50,00

60,00

70,00

80,00

90,00

100,00

110,00

120,00

130,00

500,00 1000,00 1500,00 2000,00 2500,00 3000,00 3500,00

graus dias (ºC)

Nic

/Ni (

%)

PT1

FF1FF2

FF3FF4

FF5

PP3PP4FE1FE2

FE3NF1

limite regulamentar

Analisando a Figura 48, verifica-se que há medida que o número de graus dias vai aumentando, geralmente o quociente correspondente às necessidades de aquecimento necessárias pelas necessidades regulamentares, também vai aumentando, traduzindo-se numa maior dificuldade de cumprimento do RCCTE 2006. As necessidades nominais de energia útil de aquecimento (Nic) e as necessidades nominais máximas de aquecimento (Ni) vão sendo cada vez maiores (consultar Quadros 33,34,35 e 36 nos anexos).

Poderá haver situações em que a passagem de uma zona I1 para uma zona I2 se reflecte num ligeiro decréscimo da percentagem de Nic / Ni. Este facto é devido a não haver uma relação uniforme entre o crescimento do número de graus dias e a duração da estação de aquecimento. Verificamos por exemplo, que para a zona correspondente ao número de graus dias 1470 ºC, a duração da estação de aquecimento é de seis meses, e que para a zona correspondente ao número de graus dias 1560 ºC, a duração da estação de aquecimento também é de seis meses. Há que referir também que a passagem de uma zona I1 para uma zona I2, se traduz numa diminuição da energia solar média incidente numa superfície vertical orientada a sul na estação de aquecimento.

Dos apartamentos estudados verifica-se que muitos não cumprem as exigências do RCCTE 2006, entre os quais se destacam FF3, FF4, PT1, FE1, FE2, isto para o concelho correspondente ao número de graus dias 2770ºC (Melgaço). É de referir que estes apartamentos correspondem de uma maneira em geral a factores de forma elevados, pelo que será necessário tomar medidas a serem implementadas, com vista ao cumprimento do RCCTE 2006.

4.8. A INFLUÊNCIA DA INERCIA TÉRMICA NO CUMPRIMENTO DO RCCTE

Um dos aspectos que poderá ter alguma influência nas necessidades de aquecimento é a inércia térmica, podendo esta variar esta entre fraca, média e forte. Em todos os cálculos efectuados até agora tem sido utilizada uma inércia térmica forte, no entanto, nem sempre este factor se verifica. Sendo assim achamos que teria interesse, ver qual seria o efeito de considerar uma inércia térmica média e que implicações esta teria para as varias zonas climáticas analisadas, no ponto anterior.

Dos cálculos efectuados foi possível obter a seguinte Figura 49. Também nos anexos poderá ser consultada a tabela correspondente a estes resultados. (Quadros 37,38,39 e 40).

Fig.49 – Influência dos graus dias e da inércia média no cumprimento do RCCTE


70

Comparando esta figura com a anterior verifica-se que o facto de se ter considerado um inércia térmica média se traduz num aumento das necessidades de aquecimento. Observamos também que em situações limite, a utilização de uma inércia térmica média pode levar a que haja incumprimento do RCCTE. Um dos aspectos, que conseguimos também retirar foi que a passagem da utilização de uma inércia térmica forte para média, não se traduz num aumento significativo das necessidades de aquecimento, apesar de por vezes este aumento ser suficiente para que não seja cumprido o RCCTE. A utilização deste factor, torna-se sobretudo prejudicial, há medida que vai havendo um agravamento das zonas climáticas, isto de I1 para I2 e consequentemente para I3.

Como podemos observar pela Figura anterior, cada vez vai sendo mais difícil cumprir o regulamento à medida que o número de graus dias de aquecimento aumenta. Sendo assim, atendendo ao facto de muitas das fracções estudadas não cumprirem o RCCTE, achamos por bem tomar medidas que levassem à sua satisfação.

De maneira a tentar perceber qual seria a maneira mais eficaz que levasse à satisfação do RCCTE, foi necessário fazer uma análise das perdas térmicas para cada uma dessas fracções.

Fig.50 – Perdas térmicas do apartamento (FE1)

Fig.51 – Perdas térmicas do apartamento (FF2)



71


Fig.54 – Perdas térmicas do apartamento (PT1)

Fig.55 – Perdas térmicas do apartamento (FE2)

Analisando as Figuras das perdas térmicas para os seis apartamentos que se encontravam fora do âmbito do cumprimento do RCCTE, verifica-se, que há um maior número de perdas térmicas pela envolvente exterior, podendo estas variar entre 25 e os 54 %. Estas perdas estão ainda subdivididas em perdas pelas paredes exteriores, ou perdas devido às pontes térmicas lineares. Desta subdivisão verifica-se que há um maior número de perdas térmicas pelas paredes exteriores quando comparadas com as perdas resultantes das pontes térmicas lineares já que estas variam entre 13 e os 28%, e 9 e os 26 %, respectivamente.

Neste tipo de fracções (apartamentos), observa-se também perdas térmicas, devido à envolvente interior, as quais variam entre 16 e os 25 %, perdas devido aos envidraçados, variando entre os 11 e 23 % e perdas devido à renovação de ar variando entre os 17 e os 31 %.


72

0%

20%

40%

60%

80%

100%

120%

500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500

graus dias (ºC)

Nic

/Ni

FF2

FF3

FF4

PT1

FE1

FE2

limite regulamentar

4.9. INFLUÊNCIA DO NIVEL DE QUALIDADE E DA ORIENTAÇÃO NO CUMPRIM ENTO DO RCCTE

Atendendo à analise de perdas térmicas efectuada anteriormente e tendo em atenção as condições de referencia utilizadas, que poderão ser consultadas no Quadro 6 do capítulo 3 decidimos alterar dois parâmetros de maneira a que houvesse um cumprimento do RCCTE para todos os apartamentos que se encontravam fora do âmbito regulamentar:

� Fachada com maior área de envidraçados orientados a sul. É de referir que nas condições base, tinha sido considerado que a fachada com maior área de envidraçados se encontrava a Norte.

� Aumento da espessura de isolamento a nível das paredes exteriores. Nas condições base tinha sido considerado que os coeficientes de transmissão térmica tomariam os valores de referência (nível de qualidade N1). Neste caso optou-se por um nível de qualidade N2 que corresponde a 75 % dos coeficientes de transmissão térmica de referência. (Quadro24)

Uma vez efectuados os cálculos, foram obtidos os seguintes resultados que poderão ser analisados na seguinte figura. Também nos anexos poderão ser consultados os Quadros correspondentes a estes resultados. (Quadros 41 e 42).

Fig.56 – Influência do nível de qualidade N2 e dos envidraçados a sul no cumprimento do RCCTE para

apartamentos

Quadro 24 – Valores de coeficientes de transmissão térmica em função das zonas climáticas para

vários níveis de qualidade [24]

Zona climática

I1 I2 I3

Elemento da

envolvente

opaca

Nível de

qualidade

U (W/(m2.ºC))

N1 0.70 0.60 0.50 Vertical

exterior N2 0.53 0.45 0.38


73

Analisando a Figura 56, verifica-se que o facto, de termos orientado a fachada com mais envidraçados a sul, e a passagem de uma classe N1 para uma classe N2, se traduz num cumprimento do RCCTE, de todos os apartamentos estudados.

Podemos observar que para a fracção FF2, para o concelho com número de graus dias de 2770 ºC, houve uma diminuição das necessidades de aquecimento de 140,45 (KW.h/m2) para 92,507 (KW.h/m2), o que permitiu que para além do cumprimento do RCCTE houvesse também uma economia das necessidades de aquecimento de aproximadamente 37 (KW.h/m2). Também para as restantes fracções conseguimos perceber que houve uma grande diminuição das necessidades nominais de energia útil de aquecimento, comparativamente com a Figura 48.

Continuamos a verificar que há medida que o número de graus dias vai aumentando, as necessidades de aquecimento vão sendo cada vez mais maiores. As necessidades de aquecimento são directamente proporcionais ao período de aquecimento e à radiação global, sendo inversamente proporcionais ao número de graus dias, o que nos permite concluir que a zona mais gravosa é I3.

Muitas vezes por questões de projecto, ou arquitectónicas, não é possível orientar o edifício a sul. Isto leva a que as necessidades de aquecimento sejam substancialmente maiores, sofrendo ainda um agravamento se a fachada com maior área de envidraçados se encontrar a norte. Sendo assim foi a estudada a seguinte situação.

� Fachada com maior área de envidraçados orientados a norte. � Aumento da espessura de isolamento a nível das paredes exteriores. Nas condições base

tinha sido considerado que os coeficientes de transmissão térmica tomariam os valores de referência (nível de qualidade N1). Neste caso optou-se por um nível de qualidade N3 que corresponde a 60 % dos coeficientes de transmissão térmica de referência. Para a fracção correspondente ao apartamento FE1, foi mesmo necessário, passar de um Nível de qualidade N1 para um Nível de qualidade N4 (50%N1) (Quadro 25).

Na figura que se segue, é possível observar os resultados de cálculo, para esta simulação. Também nos anexos poderão ser consultados os quadros correspondentes a estes resultados. (Quadros 44 e 45).



Zona climática

I1 I2 I3

Elemento da

envolvente

opaca

Nível de

qualidade

U (W/(m2.ºC))

N1 0.70 0.60 0.50

N3 0.42 0.36 0.30 Vertical

exterior

N4 0.35 0.30 0.25


74

0%

20%

40%

60%

80%

100%

120%

500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500

graus dias (ºC)

Nic

/Ni

FF2

FF3

FF4

PT1

FE1

FE2

limite regulamentar

Fig.57-Influência do nível de qualidade N3 e dos envidraçados a norte no cumprimento do RCCTE para apartamentos

Analisando a figura 57, verifica-se que o facto de a fachada com maior área de envidraçados, se encontrar orientada a norte se traduz num aumento das necessidades de aquecimento significativo, independentemente, de termos utilizado uma maior espessura de isolamento.

Verifica-se sobretudo esse aumento para a zona I3 o que já era de esperar uma vez que se trata de uma zona climática muito exigente, em que o Inverno e o Verão são muito rigorosos.

Analisando por exemplo a fracção FF2, verificamos que, para o concelho com um número de graus dias de 2770 ºC, houve uma diminuição das necessidades de aquecimento de 140,45 (KW.h/m2) para 115.82 (KW.h/m2), o que permitiu que para além do cumprimento do RCCTE houvesse também uma economia das necessidades de aquecimento de aproximadamente 14 (KW.h/m2). Comparando esta situação com a da figura anterior em que a fachada de maior área de envidraçados se encontrava a sul concluímos que a melhor medida para garantir uma boa diminuição das necessidades de aquecimento é o facto de colocar a fachada com uma maior área de envidraçados a sul.

4.10. VARIAÇÃO DAS NECESSIDADES DE AQUECIMENTO COM OS GRAUS DIAS PARA M ORADIAS

Também para este tipo de fracções foi feita uma análise idêntica à que tinha sido feita para os apartamentos. Mais uma vez foi avaliada a variação das necessidades de aquecimento com os graus dias de aquecimento para os vários concelhos escolhidos. Foram assim tomadas por condições de referência todos os parâmetros adoptados no capítulo 3 no Quadro 6.

-Ausência de sombreamento -Inércia Forte -Factor solar do vidro de 0.75 -Nível de qualidade N1 -Inércia forte -Fachada com maior área de envidraçados a norte

Dos cálculos efectuados resultaram as seguintes figuras. Também nos anexos poderão ser consultados os quadros correspondentes a estes valores. (Quadros 31 e 32).


75

20,00

40,00

60,00

80,00

100,00

120,00

140,00

160,00

180,00

200,00

220,00

500 1000 1500 2000 2500 3000 3500

Graus dias (ºC)

Nic

(K

W.h

/m2)

PT2

PT3

PP1

PP2

NF2

20,00

40,00

60,00

80,00

100,00

120,00

140,00

160,00

180,00

200,00

500 1000 1500 2000 2500 3000 3500

Graus dias (ºC)

Ni

(K

W.h

/m2)

PT2

PT3

PP1

PP2

NF2

Fig.58 – Variação das necessidades de aquecimento necessárias em função do numero de graus dias para

moradias

Fig.59 – Variação das necessidades de aquecimento regulamentares em função do numero de graus dias para

moradias

Analisando as necessidades de aquecimento para as moradias verifica-se que estas vão sendo cada vez maiores, há medida que o número de graus dias vai aumentando. Fazendo uma comparação entre as necessidades de aquecimento exigidas por estas fracções e as necessidades exigidas pelos apartamentos verifica-se que as moradias são tipologias em que as necessidades de aquecimento se revelam mais significativas sofrendo um agravamento à medida que a zona climática se vai tornado mais gravosa, isto é, de I1 para I2, e de I2 para I3. Analisando as Figuras anteriores, ficamos já com uma ideia, que para as várias tipologias estudadas para o concelho correspondente ao número de graus dias mais elevado, há incumprimento do RCCTE. No entanto para uma melhor analise deste factor,


76

60,00

70,00

80,00

90,00

100,00

110,00

120,00

130,00

140,00

150,00

160,00

170,00

500 1000 1500 2000 2500 3000 3500

Graus Dias (ºC)

Nic

/Ni(%

)

PT2

PT3

PP1

PP2

NF2

nivel regulamentar

optamos por calcular para cada moradia e para cada concelho, qual seria o quociente correspondente às necessidades de aquecimento necessárias pelas necessidades regulamentares.

Fig.60 – Influência dos graus dias no cumprimento do RCCTE para moradias

Observando a Figura 60 verifica-se, que as condições base utilizadas não são as melhores, isto devido às necessidades de aquecimento elevadas e ao incumprimento por parte de RCCTE, para a maior parte dos concelhos considerados.

Comparando as moradias com os apartamentos verificamos que estas fracções são tipologias que exigem uma atenção especial, devido às suas exigências. São fracções em que o cumprimento do RCCTE nem sempre é fácil. Isto deve-se em parte pelo facto das suas necessidades de aquecimento serem geralmente bastante elevadas. Mais uma vez observamos que as necessidades vão sendo cada vez maiores com a passagem de uma zona climática I1 para uma zona I2 e I3 consequentemente.

Também para estas fracções, decidimos adoptar um conjunto de medidas, que levasse ao cumprimento do RCCTE. Para que estas se traduzissem numa rápida minimização das necessidades de aquecimento, foi necessário fazer uma análise das perdas térmicas para cada uma das moradias estudadas.

Fig.61 – Perdas térmicas da moradia (PP1)


77

Fig.62 – Perdas térmicas da moradia (PP2)

Fig.63 – Perdas térmicas da moradia (PT2)

Fig.64 – Perdas térmicas da moradia (PT3)


78

Fig.65 – Perdas térmicas da moradia (NF2)

Analisando as Figuras das perdas térmicas para as cinco fracções que se encontravam fora do âmbito do cumprimento do RCCTE, verifica-se, que há um maior número de perdas térmicas pela envolvente exterior, podendo estas variar entre 41 e os 58 %. Estas perdas estão ainda subdivididas em perdas pelas paredes exteriores, pavimentos exteriores, coberturas exteriores, pavimentos em contacto com o solo e pontes térmicas lineares. Destas cinco observa-se que há sempre maiores perdas térmicas pelas paredes exteriores, coberturas e pavimentos em contacto com o solo.

As perdas em contacto com o solo poderão variar em função das áreas em contacto com o solo. Há situações em que o facto uma moradia se desenvolver em altura (mais que um piso), se reflecte numa diminuição do numero de perdas pelo solo (PT2-7%). Já as moradias que são constituídas apenas por um piso apresentam geralmente um maior número de perdas pelo pavimento em contacto com o solo (PP2-18%).

Neste tipo de fracções (moradias), observa-se também perdas térmicas, devido à envolvente interior, as quais variam entre 2 e os 14 %, perdas devido aos envidraçados, variando entre os 17 e 32 % e perdas devido à renovação de ar, variando entre os 16 e os 23 %.

No estudo que se segue foram apenas estudadas em pormenor as fracções PT3 e NF2.

4.11. INFLUÊNCIA DO NIVEL DE QUALIDADE E DA ORIENTAÇÃO NO CUMORI MENTO DO RCCTE

Atendendo à analise das perdas térmicas feita no ponto anterior, verificamos que as áreas onde será possível tirar um maior proveito serão as paredes e coberturas exteriores, pavimentos em contacto com o solo sempre que se justifique, e eventualmente as pontes térmicas lineares. Sendo assim para que para que pelo menos duas das moradias que se encontravam fora do âmbito regulamentar cumprissem o regulamento, foi necessário modificar alguns parâmetros:

� Fachada com maior área de envidraçados orientados a sul. É de referir que nas condições

base, tinha sido considerado que a fachada com maior área de envidraçados se encontrava a Norte.

� Aumento da espessura de isolamento a nível das paredes exteriores e coberturas. Nas condições base tinha sido considerado que os coeficientes de transmissão térmica tomariam


79

20,00

30,00

40,00

50,00

60,00

70,00

80,00

90,00

100,00

110,00

500 1000 1500 2000 2500 3000 3500

Graus Dias (ºC)

Nic

/Ni(%

) PT3

NF2

nivel regulamentar

os valores de referência (nível de qualidade N1). Neste caso optou-se por um nível de qualidade N2 que corresponde a 75 % dos coeficientes de transmissão térmica de referência. (Quadro26).

� Sempre que as perdas pelos pavimentos térreos eram significativas (NF2), decidimos

adoptar um ψ de 1.20 (w/mºC). Nas condições base para esta fracção tinha sido adoptado um ψ de 1.50 (w/mºC) (pavimento em contacto com o solo sem isolamento térmico). Nesta

nova situação foi considerado um isolamento perimetral. � Relativamente às pontes térmicas lineares foram corrigidas as fachadas com os pavimentos

intermédios e a ligação entre duas paredes verticais, tendo agora um ψ de 0.30 (w/mºC)

A modificação de todos estes parâmetros foi necessária devido ao cumprimento do RCCTE, para a zona mais desfavorável. É de referir que para a zona I1, não seria necessário a alteração de tantos parâmetros. Uma vez efectuados, todos os cálculos foi possível obter resultados, os quais poderão ser consultados através do Quadro 43 nos anexos ou através da análise da seguinte Figura.

Fig.66 – Influência do nível de qualidade N2 e dos envidraçados a sul no cumprimento do RCCTE para moradias



Zona climática

I1 I2 I3

Elemento da

envolvente

opaca

Nível de

qualidade

U (W/(m2.ºC))

N1 0.70 0.60 0.50 Vertical

exterior N2 0.53 0.45 0.38

N1 0.50 0.45 0.40 Horizontal

exterior N2 0.38 0.34 0.30


80

Analisando a Figura 66 verifica-se que a utilizaçao das medidas adoptadas se reflectiram numa menor necessidade das necessidades de energia útil para aquecimento.

Para a moradia PT3, houve um abaixamento do Nic de 201.84 (KW.h/m2), para 150 (KW.h/m2), o que se traduz numa economia de 37 (KW.h/m2), relativamente as necessidades máximas regulamentares, permitindo assim o cumprimento do RCCTE, isto para o concelho com um valor de graus dias de 2770 ºC.

Também para as restantes localidades as medidas adoptadas se traduziram num menor consumo de energia.

Mais uma vez se verifica que há medida que o número de graus dias aumenta, as necessidades de aquecimento também aumentam.

Atendendo ao facto das moradias terem envidraçados geralmente em varias fachadas, e de nem sempre ser possivel a orientaçao da fachada com maior área de envidraçados a sul, torna-se necessário adoptar um conjunto de soluções que permita uma maior economia, e sobretudo a satisfaçao do RCCTE.

Sendo assim, foi estudada uma situação que diz respeito à orientaçao da fachada com mais envidraçados a norte, situaçao esta que já tinha sido considerada nas condiçoes de referência.

� Fachada com maior área de envidraçados orientados a norte. � Aumento da espessura de isolamento a nível das paredes exteriores e coberturas. Nas

condições base tinha sido considerado que os coeficientes de transmissão térmica tomariam os valores de referência (nível de qualidade N1). Neste caso optou-se por um nível de qualidade N3 que corresponde a 60 % dos coeficientes de transmissão térmica de referência. (Quadro27). Para a moradia NF2, foi mesmo necessário recorrer a um nível de qualidade N4 que corresponde a 50 % dos valores correspondentes ao nivel de qualidade N1.

� As restantes condiçoes (perdas pelos pavimentos terreos e pontes termicas lineares ), tomaram os mesmos valores que para a simulaçao anterior.

Quadro 27 – Valores de coeficientes de transmissão térmica em função das zonas climáticas

para vários níveis de qualidade [24]

Zona climática

I1 I2 I3

Elemento da

envolvente

opaca

Nível de

qualidade

U (W/(m2.ºC))

N1 0.70 0.60 0.50

N3 0.42 0.36 0.30 Vertical

exterior

N4 0.35 0.30 0.25

N1 0.50 0.45 0.40

N3 0.30 0.27 0.24 Horizontal

exterior

N4 0.25 0.23 0.20


81

20,00

30,00

40,00

50,00

60,00

70,00

80,00

90,00

100,00

110,00

500 1000 1500 2000 2500 3000 3500

Graus Dias (ºC)

Nic

/Ni(%

) PT3

NF2

nivel regulamentar

Uma vez efectuados os cálculos foi possivel obter resultdos, os quais poderão ser analisados na figura seguinte. Estes valores poderão ser também consultados nos Anexos. (Quadro 46).

Fig.67 – Influência do nível de qualidade N3 e dos envidraçados a norte no cumprimento do RCCTE para moradias

Analisando a Figura 67 verifica-se que a adopção das medidas utilizadas se traduziu satisfatória, uma vez que para além do cumprimento do RCCTE, houve uma diminuição das necessidades de energia útil para aquecimento. Verificamos também mais uma vez que uma fracção terá um comportamento diferente em função da localização.

Quanto mais exigente for um clima de uma região, mais elevadas serão as necessidades de aquecimento.

Comparando esta Figura com a anterior observamos, que o facto de uma fachada com elevada área de envidraçados estar a norte se traduz numa maior necessidade de energia útil para aquecimento, daí a necessidade de haver um maior reforço de isolamento.


82

Projecto de Comportamento Térmico – Influência das Necessidades de aquecimento

83

5

Conclusões

Este trabalho pretende evidenciar que a qualidade dos edifícios, do ponto de vista das necessidades de aquecimento, exige que na sua concepção sejam atendidos aspectos não só ligados à conservação de energia, mas também aspectos ligados à recuperação das energias gratuitas (ganhos solares).

De todos os cálculos efectuados anteriormente verifica-se que:

� Das três orientações estudadas (desfavorável, média e favorável), a orientação favorável é a que conduz a um menor consumo de energia;

� Para as três zonas climáticas existentes, a zona climática mais vantajosa é a I1 seguindo-se da zona I2 e I3;

� Para orientações favoráveis, mantendo-se constantes as características térmicas dos envidraçados, um aumento de área de envidraçados (igualmente em todas as fachadas) é sempre bom, independentemente da zona climática, ou tipologia considerada;

� Para orientações desfavoráveis, mantendo-se o mesmo tipo de envidraçado, um aumento de área de envidraçados (igualmente em todas as fachadas) nem sempre é favorável. Depende muito das características do vidro que estão a ser consideradas. Se for utilizado um vidro com boas características térmicas (coeficiente de transmissão térmica baixo e factor solar relativamente alto em todas as fachadas) um aumento de área de envidraçados poderá, se traduzir numa optimização das necessidades de aquecimento (Figuras 38,39,40 e 41). Caso contrário um aumento de área não será suficiente para garantir que haja uma diminuição das necessidades de aquecimento. Apesar dos ganhos gratuitos úteis totais aumentarem com um aumento de área de envidraçados, o balanço térmico feito entre estes e as necessidades brutas de aquecimento também aumenta, o que se traduz numa subida das necessidades de aquecimento. Este factor vê a sua probabilidade de ocorrência acrescida para zonas climáticas muito gravosas e para tipologias com uma exposição ao exterior muito elevada.

� Independentemente da tipologia estudada, orientação ou localização, um vidro com boas características térmicas traduz-se numa optimização das necessidades de aquecimento;

� Quanto maior for o factor de forma, maiores serão as necessidades de aquecimento;

� As moradias têm geralmente factores de forma mais elevados do que os apartamentos. Factor este explicado pelo aumento de superfície da envolvente exterior;

� O factor de forma vai sendo cada vez mais determinante à medida que a zona climática vai sendo cada vez mais gravosa.


84

� Uma mesma fracção terá comportamento diferente consoante a gravidade do concelho estudado. Quanto maior for o número de graus dias do respectivo concelho, maiores serão as necessidades de aquecimento. Por exemplo uma tipologia localizada num concelho com número de graus dias de 2770ºC necessitará de aproximadamente mais de 40% de energia do que seria necessária se estivesse localizada no concelho com um número de graus dias de 1130ºC (Figura41);

� Quanto mais gravosa for a zona climática (maior número de graus dias de aquecimento) mais difícil será o cumprimento do RCCTE;

� Para fracções com factores de forma elevados, que estejam situadas em zonas climáticas muito exigentes, dificilmente será cumprido o RCCTE se a maior parte dos envidraçados estiverem situados na fachada norte, e se for utilizada um nível de qualidade N1 (Figura48);

� Para zonas climáticas muito exigentes, deverá ser utilizado no mínimo um nível de qualidade N2 se a maior parte dos envidraçados estiver a sul, e um nível de qualidade N3 ou até mesmo N4 se a maior parte dos envidraçados estiverem a Norte. Destas duas possíveis soluções, a primeira conduz sempre a uma maior redução das necessidades de aquecimento, comparativamente com a segunda, apesar da espessura de isolamento ser menor.

� Sempre que tenhamos fracções em que a área em contacto com o terreno é muito elevada, deverá ser utilizado um isolamento perímetral, para garantir que haja uma redução a nível de perdas pelo pavimento térreo.

� Deverá ser utilizada uma inércia térmica forte

� Sempre que as pontes térmicas lineares se revelem relevantes, deverá ser colocado um reforço localizado de isolante térmico, em zonas internas dos elementos construtivos ou nos seus paramentos interiores.

Embora este estudo vise sobretudo maximizar os ganhos solares para a estação de aquecimento, deverá ser tida também em conta a estação de arrefecimento. Isto é, sempre que sejam utilizados grandes áreas de envidraçados, deverão ser adoptadas protecções de maneira a garantir que não haja um sobreaquecimento nos edifícios para a estação de arrefecimento.

Apesar das dificuldades na elaboração desta tese, este trabalho representa assim um forte contributo para o avanço da ciência nesta área. A forma do edifício, possíveis orientações e zonas climáticas são factores que deverão estar sempre presentes na construção de um edifício. Este trabalho consiste assim numa forma de sensibilizar projectistas ou promotores a terem um maior cuidado na qualidade térmica da envolvente


85

6

Bibliografia

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[14] - SILVA, Pedro Correia Pereira; “Analise do Comportamento térmico de construções não convencionais através de simulação em visualdoe”; 15 de Março de 2006


86

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[22] - Http://pt.wikipedia.org/wiki/Radia%C3%A7%C3%A3o_solar Novembro 2007

[23] - Http://ecocriacoes.blogspot.com/2006/11/conceitos.html Novembro 2007

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[27] - Http://pt.saint-globain-glass.com/upload/files/3.1.5_o_vidro_e_o_isolamento_trmico.pdf Novembro 2007

[28] - Http://pt.saint-gobain-glass.com/upload/files/3.1.4_o_vidro_e_a_radia__o_solar.pdf] Novembro 2007

[29] - Http://kennunes.com/suscon/index2.php?option=com_content&do_pdf=1&id=32 Novembro 2007

[30] - Http://lge.deec.uc.pt/ensino/geei/Docs/GEEI_edificios1_TSP_2004_2005.pps Novembro 2007

[31] - Http://www.ufrgs.br/facarq/webfolio_labcon/Aula6_Geometria_Solar.pdf Novembro 2007


A1

7

Anexos 7.1. QUADROS

Quadro28 – Valores correspondentes à simulação de referência

PT1 PT2 PT3 FF1 FF2 FF3 FF4 FF5 PP1 PP2

Nic (KW.h/m2)

72,53 74,74 114,59 38,01 76,53 68,63 78,94 55,38 111,14 85,22

Ni (KW.h/m2) 76,17 83,69 110,14 68,10 77,15 74,06 76,84 68,10 78,51 90,18

Nvc (KW.h/m2)

1,06 1,25 1,63 0,93 0,81 0,80 0,82 0,84 1,67 3,54

Nv (KW.h/m2)

16,00 16,00 16,00 16,00 16,00 16,00 16,00 16,00 16,00 16,00

Nac (KW.h/m2)

8,68 3,60 3,51 40,27 33,42 37,19 31,34 41,95 23,73 21,16

Na (KW.h/m2)

12,36 5,13 5,00 57,33 47,59 52,95 44,63 59,73 33,79 30,13

Ntc (KW.h/m2)

1,47 1,06 1,45 3,85 3,64 3,88 3,48 4,16 3,16 2,70

Nt (KW.h/m2)

2,50 1,59 1,81 8,50 7,26 7,96 6,86 8,82 5,41 5,02

Quadro29 – Valores correspondentes à simulação de referência

PP2 PP3 PP4 FE1 FE2 FE3 NF1 NF2

Nic (KW.h/m2)

85,22 71,33 50,86 84,60 71,45 62,74 63,01 85,21

Ni (KW.h/m2) 90,18 80,15 68,10 73,69 69,01 69,09 76,05 85,31

Nvc (KW.h/m2)

3,54 1,12 1,24 1,07 0,99 1,02 0,99 2,03

Nv (KW.h/m2)

16,00 16,00 16,00 16,00 16,00 16,00 16,00 16,00

Nac (KW.h/m2)

21,16 33,42 17,94 37,28 37,28 50,13 26,90 16,95

Na (KW.h/m2)

30,13 47,59 52,95 53,08 53,08 71,37 38,30 24,14

Ntc (KW.h/m2)

2,70 3,59 2,06 4,01 3,88 4,91 3,03 2,50

Nt (KW.h/m2) 5,02 7,29 7,91 7,97 7,93 10,40 6,00 4,17


A2

Quadro30 – Valores correspondentes às figuras 42,43 e 44

Graus Dia (ºC) 1610 2230 2450 2770 1560 1770 2010 1330 1130 1470

FF Ni

(KW.h/m2)

0,20 68,10 92,59 101,28 113,92 66,12 74,42 83,90 57,04 49,14 62,57

0,47 68,10 92,59 101,28 113,92 66,12 74,42 83,90 57,04 49,14 62,57

0,48 68,10 92,59 101,28 113,92 66,12 74,42 83,90 57,04 49,14 62,57

0,52 69,01 93,85 102,66 115,48 67,00 75,42 85,03 57,79 49,77 63,40

0,52 69,09 93,97 102,80 115,64 67,09 75,51 85,14 57,86 49,84 63,48

0,59 73,69 100,33 109,79 123,54 71,54 80,57 90,88 61,66 53,06 67,67

0,60 74,06 100,85 110,36 124,19 71,90 80,98 91,35 61,97 53,32 68,02

0,63 76,05 103,61 113,38 127,60 73,83 83,16 93,83 63,61 54,72 69,83

0,64 76,17 103,77 113,56 127,81 73,94 83,29 93,98 63,71 54,80 69,94

0,65 77,15 105,12 115,05 129,49 74,89 84,36 95,19 64,51 55,49 70,83

0,65 76,84 104,70 114,59 128,97 74,60 84,03 94,82 64,26 55,28 70,55

0,67 78,51 107,02 117,13 131,84 76,22 85,87 96,90 65,64 56,45 72,08

0,70 80,15 109,29 119,62 134,66 77,80 87,67 98,95 67,00 57,60 73,57

0,76 83,69 114,19 125,01 140,75 81,23 91,56 103,37 69,92 60,08 76,81

0,79 85,31 116,43 127,47 143,53 82,80 93,34 105,39 71,26 61,22 78,28

0,87 90,18 123,17 134,88 151,91 87,52 98,69 111,46 75,28 64,63 82,73

1,34 110,14 150,94 165,42 186,48 106,85 120,67 136,47 91,72 78,56 100,93


A3



PP2 NF2 GD (ºC)

Nic (KW.h/m2)

Ni (KW.h/m2)

nic / ni %

Nic (KW.h/m2)

Ni (KW.h/m2)

nic / ni %

1130 53,06 64,63 82,09 53,13 61,22 86,79

1330 61,94 75,28 82,28 61,98 71,26 86,98

1470 76,60 82,73 92,59 77,33 78,28 98,78

1560 86,50 87,52 98,84 86,83 82,80 104,87

1770 96,61 98,69 97,89 96,84 93,34 103,75

2010 114,94 111,46 103,12 115,67 105,39 109,76

2230 135,72 123,17 110,19 135,67 116,43 116,53

2450 143,96 134,88 106,73 143,43 127,47 112,52

2770 173,64 151,91 114,30 174,05 143,53 121,26

PT2 PT3 PP1 GD (ºC)

Nic (KW.h/m2)

Ni (KW.h/m2)

nic / ni %

Nic (KW.h/m2)

Ni (KW.h/m2)

nic / ni %

Nic (KW.h/m2)

Ni (KW.h/m2)

nic / ni %

1130 53,28 60,08 88,68 84,36 78,56 107,39 60,90 56,45 107,89

1330 62,33 69,92 89,15 98,99 91,72 107,93 71,08 65,64 108,29

1470 74,80 76,81 97,38 114,15 100,93 113,10 88,16 72,08 122,31

1560 78,31 81,23 96,40 128,13 106,85 119,91 98,63 76,22 129,41

1770 87,74 91,56 95,83 144,48 120,67 119,73 125,65 85,87 146,33

2010 103,39 103,37 100,03 150,49 136,47 110,28 131,16 96,90 135,35

2230 114,60 114,19 100,36 160,19 150,94 106,12 170,63 107,02 159,44

2450 122,23 125,01 97,78 173,05 165,42 104,61 181,38 117,13 154,86

2770 145,94 140,75 103,69 201,84 186,48 108,24 196,02 131,84 148,68


A4

Quadro 33 – Valores correspondentes às figuras 46,47 e 48

PT1 FF1 FF2

GD (ºC)

Nic (KW.h/m2)

Ni (KW.h/m2)

nic / ni %

Nic (KW.h/m2)

Ni (KW.h/m2)

nic / ni %

Nic (KW.h/m2)

Ni (KW.h/m2)

nic / ni %

1130 51,95 54,80 46,19 46,19 46,19 45,05 48,50 55,49 87,42

1330 60,80 63,71 53,97 53,97 53,97 45,11 62,58 64,51 97,01

1470 72,63 69,94 65,82 65,82 65,82 53,95 74,59 70,83 105,31

1560 75,48 73,94 69,46 69,46 69,46 59,87 76,76 74,89 102,50

1770 84,62 83,29 77,65 77,65 77,65 58,89 86,07 84,36 102,02

2010 99,55 93,98 92,12 92,12 92,12 63,76 101,20 95,19 106,30

2230 109,75 103,77 102,96 102,96 102,96 71,66 110,41 105,12 105,03

2450 117,19 113,56 109,24 109,24 109,24 68,20 117,92 115,05 102,50

2770 139,63 127,81 131,69 131,69 131,69 75,67 140,45 129,49 108,46


FF3 FF4 FF5 GD (ºC)

Nic (KW.h/m2)

Ni (KW.h/m2)

nic / ni %

Nic (KW.h/m2)

Ni (KW.h/m2)

nic / ni %

Nic (KW.h/m2)

Ni (KW.h/m2)

nic / ni %

1130 46,19 53,32 86,62 57,12 55,28 103,33 38,56 49,14 78,49

1330 53,97 61,97 87,10 66,94 64,26 104,16 45,10 57,04 79,08

1470 65,82 68,02 96,77 78,51 70,55 111,27 54,35 62,57 86,88

1560 69,46 71,90 96,60 78,68 74,60 105,48 55,86 66,12 84,48

1770 77,65 80,98 95,89 88,41 84,03 105,21 62,51 74,42 84,01

2010 92,12 91,35 100,85 103,30 94,82 108,95 73,91 83,90 88,10

2230 102,96 100,85 102,09 109,88 104,70 104,95 81,25 92,59 87,75

2450 109,24 110,36 98,99 117,89 114,59 102,88 86,39 101,28 85,30

2770 131,69 124,19 106,05 139,26 128,97 107,98 106,32 113,92 93,33


A5


PP3 PP4 FE1

GD (ºC)

Nic (KW.h/m2)

Ni (KW.h/m2)

nic / ni %

Nic (KW.h/m2)

Ni (KW.h/m2)

nic / ni %

Nic (KW.h/m2)

Ni (KW.h/m2)

nic / ni %

1130 49,87 57,60 86,58 33,93 49,14 69,05 59,29 53,06 111,74

1330 58,35 67,00 87,09 39,61 57,04 69,44 69,43 61,66 112,62

1470 69,90 73,57 95,00 48,93 62,57 78,21 82,19 67,67 121,45

1560 71,71 77,80 92,17 51,80 66,12 78,35 84,58 71,54 118,23

1770 80,35 87,67 91,64 57,78 74,42 77,65 94,94 80,57 117,85

2010 94,69 98,95 95,70 68,99 83,90 82,23 111,27 90,88 122,44

2230 103,10 109,29 94,34 77,96 92,59 84,21 121,26 100,33 120,86

2450 109,89 119,62 91,87 82,32 101,28 81,28 129,85 109,79 118,27

2770 131,37 134,66 97,55 100,12 113,92 87,89 153,91 123,54 124,59


FE2 FE3 NF1

GD (ºC)

Nic (KW.h/m2)

Ni (KW.h/m2)

nic / ni %

Nic (KW.h/m2)

Ni (KW.h/m2)

nic / ni %

Nic (KW.h/m2)

Ni (KW.h/m2)

nic / ni %

1130 38,57 49,77 77,48 31,57 49,84 63,34 45,15 54,72 82,51

1330 44,97 57,79 77,81 36,74 57,86 63,50 52,88 63,61 83,14

1470 56,50 63,40 89,12 47,30 63,48 74,52 62,46 69,83 89,44

1560 60,73 67,00 90,64 51,77 67,09 77,16 63,02 73,83 85,36

1770 67,60 75,42 89,63 57,42 75,51 76,04 70,73 83,16 85,05

2010 81,20 85,03 95,50 69,69 85,14 81,85 82,93 93,83 88,38

2230 92,24 93,85 98,29 80,61 93,97 85,79 89,40 103,61 86,29

2450 96,93 102,66 94,42 84,05 102,80 81,76 95,66 113,38 84,37

2770 118,92 115,48 102,98 104,60 115,64 90,46 113,54 127,60 88,98


A6

Quadro37 – Valores correspondentes à figura 49

PT1 FF1 FF2

GD (ºC)

Nic (KW.h/m2)

Ni (KW.h/m2)

nic / ni %

Nic (KW.h/m2)

Ni (KW.h/m2)

nic / ni %

Nic (KW.h/m2)

Ni (KW.h/m2)

nic / ni %

1130 53,20 54,80 97,07 25,20 49,14 51,29 54,66 55,49 98,52

1330 62,31 63,71 97,80 29,40 57,04 51,55 64,03 64,51 99,26

1470 73,73 69,94 105,41 36,84 62,57 58,88 75,65 70,83 106,80

1560 76,36 73,94 103,27 42,04 66,12 63,58 77,61 74,89 103,64

1770 85,70 83,29 102,89 46,78 74,42 62,87 87,12 84,36 103,27

2010 100,51 93,98 106,95 56,26 83,90 67,06 102,12 95,19 107,28

2230 110,39 103,77 106,38 68,22 92,59 73,68 111,04 105,12 105,63

2450 118,10 113,56 103,99 71,62 101,28 70,72 118,82 115,05 103,28

2770 140,26 127,81 109,74 88,09 113,92 77,33 141,06 129,49 108,94


FF3 FF4 FF5

GD (ºC)

Nic (KW.h/m2)

Ni (KW.h/m2)

nic / ni %

Nic (KW.h/m2)

Ni (KW.h/m2)

nic / ni %

Nic (KW.h/m2)

Ni (KW.h/m2)

nic / ni %

1130 48,10 53,32 90,21 57,83 55,28 104,62 39,76 49,14 80,91

1330 56,28 61,97 90,83 67,80 64,26 105,50 46,54 57,04 81,61

1470 67,56 68,02 99,32 79,11 70,55 112,14 55,42 62,57 88,58

1560 70,83 71,90 98,51 79,21 74,60 106,18 56,76 66,12 85,85

1770 79,33 80,98 97,96 89,06 84,03 105,99 63,62 74,42 85,50

2010 93,63 91,35 102,50 103,87 94,82 109,55 74,90 83,90 89,28

2230 103,98 100,85 103,10 110,28 104,70 105,32 81,93 92,59 88,49

2450 110,67 110,36 100,28 118,45 114,59 103,37 87,35 101,28 86,25

2770 132,69 124,19 106,85 139,64 128,97 108,28 106,96 113,92 93,90


A7

Quadro 39 – Valores correspondentes à figura 49

PP3 PP4 FE1

GD (ºC)

Nic (KW.h/m2)

Ni (KW.h/m2)

nic / ni %

Nic (KW.h/m2)

Ni (KW.h/m2)

nic / ni %

Nic (KW.h/m2)

Ni (KW.h/m2)

nic / ni %

1130 51,17 57,60 88,84 35,78 49,14 72,83 60,34 53,06 113,72

1330 59,92 67,00 89,44 41,85 57,04 73,37 70,71 61,66 114,68

1470 71,05 73,57 96,57 50,65 62,57 80,96 83,10 67,67 122,80

1560 72,66 77,80 93,38 53,21 66,12 80,47 85,32 71,54 119,26

1770 81,51 87,67 92,97 59,50 74,42 79,96 95,85 80,57 118,97

2010 95,72 98,95 96,73 70,54 83,90 84,08 112,07 90,88 123,32

2230 103,81 109,29 94,98 79,03 92,59 85,36 121,79 100,33 121,39

2450 110,89 119,62 92,70 83,80 101,28 82,75 130,61 109,79 118,97

2770 132,06 134,66 98,07 101,17 113,92 88,82 154,43 123,54 125,01


FE2 FE3 NF1

GD (ºC)

Nic (KW.h/m2)

Ni (KW.h/m2)

nic / ni %

Nic (KW.h/m2)

Ni (KW.h/m2)

nic / ni %

Nic (KW.h/m2)

Ni (KW.h/m2)

nic / ni %

1130 41,44 49,77 83,26 34,99 49,84 70,20 45,89 54,72 83,86

1330 48,42 57,79 83,80 40,84 57,86 70,58 53,78 63,61 84,54

1470 59,22 63,40 93,42 50,65 63,48 79,79 63,10 69,83 90,36

1560 62,88 67,00 93,85 54,44 67,09 81,15 63,59 73,83 86,12

1770 70,22 75,42 93,10 60,66 75,51 80,33 71,43 83,16 85,89

2010 83,59 85,03 98,31 72,69 85,14 85,38 83,54 93,83 89,04

2230 93,90 93,85 100,06 82,74 93,97 88,05 89,82 103,61 86,70

2450 99,23 102,66 96,65 86,96 102,80 84,59 96,27 113,38 84,90

2770 120,57 115,48 104,41 106,74 115,64 92,31 113,96 127,60 89,30


A8


FF2 FF3 FF4

GD (ºC)

Nic (KW.h/m2)

Ni (KW.h/m2)

nic / ni %

Nic (KW.h/m2)

Ni (KW.h/m2)

nic / ni %

Nic (KW.h/m2)

Ni (KW.h/m2)

nic / ni %

1130 22,56 55,49 41 10,99 53,32 21 33,84 55,28 61

1330 26,14 64,51 41 12,64 61,97 20 39,41 64,26 61

1470 35,96 70,83 51 19,44 68,02 29 50,34 70,55 71

1560 41,56 74,90 56 25,30 71,90 35 49,22 74,60 66

1770 45,66 84,36 54 27,03 80,98 34 54,55 84,03 65

2010 57,02 95,19 60 35,96 91,35 39 66,37 94,82 70

2230 70,04 105,12 67 59,51 100,85 59 76,06 104,70 73

2450 71,49 115,047 62 48,15 110,36 44 86,92 114,59 76

2770 92,51 129,49 71 67,45 124,19 54 107,83 128,97 84


PT1 FE1 FE2

GD (ºC)

Nic (KW.h/m2)

Ni (KW.h/m2)

nic / ni %

Nic (KW.h/m2)

Ni (KW.h/m2)

nic / ni %

Nic (KW.h/m2)

Ni (KW.h/m2)

nic / ni %

1130 24,54 54,80 45 20,82 53,06 39 18,73 49,77 38

1330 28,46 63,71 45 24,09 61,66 39 21,66 57,79 37

1470 38,52 69,94 55 33,59 67,67 50 30,55 63,40 48

1560 44,48 73,94 60 39,07 71,54 55 36,38 67,00 54

1770 48,99 83,29 59 42,83 80,57 53 39,82 75,42 53

2010 60,70 93,98 65 53,83 90,88 59 50,28 85,03 59

2230 74,34 103,77 72 66,58 100,33 66 63,46 93,85 68

2450 76,39 113,56 67 67,60 109,79 62 64,25 102,66 63

2770 97,63 127,81 76 88,31 123,54 71 84,38 115,48 73


A9


PT3 NF2

GD (ºC) Nic

(KW.h/m2) Ni

(KW.h/m2) nic / ni

% Nic

(KW.h/m2) Ni

(KW.h/m2) nic / ni

%

1130 46,44 78,56 59,12 25,56 61,22 41,75

1330 68,33 100,93 67,70 29,56 71,26 41,49

1470 54,13 91,72 59,02 41,60 78,28 53,14

1560 73,66 106,85 68,93 52,44 82,80 63,34

1770 81,95 120,67 67,91 57,50 93,34 61,61

2010 98,59 136,47 72,24 72,20 105,39 68,51

2230 112,28 150,94 74,38 93,52 116,43 80,33

2450 117,86 165,42 71,25 95,31 127,47 74,77

2770 145,99 186,48 78,29 123,67 143,53 86,16


FF2 FF3 FF4

GD (ºC)

Nic (KW.h/m2)

Ni (KW.h/m2)

nic / ni %

Nic (KW.h/m2)

Ni (KW.h/m2)

nic / ni %

Nic (KW.h/m2)

Ni (KW.h/m2)

nic / ni %

1130 39,65 55,49 71 34,43 53,32 65 41,13 53,32 77

1330 46,33 64,51 72 40,15 61,97 65 48,13 61,97 78

1470 56,46 70,83 80 50,23 68,01 74 57,62 68,02 85

1560 60,21 74,89 80 55,17 71,90 77 59,66 71,90 83

1770 73,05 84,36 87 61,47 80,98 76 66,85 80,98 83

2010 79,83 95,19 84 73,65 91,35 81 78,77 91,35 86

2230 90,60 105,12 86 85,78 100,85 85 87,17 100,85 86

2450 96,19 115,04 84 90,41 110,36 82 92,95 110,36 84

2770 115,82 129,49 89 110,31 124,19 89 111,0 124,19 89


A10


PT1 FE1 FE2

GD (ºC) Nic

(KW.h/m2) Ni

(KW.h/m2)

nic / ni %

Nic (KW.h/m2)

Ni (KW.h/m2)

nic / ni %

Nic (KW.h/m2)

Ni (KW.h/m2)

nic / ni %

1130,00 39,73 54,80 72 41,41 53,06 78 27,29 49,77 55

1330,00 46,43 63,71 73 42,25 61,66 69 31,74 57,79 55

1470,00 56,58 69,94 81 58,76 67,67 87 42,57 63,40 67

1560,00 60,83 73,94 82 63,21 71,54 88 46,63 67,00 70

1770,00 68,02 83,29 82 70,72 80,57 88 51,66 75,42 69

2010,00 80,65 93,98 86 83,71 90,88 92 62,91 85,03 74

2230,00 92,22 103,77 89 95,71 100,33 95 75,11 93,85 80

2450,00 97,96 113,56 86 101,81 109,79 93 78,21 102,66 76

2770,00 117,84 127,81 92 122,16 123,54 99 97,55 115,48 84


PT3 NF2

GD Nic

(KW.h/m2) Ni

(KW.h/m2) nic / ni

% Nic

(KW.h/m2) Ni

(KW.h/m2) nic / ni

%

1130 65,98 78,55 83,99 36,11 61,22 58,99

1330 77,35 91,72 84,34 42,02 71,25 58,96

1470 90,20 100,93 89,37 58,76 67,67 86,83

1560 92,60 106,85 86,66 64,18 82,80 77,51

1770 104,18 120,67 86,33 71,23 93,34 76,31

2010 121,31 136,47 88,89 86,32 105,39 81,91

2230 131,97 150,94 87,43 105,23 116,43 90,38

2450 142,05 165,42 85,87 110,12 127,47 86,39

2770 166,78 186,48 89,44 136,14 143,53 94,85

7.2. DESENHOS


A11

Apartamento – NF1


A12

Moradia – NF2


A13

Apartamento – PT1


A14

Cave

Alçado Sul

Alçado Norte

Alçado Oeste

Alçado Este

Rés-do-chão

1ºpiso

2ºpiso

Moradia – PT2


A15

Planta da Cave Planta do rés-do-chão Planta do primeiro piso

Corte A A´’ Alçado Norte

Alçado Sul

Moradia – PT3


A16

Moradia – PP1


A17

Moradia – PP2


A18

Apartamento – PP3


A19

Apartamento – PP4


A20

Apartamento – FE1


A21

Apartamento – FE2


A22

Apartamento – FE3


A23

Apartamento – FF1


A24

Apartamento – FF2


A25

Apartamento – FF3


A26

Apartamento – FF4


A27

Apartamento – FF5

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