Materiais de Poupança de EnergiaC2 F.A.U.P. 2010/2011

01 Enquadramento histórico

• Até certa altura o desenvolvimento do ser humano não envolvia grandes preocupações com o meio ambiente• Anos 60 – começa a surgir a ideia de ecologia (equilíbrio entre o meio físico e os seres vivos)

• Esta nova consciencialização leva a uma série de organizações, acordos, a nível local, nacional a internacional que visam a diminuição dos gastos de energia:

• Quercus – associação nacional de conservação da Natureza• Our Common Future - é um documento de 1987 que cita a noção de desenvolvimento sustentável. Fala-se pela primeira vez em educação ambiental. Também os arquitectos precisam de ser direccionados para uma sensibilidade ecológica para os seus projectos• Agenda 21 - é um plano de desenvolvimento para o século XXI que integra o meio ambiente nas decisões de progresso• Meta 20, 20, 20 - pretende até ao ano de 2020 reduzir em 20% abaixo dos níveis de 1990 a emissão de gases com efeito de estufa, aumentar em 20% o uso de energia renovável e reduzir 20% o consumo de energia primária• Greenpapers - lançado pela Comissão Europeia é um documento de discussão, onde se apresentam ideias e pretende-se a contribuição de organizações para que com uma série de propostas possam tornar-se lei• Greenpeace - é uma organização sem fins lucrativos com sede em mais de 40 países que pretende a sensibilização das pessoas para com o meio ambiente e a sua protecção

• Também a Arquitectura não ficou desligada da nova ideia e pretendeu ainda que de uma forma lenta adoptar e adaptar-se às medidas ecológicas.

02Cultura e contexto

• Encaixando o tema da energia no contexto arquitectónico podemos entrar por diversos caminhos. Que a poupança de energia é fundamental para a sustentabilidade já é dado como adquirido, mas importa agora perceber de que forma isso pode ter influências na arquitectura.

• Portugal criou o Sistema Nacional de Certificação Energética da Qualidade do Ar no Interior dos Edifícios (SCE), também o Regulamento das Características de Comportamento Térmico dos Edifícios (RCCTE), relativo aos edifícios de habitação e o Regulamento dos Sistemas Energéticos e de Climatização dos Edifícios (RSECE), relativo aos edifícios de serviços.

• Sistema BREEAM (Building Research Establishment Assessment Method) – 1990 - Reino Unido - realizado de 2 em 2 anos. Faz um estudo do edifício referente à sua gestão, saúde e bem estar, energia, transporte, água, materiais, uso do solo, ecologia e poluição e atribui pontos que vão classificar o edifício de extraordinário, excelente, muito bom, bom, passou, ou desclassificado.

• Sistema LEED (Leardship in Energy and Environmental Design) – 1993 – lançado em 1998 - Estados Unidos. Analisa a sustentabilidade do local, a conservação da água, a energia e atmosfera, a qualidade ambiental interior, os materiais, os recursos e a inovação e o progresso do design. Também a classificação é feita através de pontos que certificam o edifício em platina, ouro, prata e certificado. O Sonae Maia Bussiness Center obteve certificação LEED nível ouro em 2010.

 Arquitectura solar passiva:

-A arquitectura solar passiva consiste no aproveitamento da radiação solar através do sistema construtivo e da arquitectura de um edifício, sem recorrer a meios mecânicos.

- O desenho solar passivo pode melhorar o desempenho energético em três áreas: aquecimento, arrefecimento e iluminação.

- Para o aquecimento do edifício são frequentemente utilizados grandes vãos de vidro (geralmente controlados por palas) e paredes com uma grande capacidade de armazenamento de massa térmica, como é o exemplo do sistema construtivo, Parede de Trombe.

- Para a iluminação natural é fundamental ter em conta a dimensão e localização dos vãos, o tipo de vidro utilizado e a configuração dos espaços interiores.

- O uso da vegetação adequada é fundamental pois pode proporcionar sombra no Verão e não atrapalhar a passagem dos raios solares de Inverno, sendo que a vegetação de folha caduca é a mais adequada neste caso.

03Modos de aplicação

 Arquitectura solar activa:

- A arquitectura solar activa consiste no aproveitamento da radiação solar através de sistemas que necessitam de dispositivos mecânicos.

- Os sistemas solares para o aquecimento de água (painéis solares) utilizam a radiação solar para aquecer a água podendo fornecer água quente sem custos adicionais para além da amortização do equipamento.

- Os painéis fotovoltaicos são constituídos por módulos que convertem directamente a energia solar em energia eléctrica.

Energia Eólica

-Algumas instalações produzem electricidade directa, enquanto que outras utilizam-se para ventilar ou bombear água.

Outros dispositivos mecânicos

- São exemplo os interruptores inteligentes, a utilização de LEDS, o uso de torneiras automáticas, chuveiros e torneiras de caudal reduzido, autoclismos de dupla descarga, a domótica...

04Allmann Sattler Wappner Architekten

- Allmann Sattler Wappner Architekten é uma empresa internacional com sede em Munique, fundada em 1993. Esta emprega actualmente 60 membros de oito países diferentes que trabalham em diversas equipas sob a liderança de três sócios, Markus Allmann, Amandus Sattler e Ludwig Wappner.

- Os projectos mais conhecidos são: o Museu Dornier em Friedrichshafen, a Herz Jesu Church e a Haus der Gegenwart, em Munique e o prédio da administração para Südwestmetall em Reutlingen. Existem ainda outros projectos em andamento tais como: o planeamento para a nova arquitectura corporativa da Audi, o Stachus Shopping Centre, Pasinger Hofgärten e o Forum am Hirschgarten em Munique, o Stadtbahn Karlsruhe e ainda o Automotive Complex in Kuwai.

- A arquitectura de Allmann Sattler Wappner Architekten recebeu vários prémios, tais como: o German Architecture Award, o Hugo Häring Award, o Design Award , o Lighting Design Award, o LEAF Award e o ECOLA Award.

 

Prof. Allmann, Markus

 

Markus Allmann nasceu a 2 de Junho de 1959 em Ludwigshafen. Formou-se em arquitectura em 1986 na Technische Universität em Munique.

Prof. Sattler, Amandus

 

 Amandus Sattler nasceu a 26 de Março de 1957 em Maktredwitz. Formou-se em arquitectura em 1985 na Technische Universität em Munique.

Prof. Wappner, Ludwig

 

Ludwig Wappner nasceu a 10 de Novembro de 1957 em Hösbach. Formado em arquitectura e urbanística pela Technische Universität em Munique.

 

Museu Dornier Herz Jesu Church Haus der Gegenwart

05Paul Horn Arena em Tübingen

• Instalações desportivas – edifício multi-funcional

• Construída entre 2002 e 2004, o cliente da obra é a Universidade de Tübingen

• Objectivo de alcançar a utilização máxima de uma área relativamente pequena

• Todas as fachadas possuem funções adicionais, não são simples paredes exteriores: noroeste - parede de escalada ao ar livre, sudeste - vários desportos bola de rua, patinagem e skate, a fachada de entrada - vidro e transparente, um acolhedor público da cidade.Sudoeste procura responder aos problemas do ambiente e clima, esta torna-se uma fachada solar completa, isto é, com painéis solares (fotovoltaicos) Esta faceta do edifício que nos interessa aprofundar.

• A poupança de energia é um dos objectivos e para tal tentou-se uma redução do consumo da energia primária e uma procura pelo uso dos recursos naturais. Os módulos solares ocupam toda a superfície sudoeste do edifício. Os módulos têm quatro tamanhos diferentes e foram desenvolvidos de propósito para este projecto. Consistem num total de 20 000 células solares. Dão à fachada uma aparência verde brilhante conseguida por um ajuste da espessura do revestimento anti-reflexo.Toda a electricidade gerada também é introduzida na rede pública.

06Aspectos técnicos do material

Parede de Trombe

-Um dos sistemas solares de captação passiva mais utilizado é a chamada Parede de Trombe, desenvolvida em França por Félix Trombe no final dos anos 50.

-Esta parede é constituída por um pano duplo ou simples de vidro no exterior, orientado a Sul, uma câmara-de-ar e uma parede de grande densidade e espessura, que lhe garante grande inércia térmica, (normalmente em betão, pedra, ou tijolo maciço), na face exterior, essa mesma parede é pintada com uma cor muito escura que potencie a absorção dos raios solares e, na face interior, estucada e pintada, ficando com um aspecto idêntico a qualquer outra parede na habitação.

-Trata-se de um sistema capaz de absorver a energia do sol, armazená-la (no interior da parede, devido à inércia térmica da mesma) e irradiar calor para dentro da divisão adjacente durante a noite, ou quando for mais necessário.

- A transferência de calor por uma Parede Trombe é de cerca de 18min por cada 10mm de espessura. Numa parede de 200mm de betão, a parede retarda em 6 horas (18 minx20mm=360min=6h) a irradiação do calor armazenado. Com o início da absorção da radiação solar no Inverno por volta das 12h, a parede começará a irradiar calor para o espaço interior por volta as 18h (fim de tarde, início de noite). Uma Parede Trombe pode satisfazer até 15% das necessidades de aquecimento no período de Inverno quando correctamente dimensionada e orientada a Sul.

Painéis Fotovoltaicos

- O efeito foltovoltaico foi descoberto pela primeira vez em 1839 por Edmond Bequenel, no entanto, só em 1883 é que foram construídas as primeiras células fotovoltaicas por Charles Fritts.

- Vida útil esperada para um painel 20 anos (aprox.)

- As células solares utilizadas nos painéis são geralmente: mono-cristalinas (transformam cerca de 20% da energia solar e são as mais caras), poli-cristalinas (cerca de 12%) ou silício-amorfas (rendimento menor, cerca de 9% sendo também as mais económicas). As células de silício-amorfo são películas muito finas o que permite serem utilizadas como material de construção para além do aproveitamento eléctrico.

- As células fotovoltaicas são produzidas a partir de cristais de silício (electricamente neutro) Para criar uma célula solar são necessárias duas camadas distintas, uma de carga positiva e outra de carga negativa. Para obter a carga positiva ao cristal adiciona-se Boro, para obter uma carga negativa acrescenta-se Fósforo.

- As células são encapsuladas num plástico elástico, a superfície virada para o sol é protegida por um vidro temperado com baixo conteúdo de ferro e a outra superfície é protegida por poliéster.

Inverno Outono/Primavera Verão

07Parede de Trombe

Casa Shafer

Casa em Arruda dos vinhos – Pano B

arquitectos

07Parede de Trombe

08Painéis Foto voltaicos na FachadaPaul Horn Arena em Tübingen

A-Inversor B-Caixa de distribuição C-

Contador

09Painéis Foto voltaicos na Fachada

Grupo nº23André Malheiro 080201013Cláudia Oliveira 080201032Jani Brito 080201054