Térmica de Edifícios - AdEPorto · Os métodos de fixação dos colectores à cobertura devem garantir a ausência de infiltrações e, de modo geral, não devem propiciar qualquer

LFCLFCLFC

O GUIA TERMOS DE REFERÊNCIA:EXEMPLO DE APLICAÇÃO

VASCO PEIXOTO DE FREITAS

Faculdade Engenharia Universidade do PortoLaboratório de Física das Construções

Vasco Peixoto de Freitas LFC/FEUP - AdePorto

LFC

SUMÁRIO

1. Introdução

2. Tipificação das Soluções Construtivas

3. Importância Energética

4. Níveis de Qualidade

5. Princípios Construtivos da Reabilitação

6. Colectores Solares

7. Exemplo de Aplicação

8. Conclusões


LFCLFCLFC

1


INTRODUÇÃO

LFC

A reabilitação do património edificado é um exercício complexo


LFC

PORTO - PATRIMÓNIO EXTRAORDINÁRIO


LFC

CAIXILHARIAS / FACHADAS


LFC

•

COBERTURAS


LFC

COBERTURAS


LFCLFCLFC

2


TIPIFICAÇÃO DAS SOLUÇÕES CONSTRUTIVAS

LFC

Paredes Exteriores


•Parede simples de alvenaria de

tijolo

•Parede de pedra

•Parede de tabique

PE1 PE2 PE3

Coeficiente de transmissão

térmicaU (W/m2.ºC)

2,9 3 1,3

PE1 PE2

PE3

LFC

Coberturas

C1 - Cobertura inclinada fortemente ventilada

C2 - Cobertura inclinada sobre espaço ocupado

C3 - Cobertura horizontal


C3C1 C2

LFC

Vãos Envidraçados


Caixilharia de MadeiraSem protecção – VE1 Com protecção interior - VE2 Com protecção exterior – VE3

LFC

Vãos Envidraçados


CAIXILHARIA DE MADEIRA

CAIXILHARIA METÁLICA

SEM PROTECÇÃO

COM PROTECÇÃO EXTERIOR

COM PROTECÇÃO INTERIOR

Caixilharia de Madeira Caixilharia Metálica

s/ protecção c/ protecção s/ protecção c/ protecção

Coeficiente de transmissão térmica U [W/(m2.ºC)]

4,3 3,7 5,0 4,3

LFCLFCLFC

3


IMPORTÂNCIA ENERGÉTICA

LFC

Importância Energética


Paredes exteriores Vãos envidraçados Coberturas

Pedra

TabiqueAlvenaria de tijolo Simples

Caixilharia de Madeira Caixilharia Metálica Inclinada Horizontal

sem protecção

com protecção

sem protecção

com protecção leve laje

aligeiradalaje

maciçalaje

aligeirada laje maciça

U [W/(m2.º

C)]2,9 3,0 1,3 4,3 3,7 5,0 4,3 3,8 2,8 3,4 2,3 2,6

Q (kWh/m2) 112 116 50 166 143 193 166 147 108 131 89 100

LFCLFCLFC

4


NÍVEIS DE QUALIDADE TÉRMICA

LFC

Níveis de Qualidade Térmica


•Coeficiente de transmissão térmica - U

Nível de Qualidade Limites de U

N1 U = Uref

N2 U = 0,75·Uref

N3 U = 0,6·Uref

N4 U = 0,5·Uref

Elemento da envolvente N1 (Referência) N2 N3 N4

Paredes exteriores 0,60 0,45 0,36 0,30

Coberturas 0,45 0,34 0,27 0,23

Vãos envidraçados 3,30 2,50 2,00 -

LFC



•FACTOR SOLAR - G⊥ (Verão)

Nível de Qualidade Limites de g⊥

Q1 g⊥ ≥ 0,56

Q2 0,25 ≤ g⊥ < 0,56

Q3 0,10 ≤ g⊥ < 0,25

Q4 g⊥ ≤ 0,10

Classe de inércia térmica g⊥ máx

Fraca (It < 150 kg/m2) 0,15

Média (150 kg/m2 ≤ It ≤ 400 kg/m2) 0,56

Forte (It > 400 kg/m2) 0,56

LFC



•ORIENTAÇÃO

LFC



•ADEQUAÇÃO DO VÃO PARA UM DETERMINADO COMPARTIMENTO - VERÃO

Classe Valor g⊥.Av/AS

Classe 1 ≤ 0,02Classe 2 > 0,02 e ≤ 0,03Classe 3 > 0,03 e ≤ 0,06 Classe 4 > 0,06 e ≤ 0,09 Classe 5 > 0,09

g⊥ - Factor solar do vidro e sua protecção

Av - Área dos vãos envidraçados [m2]

As - Área útil do compartimento [m2]

LFC



•ADEQUAÇÃO DO VÃO PARA UM DETERMINADO COMPARTIMENTO - VERÃO

Inércia Térmica

Habitação individual e habitação colectiva com ventilação transversal

Habitação colectiva sem ventilação transversal

Orientações dos vãos envidraçados

Orientações dos vãos envidraçados

“Norte” “Este-Sul”

“Oeste”

“Norte”

“Este-Sul”

“Oeste”

Forte ≤ 5 ≤ 4 ≤ 4 ≤ 5 ≤ 4 ≤ 4

Média ≤ 4 ≤ 3 ≤ 2 ≤ 4 ≤ 3 ≤ 1

Fraca ≤ 4 ≤ 1 ≤ 1 ≤ 4 b) b)

b) Recomendável arrefecimento climatização

LFCLFCLFC

5


PRINCÍPIOS CONSTRUTIVOS DA REABILITAÇÃO

LFC

Princípios Construtivos da Reabilitação

CL

VE

PEF

PEE

C

C Cobertura

CL Clarabóia

PEE Parede Exterior de Empena

PEF Parede Exterior de Fachada

VE Vão Envidraçado


LFC


PEE - Aplicação de isolamento térmico pelo exterior com revestimento independente e espaço de ar ventilado (fachada ventilada)

Nível de Qualidade

Eisolamento* [mm]

U[W/(m2.ºC)]

N1 50 0,60

N2 70 0,45

N3 100 0,36

* λ=0,04 [W/(m.ºC)]


LFC


PEF (posterior) - Aplicação de isolamento térmico pelo exterior com revestimento aplicado sobre isolamento térmico

Nível de Qualidade

Eisolamento* [mm]

U[W/(m2.ºC)]

N1 50 0,60

N2 70 0,45

N3 100 0,36

* λ=0,04 [W/(m.ºC)]


LFC

5) Princípios Construtivos da Reabilitação

PEF (principal) - Aplicação de isolamento térmico pelo interior associado a uma forra pesada (alvenaria, elemento pré-fabricado, etc.)

Nível de Qualidade

Eisolamento* [mm]

U[W/(m2.ºC)]

N1 50 0,60

N2 70 0,45

N3 100 0,36

* λ=0,04 [W/(m.ºC)]


LFC


PEF (principal) - Aplicação de isolamento térmico pelo interior com revestimento leve (gesso cartonado, madeira, derivados de madeira, etc.)

Nível de Qualidade

Eisolamento* [mm]

U[W/(m2.ºC)]

N1 50 0,60

N2 70 0,45

N3 100 0,36

* λ=0,04 [W/(m.ºC)]


LFC


VE - Conservar o princípio da caixilharia existente substituindo o vidro simples por vidro duplo associado a portada ou estore interior

Nível de Qualidade

U[W/(m2.ºC)]

N1 3,30


LFC


VE – Introdução de uma segunda caixilharia interior associada a portada ou estore interior

Nível de Qualidade

U[W/(m2.ºC)]

N3 2,00


LFC


VE – Substituição da caixilharia existente por uma nova caixilharia associada a protecção exterior (apenas em caso de degradação profunda)

Nível de Qualidade

U[W/(m2.ºC)]

N2 2,50


LFC


C – Aplicação de isolamento em cobertura inclinada com desvão não útil (Revestimento em telha cerâmica)

Nível de Qualidade

Eisolamento* [mm]

U[W/(m2.ºC)]

N1 70 0,45

N2 100 0,34

N3 130 0,27

N4 160 0,23

* λ=0,04 [W/(m.ºC)]


LFC


C – Aplicação de isolamento em cobertura inclinada com desvão útil (Revestimento em telha cerâmica)

Nível de Qualidade

Eisolamento* [mm]

U[W/(m2.ºC)]

N1 70 0,45

N2 100 0,34

N3 130 0,27

N4 160 0,23

* λ=0,04 [W/(m.ºC)]Vasco Peixoto de Freitas LFC/FEUP - AdePorto

LFC


C – Aplicação de isolamento em cobertura inclinada com desvão útil (Revestimento em telha cerâmica)

Nível de Qualidade

Eisolamento* [mm] U[W/(m2.ºC)]

N1 70 0,45

N2 100 0,34

N3 130 0,27

N4 160 0,23

* λ=0,04 [W/(m.ºC)]Vasco Peixoto de Freitas LFC/FEUP - AdePorto

LFC

5) Princípios Construtivos da Reabilitação

Cl – Substituição da caixilharia existente por uma nova caixilharia associada a protecção exterior ou interior

Nível de Qualidade

G⊥<0,20 U=2,5[W/(m2.ºC)]

Q3 N2


LFCLFCLFC

6


COLECTORES SOLARES TÉRMICOS

LFC

Colectores Solares Térmicos


A área total de colectores não deve ultrapassar 10% da área total de cobertura;

Os colectores deverão ser instalados à face da vertente com a mesma inclinação da telha;

Os colectores devem estar alinhados pela cumeeira;

LFC



Só devem ser instalados em vertentes orientadas no quadrante Sul (azimutes de 90º entre SE e SW);

Não devem ser instalados em vertentes com geometria triangular;

Não devem ser colocados em águas ou vertentes de telhado viradas à via pública, ou directamente visíveis da via pública

Cobertura a evitar

Cobertura a evitar

LFC



Os métodos de fixação dos colectores à cobertura devem garantir a ausência de infiltrações e, de modo geral, não devem propiciar qualquer tipo de patologia;

Apenas são permitidos sistemas do tipo ‘circulação forçada’, eliminando assim o impacte visual dos sistemas de termossifão;

Os sistemas devem ser certificados com a marca Solarkeymark e/ou Certif (listagem dos equipamentos certificados em www.aguaquentesolar.com), ser instalados por entidades acreditadas e ser abrangidos pela garantia de fabricante por um prazo de 6 anos;

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EXEMPLO DE APLICAÇÃO

LFC

DESCRIÇÃO DO EDIFÍCIOEdifício multifamiliar situado no quarteirão das CardosasR/C + 4 (3 pisos e recuado)Fracção analisada – 3º pisoR1 – intervenção sem instalação de colectores solaresR2 – intervenção com instalação de colectores solares


Alçado Principal Alçado Posterior Planta

LFC

Fachada Principal Solução Existente Medida de Melhoria

Descrição Parede de Pedra

Aplicação de isolamento térmico pelo interior com revestimento leve (gesso cartonado, madeira, derivados de madeira, etc.)

Esquema

Aspecto

Coeficiente de transmissão térmica [W/(m2.ºC)] 2,9 0,45

(7 cm de isolamento)

Nível de Qualidade < N1 N2

Perda de calor anual por área útil de pavimento[kWh/(m2.ano)]

9,1 1,4

PAREDES EXTERIORES


PE1 PE.S3

LFC

Fachada Posterior Solução Existente Medida de Melhoria

Descrição Parede de PedraAplicação de isolamento térmico pelo exterior com revestimento aplicado

sobre o isolante (ETICS)

Esquema

Aspecto




Perda de calor anual por área útil de pavimento[kWh/(m2.ano)]

10,8 1,7

PAREDES EXTERIORES


PE1 PE.S1

LFC

EMPENA (ZONA CORRENTE) Solução Existente Medida de Melhoria

Descrição Parede de Pedra

Aplicação de isolamento térmico pelo exterior com revestimento

independente e espaço de ar ventilado (fachada ventilada –

soletos de ardósia)

Esquema

Aspecto




Perda de calor anual por área útil de pavimento

[kWh/(m2.ano)]14,3 2,2

PAREDES EXTERIORES


PE1 PE.S2

LFC

FACHADA PRINCIPAL Solução Existente Medida de Melhoria

DescriçãoCaixilharia de madeira associada a vidro simples com protecção

interior

Introdução de uma segunda caixilharia interior (mantendo a

protecção interior)

Esquema

Aspecto


Factor solar (g⊥) 0,30 (Q2) 0,10-0,25 (Q3)



[kWh/(m2.ano)]18,7 12,6

VÃOS ENVIDRAÇADOS


VE2 VE.S2

Ventilação

LFC

FACHADA POSTERIOR Solução Existente Medida de Melhoria

DescriçãoCaixilharia de madeira associada a vidro simples sem protecção

interior

Substituição da caixilharia existente por uma nova

caixilharia com colocação de um estore ou portada exterior

Esquema

Aspecto


Factor solar (g⊥) 0,70 (Q1) 0,03 (Q4)



[kWh/(m2.ano)]6,7 3,9

VÃOS ENVIDRAÇADOS


VE1 VE.S3

Ventilação

LFC

COBERTURA INCLINADA Solução Existente Medida de Melhoria

DescriçãoCobertura inclinada com desvão

fortemente ventilado

Aplicação de isolamento em cobertura inclinada com desvão

não útil

Esquema

Aspecto





[kWh/(m2.ano)]32,9 2,9

COBERTURAS


Ventilação VentilaçãoC1 C.S1

LFC

SISTEMAS DE AQS


Solução Existente Medida de Melhoria

DescriçãoTermoacumulador eléctrico com 50 a 100 mm de isolamento (η =

0,90)

Sistema composto por colectores solares térmicos planos e apoio do tipo caldeira mural a gás natural

(η = 0,83)

Esquema

Esolar (kWh) 0 1102,75

Nac (kWh/m2.ano) 36,10 23,51

Nac (kgep/m2.ano) 11,63 2,44

LFCLFCLFC

8


CONCLUSÕES

LFC


DESCRIÇÃO DO EDIFÍCIO

R1 – intervenção sem instalação de colectores solaresR2 – intervenção com instalação de colectores solares

Alçado Principal Alçado Posterior Planta

LFC

CONCLUSÕES


Nic Nvc Nac Ntc % redução (energia primária)

kWh/(m2.ano) kgep/(m2.ano) kWh/(m2.ano) kgep/(m2.ano) kWh/(m2.ano) kgep/(m2.ano) kgep/(m2.ano)

Solução Existente (E)

221,8 64,3 7,7 0,7 36,1 11,6 18,2 -

Solução de Reabilitação Sem Colectores (R1)

94,4 27,4 6,6 0,6 39,2 4,1 6,9 62%

Solução de Reabilitação com Colectores (R2)

94,4 27,4 6,6 0,6 23,5 2,4 5,2 71%

CONDIÇÕES NOMINAIS (RCCTE)

LFC

CONCLUSÕES


Nic Nvc Nac Nic+Nac % redução (energia primária)

kWh/(m2.ano) kgep/(m2.ano) kWh/(m2.ano) kgep/(m2.ano) kWh/(m2.ano) kgep/(m2.ano) kgep/(m2.ano)

Solução Existente (E)

66,6 19,3 -- -- 36,1 11,6 31,0 -

Solução de Reabilitação Sem Colectores (R1)

28,3 8,2 -- -- 39,2 4,1 12,3 60%

Solução de Reabilitação com Colectores (R2)

28,3 8,2 -- -- 23,5 2,4 10,7 66%

CONDIÇÕES REAIS UTILIZAÇÃO (30% Nic e 0% Nvc)

LFC

Não há uma única via para a obtenção do conforto e da eficiência energética …


LFC

…mas é possível …


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