Certificação Energética de um edifício de Serviços ao abrigo do novo Regulamento- Caso prático de um Hipermercado

Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto CERTIFICAÇÃO ENERGÉTICA DE UM EDIFÍCIO DE SERVIÇOS AO ABRIGO DO NOVO REGULAMENTO - CASO PRÁTICO DE UM HIPERMERCADO Cláudia Rocha de Abreu VERSÃO PROVISÓRIA Dissertação realizada no âmbito do Mestrado Integrado em Engenharia Eletrotécnica e de Computadores Major Energia Orientador: Professor Doutor António Carlos Sepúlveda Machado e Moura Coorientador: Engenheiro Fernando Ramos 30/06/2014 ii © Cláudia Rocha de Abreu, 2014 Resumo Usar a energia otimizando o custo e reduzindo os prejuízos para o meio ambiente é o objetivo de todos nós, quer a nível individual, quer a nível coletivo. Com foco nesse objetivo têm-se desenvolvido diversos estudos em torno da eficiência energética, que visam otimizar os equipamentos e respetivas condições de funcionamento. Um dos maiores consumidores de energia em Portugal é o setor de serviços. Dentro deste setor, as lojas de retalho assumem um papel importante, sendo o seu consumo essencialmente de energia elétrica. Neste trabalho é analisado ao pormenor uma tipologia de edifícios reconhecida no Sistema Nacional de Certificação Energética de Edifícios, os hipermercados. Pretende-se fazer uma análise da eficiência energética de um hipermercado do grupo Auchan® em Portugal, ao abrigo do Sistema de Certificação Energética vertido no Decreto de Lei 118/2013, e avaliar as possíveis medidas de melhoria a implementar. Inicialmente será feita uma análise ao novo processo de certificação energética nos edifícios de serviços, desenvolvendo uma ferramenta de cálculo para o novo regulamento, de modo que seja possível representar e caraterizar o edifício através do software DesignBuilder®. Através desta aplicação será possível realizar as simulações necessárias para determinar a respetiva classe energética. Por fim teremos um conjunto de medidas e investimentos possíveis que ajudarão na utilização racional da energia a fim de alcançar um aumento da eficiência energética, não só neste edifício mas também nos que quiserem seguir este desafio para a sustentabilidade. Palavras Chave: Eficiência Energética, RECS, SCE, Edifícios de Serviço ii iii Abstract Several studies have been developed in energy efficiency area with the goal of minimize the environmental impact due to bad energy management, with the optimization of both equipment and functions. The service sector is a major energy consumer in Portugal, especially electricity, where the megastores have an important role This work analyses with detail a type of building recognized in the national system of building energy certification (the supermarkets). The energy efficiency of a supermarket of the Auchan® group in Portugal is evaluated; according to the energy certification system covered by law decree 118/2013, and assesses the possible improvement implementation measures. This analysis will be made according to the new process of energy certification in service buildings, with the development of a calculus tool for the new regulation. So, it will be possible to represent and characterize the building through the DesignBuilder® software. In the end it will be possible to obtain a set of measures and possible investments that will enable a more efficient use of energy in this building. However the developed tool allows the same analysis for any type of service buildings. Keywords: Energy Efficiency, RECS, SCE, Service Buildings iv v Agradecimentos Aos meus familiares, em especial à minha irmã e aos meus pais que sempre me apoiaram e sempre fizeram de tudo para que eu tivesse o futuro que sempre desejei. Ao Prof. Dr. António Machado e Moura, pelo seu apoio, dedicação e simpatia demonstrada durante o meu percurso académico, em especial neste último semestre. À Manvia pelo apoio à realização deste trabalho, cedendo toda a informação, apoio e ajuda que necessitava. Ao Engenheiro Fernando Ramos pela sua disponibilidade, simpatia e apoio durante todo o trabalho. Ao Engenheiro João Matos pelos seus esclarecimentos, por todo o apoio e disponibilidade. A sua ajuda foi fundamental para a realização deste trabalho. Aos meus amigos que estiveram sempre presentes ao longo destes anos, que me proporcionaram bons momentos, dentro e fora da Faculdade, um obrigado. Um especial agradecimento ao Filipe Pereira pelo seu apoio incondicional e paciência infinita. xiv Lista de figuras Figura 2.1 - Fases do processo de transformação de energia primária em energia útil ........... 3 Figura 2.2 - Estimativas da ONU da população mundial ................................................ 4 Figura 2.3 - Consumos per capita 2012 .................................................................... 5 Figura 2.4 - Consumo mundial 2012[1] ..................................................................... 6 Figura 2.5 - Consumo mundial 2012[1] ..................................................................... 6 Figura 2.6 - Primeira fotografia da Terra[8] .............................................................. 7 Figura 2.7 - Signatários do Protocolo de Quioto em 2005[11] ....................................... 10 Figura 2.8 - Metas europeias e nacionais a nível energético ......................................... 12 Figura 2.9 - Evolução legislativa no âmbito dos edifícios em Portugal ............................. 13 Figura 2.10 - Diferenças na constituição das legislações ............................................. 18 Figura 2.11 -Diferentes áreas de atuação das legislações ............................................ 18 Figura 3.1 - Exemplo de um edifício com diferentes frações climatizadas ........................ 21 Figura 3.2 - Imagem explicativa das soluções reais e das soluções de referência ............... 23 Figura 3.3 - Pilares da gestão de energia ................................................................ 39 Figura 4.1 - Interface da ferramenta criada com exemplo de um hotel ........................... 45 Figura 4.2 - Destaque na imagem interface da ferramenta .......................................... 46 Figura 4.3 - Destaque Auditoria no interface da ferramenta ........................................ 46 Figura 4.4 - Destaque simulação multizona e classe energética no interface da ferramenta . 46 Figura 4.5 - Destaque estudo de medidas de melhoria no interface da ferramenta ............. 47 Figura 4.6 - Folha1 Caraterísticas do edifício........................................................... 48 Figura 4.7 - Tabela de densidade média de ocupação da folha 1 ................................... 48 Figura 4.8 - Zonas climáticas de Inverno e de Verão respetivamente ............................. 49 xv Figura 4.9 - Folha 2 Zona exemplo de zona climática ................................................. 50 Figura 4.10 - Exemplo do perfil de ocupação ........................................................... 51 Figura 4.11 - Exemplo da página da envolvente térmica ............................................. 54 Figura 4.12 - Exemplo da página da envolvente opaca ............................................... 54 Figura 4.13 - Tipos de lâmpadas existentes ............................................................. 55 Figura 4.14 - Exemplo da folha da iluminação ......................................................... 55 Figura 4.15 - Exemplo do cálculo de águas quentes e sanitárias .................................... 56 Figura 4.16 - Exemplo da folha da Ventilação .......................................................... 58 Figura 4.17 - Exemplo da folha outros equipamentos ................................................. 59 Figura 4.18 - Exemplo da folha de energias renováveis .............................................. 59 Figura 4.19 – Exemplo de utilização da página de faturação ........................................ 60 Figura 4.20 - Exemplo de utilização da página da auditoria ......................................... 60 Figura 4.21Exemplo da folha da validação da simulação e cálculo da classe energética 1/2 ....................................................................................................... 62 Figura 4.21 - Exemplo da folha de validaçao da simulação e cálculo da classe energética 2/2 ....................................................................................................... 62 Figura 5.1 - Localização geográfica do edifício ........................................................ 64 Figura 5.2 - Planta piso 0 com zonas adjacentes a vermelho ........................................ 65 Figura 5.3 - Planta piso 1 com zonas adjacentes a vermelho ........................................ 66 Figura 5.4Áreas das zonas em análise .................................................................. 68 Figura 5.5 - Distância do edifício ao mar. ............................................................... 69 Figura 5.6 - Tipos de lâmpadas existentes no hipermercado ........................................ 72 Figura 5.7 - Desagregação da iluminação ................................................................ 72 Figura 5.8 - Termoacumulador ............................................................................ 74 Figura 5.9 - Climatização Jumbo de Cascais ............................................................ 74 Figura 5.10 - Chiller ......................................................................................... 75 Figura 5.11 - Split unidade exterior ...................................................................... 75 Figura 5.12 - Split unidade interior ....................................................................... 75 Figura 5.13 - Split unidade interior, verificação de filtros ........................................... 76 Figura 5.14 – Chiller ......................................................................................... 77 Figura 5.15 – Split ............................................................................................ 78 xvi Figura 5.16 – Analisador de redes trifásico .............................................................. 80 Figura 5.17 - Consumo elétrico dos últimos dois anos ................................................ 81 Figura 5.18 - Consumo anual do gás (2013) ............................................................. 82 Figura 5.19 - Consumos parciais totais de 2013 ........................................................ 82 Figura 5.20 - Evolução do ar condicionado da loja em 2013 ......................................... 83 Figura 5.21 - Consumos desagregados semanais ....................................................... 83 Figura 5.22 - Consumo diário do ar condicionado na loja ............................................ 84 Figura 5.23 - Painel de Navegação do DesignBuilder .................................................. 85 Figura 5.24 - Aba construção do DesigBuilder .......................................................... 86 Figura 5.25 - Aba de atividade geral do DesignBuilder ................................................ 87 Figura 5.27 - Evolução ao longo do ano dos consumos previstos pela simulação e dos consumos elétricos faturados ....................................................................... 91 Figura 5.28 - Diferenças percentuais mensais entre os consumos previstos em simulação e os consumos faturados ............................................................................... 91 Figura 5.29 - Desagregação da iluminação dos frigoríficos da loja ................................. 97 Figura 5.30 - Desagregação da iluminação no balcão de vendas da loja........................... 97 Figura 5.31 - Desagregação da iluminação dos escritórios ........................................... 97 Figura 5.32 - Lâmpada Retrofit T5 ........................................................................ 98 xvii Lista de tabelas Tabela 2.1 – Reservas Energéticas .......................................................................... 4 Tabela 2.2 – Medidas Relativas à eficiência energética ............................................... 14 Tabela 2.3 – Diferentes significados de SCE nas diferentes legislações ............................ 18 Tabela 3.1 – Requisitos específicos ....................................................................... 22 Tabela 3.2 - Princípios Gerais ............................................................................. 22 Tabela 3.3 - Critérios para a determinação da zona climática de Verão .......................... 25 Tabela 3.4 - Critérios para a determinação da zona climática de Inverno ........................ 25 Tabela 3.5 - Valores do coeficiente de transmissão térmica máximo admissível para a envolvente opaca ..................................................................................... 27 Tabela 3.6 - Especificação do tipo de consumos ....................................................... 33 Tabela 3.7 - Tipo de método usado por edifício ....................................................... 34 Tabela 3.8 - Elementos mínimos a considerar no levantamento e/ou caraterização do edifício para efeitos de aplicação do método de simulação dinâmica multizona ......... 36 Tabela 3.9Critérios para a determinação da zona climática de Verão ........................... 38 Tabela 4.1 - Legenda de cores usadas na ferramenta ................................................. 44 Tabela 4.2 - Informações necessárias para o simulação da climatização .......................... 56 Tabela 5.1 - Zonas térmicas ............................................................................... 66 Tabela 5.2 - Dados Climáticos do Edifício ............................................................... 67 Tabela 5.3 - Uref para o edifício em estudo ............................................................ 68 Tabela 5.4 - U previsto para as paredes do edifício em análise ..................................... 69 Tabela 5.5 - U previsto para os pavimentos e coberturas do edifício em análise ................ 69 Tabela 5.6 - Perfil de ocupação ........................................................................... 70 Tabela 5.7 - Valores Previstos e de Referência da iluminação ...................................... 72 Tabela 5.8 - Caraterísticas do Termoacumulador ...................................................... 72 Tabela 5.9 - Identificação geral do Chiller .............................................................. 77 Tabela 5.10 - Identificação geral do Split ............................................................... 78 Tabela 5.11 - Pé direito das frações ..................................................................... 78 xviii Tabela 5.12 - Ventilação método descritivo ............................................................ 79 Tabela 5.13 - Valores do caudal de ar novo para o DesignBuilder .................................. 79 Tabela 5.14 - Média anual do consumo elétrico ........................................................ 80 Tabela 5.15 - Valores da simulação prevista ............................................................ 89 Tabela 5.16 - Validação dos valores previstos no programa de simulação ........................ 89 Tabela 5.17 - Valores da simulação de referência ..................................................... 91 Tabela 5.18 - IEE previsto .................................................................................. 91 Tabela 5.19 - IEE de Referência ........................................................................... 92 Tabela 5.20 - Classe Energética ........................................................................... 92 Tabela 5.21 – Valores a alterar na simulação para análise de medida de melhoria 1 ........... 99 Tabela 5.22 - Classe energética com medida de melhoria 1 ......................................... 99 Tabela 5.23 - Análise económica da medida de melhoria 1 .......................................... 99 Tabela 5.24 - Valores a alterar na simulação da análise de melhoria 2 ........................... 99 Tabela 5.25 - Classe energética ao edifício com medida de melhoria 2 ........................... 99 Tabela 5.26 - Análise económica à medida de melhoria 2 ........................................... 99 Capítulo 1 Introdução Ao longo da história, o consumo energético a nível mundial tem vindo a aumentar. Este consumo crescente tem sido satisfeito recorrendo principalmente aos combustíveis fósseis. Como a energia na sociedade moderna é um elemento essencial e vital para o desenvolvimento económico, este elevado consumo energético é, hoje em dia, apresentado como a principal causa das alterações climáticas que o planeta está a sofrer. Reduzir as emissões de gases com efeito de estufa é uma necessidade urgente, no sentido de mitigar um problema, que se nada em contrário for feito, irá afetar drasticamente o modo de vida e as condições de habitabilidade do nosso planeta. Para a manutenção dos padrões de vida das sociedades desenvolvidas, e as justas aspirações dos países em vias de desenvolvimento, sem comprometer o futuro das gerações vindouras, é necessário apostar nas energias renováveis, e no aumento da eficiência energética. 1.1 – Objetivos Com o objetivo de minimizar o impacto ambiental provocada pela má gestão energética, têm-se desenvolvido, ao longo dos tempos, diversos estudos em torno da eficiência energética, que visam otimizar os equipamentos e respetivas condições de funcionamento. O setor dos serviços é um dos principais consumidores de energia elétrica em Portugal. Dentro do setor, as lojas de retalho assumem um papel importante, sendo o seu consumo essencialmente de energia elétrica. O objetivo deste trabalho é analisar ao pormenor uma tipologia de edifícios reconhecida no Sistema Nacional de Certificação Energética de Edifícios, os hipermercados. Pretende-se fazer uma análise da eficiência energética de um hipermercado em Portugal, ao abrigo do 2 Introdução 2 Sistema de Certificação Energética do Decreto de Lei 118/2013, e avaliar as possíveis medidas de melhoria a implementar. Deste modo, os principais objetivos propostos nesta dissertação foram:  Análise à atual conjuntura portuguesa no âmbito da eficiência energética;  Caraterização do hipermercado e determinação da respetiva classe de eficiência energética, mediante simulação do edifício;  Análise das possíveis medidas conducentes à melhoria de classe energética e determinação das principais barreiras para aplicação destas. 1.2 - Descrição geral da dissertação Este documento está dividido em seis capítulos distintos. No Capítulo 1, apresenta os objetivos propostos e a estrutura proposta. No Capítulo 2, apresenta-se um enquadramento energético, tanto a nível mundial como a nível nacional, e legislações no âmbito da eficiência energética No Capítulo 3 é analisado ao pormenor os requisitos e constituição do Regulamento de Edifícios de Comércio e Serviços. No Capítulo 4 é feita uma pequena apresentação da ferramenta criada com base no RECS para facilitação do processo de certificação energética em edifícios de serviço. No Capítulo 5 é analisado o caso de estudo do edifício de serviço o hipermercado, utilizando a ferramenta criada. No Capítulo 6 são feitas algumas conclusões sobre o trabalho realizado e expostas algumas propostas de trabalhos futuros a concluir. No final do documento, encontra-se disponível, um conjunto de anexos, desenvolvendo algumas matérias abordadas que não foram submetidas em capítulos anteriores. 2 Capítulo 2 Enquadramento Energético 2.1 - Panorama Energético Mundial Com a revolução industrial e a evolução tecnológica, hoje em dia para obtermos a eletricidade que gastamos nas nossas casas, o combustível que usamos nos nossos meios de transporte e os bens que consumimos em casa, necessitamos de todo um processo de transformação de energia primária em energia útil. Figura 2.1Fases do processo de transformação de energia primária em energia útil A utilização dos combustíveis fósseis foi essencial para a revolução industrial, no entanto, atualmente há necessidade de se alterar a matriz energética em busca de um modelo de crescimento sustentado, isto devido à limitação das reservas energéticas (Tabela 2.1), à complexa questão ambiental com a degradação de recursos e ambientes, os riscos no uso da energia nuclear, e devido à superpopulação que infunde uma maior procura global de energia. 1 - Energia primária Petróleo Gás Natural Carvão Nuclear Renováveis 2 - Processo de transformação Transformação entre diferentes formas de energia Transporte e distribuição 3 - Energia Final Derivados de petróleo Gás Natural Carvão Renováveis Eletricidade 4 - Processo de Utilização Equipamentos elétricos Aquecedores e caldeiras industriais Veículos e motores industriais 5 - Energia útil Energia sonora e luminosa Energia térmica Energia mecância 4 Enquadramento Energético 4 Tabela 2.1 - Reservas Energéticas[1] Energia primária Reservas/Produção Petróleo 54 anos Gás Natural 64 anos Carvão 112 anos Nuclear 80 anos Renováveis Ilimitado 2.1.1 - Evolução do Consumo A teoria Malthusiana previa que a população mundial cresceria segundo uma progressão geométrica, enquanto a capacidade de produzir alimentos cresceria apenas segundo uma progressão aritmética. Daí, poderia concluir-se que num futuro próximo, iria haver falta de alimentos a nível mundial. Passados dois séculos depois da sua formulação, esta previsão drástica não se confirmou tão linearmente pois como atualmente sabemos, o crescimento populacional depende de vários fatores como a economia e o desenvolvimento cultural de cada país. [2] Estima-se que a população mundial crescerá 41% entre 2003 e 2050, aumentando de 6,3 bilhões para quase 8,9 bilhões de pessoas. A população das regiões em desenvolvimento continuará crescendo mais rapidamente, mesmo com a previsão de declínio contínuo das economias de transição. As populações dos países da Europa e do Pacífico pertencentes à OCDE devem atingir o seu ápice numérico por volta de 2020/2030, seguido de um significativo declínio. A população dos países da América do Norte pertencentes à OCDE continuará a crescer, mantendo o mesmo percentual na população global. Em compensação, o percentual da população nas “regiões em desenvolvimento” em relação à população mundial deve aumentar de 76% para 82% até 2050. A África permanece como a região que terá o maior crescimento populacional. Em 2050, 21% da população mundial estará nesse continente. Figura 2.2 - Estimativa da ONU evolução da população mundial[3] 2.1Panorama Energético Mundial 5 Observando as estimativas da ONU da Figura 2.3 verificamos que satisfazer as necessidades de energia das populações cada vez mais numerosas das regiões em desenvolvimento é o desafio-chave para alcançar uma oferta global e sustentável de energia. Para se evitar a falta de fornecimento de energia aos países em constante desenvolvimento populacional tem que se começar a analisar desde cedo onde há maior consumo, e fazer uma estimativa onde poderá aumentar ou diminuir o mesmo. Analisando o consumo a nível mundial de energias primárias, na Figura 2.3 podemos observar que o consumo per capita em 2012 foi mais elevado na América do Norte, Europa periférica, Rússia, Austrália e Arabia Saudita. O mapa indica um desequilíbrio no acesso à energia e do respetivo consumo gerado pelas diferenças tecnológicas e económicas entre diferentes regiões do mundo. Podemos observar uma concentração de países com baixo consumo energético na África e um desequilíbrio no consumo entre países europeus. Figura 2.3 - Consumo mundial per capita 2012 Na Figura 2.4 e 2.5 é possível observar separadamente a evolução específica de cada energia primária em 2012. 12 Enquadramento Energético 12 e novas orientações políticas os principais documentos da estratégia para a energia – o Plano Nacional de Ação para a Eficiência Energética e o Plano Nacional de Ação para as Energias Renováveis - foram revistos “numa lógica de racionalidade económica e sustentabilidade. A racionalidade económica está na base do novo modelo energético que resulta, por um lado, da conjugação entre a adoção de medidas de eficiência energética e a utilização de energia proveniente de fontes endógenas renováveis e, por outro, da redução dos sobrecustos que oneram os preços da energia”.[13] Atualmente com estes novos planos, novos objetivos são postos em prática. Estes traduzem-se em valores muito específicos para Portugal em termos de eficiência energética, com uma meta geral de redução no consumo de energia primária de 25% e uma meta específica de redução de 30% na Administração Pública. No que respeita à utilização de energia proveniente de fontes endógenas renováveis, Portugal está comprometido com uma meta de 31% do consumo final bruto de energia e de 10% no sector dos transportes, até 2020. Estes objetivos, traçados de acordo com as metas europeias «20–20–20», pretendem em simultâneo reduzir a dependência energética do país e garantir a segurança de abastecimento, através da promoção de um “mix” energético equilibrado. Figura 2.8 - Metas europeias e nacionais a nível energético Em linhas gerais, pretende-se assegurar uma melhoria substancial da eficiência energética, sobretudo através da execução dos agora revistos PNAEE e PNAER, instrumentos de planeamento energético, pensados inicialmente como ferramentas independentes e que agora aparecem de uma forma articulada. O objetivo da nova estratégia é que o PNAEE e PNAER, revistos e pensados em conjunto, levem Portugal a cumprir todos os compromissos assumidos de forma economicamente mais racional. Destacam-se, portanto, os objetivos de reduzir Metas do Governo 27% de redução de emissões de CO2 (2010) 31% FER no Consumo Final Bruto de Energia 10% FER nos Transportes 25% Redução do Consumo de Energia Primária 30% Redução do Consumo do setor do Estado Metas para Portugal 27% de redução de emissões de CO2 (2010) 31% FER no Consumo Final Bruto de Energia 10% FER nos Transportes 20% Reduçao do Consumo de Energia Primárias Metas UE 2020 20% Redução de gases de estufa 20% Redução do consumo de energia através da eficiência energética 20% Incorporação de FER no consumo de energia final 2.2– Enquadramento nacional no setor energético 13 significativamente as emissões de gases com efeito de estufa, de forma sustentável; reforçar a diversificação das fontes de energia primária, contribuindo para aumentar estruturalmente a segurança de abastecimento do país; aumentar a eficiência energética da economia, em particular no sector Estado, contribuindo para a redução da despesa pública e o uso eficiente dos recursos; e ainda contribuir para o aumento da competitividade da economia, através da redução dos consumos e custos associados ao funcionamento das empresas e à gestão da economia doméstica, libertando recursos para dinamizar a procura interna e novos investimentos. No que respeita à Eficiência Energética, o PNAEE 2016 prevê uma poupança induzida de 8,2%, próxima da meta indicativa definida pela União Europeia de 9% de poupança de energia até 2016. Os contributos na redução dos consumos energéticos estão distribuídos pelos vários sectores de atividade. Depois dos resultados do PNAEE 2008, o atual Plano passa a abranger seis áreas específicas: Transportes, Residencial e Serviços, Indústria, Estado, Comportamentos e Agricultura, que agregam um total de dez programas, com um leque de medidas de melhoria da eficiência energética, orientadas para a procura energética e que, de uma forma quantificável e monitorizável, visam alcançar os objetivos propostos. 2.2.2 – Evolução do processo legislativo em Portugal Portugal, como membro da União Europeia, apresenta uma estratégia nacional em concordância com a Comunidade. Antes de 1990 havia uma ausência de regulamentação no âmbito de requisitos térmicos nos edifícios. Foi então criado neste ano o primeiro decreto-lei relativo ao comportamento térmico. Em 1998 atualizou-se a lei com um regulamento para os sistemas de climatização dos edifícios, tendo sido apenas em 2002 criada uma diretiva relativa ao desempenho energético dos edifícios. Figura 2.9 - Evolução legislativa no âmbito dos edifícios em Portugal Apresenta-se, de igual forma, o Quadro 2.2 que resume as principais medidas relativas à eficiência energética nos edifícios tomadas pelo governo português nos últimos anos: asdfghjk asdfghjk asdfghjk asdfghjk asdfghjk 1990 Decreto-Lei 40/90 RCCTE 1998 Decreto-Lei 118/98 RSECE 2002 Diretiva 2002/91/CE 2006 Decreto-Lei 78/2006 SCE Decreto-Lei 79/2006 RSECE Decreto-Lei 80/2006 RCCTE 2010 Diretiva 2010/31/UE 2013 Decreto-Lei 118/2013 SCE REH RECS 14 Enquadramento Energético 14 Tabela 2.2 - Medidas relativas à eficiência energética Objetivos Programa E4 (2001) Diminuir a intensidade energética dos edifícios e recorrer com maior incidência às energias renováveis. PNAC 2006 (alteração do PNAC 2004) Redução das emissões dos GEE, de modo a atingir as metas de Quioto. PNACE (20052008) e PNR (2008-2010) Obter uma maior eficiência energética, reduzindo-se a dependência externa, utilizando racionalmente os recursos naturais e aumentando a exploração de energias renováveis, de modo a diminuir a emissão dos GEE. DL nº78/2006 Implementar o Sistema de Certificação Energética e da Qualidade do Ar Interior nos Edifícios (SCE) PNAEE (2008) Reduzir a taxa de crescimento da fatura energética em cerca de 1,1%/ano até 2015. PPEC (2006 revisto em 2009) Promover a eficiência energética no consumo. O Sistema Nacional de Certificação Energética e da Qualidade do Ar Interior, Decreto-Lei n.º 78/2006, tinha como objetivos:  Assegurar a aplicação regulamentar, nomeadamente no que respeita às condições de eficiência energética, à utilização de sistemas de energias renováveis e, ainda, às condições de garantia da qualidade do ar interior, de acordo com as exigências e disposições contidas no RCCTE e no RSECE;  Certificar o desempenho energético e a qualidade do ar interior nos edifícios;  Identificar as medidas corretivas ou de melhoria de desempenho aplicáveis aos edifícios e respetivos sistemas energéticos, nomeadamente caldeiras e equipamentos de ar condicionado, quer no que respeita ao desempenho energético, quer no que respeita à qualidade do ar interior. Por este regulamento estavam abrangidos todos os edifícios, novos ou existentes, sujeitos a grandes intervenções de reabilitação, nos termos do RSECE e do RCCTE, edifícios de serviços existentes, sujeitos a auditorias periódicas, conforme especificado no RSECE, e edifícios existentes, para habitação e para serviços, aquando da transação do imóvel, quer por venda como por locação. O RSECE vem definir um conjunto de requisitos, aplicáveis a edifícios de serviços e de habitação dotados de sistemas de climatização, que abrangem tanto a eficiência e manutenção dos sistemas, como a qualidade da envolvente e a limitação dos consumos energéticos. É também obrigatória a realização de auditorias periódicas aos edifícios de serviços. A qualidade 2.2– Enquadramento nacional no setor energético 15 do ar interior é também abrangida por requisitos que abrangem as taxas de renovação do ar interior e a concentração máxima dos principais poluentes. O RCCTE vem estabelecer requisitos de qualidade para os novos edifícios de habitação e de pequenos serviços sem sistemas de climatização, nomeadamente ao nível das caraterísticas da envolvente, limitando as perdas térmicas e controlando os ganhos solares excessivos. Este regulamento impõe, também, limites aos consumos energéticos da habitação para climatização e produção de águas quentes, de modo a incentivar a implantação de fontes de energia com menor impacto em termos ambientais. A utilização de fontes de energia renovável é valorizada pelo regulamento, sendo obrigatória a instalação de coletores solares em novos edifícios de habitação, ou aqueles sujeitos a grande reabilitação, estando os edifícios existentes isentos. O RCCTE abrange todos os edifícios de habitação com área inferior a 1000 m² e todos os edifícios de serviços com área inferior a 1000 m², ou 500 m², no caso de piscinas interiores aquecidas, centros comerciais, supermercados e hipermercados (Portaria nº 461/2007, que remete para o artigo 27.o do RSECE). No intuito de serem calculadas as necessidades energéticas dos edifícios abrangidos pelo RCCTE, este divide o país em diferentes zonas climáticas (que constam do seu Anexo III) e estipula quatro índices térmicos fundamentais a quantificar (Nic, Nvc, Nac e Ntc), limitados superiormente no artigo 15, em função da zona climática em que se insere o edifício. Esta divisão climática vem de acordo com o previsto no artigo 1.o, da Diretiva 2002/91/CE, que estipula que os requisitos energéticos devem ter em conta as condições climáticas externas e locais. Deste modo, o nº 3 do artigo 4 contempla quatro parâmetros complementares a quantificar: a) Coeficientes de transmissão térmica, superficiais e lineares dos elementos da envolvente – para que se possam contabilizar as transmissões de calor pelas paredes e também pelas pontes térmicas, quer para o exterior, quer para locais não aquecidos. b) Classe de inércia térmica do edifício ou da fração autónoma – A inércia térmica é “a capacidade de um elemento absorver calor e só libertá-lo ao fim de um certo tempo”, materializada na massa (não tamponada) dos paramentos. Permite, pois, reduzir as necessidades de arrefecimento, já que durante o dia as paredes absorvem energia, libertando-a à noite (o que também reduz a carga de aquecimento). c) Fator solar dos envidraçados – por forma a contabilizar os ganhos solares destes vãos, que variam de acordo com o tipo de vidro, o tipo de caixilharia, o tipo de sombreamento e a sua própria orientação solar. d) A taxa de renovação do ar – que permite aumentar a salubridade do ar interior, transportando também consigo a capacidade de transferência de energia entre o interior do edifício e a sua envolvente. Com as necessidades globais de energia primária calculadas (Ntc), é possível compará-las com os limites regulamentares e, assim, determinar a classe energética do edifício. 16 Enquadramento Energético 16 A transposição para o direito nacional da Diretiva n.º 2010/31/UE, do Parlamento Europeu e do Conselho, de 19 de Maio de 2010, gerou a oportunidade de melhorar a sistematização e o âmbito de aplicação do sistema de certificação energética e respetivos regulamentos, bem como de alinhar os requisitos nacionais às imposições explicitamente decorrentes da mesma. Assim, o presente diploma assegura não só a transposição da diretiva em referência, mas também uma revisão da legislação nacional, que se consubstancia em melhorias ao nível da sistematização e âmbito de aplicação ao incluir, num único diploma, o Sistema de Certificação Energética dos Edifícios (SCE), o Regulamento de Desempenho Energético dos Edifícios de Habitação (REH) e o Regulamento de Desempenho Energético dos Edifícios de Comércio e Serviços (RECS), atendendo, simultaneamente, aos interesses inerentes à aplicabilidade integral e utilidade deste quadro legislativo, e aos interesses de simplificação e clareza na produção legislativa de caráter predominantemente técnico. No próximo capítulo será analisado ao pormenor o RECS, regulamento usado na realização desta tese.[14] 2.2.3 – Alterações efetuadas – Decreto-Lei 118/2013 A atualização da legislação nacional existente envolve alterações a vários níveis, com destaque, em primeiro lugar, para as modificações estruturais e de sistematização, pela aglutinação, num só diploma, de uma matéria anteriormente regulada em três diplomas distintos, procedendo-se, assim, a uma reorganização significativa que visa promover a harmonização concetual e terminológica e a facilidade de interpretação por parte dos destinatários das normas. Em segundo lugar, a separação clara do âmbito de aplicação do REH e do RECS, passando aquele a incidir, exclusivamente, sobre os edifícios de habitação e este último sobre os de comércio e serviços, facilita o tratamento técnico e a gestão administrativa dos processos, ao mesmo tempo que reconhece as especificidades técnicas de cada tipo de edifício naquilo que é mais relevante para a caracterização e melhoria do desempenho energético. Além da atualização dos requisitos de qualidade térmica, são introduzidos requisitos de eficiência energética para os principais tipos de sistemas técnicos dos edifícios. Ficam, assim, igualmente sujeitos a padrões mínimos de eficiência energética, os sistemas de climatização, de preparação de água quente sanitária, de iluminação, de aproveitamento de energias renováveis de gestão de energia. Em complemento à eficiência energética, mantém-se a promoção da utilização de fontes de energia renovável, com clarificação e reforço dos métodos para quantificação do respetivo contributo, e com natural destaque para o aproveitamento do recurso solar, abundantemente disponível no nosso país. Do mesmo modo, por via da definição de formas adequadas de quantificação, é incentivada a utilização de sistemas ou soluções passivos nos edifícios, bem 2.2– Enquadramento nacional no setor energético 17 como a otimização do desempenho em consequência de um menor recurso aos sistemas ativos de climatização Neste contexto, surge igualmente o conceito de edifício com necessidades quase nulas de energia, o qual passará a constituir o padrão para a nova construção a partir de 2020. Este padrão conjuga a redução, na maior extensão possível e suportada numa lógica de custobenefício, das necessidades energéticas do edifício, com o abastecimento energético através do recurso a energia de origem renovável. São definidas regras e requisitos para a instalação, condução e manutenção dos sistemas de climatização em edifícios de comércio e serviços, no sentido de promover o respetivo funcionamento otimizado em termos energéticos. Atendendo ao tipo, às características e ao habitual regime de funcionamento dos sistemas de ar condicionado e de caldeiras utilizados para climatização em Portugal, considera-se que a implementação de um sistema de recomendações sobre a substituição dos sistemas terá resultados mais favoráveis. Merece ainda especial destaque o reconhecimento do pré-certificado e do certificado SCE como certificações técnicas, pretendendo-se, por esta via, clarificar a sua aplicação em matéria de consulta e vistorias, tornando tais certificações técnicas obrigatórias na instrução de operações urbanísticas. No que respeita à política de qualidade do ar interior, considera-se da maior relevância a manutenção dos valores mínimos de caudal de ar novo por espaço e dos limiares de proteção para as concentrações de poluentes do ar interior, de forma a salvaguardar os mesmos níveis de proteção de saúde e de bem-estar dos ocupantes dos edifícios. Neste âmbito, salienta-se que passa a privilegiar-se a ventilação natural em detrimento dos equipamentos de ventilação mecânica, numa ótica de otimização de recursos, de eficiência energética e de redução de custos. São ainda eliminadas as auditorias de qualidade do ar interior, mantendo-se, contudo, a necessidade de se proceder ao controlo das fontes de poluição e à adoção de medidas preventivas, tanto ao nível da conceção dos edifícios, como do seu funcionamento, de forma a cumprir os requisitos legais para a redução de possíveis riscos para a saúde pública. De uma forna sumária, pode-se observar de seguida as principais diferenças entre os regulamentos. 18 Enquadramento Energético 18 I. Legislação – constituição Figura 2.10 - Diferenças na constituição das legislações II. Significado de SCE Tabela 2.3 - Diferentes significados de SCE nas diferentes legislações 2006 Sistema Nacional de Certificação Energética e da Qualidade do Ar Interior nos Edifícios. 2013 Sistema Nacional de Certificação Energética dos Edifícios. III. Áreas de atuação Figura 2.11 -Diferentes áreas de atuação das legislações  Alguns requisitos de QAI (Qualidade do Ar Interior) deixam de ser exigidos. SCE de 2006 SCE de 2013 SCE de 2006 SCE de 2013 2.2– Enquadramento nacional no setor energético 19  Mantêm-se a exigência de Caudais mínimos de ar novo nos edifícios novos (determinados através de um método prescritivo ou de um método analítico) e dos limiares de proteção para as concentrações de poluentes do ar interior. IV. Alterações em termos de aplicabilidade aos edifícios  Potência instalada → Potência térmica nominal (Independentemente da potência térmica nominal)  Os edifícios de habitação passam a estar abrangidos apenas pelo REH;  Os edifícios de serviços passam a estar abrangidos apenas pelo RECS. V. Alterações em termos de metodologias de cálculo As metodologias de cálculo dos indicadores energéticos de referência são substancialmente diferentes das do SCE de 2006. Agora estes indicadores são obtidos para os próprios edifícios assumindo, para o efeito, “valores de referência” para as soluções construtivas, para os sistemas de AVAC e para os padrões de ocupação, de equipamentos e de iluminação. Em suma, as diferenças em relação ao SCE de 2006 são muitas e variadas. Há mudanças em termos de orgânica de funcionamento, requisitos de qualidade, requisitos energéticos, consumos de energia contabilizáveis, metodologias de cálculo, determinação da classe energética dos edifícios, tipologias de uso, edifícios abrangidos, neste capítulo foram mencionadas as mais gerais. No próximo capítulo será analisado ao pormenor o RECS. 3 Capítulo 3 Regulamento de Desempenho Energético dos Edifícios de Comércio e Serviço (RECS) O Decreto-Lei n.º 118/2013, de 20 de agosto, aprovou o Sistema de Certificação Energética dos Edifícios, o Regulamento de Desempenho Energético dos Edifícios de Habitação e o Regulamento de Desempenho Energético dos Edifícios de Comércio e Serviços, transpondo ainda a Diretiva n.º 2010/31/UE, do Parlamento Europeu e do Conselho, de 19 de maio de 2010, relativa ao desempenho energético dos edifícios. No desenvolvimento daquele decreto-lei, importa agora determinar qual o objeto de certificação energética e os requisitos de conceção relativos à qualidade térmica da envolvente e à eficiência dos sistemas técnicos dos edifícios novos, dos edifícios sujeitos a grande intervenção e dos edifícios existentes. 3.1 – Objeto de Certificação Energética Para a determinação do objeto a ser certificado é necessário relacionar a fração (unidade mínima de um edifício, com saída própria para uma parte de uso comum ou para a via pública, independentemente da constituição de propriedade horizontal) com o sistema de climatização (SC). As frações servidas por SC centralizadas são dispensadas, e as frações sem sistemas ou com sistemas SC individuais tem certificado individual. Por exemplo na Figura é observável um edifício comercial com 9 frações, no entanto só serão realizados 6 certificados. 28 Regulamento de Desempenho Energético de Edifícios de Comércio e de Serviço 28  Para a determinação da área útil das aberturas deve ser considerado o efeito dos elementos de enquadramento do vão e as proteções solares fixas que reduzam a área útil da abertura das janelas.  Caso a ventilação seja assegurada pelas janelas, estas devem ser adequadas para ventilação natural. A ventilação mecânica baseia-se na utilização de sistemas e equipamentos que promovam a renovação do ar interior por extração do ar do espaço e/ou insuflação de ar exterior ou de ar tratado numa mistura com ar novo vindo do exterior. Neste tipo de ventilação deve ser garantida a distribuição homogénea de ar novo em toda a zona ocupada do espaço e a existência de sistemas de ventilação apropriados para a renovação do ar interior que garantam o caudal mínimo de ar novo de acordo com o previsto no RECS. III. Envolvente Térmica Os elementos e soluções construtivas de edifícios novos e sujeitos a intervenções devem estar devidamente caracterizados em termos do seu comportamento térmico ou das características técnicas que possam determinar ou afetar esse comportamento. No âmbito do RECS considera-se o somatório da área de pavimento de todas as zonas térmicas do edifício ou fração, desde que tenham consumo de energia elétrica ou térmica, registado no contador, independentemente da sua função e da existência de sistema ou climatização, sendo a área medida pelo interior dos elementos que delimitam as zonas térmicas do exterior e entre si. Um espaço complementar corresponde a uma zona térmica sem ocupação humana permanente atual ou prevista e sem consumo de energia atual ou previsto associado ao aquecimento ou arrefecimento ambiente. A. Envolvente opaca O coeficiente de transmissão térmica dos elementos da envolvente exterior de um edifício não poderá ser superior aos valores indicados na Tabela 3., salvo nas situações em que seja demonstrado, por simulação energética, que o cumprimento de tais requisitos conduz a um aumento dos consumos de energia. Tabela 3.5 - Valores do coeficiente de transmissão térmica máximo admissível para a envolvente opaca Elemento em zona corrente da envolvente Zona climática I1 I2 I3 Elemento opaco vertical 1,75 1,6 1,45 Elemento opaco horizontal 1,25 1 0,9 3.2– Enquadramento legal – requisitos mínimos 29 B. Vãos envidraçados Os vãos envidraçados horizontais e verticais não orientados no quadrante Norte inclusive, devem apresentar um fator solar global do vão envidraçado com todos os dispositivos de proteção solar, permanentes ou móveis, totalmente ativados (gT), que obedeça à seguinte condição. 𝑔𝑇 . 𝐹 𝑜 . 𝐹 𝑓 ≤ 𝑔𝑇 𝑚á𝑥 (3.2) Com,  gT – Fator solar global do vão envidraçado com todos os dispositivos de proteção solar, permanentes ou móveis, totalmente ativados  Fo – Fator de sombreamento por elementos horizontais sobrejacentes ao envidraçado, compreendendo palas e varandas  Ff – Fator de sombreamento por elementos verticais adjacentes ao envidraçado, compreendendo palas verticais  gT máx – Fator solar global máximo admissível IV. Sistemas de Climatização Os sistemas de climatização a instalar em edifícios de comércio e serviços, devem cumprir com princípios de dimensionamento, requisitos específicos para os subsistemas de produção e distribuição de energia, em função do tipo de sistema ou equipamento e respetivas características técnicas, e requisitos de controlo, regulação e monitorização. As instalações de climatização com potência térmica nominal global superior a 25kW devem ser objeto de elaboração de projeto de aquecimento, ventilação e ar condicionado (AVAC), por projetista reconhecido para o efeito. Os requisitos a cumprir no âmbito da produção têm a ver com a eficiência mínima dos sistemas. Com base na classificação do Eurovent[15], a classe de eficiência mínima agora em vigor é ‘C’ para todos os tipos de equipamento. No caso dos sistemas que não constem na lista dos produtos certificados na respetiva categoria Eurovent aplica-se o requisito equivalente em termos de EER e COP tendo por base o menor valor previsto na respetiva matriz de classificação indicada nas Tabelas A.2 até A.5 no Anexo A. No âmbito da distribuição as unidades de tratamento de ar devem pertencer a uma gama certificada e classificada pela Eurovent e obedecer a uma eficiência mínima de classe ‘D’. 30 Regulamento de Desempenho Energético de Edifícios de Comércio e de Serviço 30 V. Sistemas de preparação de AQS Para edifícios novos e de grande intervenção, independentemente do tipo de sistema a instalar para a preparação do AQS, este deve incluir obrigatoriamente soluções para aproveitamento de energia solar térmica, sempre que existe área de cobertura disponível. No âmbito da produção, as caldeiras têm de obedecer aos requisitos mínimos de eficiência igualmente aos critérios da climatização. As bombas de calor para a preparação de água quente devem ter um COP mínimo de 3. Os termoacumuladores elétricos devem ter uma eficiência mínima segundo a Tabela A.6 em anexo. No âmbito da distribuição deverão ser cumpridos os mesmos requisitos previstos para os sistemas de climatização. VI. Sistemas de Iluminação No projeto de iluminação é necessária a seleção de luminárias com elevados rendimentos, fontes de luz e acessórios com níveis de eficiência em conformidade com a regulamentação europeia. É necessário o controlo de iluminância, ou seja, esta não poderá exceder em mais de 30% os valores presentes no ponto 5.3 “ Requisitos de iluminação para espaços interiores, tarefas e atividades” da EN 12464-1. As potências dos sistemas de iluminação a instalar não poderão exceder os valores indicados na tabela A. em anexo, na qual também são indicados os valores dos fatores de correção a utilizar pela existência dos sistemas de controlo. Para os espaços ausentes na tabela devem ser adotados os mais similares. A escolha das soluções de controlo e regulação para qualquer edifício de comércio e serviços, deverá ser feita em função das exigências operacionais das instalações e do potencial de aumento sustentável de eficiência energética que resulte da sua implementação, sendo no mínimo obrigatória a adoção de funções assinaladas na tabela x nos anexos e para as situações de edifícios novos e de grande intervenção. VII. Elevadores Os elevadores a instalar em edifícios de comércio e serviços devem obedecer ao requisito mínimo de classe de eficiência energética ‘C’ VIII. Sistemas de Energias Renováveis A conceção de sistemas técnicos nos edifícios de comercio e serviços devem envolver o estudo de implementação de soluções para a utilização de fontes de energia renovável que, independentemente do disposto para a utilização de energia solar térmica na preparação de água quente, devem abranger pelo menos elementos do tipo solares, eólicos, biomassa ou geotérmico tendo em conta o ambiente e as condições existentes. 3.2– Enquadramento legal – requisitos mínimos 31 3.2.2 - Edifícios Existentes No caso dos edifícios existentes, e de alguns edifícios sujeitos a grandes intervenções existem situações em que se verifica a impossibilidade ou limitação no acesso a informação por isso existem regras de simplificação a utilizar neste tipo de edifícios. I. Envolvente No que diz respeito ao levantamento dimensional este deve corresponder à realidade construída, devendo-se recorrer sempre à melhor informação disponível. As medições necessárias ao levantamento dimensional devem ser efetuadas pelo interior, podendo ser aplicadas, de forma isolada ou em simultâneo regras de simplificação, indicadas na Tabela 01 - Regras de simplificação aplicáveis ao levantamento dimensional do Despacho (extrato) n.º 15793-E/2013. A. Transferência de calor por transmissão através da envolvente No âmbito do cálculo das perdas planas de calor por condução através da envolvente, caso as soluções construtivas, designadamente o isolamento térmico contínuo pelo exterior e paredes exteriores em alvenaria de pedra, garantam a ausência ou reduzida contribuição de zonas de ponte térmica plana, dispensa-se a determinação rigorosa das áreas e dos coeficientes de transmissão térmica das zonas de pilares, vigas, caixas de estore e outras heterogeneidades, podendo ser considerado para estes elementos o coeficiente de transmissão térmica da zona corrente da envolvente. Nas situações em que não existam evidências de que a solução construtiva garante a ausência ou reduzida contribuição de zonas de ponte térmica plana, dispensa-se a determinação rigorosa das áreas e dos coeficientes de transmissão térmica das zonas de pilares, vigas, caixas de estore e outras heterogeneidades, podendo ser considerado para estes elementos o coeficiente de transmissão térmica determinado para a zona corrente, agravado em 35%. B. Ganhos solares brutos Para efeitos de cálculo dos ganhos solares brutos, o produto Fs.Fg necessário à determinação dos ganhos solares através de cada vão envidraçado poderá ser determinado de uma forma expedita, dispensando a avaliação rigorosa dos ângulos formados por elementos horizontais ou verticais sobrepostos aos vãos envidraçados, como palas, varandas, outros elementos do mesmo edifício, e por elementos provocadores de obstruções do horizonte. Na estação de aquecimento, o produto Fs.Fg poderá ser calculado assumindo os valores indicados na Tabela 04 do Despacho (extrato) n.º 15793-E/2013, mantendo-se a condição que, em nenhum caso o produto deverá ser menor que 0,27. 32 Regulamento de Desempenho Energético de Edifícios de Comércio e de Serviço 32 Na estação de arrefecimento, o produto Fs.Fg poderá ser calculado assumindo os valores indicados na Tabela 05 do Despacho (extrato) n.º 15793-E/2013. II. Ventilação Para efeito de cálculo do consumo de energia dos ventiladores e na ausência de outra informação, poderá ser considerada uma potência elétrica de 16 W por cada 50 m3/h de ar extraído. III. Eficiência dos sistemas técnicos No âmbito do cálculo das necessidades nominais globais de energia primária, Ntc , a determinação da eficiência dos equipamentos de produção nos sistemas técnicos de climatização e de produção de águas quentes sanitárias (AQS) de edifícios existentes deverá ser feita de acordo com a seguinte hierarquia de fontes de informação: a) Preferencialmente, pelos resultados de inspeção ou medição realizada no último ano, por entidade habilitada para o efeito; b) Em alternativa a resultados de medições, será permitida a utilização de informação técnica fornecida pelos fabricantes, com base em ensaios normalizados, mediante a verificação do adequado funcionamento dos sistemas. 3.2.3 – Metodologias de Cálculo – IEE I. Indicadores de Eficiência Energética O desempenho energético de um edifício de comércio e serviços é aferido pela determinação do seu Indicador de Eficiência Energética (IEE). Este indicador é determinado com base no somatório dos diferentes consumos anuais de energia, agrupados em indicadores parciais e convertidos para energia primária por unidade de área interior útil de pavimento, tenho por base a seguinte expressão: 𝐼𝐸𝐸 = 𝐼𝐸𝐸𝑠+ 𝐼𝐸𝐸𝑇− 𝐼𝐸𝐸𝑟𝑒𝑛 [𝑘𝑊ℎ𝐸𝑃 𝑚2. 𝑎𝑛𝑜] (3.3) Em que IEES representa os consumos de energia que são considerados para efeito de cálculo da classificação energética do edifício, sendo determinado pela expressão seguinte e considerando os consumos anuais de energia por fontes de energia i, ES,i, para as funções indicadas na Tabela 3.6; 3.2– Enquadramento legal – requisitos mínimos 33 𝐼𝐸𝐸𝑆= 1 𝐴𝑝∑(𝐸𝑆,𝑖 . 𝐹𝑝𝑢,𝑖) 𝑖 (3.4) Onde,  Es,i – Consumo de energia por fonte de energia i para usos do tipo S, [kWh/ano]  Ap – Área útil do pavimento, [m2]  Fpu,i – Fator de conversão de energia útil para energia primária que traduz o rendimento global do sistema de conversão de energia primária, de acordo com Despacho do Diretor-Geral de Energia e Geologia, [kWep/kWh] O IEEt representa os consumos de energia que não são considerados para efeitos de cálculo da classificação energética do edifício, sendo determinado pela expressão seguinte e considerados os consumos anuais de energia por fonte de energia i, ET,i, para as funções indicadas na Tabela 3.6. 𝐼𝐸𝐸𝑇= 1 𝐴𝑝∑(𝐸𝑇,𝑖 . 𝐹𝑝𝑢,𝑖) 𝑖 (3.5) Onde,  Es,i – Consumo de energia por fonte de energia i para usos do tipo T, [kWh/ano]  Ap – Área útil do pavimento, [m2]  Fpu,i – Fator de conversão de energia útil para energia primária que traduz o rendimento global do sistema de conversão de energia primária, de acordo com Despacho do Diretor-Geral de Energia e Geologia, [kWep/kWh] Tabela 3.6 - Especificação do tipo de consumos Consumos no IEE S Consumos no IEE T - aquecimento e arrefecimento ambiente, incluindo humidificação e desumidificação - ventilação e bombagem em sistemas de climatização - aquecimento de águas sanitárias e de piscinas - iluminação interior - elevadores, escadas e tapetes rolantes (a partir de 1 de janeiro de 2016) - iluminação exterior (a partir de 1 de janeiro de2016) - ventilação e bombagem não associada ao controlo de carga térmica - equipamentos de frio - iluminação dedicada e de utilização pontual - elevadores, escadas e tapetes rolantes (até 31 de dezembro de 2015) - iluminação exterior (até 31 de dezembro de 2015) - todos os restantes equipamentos e sistemas não incluídos em IEES A. Tipos de indicador de eficiencia energética Distinguem-se os seguintes tipos de indicador de eficiência energética: 34 Regulamento de Desempenho Energético de Edifícios de Comércio e de Serviço 34 a) IEE previsto (IEEpr), o qual procura traduzir o consumo anual de energia do edifício com base na localização do edifício, nas características da envolvente, na eficiência dos sistemas técnicos e nos perfis de utilização previstos para o edifício, e que inclui as três parcelas da expressão geral, conforme a seguir indicado: 𝐼𝐸𝐸𝑝𝑟 = 𝐼𝐸𝐸𝑝𝑟,𝑆 + 𝐼𝐸𝐸𝑝𝑟,𝑇 − 𝐼𝐸𝐸𝑝𝑟,𝑅𝐸𝑁 [𝑘𝑊ℎ𝐸𝑃 𝑚2. 𝑎𝑛𝑜] (3.6) b) IEE efetivo (IEEef), o qual traduz o consumo anual de energia do edifício, obtido com base no histórico de faturas de energia, e/ou alternativamente considerando os resultados de uma avaliação energética realizado numa base de tempo anual, bem como os dados provenientes de um sistema de gestão de energia; c) IEE de referência (IEEref), o qual procura traduzir o consumo anual de energia do edifício, caso este fosse dotado de soluções de referência para alguns dos elementos da envolvente e para alguns dos seus sistemas técnicos, mantendo inalteradas as demais características do edifício. Este indicador inclui as seguintes duas parcelas da expressão geral: 𝐼𝐸𝐸𝑟𝑒𝑓 = 𝐼𝐸𝐸𝑟𝑒𝑓,𝑆 + 𝐼𝐸𝐸𝑟𝑒𝑓,𝑇 [𝑘𝑊ℎ𝐸𝑃 𝑚2. 𝑎𝑛𝑜] (3.7) a) Métodos de Determinação dos Indicadores IEE Para efeitos de aplicação do presente diploma, distinguem-se os seguintes métodos para determinação do IEE de um edifício de comércio e serviços: a. Método de previsão do IEEpr por simulação dinâmica multizona; b. Método de previsão do IEEpr por cálculo dinâmico simplificado; c. Método de determinação do IEEef por consumo efetivo. Tabela 3.7 - Tipo de método usado por edifício Tipo de edifício Método Novo Existente Grande intervenção Pequeno edifício de comércio e serviços (PES) Base Simulação dinâmica multizona Consumo efetivo Simulação dinâmica multizona 3.2– Enquadramento legal – requisitos mínimos 35 b) Métodos de Simulação Dinâmica Multizona A determinação do IEE com base no método de simulação dinâmica multizona deve ser realizada por programa acreditado pela norma ASHRAE 140, como o DesignBuilder, o qual deve ter, no mínimo, capacidade para modelar: a. Mais do que uma zona térmica; b. Com um incremento de tempo horário e por um período de um ano civil, contabilizado em 8760 horas; c. A variação horária das cargas internas, diferenciadas em ocupação, iluminação e equipamentos; d. Os pontos de ajuste dos termostatos das zonas térmicas e a operação dos sistemas de climatização, permitindo a respetiva parametrização, de forma independente, para dias da semana e fins-de-semana; e. A recuperação de calor do ar de rejeição; f. O efeito da massa térmica do edifício. Alternativo(s) Cálculo dinâmico simplificado (monozona) Simulação dinâmica multizona ou cálculo dinâmico simplificado (monozona) Cálculo dinâmico simplificado (monozona) Grande edifício de comércio e serviços (GES) Base Simulação dinâmica multizona Consumo efetivo Simulação dinâmica multizona Alternativo(s) Não aplicável Simulação dinâmica multizona Não aplicável GES sujeito a PRE, com medidas de melhoria no sistema de climatização e/ou na envolvente Base Não aplicável Simulação dinâmica multizona Não aplicável Alternativo(s) Não aplicável Não aplicável Não aplicável GES sujeito a PRE sem medidas de melhoria no sistema de climatização ou na envolvente Base Não aplicável Simulação dinâmica multizona Não aplicável Alternativo(s) Não aplicável Cálculo anual simples Não aplicável 36 Regulamento de Desempenho Energético de Edifícios de Comércio e de Serviço 36 Tabela 3.8 - Elementos mínimos a considerar no levantamento e/ou caraterização do edifício para efeitos de aplicação do método de simulação dinâmica multizona Tipo de elemento Aspeto(s) a levantar/caraterizar por zona térmica Volumetria - Tipo de espaço - Pé-direito - Áreas em contato com o solo, áreas totais do pavimento do espaço, da envolvente vertical e da envolvente horizontal, exterior e interior, opaca e envidraçada Envolvente - Materiais de construção ou caraterísticas térmicas das soluções construtivas - Inércia térmica ou propriedades dos materiais Ocupação - Densidade e perfil de ocupação do espaço Sistemas de Climatização - Tipo e características técnicas dos sistemas para aquecimento e/ou arrefecimento e respetivo perfil de funcionamento - Tipo e características técnicas dos sistemas mecânicos de extração e/ou insuflação de ar novo e respetivo perfil de funcionamento - Apenas no caso de grandes edifícios de comércio e serviços existentes, o rendimento de caldeiras com potência térmica nominal superior a 100 kW determinada por medição efetiva ou por monitorização Água quente sanitária e de piscinas - Tipo e características técnicas do(s) sistema(s) de aquecimento de água sanitária e de piscinas, incluindo o respetivo consumo diário Iluminação - Tipos e potências dos equipamentos de iluminação artificial interior e exterior e respetivo perfil de funcionamento Elevadores, escadas e tapetes rolantes (a partir de 1 de janeiro de 2016) - Potência do(s) motor(es), tempo médio em manobra, carga nominal e velocidade nominal Outros equipamentos e consumos - Densidade e perfil de utilização dos equipamentos cuja dissipação de energia ocorra para o espaço - Outros consumos (média anual) que não resultam em cargas térmicas para os espaços considerados II. Métodos de Cálculo Dinâmico Simplificado No método de cálculo dinâmico simplificado, o IEEpr deve ser determinado tendo por base: 3.2– Enquadramento legal – requisitos mínimos 37 a) Balanço de energia numa base horária, descrito na norma EN ISO 13790 (segundo o modelo RC de uma zona e de três-nodos ou 5R1C), para a estimativa das necessidades de energia em aquecimento e em arrefecimento; b) Estimativa do consumo de energia feita através de cálculo anual simples, tendo por base as regras e orientações apresentadas para o efeito na presente portaria, para os restantes usos de energia e com exceção do aquecimento e arrefecimento. A aplicação da norma EN ISO 13790 referida no número anterior para estimativa das necessidades energéticas para aquecimento e arrefecimento deve ainda assumir como simplificações metodológicas e pressupostos, os seguintes elementos de informação: a) O cálculo das necessidades de energia para aquecimento e arrefecimento para uma zona térmica; b) A introdução de perfis de utilização em hora solar; c) A utilização de dispositivos de sombreamento sempre que a radiação solar incidente na fachada exceda os 300 W/m2; d) Fator solar, fatores de obstrução, fração envidraçada, coeficiente de redução de perdas de espaços complementares (apenas quando superior a 0,7) e edifícios adjacentes, coeficiente de absorção à radiação solar da envolvente opaca e pontes térmicas planas, quando consideradas, coeficientes de transmissão térmica da envolvente exterior, interior e em contacto com o solo, calculados de acordo com o estabelecido no REH. III. Métodos de Consumo Efetivo No método do consumo efetivo, o IEEef é calculado a partir do consumo médio anual de energia final (Ef), por fonte de energia (i), expresso em kWh, e tendo em conta o respetivo fator de conversão para energia primária (Fpi), e a área interior útil de pavimento do edifício Ap. 𝐼𝐸𝐸𝑒𝑓 =1 𝐴𝑝∑𝐸𝑓𝑖. 𝐹𝑝𝑖𝑖 [𝑘𝑊ℎ𝐸𝑃 𝑚2. 𝑎𝑛𝑜] (3.8) Adicionalmente ao disposto no número anterior, é necessária a quantificação individual e devidamente justificada dos diferentes consumos médios anuais, desagregados pelos principais tipos de utilização e formas de energia para, pelo menos, um dos termos IEES ou IEET, de acordo com a metodologia a definir em Despacho do Diretor-Geral de Energia e Geologia. Para a determinação do consumo médio anual de energia final por fonte de energia e do consumo anual desagregado por tipos de utilização, consideram-se cumulativamente as seguintes fontes ou formas de informação: a)Faturas de energia e/ou registos de contagem de energia dos últimos 36 meses de utilização do edifício, sendo possível considerar um período inferior, desde que corresponda, no mínimo, a 12 meses e seja representativo do funcionamento normal do 44 Ferramenta de Apoio à Certificação Energética em Edifícios de Serviço 44 Tabela 4.1 - Legenda de cores usadas na ferramenta Preencher/escolher Automático 2. O uso da seguinte forma significa um botão de ajuda sobre o tema onde esta inserida: 3. O uso da seguinte forma significa um botão de informação sobre a aplicação e/ou sobre o tema onde está inserido: 4. O uso da seguinte forma serve para retroceder para a página inicial: 5. O uso da seguinte forma serve para retroceder para a página anterior: 6. O uso da seguinte forma serve para a impressão em pdf da informação da respetiva página: 7.Todas as tabelas são dinâmicas para um aumento automático geral no caso de edifício em análise conter mais informação do que esperado. Então o primeiro passo foi a criação das folhas para preenchimento dos dados e cálculo automático dos dados, foram necessárias ao todo 11 folhas. O segundo passo foi construir uma folha onde se pudesse colocar os valores da auditoria ao edifício, isto é, os consumos reais medidos no quadro elétrico. De seguida já se terá a informação suficiente para se passar para a etapa seguinte, a simulação multizona. Duas simulações serão necessárias, uma com os valores previstos e outra com os valores de referência. 4.1 – Funcionamento Geral e Regras Transversais 45 Finalmente poderá ser feito o cálculo do rácio da classe energética. Para uma melhor compreensão dos passos foi criado um interface de modo a que seja mais percetível o seu funcionamento. Nesta ferramenta é também possível a colocação do estudo com melhorias para o cálculo de nova classe energética. E Por fim a possibilidade de impressão em pdf dos valores finais. Figura 4.1 - Interface da ferramenta criada com exemplo de um hotel Do lado esquerdo é possível observar um local para se colocar a tipologia do edifício, uma informação meramente informativa, neste caso um hotel. Em baixo, ainda do lado esquerdo encontra-se a tabela com a zona a classificar e a respetiva área, como se pode observar está com um fundo verde, portanto não são células de edição, esta informação foi retirada da folha de caraterísticas do edifício que será analisada mais à frente. No centro e do lado direito existem caixas de texto numerada. Estas mostram a ordem com que as folhas devem ser preenchidas. No caso da caixa de texto número 1 (Figura 4.2) estão as ligações para as 11 folhas de preenchimento dos dados do levantamento de campo e respetivos cálculos automáticos dos valores de referência. 46 Ferramenta de Apoio à Certificação Energética em Edifícios de Serviço 46 Figura 4.2 - Destaque na imagem interface da ferramenta No caso da caixa de texto número 2 (Figura 4.3), estão incluídas as ligações para a inserção dos valores energéticos faturados, e para a inserção dos valores medidos. Figura 4.3 - Destaque Auditoria no interface da ferramenta Na caixa de texto 3 (Figura 4.4) apenas apresenta uma ligação. Optou-se por se juntar na mesma folha por uma questão de praticidade os resultados da simulação e o cálculo do rácio da classe energética. Figura 4.4 - Destaque simulação multizona e classe energética no interface da ferramenta 1.Insira os respetivos valores 2.Auditoria 3.Simulaçao Multizona e Cálculo da Classe Energética 4.1 – Funcionamento Geral e Regras Transversais 47 Finalmente a caixa de texto 4 (Figura 4.5) contem a ligação para duas janelas de cálculo de classe energética. Embora normalmente só se faça uma simulação com medidas de melhoria, optou-se por criar duas janelas, para o caso de ser necessário. Figura 4.5 - Destaque estudo de medidas de melhoria no interface da ferramenta No lado direito em baixo apresentam-se duas ligações para a impressão em pdf dos resultados, e o resumo das classes energéticas obtidas com a simulação e com medidas de melhoria. 4.2 – Definição dos valores Previstos e de Referência Nesta secção irá agora ser analisado ao pormenor para que servem as folhas criadas, qual a sua utilidade e quais fórmulas usadas. 4.2.1 – Folha 1 – Caraterísticas do Edifício É necessário uma folha inicial onde seja possível colocar as caraterísticas físicas do edifício, como a área e o pé direito medidos em cada divisão, e o tamanho e orientação de todas as janelas. Esta informação é fundamental para a construção do edifício no DesignBuilder. Aqui é feito o cálculo da densidade média de ocupação. 4.Estudo de medidas de melhoria 48 Ferramenta de Apoio à Certificação Energética em Edifícios de Serviço 48 Figura 4.6 - Folha1 Caraterísticas do edifício Na Figura 4.7 mostra a tabela da densidade média de ocupação existente nesta folha. Está preenchida com dados de um exemplo de um hotel. Figura 4.7 - Tabela de densidade média de ocupação da folha 1 A densidade média de ocupação é calculada através da razão entre a área e o número de ocupantes estimados para esse local. 4.2.2 - Folha 2 – Zona Climática Como já mencionado no capítulo 3, a localização de um edifício é de extrema importância no que respeita às necessidades térmicas do espaço interior. No projeto de construção de um edifício tem que ser tida em conta a zona climática onde este está inserido para que exista um bom aproveitamento de energia. Em Portugal, nos últimos anos, têm-se verificado invernos atípicos, com queda de neve em locais pouco habituais, e nos meses mais quentes as temperaturas chegam a ultrapassar os 40ºC em alguns distritos do país. “Dada a crescente 4.2 – Definição de Valores Previstos e de Referência 49 exigência populacional quanto às condições de conforto, as pessoas não estão dispostas a suportar os inconvenientes do frio e do calor em excesso. É importante evitar, tanto quanto possível que as temperaturas internas dos edifícios sejam influenciadas pela temperatura ambiente exterior. Figura 4.8 - Zonas climáticas de Inverno e de Verão respetivamente.[16] Portugal encontra-se dividido em 3 zonas climáticas de Verão e Inverno (Figura 4.8). As zonas classificadas como I1 correspondem a locais com menores necessidades de aquecimento no Inverno enquanto as zonas I3 terão necessidades mais elevadas. Da mesma forma, no Verão, as zonas V3 terão maiores necessidades de arrefecimento do que as regiões V1. Quanto mais severo for o clima de uma região, maiores serão as exigências térmicas nos edifícios. Nesta folha é apenas necessário escolher a Unidade Territorial e real altitude, que automaticamente se obtêm as zonas climáticas tal como os Grau-Dias, temperatura média exterior no Inverno, temperatura média exterior no Verão, etc. Figura 4.9 - Folha 2 Zona exemplo de zona climática 50 Ferramenta de Apoio à Certificação Energética em Edifícios de Serviço 50 No exemplo representado temos um hotel que fica no Alentejo Central a uma altitude de 48m. Pela tabela 04 do Despacho (extrato) n.º 15793-F/2013[16] é possível retirar os valores da primeira tabela em cada zona climática. Os restantes parâmetros climáticos são definidos pela equação 3.1. Finalmente as zonas climáticas são definidas pela Tabela 3.3 e pela Tabela 3.4. 4.2.3 - Folha 3 – Perfil de Ocupação Nesta folha é possível observar uma estimativa do perfil de ocupação. Em caso de edifícios de serviço como hotéis é mais fácil obter-se uma estimativa mais correta, contrariamente aos casos dos hipermercados por exemplo. Figura 4.10 - Exemplo do perfil de ocupação 4.2.4 - Folha 4 – Envolvente Térmica As condições de conforto no interior de um edifício estão relacionadas com o tipo de materiais utilizados na construção da envolvente. Ao projetar-se um edifício deve escolher-se materiais adequados para melhorar o isolamento das janelas, paredes, pavimentos e cobertura de forma a diminuir a necessidade de climatizar reduzindo assim a fatura energética. Nos edifícios com paredes pesadas, que têm uma elevada capacidade térmica, estas funcionam como reservatórios de calor e amortecedores térmicos, ou seja, amortecem e contrariam os picos climáticos exteriores. Estima-se que 60% da energia utilizada para o aquecimento durante o Inverno se perde por falta de isolamento, através das paredes, cobertura e pavimento. 4.2 – Definição de Valores Previstos e de Referência 51 Paredes O sistema de isolamento mais eficaz em paredes exteriores consiste na aplicação de placas de material isolante ou aplicação contínua de espuma isolante com revestimento adequado, que pode ser pintado ou reforçado por outros materiais. A escolha depende do clima da zona, do grau de isolamento pretendido e das restrições de construção da área visada. Os materiais de isolamento térmico são geralmente materiais porosos e de baixa densidade como o EPS (Poliestireno Expandido), XPS (Poliestireno Extrudido), a PUR (espuma de Poliuretano), o ICB (Aglomerado de Cortiça) e a MW (Lã Mineral). Estes podem ser utilizados sob a forma de espuma ou soltos, placas compactas, tapetes ou placas de feltro. Para além do ICB existem ainda outros materiais de isolamento de origem natural como a Vermiculite, a Perlite e Fibra de Coco Coberturas As coberturas são as superfícies da envolvente que mais contribuem para as perdas de calor num edifício. Face aos benefícios imediatos em termos da diminuição das necessidades energéticas, e por se tratar de uma das medidas mais simples e menos dispendiosa, o isolamento térmico de uma cobertura é considerado uma intervenção de eficiência energética prioritária. Em coberturas inclinadas, com laje de esteira horizontal, o isolamento térmico deve ser colocado sobre esta laje. No caso de telhados sem laje de esteira horizontal o isolamento térmico deve ser aplicado sob a estrutura de fixação das telhas. No caso do isolamento pelo interior, o material isolante é colocado sob a estrutura do telhado inclinado. Em coberturas horizontais, a solução de cobertura invertida é a mais indicada. O isolamento térmico, sob a forma de placas, é aplicado sobre a impermeabilização da laje de betão, e protegido superiormente pela aplicação de uma proteção pesada. Esta solução permite aumentar a vida útil da impermeabilização ao protegê-la de amplitudes térmicas significativas. Pavimentos A intervenção ao nível dos pavimentos é fundamental quando estes estão em contacto direto com o exterior ou com espaços interiores não aquecidos. O isolamento térmico pode ser aplicado pelo interior ou pelo exterior da laje do pavimento. O isolamento térmico aplicado sobre a laje de fundo, depois de executada a adequada preparação e aplicada a cola apropriada. Este sistema de aplicação simples proporciona a correção das pontes de calor, tem um tempo de duração bastante longo, é resistente aos choques acidentais e não é facilmente inflamável. Envidraçados As superfícies envidraçadas são áreas críticas para o conforto térmico dos edifícios, pois conduzem a perdas de calor no Inverno, e ao sobreaquecimento no Verão. “Estima-se que entre 52 Ferramenta de Apoio à Certificação Energética em Edifícios de Serviço 52 25 a 30% das nossas necessidades de aquecimento são devidas a perdas de calor com origem nos envidraçados” A intervenção ao nível das janelas deve ser feita com o intuito de reduzir as infiltrações de ar não controladas, aumentar a captação de ganhos solares no Inverno, reforçar a proteção das mesmas face à radiação solar e melhorar as condições de ventilação natural no Verão. O isolamento térmico de uma janela depende da qualidade do vidro e do tipo de caixilharia utilizado. As janelas que possuem vidros duplos têm maior capacidade de isolamento do que as que têm vidros simples, já que o espaço entre os dois vidros serve para reduzir a perda de calor. Para prevenir a entrada de calor em excesso, o vidro exterior pode ainda ser refletor. Para reduzir a elevada penetração de ar, as janelas devem ser estanques e deve existir uma boa fixação entre as janelas e a alvenaria. As caixilharias das janelas em madeira, PVC, ou alumínio com corte térmico são as que apresentam melhores propriedades térmicas. Nas caixas de estores, deve ser introduzido material isolante evitando as entradas de ar frio no Inverno e impedindo assim as desnecessárias perdas de energia. Como as janelas proporcionam uma relação mais direta com o exterior, é importante dotálas de um elemento de proteção, elemento este que permite ao utilizador controlar as trocas energéticas com o exterior, tornando a relação mais ou menos direta. Assim, as janelas orientadas a Nascente, Sul e Poente devem ser munidas de sistemas de sombreamento exterior. Sem perder qualquer das mais-valias que as janelas nos oferecem, os sistemas de sombreamento têm uma função primordial - a de impedir a incidência dos raios solares, quando estes não são desejados, (Verão), antes de atravessarem o vidro - porque, uma vez atravessado o vidro, os raios solares que transportam o calor (a radiação térmica) alteram o seu comprimento de onda e não conseguem voltar a sair através do vidro, ficando detidos no espaço interior e deixá-la passar quando é desejada (Inverno). Neste âmbito, para a simulação, é necessário encontrar o valor do coeficiente de transmissão térmica superficial das paredes, pavimentos, coberturas e vãos envidraçados. Nesta folha há uma divisão na apresentação dos resultados, em valores de referência e os valores previstos. Aqui são apresentados os valores finais dos valores previstos, sendo o cálculo feito em duas folhas aparte para as quais existe a ligação inserida na folha como se pode observar. 4.2 – Definição de Valores Previstos e de Referência 53 Figura 4.11 - Exemplo da folha envolvente térmica Os valores de referência são obtidos pela tabela A.8 e A.9 no Anexo A. Os valores previstos da envolvente opaca são definidos pelos valores normalizados. Figura 4.12 - Exemplo da página da envolvente opaca 4.2.5 - Folha 5 – Iluminação A partir de 1 de Setembro de 2009, todas as lâmpadas produzidas começaram a obedecer a um conjunto de novos requisitos de eficiência energética. [17] No organograma é possível observar os tipos de lâmpadas existentes. 60 Ferramenta de Apoio à Certificação Energética em Edifícios de Serviço 60 4.4 - Simulação Multizona e Certificação Energética Depois de realizada a simulação no DesigBuilder, para além dos consumos de energia elétrica da iluminação e dos vários equipamentos existentes, referidos em secções anteriores, as necessidades de energia útil para aquecimento e arrefecimento previstas por simulação são convertidas em consumos de energia final através da eficiência dos equipamentos envolvidos nos processos de produção térmica Naturalmente, uma concordância total dos valores decorrentes da simulação com os valores médios dos consumos efetivamente registados é altamente improvável por vários motivos, destacando-se os seguintes:  Os dados de faturação correspondem, não à situação atual, sobre a qual incidiu a simulação, mas a um período anterior, podendo no entretanto ter havido algumas alterações nos hábitos de utilização do edifício, ocupação, cargas internas, etc.;  Os dados climáticos utilizados na simulação são representativos de um ano climático típico, sendo representativos a médio prazo (tipicamente, o ano climático tipo é caracterizado com base em séries temporais climáticas com uma extensão de 30 anos) (WMO, 2009); no entanto, o período sobre o qual incide a auditoria energética é a essa escala demasiado curto e as condições climáticas desses anos podem ter sido razoavelmente diferentes das reportadas no ficheiro climático;  A simulação computacional é sempre um método de cálculo aproximado;  A recolha e síntese de informação para construção do modelo é sujeita a falhas e simplificações;  Um modelo é por definição uma representação da realidade e apresenta, portanto, limitações e incorreções. Assim, no âmbito deste trabalho, e ao abrigo do RECS, considera-se que um modelo está validado se os resultados globais para o ano decorrentes da simulação indicarem consumos de energia num intervalo de ± 10% dos consumos registados pela faturação. O exemplo das figuras seguintes mostra a área à esquerda onde se colocam os valores da simulação, à direita a validação da simulação (neste exemplo o desvio é menor que 10%), na figura em baixo pode-se observar o cálculo do IEEref e do IEEprev. Finalmente em cima obtemos a classe energética. 4.4 – Simulação Multizona e Certificação Energética 61 Figura 4.21 - Exemplo da folha da validação da simulação e cálculo da classe energética 1/2 Figura 4.22 - Exemplo da folha de validação da simulação e cálculo da classe energética 2/2 Os respetivos cálculo são realizados pelas equações 3.6 a 3.7. 4.5 - Medidas de Melhoria Uma vez que as medidas de melhoria são bastante específicas ao edifício a analisar, não é viável a criação de uma folha nesta ferramenta para essa análise. Portanto estas duas janelas apenas servem para a inserção dos valores obtidos pela simulação já com as respetivas medidas alteradas, e realizar o cálculo da classe energética da mesma maneira que no subcapítulo 4.4 mas com os novos dados a testar. 4.6 - Recolha de Dados Finais Atualmente existe necessidade da implementação de um sistema de certificação energética de forma a informar o cidadão sobre a qualidade térmica dos edifícios, aquando da construção, 62 Ferramenta de Apoio à Certificação Energética em Edifícios de Serviço 62 da venda ou do arrendamento dos mesmos, permitindo aos futuros utilizadores a obtenção de informações sobre os consumos de energia potenciais (para novos edifícios), reais ou aferidos para padrões de utilização típicos (para edifícios existentes). Embora só as entidades devidamente certificadas possam emitir tais documentos, nesta aplicação criou-se um método de recolha de informação similar ao certificado energético, que sirva como registo informativo para o utilizador. 5 Capítulo 5 Caso de Estudo – Hipermercado No âmbito do processo de certificação energética e no sentido de dar cumprimento integral à legislação vigente, nomeadamente no que refere disposto no Artigo 14.º do Decreto-Lei n.º 118/2013 – “Obrigações dos proprietários dos edifícios ou sistemas”, o grupo Auchan contratualizou os serviços da empresa Manvia para desenvolver o processo regulamentar de acordo com o SCE tendo em vista a obtenção do Certificado Energético (CE) do seu Edifício de Comercio e Serviços (Jumbo de Cascais) localizado em Cascais, dando assim cumprimento aos requisitos legais aplicáveis. De acordo com n.º 1, do Anexo III, da Portaria n.º 349-A/2013, com mais de 1000 m² de área, o Jumbo de Cascais, é de acordo com o SCE, classificado como um Grande edifício de comércio e serviços (GES) existente, sendo aplicável o RECS à totalidade da fração. Pela Tabela 3. será aplicado o método de simulação multizona para a determinação da classe energética. 5.1 – Identificação e Caracterização do Edifício 5.1.1 - Descrição Geral Figura5.1 - Localização geográfica do edifício 64 Caso de Estudo - Hipermercado 64 O edifício está localizado em Cascais e apresenta a entrada principal orientada a sul. O edifício é constituído por dois pisos onde se pode verificar no registo (Caderneta e Registo Predial Urbano) que as lojas comerciais adjacentes ao Jumbo são consideradas frações independentes, isto é, não constam no mesmo quadro elétrico e têm faturas elétricas independentes, logo as mesmas serão consideradas como edifícios adjacentes na simulação multizona. Em suma, o edifício a analisar é constituído no rés-do-chão pela loja (área comercial do Jumbo), zonas de preparação (Figura 5.2). No piso superior encontra-se o refeitório, balneários, armazéns, escritórios (Figura 5.3). Figura 5.2 - Planta piso 0 com zonas adjacentes a vermelho 5.1 – Caraterização do Edifício 65 Figura 5.3 - Planta piso 1 com zonas adjacentes a vermelho Para se criar uma base para a modelação geométrica é necessário fazer o zonamento térmico, considerando-se logo à partida a simulação que se terá que fazer no DesignBuilder. Este zonamento consiste no agrupamento dos espaços do edifício por zonas térmicas. Considera-se uma zona térmica um espaço que, a menos de uma margem de tolerância razoável, se pode encarar homogéneo no que concerne às suas propriedades termodinâmicas (temperatura, humidade, etc.), podendo portanto ser avaliado apenas por um conjunto destas variáveis em cada instante temporal. O zonamento torna-se necessário para tornar menos pesada a simulação do modelo, que de outra forma se tornaria computacionalmente demasiado exigente e sem incremento de precisão justificável. O critério que preside ao zonamento é pois o de criar, sem simplificações grosseiras, o menor número de zonas possível. Foi portanto efetuada uma análise energética cuidada aos espaços do edifício e o seu agrupamento teve em conta as seguintes características desses espaços:  Geometria;  Orientação;  Configuração dos envidraçados;  Climatização e controlo da temperatura;  Tipo e perfil de utilização;  Cargas internas. De acordo com esta metodologia, decorre que:  Por vezes vários espaços adjacentes e semelhantes em comportamento térmico são agrupados numa única zona; 66 Caso de Estudo - Hipermercado 66  Eventualmente, espaços fisicamente separados, isto é, não adjacentes, poderão, mesmo assim, se semelhantes termicamente, ser agrupados na mesma zona;  Espaços de grandes dimensões que possuam manifestas assimetrias térmicas (por exemplo, por exposição solar ou distribuição de ganhos internos) são fracionados em mais do que uma zona térmica, fazendo-se a caracterização da adjacência virtual entre zonas de uma maneira aproximativa das trocas de energia que de facto ocorrem no espaço aberto real, nomeadamente as convectivas. Neste caso foram então consideradas as seguintes zonas térmicas da tabela 5.1 As camaras frigorificas ficaram separadas por motivos geográficos. Tabela 5.1 - Zonas térmicas Zonas térmicas Loja Zona de preparação Câmara de aves Câmara de carnes Escritórios Balneários Refeitório Câmara Frio 1 Câmara Frio 2 Armazéns Portanto, a área total do edifício é de 9906,104m² com uma desagregação por zona de: Figura 5.4Áreas das zonas em análise 6006,546 18,799 172,445 432,249 317,38 29,863 240,635 2063,157 Áreas das Zonas em Análise para a Certificação Energética Loja Câmara de aves Câmara de carnes Escritórios Balneários Câmara Frio 1 Câmara Frio 2 Armazéns 5.2 – Cálculo dos Valores Previstos e de Referência 67 5.2 - Cálculo de Valores Previstos e de Referência 5.2.1 - Zona Climática O edifício situa-se na Unidade Territorial de Grande Lisboa, numa altitude real de 18.6m (figura) relativamente ao nível médio da água do mar. Consequentemente como se pode analisar na ferramenta criada, a altitude de referência para esta localização é de 109m e apresenta os seguintes dados: Tabela 5.2 - Dados Climáticos do Edifício Designação: Jumbo de Cascais Concelho: Cascais Ano de Construção: 1973 Altitude [m] 18,65 m Distância ao litoral [m] 173 m Zona Climática de Inverno I1 Número de graus-dias de aquecimento [ºC] 1071 Duração da estação de aquecimento [meses] 5,3 Zona climática de Verão V2 Temperatura média [ºC] - aquecimento 11,16 Temperatura média [ºC] - arrefecimento 20,79 Figura 5.5 - Distância do edifício ao mar. 68 Caso de Estudo - Hipermercado 68 Esta zona classificada como I1 corresponde a uma localização com menor necessidade de aquecimento no Inverno enquanto as zonas I3 terão necessidades mais elevadas. Da mesma forma, no Verão, esta zona V2 tem uma necessidade térmica média. Quanto mais severo for o clima de uma região, maiores serão as exigências térmicas nos edifícios 5.2.2 – Envolvente Térmica I. Valores de Referência Para a definição dos valores de coeficiente de transmissão térmica superficial de referência definidos pelo RECS, utilizando a ferramenta criada, apenas é necessário escolher a zona corrente da envolvente, uma vez que a zona climática já foi calculada. O que dá um Uref de: Tabela 5.3 - Uref para o edifício em estudo Zona corrente da envolvente I1 Elementos opacos verticais exteriores ou interiores [W/(m².ºC)] 0,7 Elementos opacos horizontais exteriores ou interiores [W/(m².ºC)] 0,5 Vãos envidraçados exteriores (portas e janelas) [W/ (m².ºC)] 4,3 E um fator solar do vão sem dispositivos de sombreamento de 0,2. II. Valores Previstos Para análise dos aspetos construtivos do edifício devido ao facto de se tratar de edifícios já existentes não foi possível identificar a maioria das soluções construtivas utilizadas. De seguida apresenta-se os valores de coeficiente de transmissão térmica superficial (U) que caracterizam cada uma das diferentes soluções construtivas que compõem a envolvente do imóvel. Considerou-se os valores por defeito, para aplicação do previsto no Despacho n.º 15793E/2013 relativo às “regras de simplificação a utilizar nos edifícios sujeitos a grandes intervenções, bem como existentes”, para determinação dos coeficientes de transmissão térmica de elementos opacos da envolvente dos edifícios. A. Envolvente Opaca Tabela 5.4 - U previsto para as paredes do edifício em análise Paredes Espessuras U [W/m²ºC] U*1,35 [W/m²ºC] Parede interior piso 0 0,2 1,7 2,295 Parede interior piso 0 0,3 1,1 1,485 Parede exterior piso 0 0,45 0,96 1,296 5.2 – Cálculo dos Valores Previstos e de Referência 69 Parede interior piso 1 0,2 1,7 2,295 Parede interior piso 1 0,3 1,1 1,485 Parede exterior piso 1 0,45 0,96 1,296 Tabela 5.5 - U previsto para os pavimentos e coberturas do edifício em análise Pavimentos e Coberturas Tipo U [W/m²ºC] Pavimento interior Pavimento pesado 3,1 Cobertura interior Cobertura pesada horizontal 2,6 Cobertura exterior Cobertura pesada horizontal 2,6 Pavimento exterior Pavimento pesado 3,1 B. Vãos Envidraçados Uma vez que neste caso todas as janelas a serem avaliadas são iguais, de vidro duplo, com a mesma composição, sem proteção solar e com caixilharia de alumínio é facilmente deduzível que o fator solar será igual para todas, assim como o coeficiente de transmissão térmica para os vãos envidraçados. Este será de 3,9 W/m2ºC. 5.2.3 - Perfil de Ocupação O levantamento de ocupação do edifício foi apurado através de informação fornecida pelo cliente. Considerando que existem no máximo 5200 ocupantes na loja, 30 nos escritórios, cerca de 13 nas zonas de preparação, balneários, refeitório e armazéns, e considerando que as câmaras frigoríficas não têm ocupação, tendo em conta a área ocupada de cada zona da tabela, calculou-se para simulação dinâmica, uma densidade média de ocupação de m²/ocupante. Tabela 5.6 - Perfil de ocupação Designação Área (m²) Ocupantes Densidade (m²/ocupante) Loja 6006,546 5200 0,86 Zona de preparação 565,132 13 0,023 Câmara de aves 18,799 0 0 Câmara de carnes 172,445 0 0 Escritórios 432,249 30 0,03 Balneários 317,38 13 0,04 Refeitório 59,898 13 0,22 Câmara Frio 1 29,863 0 0 Câmara Frio 2 240,635 0 0 Armazéns 2063,157 13 0,006 76 Caso de Estudo - Hipermercado 76 Tabela 5.10 - Identificação geral do Split Identificação Geral Figura 5.15 – Split Marca/Modelo Lennox GHM18N Ano - Tipo Split Especificações Técnicas Potência térmica de arrefecimento [kW] 5,28 EER 3,22 SEER - Potência térmica de aquecimento [kW] 5,57 COP 3,13 Especificações Elétricas Potência absorvida [V/Ph/Hz] 230/1/50 Consumo [kW] 1,64/1,78 Na Tabela 5.9 e 5.10 podemos observar as caraterísticas técnicas do Split e do Chiller. O split apresenta um EER de 3,22 e um COP de 3,13. Enquanto o chiller só produzindo arrefecimento apresenta um EER de 2,93. II. Valores de Referência Quanto aos valores de referência como já mencionado no capítulo 3, considera-se pela tabela A.5 em anexo um EER de 2.7 para o chiller. Para o split pela tabela A.3 fica-se com um EER de 2,8 e um COP de 3,2. 5.2.7 – Ventilação Para a análise do caudal mínimo de ar novo, foi utilizado o método prescritivo. Baseia-se na determinação dos caudais devido aos ocupantes do espaço, ou devido ao próprio edifício. O caudal mínimo de ar novo é o maior dos valores aí determinados. 5.2 – Cálculo dos Valores Previstos e de Referência 77 Para este método é necessário o pé direito das diferentes frações, o tipo de atividade aí realizada, e se essa atividade envolve a emissão de poluentes. O pé direito foi registado inicialmente quando se fez o levantamento das caraterísticas físicas do edifício: Tabela 5.11 - Pé direito das frações Pisos Designação Pé Direito Piso 0 Loja 4,4 Zona de preparação 3,5 Câmara de aves 3,5 Câmara de carnes 3,5 Piso 1 Escritórios 3,5 Balneários 3,5 Refeitório 3,5 Câmara Frio 1 3,5 Câmara Frio 2 3,5 Armazéns 6,5 Da Tabela A.10 podemos retirar o caudal de ar novo por ocupante e da tabela A.11 o caudal de ar novo por área. Com o obtenção do valor dos dois critérios, o de ocupação e o do edifício é possível calcular-se o Caudal de ar novo final, escolhendo-se o maior valor dos critérios e dividindo-se esse valor pelo valor de eficácia para diversos métodos de ventilação. Tabela 5.12 - Ventilação método descritivo Fração Critério de ocupação (m³/h) Critério Edifício (m³/h) Caudal de ar/εv QANf (m³/h) Loja 120000 79286,4072 150000 Zona de preparação 260 5933,886 7417,35 Escritórios 455 4538,6145 5673,26 Balneários 312 3332,49 4165,61 Refeitório 312 628,929 786,16 Sendo os cálculos efetuados pelas seguintes fórmulas: Critério ocupação=Qan*Nºocc [ m3 h] (5.1) Em que Qan é o caudal de ar novo e Nºocc é o número de ocupantes. Critério edifício=Qan*área [ m3 h] (5.2) Em que Qan é o caudal de ar novo. 78 Caso de Estudo - Hipermercado 78 Para a simulação no DesignBuilder é necessário o valor em litros por segundo: Tabela 5.13 - Valores do caudal de ar novo para o DesignBuilder Fração (l/s)/pessoa (l/s)/m2 Loja 8,333333333 6,936876312 Zona de preparação 45,28301282 1,041666667 Escritórios 34,63533654 1,041666667 Balneários 25,43108974 1,041666667 Refeitório 8,333333333 1,808630227 5.2.8 – Outros Equipamentos Como outros equipamentos, neste hipermercado existem, por exemplo, computadores e impressoras nos escritórios, arcas de refrigeração na loja, máquinas na zona de preparação, televisões no refeitório, entre outros. Apesar destes valores poderem ser todos medidos especificamente, optou-se por se fazer apenas o levantamento da iluminação considerando-se todos os outros no mesmo grupo. 5.3 - Auditoria Como já mencionado por Auditoria Energética entende-se o exame detalhado das condições de utilização de energia na instalação. Para a realização desta auditoria procedeu-se à medição do consumo elétrico associado aos consumidores mais relevantes, a padaria, a charcutaria, a loja e os escritórios e confirmaram-se os consumos com as faturas energéticas. O equipamento utilizado durante a Auditoria Energética foi um equipamento portátil de medição de grandezas elétricas, nomeadamente, um analisador de redes trifásico. 5.3 - Auditoria 79 Figura 5.16 – Analisador de redes trifásico Da análise das faturas entregues pelo cliente é possível quantificar os consumos e custos por forma de energia, neste edifício energia elétrica e gás propano. A energia elétrica é utilizada para equipamentos, iluminação e AVAC, enquanto o gás propano é utilizado para equipamentos da cozinha na zona de preparação. Neste edifício, uma grande parte do consumo de energia elétrica tem origem nos equipamentos (câmaras frigoríficas). Considera-se ainda como equipamentos presentes no edifício todos os equipamentos eletrónicos tais como, por exemplo, computadores, monitores, impressoras, televisões, frigoríficos, fornos, etc. Para a contabilização de “outros” consumos, inclui-se ainda a iluminação exterior. 5.3.1 – Faturação O cliente cedeu a faturação elétrica mensal de 2013 e 2012, da qual se fez uma média ao valor anual para se fazer uma comparação mais real à simulação. Em ambos os anos podemos observar que houve mais consumos no Verão onde é mais utilizado o ar condicionado, estando este edifício localizado numa área relativamente quente, como foi possível observar no subcapítulo da zona climática. Figura 5.17 - Consumo elétrico dos últimos dois anos 0 50000 100000 150000 200000 250000 300000 350000 400000 12345678910 11 12 Consumo (kWh) 2012 2013 80 Caso de Estudo - Hipermercado 80 Tabela 5.14 - Média anual do consumo elétrico Média (kWh) 3826846 Quanto às faturas de gás apenas foram cedidas as faturas de 2013. Na Figura 5.18 é possível observar o consumo ao longo do ano, com um pico esperado no Inverno e outro em Abril. Figura 5.18 - Consumo anual do gás (2013) 5.3.2 - Consumos Medidos Foram medidos os consumos mensais, diários, e também foi feita a medição de 15 em 15mn ao ar condicionado da loja num espaço de três meses para um melhor entendimento do funcionamento do Jumbo e dos tipos de consumos realizados. Na análise mensal do ano de 2013, fez-se o total dos consumos parciais para ser possível observar-se a percentagem gasta em cada zona. Assim foi possível verificar que tal como se esperava, os maiores gastos são nas câmaras frigorificas com valores positivos, e os menores nos escritórios. 0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 16000 18000 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Consumos gás (kWh) 5.3 - Auditoria 81 Figura 5.19 - Consumos parciais totais de 2013 Ainda na análise mensal, é possível confirmar a dedução feita na faturação do aumento do ar condicionado durante o Verão, como se pode ver na figura seguinte. Figura 5.20 - Evolução do ar condicionado da loja em 2013 Na análise diária é interessante ver a evolução dos consumos ao longo da semana. A próxima figura mostra os consumos desagregados em cada dia. 8% 4% 10% 1% 17% 38% 13% 9% Loja - Emergência (kWh) Padaria (kWh) Frio-Valores Negativos (kWh) Escritórios (kWh) Loja - Normal (kWh) Frio-Valores Positivos (kWh) Loja zona charcutaria (kWh) AC Loja (kWh) 0,00 5000,00 10000,00 15000,00 20000,00 25000,00 30000,00 35000,00 40000,00 45000,00 50000,00 AC Loja (kWh) 82 Caso de Estudo - Hipermercado 82 Figura 5.21 - Consumos desagregados semanais Podemos verificar novamente que os maiores gastos vêm das câmaras frigoríficas, e dos gastos na loja. Nota-se também um certo aumento do consumo na sexta-feira. Finalmente na análise diária verificou-se a evolução para um dia inteiro do ar condicionado na loja. Figura 5.22 - Consumo diário do ar condicionado na loja 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 Consumos parciais semanais (kWh) AC_Loja (kWh) QLoja_zona_charcutaria (kWh) Frio_pos (kWh) QLoja_N (kWh) QEscritórios (kWh) Frio_neg (kWh) Padaria (kWh) QLoja_E (kWh) 0 5 10 15 20 25 30 35 00:15:00 01:15:00 02:15:00 03:15:00 04:15:00 05:15:00 06:15:00 07:15:00 08:15:00 09:15:00 10:15:00 11:15:00 12:15:00 13:15:00 14:15:00 15:15:00 16:15:00 17:15:00 18:15:00 19:15:00 20:15:00 21:15:00 22:15:00 23:15:00 Consumo do dia 09/09/2013 (kWh) 5.4 - Simulação 83 5.4 –Simulação 5.4.1 – Simulação O primeiro passo da componente de simulação da auditoria consiste em construir um modelo de simulação, utilizando a ferramenta DesignBuilder, que representa o edifício nas condições reais de funcionamento conhecidas. Esta aplicação[18] permite efetuar simulações higrotérmicas de edifícios e hoje em dia é uma ferramenta fundamental para a avaliação correta do comportamento energético de edifícios, uma vez que permite efetuar simulações muito fiáveis, entrando com uma vasta gama de variáveis, tais como as dimensões do edifício, características das superfícies, equipamentos instalados, etc. Este programa é uma interface avançada do software EnergyPlus[19] que é o responsável pela realização dos cálculos e simulações. O programa EnergyPlus é desenvolvido pelo Departamento de Energia nos Estados Unidos da América e é de utilização gratuita. É um dos mais utilizados na área, uma vez que é alvo de contínuas atualizações e os resultados são fiáveis. Contudo, a introdução de dados neste programa é algo complexa e trabalhosa, e é aí que aparece o DesignBuilder, como interface gráfica do EnergyPlus, simplificando a introdução de dados. A construção de um modelo de simulação representativo da realidade não é um processo linear, mas de alguma maneira iterativo, em que a análise dos resultados gera repetidamente ajustes no modelo e na compreensão do sistema. Particularmente, os resultados obtidos na simulação, quando comparados com os consumos de energia efetivamente registados, permitem estimar a eficiência global efetiva do sistema de climatização. Nesta secção descreve-se a metodologia aplicada para a simulação, que cumpre os requisitos do RECS para edifícios de serviços com mais de 1000 m2 (simulação dinâmica detalhada multizona). Consideraram-se as soluções construtivas descritas anteriormente e o ficheiro climático utilizado na simulação corresponde, conforme referido, a um ano típico para Cascais. I. Introdução dos dados Para compreender melhor o funcionamento do programa, primeiro é necessário perceber como funciona a hierarquia de dados. No lado esquerdo do programa, existe um menu chamado Painel de Navegação onde se pode ver a sequência da hierarquia de dados demonstrada na Figura 5.23, de uma maneira mais percetível. 84 Caso de Estudo - Hipermercado 84 Figura 5.23 - Painel de Navegação do DesignBuilder Ao introduzir uma alteração numa determinada categoria, esta alteração irá ser aplicada a todos os níveis subjacentes à qual a alteração foi efetuada, não havendo necessidade de alterar o que quer que seja nestas categorias subjacentes. Isto é bastante útil caso se pretenda introduzir alterações significativas no edifício. Por exemplo, supondo que se pretende alterar a constituição das paredes, em vez de alterar a sua constituição parede a parede, pode-se introduzir essa alteração na categoria Block, se se pretende apenas alterar as paredes de um único piso, ou então na categoria Building, sendo esta alteração aplicada a todas as paredes do edifício. Na janela geral do programa encontra-se na parte superior o Menu do programa, onde se podem fazer diversas operações como abrir ou guardar um projeto, assim como exportar dados para outro programa, ou vice-versa. Na barra de ferramentas é onde estão as ferramentas utilizadas para a construção/edição geométrica do modelo que pretendemos construir. O Painel de Navegação, como já foi referido acima, serve para selecionar uma zona em particular do edifício, uma secção, ou mesmo o edifício completo, de modo a introduzir as alterações nos elementos pretendidos. A Tela de Edição é onde se efetua a construção geométrica do edifício, e navegando pelos vários Separadores de Dados, é nesta zona que se vai efetuar o respetivo dimensionamento construtivo, sistemas AVAC, aberturas, iluminação e tipo de atividade desenvolvida no edifício. Alternando entre os Separadores de Telas, pode-se observar o modelo que se está a construir, o projeto de aquecimento, projeto de arrefecimento, as simulações, CFD (Computational Fluid Dynamics), e a iluminação natural. 5.4 - Simulação 85 Quando se cria um novo projeto no DesignBuilder, inicialmente é necessário escolher o nome do projeto, o tipo de clima onde se insere, ou seja, escolhendo a cidade onde se irá localizar o edifício, e escolhendo também o tipo de análise que se pretende efetuar, que neste caso será a versão portuguesa. Posteriormente pode-se começar a construir o modelo geométrico de forma algo intuitiva já com o zonamento térmico definido na Tabela . A implementação de portas e janelas é apenas realizada numa etapa mais à frente na construção. Nesta altura apenas se desenham as paredes interiores e exteriores e o telhado, que pode ser inclinado ou plano. A construção é realizada por blocos, que correspondem a pisos na realidade. Na Figura 5.25 encontra-se o separador ‘Construction’ que é referente aos elementos construtivos. É aqui que se introduzem as características construtivas de todos os elementos do modelo em análise, como as paredes, pavimento e cobertura. Também se define a infiltração de ar através destes elementos, traduzida em renovações de ar por hora. Neste separador apenas se definiram as ‘external walls’ referentes às paredes, ‘flat roof’ que corresponde à cobertura plana tal como no modelo, e o ‘external floor’ que faz referência ao pavimento. O modelo geométrico completo é representado graficamente na Figura 5.24. A imagem mostra o edifício. Figura 5.24 - Modelo de simulação realizado no DesignBuilder 92 Caso de Estudo - Hipermercado 92 Tabela 5.19 - IEE de Referência IEE Ref IEEref,S [kWhEP/m2] 179,84 IEEref,T [kWhEP/m2] 755,46 935,3043104 kWhEP/m2 Finalmente pela equação 3.9 foi então calculado o rácio do índice de eficiência energética, obtendo-se uma classe energética C para o edifício. Tabela 5.20 - Classe Energética RIEE 1,27 Classe Energética C 5.6 - Plano de Melhorias O edifício foi objeto de um estudo de medidas de melhoria que visa identificar oportunidades para otimizar o desempenho energético e melhorar as condições de condução e manutenção das instalações. No estudo foi avaliada a possibilidade de implementar algumas soluções de acordo com a listagem indicada:  Redução das necessidades energéticas por intervenção na envolvente;  Otimização dos consumos energéticos associados à Iluminação e ao sistema de climatização.  Utilização de energias renováveis;  Melhoria das condições de condução e manutenção das instalações. Relativamente ao primeiro ponto, não foram identificadas patologias construtivas. As medidas construtivas propostas destinam-se à redução das necessidades de energia pela envolvente, através da melhoria das características dos vãos envidraçados, adoção de sistemas de aquecimento de águas sanitárias por fontes renováveis, aumento de eficiência dos sistemas de climatização e dos dispositivos de iluminação. 5.6.1 - Medidas I. Medidas para reduzir as necessidades energéticas por intervenção na construção 5.6 – Planos de Melhorias 93 O reforço do isolamento nas paredes, tetos e/ou pavimentos traduz uma melhoria significativa no balanço energético final de uma habitação, no entanto não se sugere nenhuma alteração uma vez que qualquer alteração ao nível construtivo acarretaria gastos elevados para um edifício já existente. Ao nível dos envidraçados, existe a solução de substituição da caixilharia com corte térmico, reduzindo o valor do coeficiente de transmissão térmica. No entanto este tipo de solução acarreta custos bastante elevados que não se mostram prioritários tendo em conta a pequena quantidade de vãos envidraçados. II. Alteração do Sistema de AQS O número anual de horas de Sol em Portugal é de 2500 horas, o que no contexto Europeu faz do nosso país, um local privilegiado para a instalação nos edifícios de painéis solares, tecnicamente designados de coletores solares térmicos. O aquecimento de Águas Quentes Sanitárias com recurso a Coletores Solares Térmicos pode reduzir grandemente os gastos de energia primária (gás ou eletricidade) e contribuir para a redução das emissões de CO2. Um coletor solar é um dispositivo que converte a energia solar em energia térmica. Em termos gerais, o sistema completo é constituído por um ou vários painéis que recebem a luz do sol, um permutador em que o fluido de aquecimento circula e um depósito em que a água quente é armazenada. Em reuniões promovidas pelo fórum “Energias Renováveis em Portugal” concluiu-se que as principais barreiras ao desenvolvimento de coletores solares térmicos são: a existência de um elevado investimento inicial, falta de conhecimento e credibilidade por parte dos consumidores portugueses, e constrangimentos a nível da construção dos edifícios. No entanto, segundo um estudo (Água Quente Solar, 2008), o potencial máximo de aplicação de sistemas solares térmicos no sector doméstico português até 2010 é superior a 7 milhões de metros quadrados. Através do programa informático Solterm 5.0[20] foi feita uma simulação para o edifício de serviços, na qual se teve em consideração os atuais consumos de água quente por parte dos seus clientes. O SolTerm é um programa de análise de desempenho de sistemas solares elaborado pelo Laboratório de Estado Português na área da Energia, e especialmente concebido para as condições climáticas e técnicas de Portugal. É ainda o software a ser utilizado na contabilização da contribuição de sistemas de energias renováveis para o balanço energético de edifícios, no contexto do Sistema de Certificação de Edifícios, Decretos-Lei 78, 79 e 80/2006, de 4 de Abril, com o qual a versão 5.0 foi especificamente compatibilizada. Realizou-se um estudo que incide sobre um sistema de 5 painéis solares térmicos do tipo com um permutador externo e depósitos de acumulação com capacidade de 300 L.O local 94 Caso de Estudo - Hipermercado 94 preferencial para a colocação destes painéis deverá ser um espaço exterior sem a possibilidade de sombreamento e virado a sul, sendo que a cobertura no edifício reúne as referidas condições. Este sistema vai introduzir uma pequena redução na faturação de energia elétrica e a consequente emissão de CO2, visto vir a substituir o uso diário do termoacumulador. É importante ter em consideração que a contribuição de sistemas solares térmicos só pode ser contabilizada, se os sistemas ou equipamentos forem certificados de acordo com as normas e legislação em vigor, instalados por instaladores acreditados pela DGGE e cumulativamente se houver a garantia de manutenção do sistema em funcionamento eficiente durante um período mínimo de seis anos após a instalação. No anexo B encontra-se o relatório da simulação do Solterm. III. Medidas para reduzir as necessidades energéticas por intervenção na iluminação Para se poder fazer um plano de possíveis melhorias na eficiência energéticas na área da iluminação é necessário avaliar-se vários fatores e fazer-se uma correta gestão dos espaços em específico e das suas reais necessidades reais. Um sistema de gestão inteligente da iluminação apenas funciona se for perfeitamente aceite pelos ocupantes do local. A sua imaginação é incrível no que diz respeito a contrariar um sistema automático, o qual tem de ser impercetível, compreendido e aceite pelos ocupantes. Neste caso em que avaliamos foi avaliado um grande edifício de serviços, com diversas áreas para diversas com diferentes funções, há vários aspetos a ter em consideração:  Um sistema de gestão da iluminação não funciona se não for aceite pelos ocupantes;  Num grande espaço é mais importante dar aos ocupantes a possibilidade de acender as armaduras da zona em que trabalham do que de todo o espaço;  Uma armadura com lâmpadas fluorescentes não deve ser desligada por períodos de tempo inferiores a 15 ou 20 minutos;  Nos pequenos locais é dada prioridade à sensibilização do(s) ocupante(s);  Nas zonas de circulação pode reduzir-se o nível de iluminação, em função do horário (desligar 2/3 das armaduras por exemplo); A deteção de presença é recomendada em locais em que a ocupação é ocasional através de um comando das armaduras de iluminação tudo ou nada, ou quando a ocupação se faz de maneira prolongada com um comando de regulação do fluxo luminoso das armaduras (fluxo mínimo em caso de ausência e fluxo máximo no caso de presença). 5.6 – Planos de Melhorias 95 Quanto ao tipo de lâmpadas existem quatro tipos principais, das quais as mais económicas são sem dúvida as fluorescentes e as fluorescentes compactas. Estas lâmpadas emitem a mesma luz que uma lâmpada incandescente convencional, gastando menos 80% da energia. Relativamente às lâmpadas de halogéneo, a eficiência energética e os custos de exploração são desfavoráveis quando comparados com as fluorescentes compactas. A utilização de lâmpadas Incandescentes normais deverá restringir-se apenas aos casos em que não é possível a substituição por tecnologia fluorescente. As fluorescentes tubulares são uma solução recomendada para espaços como cozinhas, corredores, escritórios e outros locais cuja componente estética não seja fundamental. Estas apresentam um consumo de energia 80% inferior às lâmpadas tradicionais e são a melhor solução para espaços onde seja necessária iluminação permanente, exterior ou interior, e iluminação de segurança. Ao nível de iluminação de interiores existem já soluções estéticas comparáveis às oferecidas pelas lâmpadas de Halogéneo (ao nível dos tetos falsos) ou pelas incandescentes (ao nível dos candeeiros). Apesar de não apresentarem ruído associado nem interferências magnéticas, é sabido que as lâmpadas incandescentes são muito menos eficientes do que as fluorescentes, e que têm um curto período de vida. Um sistema de iluminação de baixa eficiência energética, como lâmpadas incandescentes, converte em iluminação cerca de 5% da energia utilizada sendo a restante convertida em calor.[21] Este facto pode levar a um aumento da utilização de sistemas de arrefecimento, como o ar condicionado, responsáveis por um consumo considerável de energia. No caso de um edifício de serviços já existente, as mudanças têm prioritariamente a ver com o investimento económico e o retorno obtido, uma vez que não se vai alterar a fisionomia do edifício e se querem evitar ao máximo custos com a alteração de luminárias. Realizaram-se assim duas estimativas de substituições de lâmpadas e estudou-se o investimento necessário e respetivo período de retorno. A ideia é a de com uma mudança simples se consiga reduzir de forma significativa os consumos para o cliente, segundo o princípio de Pareto[22] que afirma que 80% das consequências advêm de 20% das causas. Como estudo prévio à substituição das lâmpadas realizou-se a desagregação da iluminação por zonas como o balcão de atendimento aos clientes (Figura 5.29), frigoríficos da loja (Figura 5.30) ou escritórios (Figura 5.31). No entanto observou-se uma não homogeneidade presente nos tipos de lâmpadas existentes nessas zonas, decidindo-se assim fazer um plano de substituição geral por tipo de lâmpada e não por área. 96 Caso de Estudo - Hipermercado 96 Figura 5.29 - Desagregação da iluminação dos frigoríficos da loja Figura 5.30 - Desagregação da iluminação no balcão de vendas da loja Figura 5.31 - Desagregação da iluminação dos escritórios A. Medida de melhoria 1 A primeira medida de melhoria testada baseou-se nos seguintes aspetos:  Substituição das lâmpadas T8 por lâmpadas Retrofit T5[23];  As eco T8 de 51W mantêm-se;  As restantes substituem-se por LEDS. 3% 21% 5% 0% 2% 39% 30% Frigoríficos vapor de sódio 100W T8 36W T5 35W T8 18W T8 58W T5 28W T8 30W 27% 36% 14% 7% 4% 12% Balcão de Vendas T5 35W T5 28W LED 21W T8 36W PLC 26W HAL 70W 60% 1% 24% 7% 5% 3% Escritórios T5 35W T8 51W T8 36W T8 18W T8 58W T5 28W 5.6 – Planos de Melhorias 97 A substituição de lâmpadas T8 por lâmpadas RETROFIT T5 deve-se ao facto de serem dispositivos que permitem uma substituição fácil das lâmpadas fluorescentes T8 e respetivos balastros magnéticos pela nova geração de lâmpadas T5 sem necessidade de proceder a qualquer alteração nas luminárias e armaduras existentes. Para além disso, o tempo de vida útil da Lâmpada Retrofit T5 é superior a 20.000 horas, aproximadamente o dobro do tempo de vida útil das lâmpadas T8, o que se reflete em ganhos operacionais relacionados com a manutenção do parque instalado e atrasa novos investimentos na renovação dos equipamentos. Figura 5.32Lâmpada Retrofit T5 Este tipo de lâmpadas apresenta vantagens como ter de origem um balastro eletrónico (Figura 5.32) obtendo com isso benefícios provenientes da substituição do balastro ferromagnético pelo eletrónico, que neste caso apresenta um elevado fator de potência. Desta forma a energia reativa é reduzida aproximadamente a zero, libertando deste modo a capacidade da instalação elétrica existente, evitando sobreaquecimentos e as penalizações na fatura elétrica quanto ao consumo da mesma. A Lâmpada Retrofit T5 introduz um baixo teor de distorção harmónica na instalação do cliente de modo a evitar complicação geradas por distorções harmónicas muito elevadas. Esta solução é ideal para todas as aplicações onde o acesso à troca de lâmpadas é de difícil acesso e com custos adicionais devido à interrupção da operação. A não alteração das T8 de 51W e das T5 é devido às lâmpadas fluorescentes T5 garantirem maiores índices de eficiência gerais e apresentarem sensivelmente o mesmo fluxo luminoso que as lâmpadas T8 para uma potência de consumo inferior, garantindo assim que não há um comprometimento dos níveis de iluminância recomendados, para os locais de implementação previstos. Relativamente às T8 Eco, este tipo de lâmpadas mantêm-se nesta simulação devido 98 Caso de Estudo - Hipermercado 98 a já terem mais eficiência com a manutenção dos lumens e apresenta uma poupança de energia na ordem dos 10%[24]. As restantes, representam uma pequena percentagem do total de lâmpadas, pelo que se decidiu alterar o tipo de lâmpada para LEDs, uma vez que apesar do elevado custo são o tipo de lâmpadas que apresentam uma melhor eficiência. Para este novo cenário, foi elaborado novo estudo para obter a densidade de potência (Tabela 5.21), de modo a fazer nova simulação no DesigBuilder e avaliar de que forma o efeito das melhorias propostas na iluminação afetam o comportamento energético do edifício Tabela 5.21 – Valores a alterar na simulação para análise de medida de melhoria 1 Designação Área (m²) Potência (W) DPI Loja 6006,546 95883,5 15,96317 Zona de preparação 565,132 1253 2,217181 Escritórios 432,249 2124 4,913834 Balneários 317,38 1402 4,417418 Refeitório 59,898 210 3,50596 Armazéns 2063,157 3884 1,882552 Depois de realizada a simulação fez-se o cálculo do RIEE com os mesmos valores de referência calculados no subcapítulo anterior. Na Tabela 5.22 verifica-se que embora a classe energética se mantenha, o RIEE desceu ligeiramente. Tabela 5.22 - Classe energética com medida de melhoria 1 RIEE 1,12 Classe Energética C Para uma melhor perspetiva do que será poupado tanto a nível energético como económico, apresenta-se a Tabela que evidencia a energia poupada (diferença entre a energia atual e a energia com os valores das medidas de melhoria), o custo anual poupado que foi calculado, primeiro multiplicando a energia mensal por 0,061 (valor médio da energia em hora de ponta e de cheia), e de seguida fez-se a diferença entre o custo anual atual e o custo anual com os valores das medidas de melhoria (usando o mesmo valor do tarifário para os dois tipos de custos). Para o cálculo do investimento considera-se um valor de substituição para dois cenários. No primeiro cenário define-se o valor[25] de substituição de todas as lâmpadas já existentes no edifício por outras equivalentes e calcula-se o valor total da substituição no final do ciclo de vida dos ativosNo segundo cenário define-se o valor das lâmpadas com que queremos substituir as atuais, e faz-se o cálculo do valor total da substituição no final o ciclo de vidas das existentes. A diferença entre os valores obtidos em cada cenário permite identificar o 5.6 – Planos de Melhorias 99 investimento que teria de ser feito no edifício para se poupar anualmente cerca de 60 GWh de energia. Este investimento seria completamento recuperado em cerca de um ano e quatro meses. Tabela 5.23 - Análise económica da medida de melhoria 1 Energia poupada 58 128,7 kWh Custo anual poupado 3 894,62 € Investimento 5 068,48 € PRI (anos) 1,3 B. Medida 2 Resolveu-se testar uma nova medida de melhoria, neste caso mais extrema, para uma análise de como ficaria o edifício energeticamente se todas as lâmpadas fossem substituídas por lâmpadas do tipo LED. Em primeiro lugar começou por se analisar potências equivalentes para este tipo de LEDs[26]. De seguida, tal como no caso anterior calculou-se as densidades de potência (Tabela 5.24) da iluminação e refez-se a simulação no DesignBuilder. Tabela 5.24 - Valores a alterar na simulação da análise de melhoria 2 Designação Área (m²) Potência (W) DPI Loja 6006,546 45666,5 7,60 Zona de preparação 565,132 1295 2,29 Escritórios 432,249 1275 2,94 Balneários 317,38 1221 3,84 Refeitório 59,898 90 1,50 Armazéns 2063,157 3792 1,83 Com esta simulação obtiveram-se os valores da Tabela 5.25 e da Tabela 5.26 Podemos verificar que com esta solução a classe energética do edifício subiria para Bpermitindo poupar cerca de 300 GWh por ano, o que é algo bastante relevante. Tabela 5.25 - Classe energética ao edifício com medida de melhoria 2 RIEE 0,76 Classe Energética BEmbora anualmente houvesse uma poupança na ordem dos 22 112€, o investimento inicial seria demasiado elevado como se pode observar na Tabela 33, e só se teria uma recuperação total ao fim de quase 7 anos Tabela 5.26 - Análise económica à medida de melhoria 2 Energia poupada 330 043,04 kWh 100 Caso de Estudo - Hipermercado 100 Custo anual poupado 22 112,88 € Investimento 152 386,83 € PRI (anos) 6,9 Os planos de melhoria apresentados revelam que a solução que permite uma maior redução do consumo de energia elétrica é a segunda, a troca de todas as lâmpadas por LED, no entanto é necessário um investimento elevado cujo “trade off” depende da relação de compromisso do cliente. Devido ao elevado investimento, este tipo de medida revela-se mais conveniente no caso de edifícios novos. Em edifícios existentes como este caso, o investimento necessário pode revelar-se excessivo para o cliente, uma vez que apesar de só ter sido feito o estudo para o investimento em lâmpadas, há outros fatores que têm de ser levados em conta, como uma possível mudança das luminárias e a respetiva mão-de-obra. 6 Capítulo 6 Conclusões e Planos Futuros Num hipermercado, manter uma oferta variada de produtos, oferecendo diariamente alimentos frescos e criando ambientes de compras sofisticados implica uma elevada necessidade de energia. O aumento dos preços da eletricidade e os efeitos das alterações climáticas obriga os retalhistas a enfrentar o desafio de melhorar continuamente a sua eficiência energética de forma a continuarem competitivos. Uma boa apresentação das lojas e dos seus produtos tem vindo a tornar-se um fator de competitividade, o que leva as lojas a remodelarem-se de modo a melhor acompanharem as tendências da concorrência. O modo como a iluminação é usada nas lojas tem um papel decisivo na exposição dos seus produtos e na criação de um bom ambiente neste setor. A ventilação também é muito usada para assegurar as renovações de ar de modo a manter uma boa qualidade do ar interior. Com o alargamento dos horários de abertura das lojas, com particular destaque para a abertura dos hipermercados aos domingos e feriados de tarde, estes valores médios irão continuar a subir. O aumento da temperatura média também implica um maior consumo de ar condicionado durante os meses mais quentes. Por fim, a constante procura por produtos frescos obriga a um elevado consumo relacionado com a refrigeração, sendo necessário manter os produtos devidamente refrigerados 365 dias por ano, 24 horas por dia. Melhorar a eficiência de uma loja implica que haja uma convergência entre sustentabilidade e a redução de custos. Algumas das opções de eficiência energética passíveis de ser aplicadas em lojas de retalho oferecem pouco retorno para um investimento elevado, como é por exemplo o caso, da microprodução. Em termos estruturais, a reabilitação da envolvente das lojas, envolve riscos económicos devido ao tempo que levaria essa reabilitação, ou, no caso de lojas situadas em grandes centros urbanos, por vezes essa reabilitação nem é possível por questões legais. Barreiras internas também são identificadas nas lojas. Os aspetos técnicos nem sempre são entendidos por falta de informação sobre a potencial poupança energética e as implicações ambientais que daí advém. Nas pequenas lojas, a inexistência de 108 Referências 108 Anexos Anexo A A.1 Tabela com os municípios e respetiva unidade territorial pertencente. Tabela A.1 - NUTS III Alto Trás-os-Montes Alfândega da Fé, Boticas, Bragança, Chaves, Macedo de Cavaleiros, Miranda do Douro, Mirandela, Mogadouro, Montalegre, Ribeira de Pena, Valpaços, Vila Flor, Vila Pouca de Aguiar, Vimioso, Vinhais Cávado Amares, Barcelos, Braga, Esposende, Terras de Bouro, Vila Verde Ave Cabeceiras de Basto, Fafe, Guimarães, Mondim de Basto, Póvoa de Lanhoso, Vieira do Minho, Vila Nova de Famalicão, Vizela Grande Porto Espinho, Gondomar, Maia, Matosinhos, Porto, Póvoa de Varzim, Santo Tirso, Trofa, Valongo, Vila do Conde, Vila Nova de Gaia Tâmega Amarante, Baião, Castelo de Paiva, Celorico de Basto, Cinfães, Felgueiras, Lousada, Marco de Canaveses, Paços de Ferreira, Paredes, Penafiel, Resende Douro Alijó, Armamar, Carrazeda de Ansiães, Freixo de Espada à Cinta, Lamego, Mesão Frio, Moimenta da Beira, Murça, Penedono, Peso da Régua, Sabrosa, Santa Marta de Penaguião, São João da Pesqueira, Sernancelhe, Tabuaço, Tarouca, Torre de Moncorvo, Vila Nova de Foz Coa, Vila Real Entre Douro e Vouga Arouca, Oliveira de Azeméis, Santa Maria da Feira, São João da Madeira, Vale de Cambra 110 Anexos 110 Baixo Vouga Águeda, Albergaria-a-Velha, Anadia, Aveiro, Estarreja, Ílhavo, Murtosa, Oliveira do Bairro, Ovar, Sever do Vouga, Vagos Baixo Mondego Cantanhede, Coimbra, Condeixa-a-Nova, Figueira da Foz, Mealhada, Mira, Montemor-o-Velho, Mortágua, Penacova, Soure Beira Interior Norte Almeida, Celorico da Beira, Figueira de Castelo Rodrigo, Guarda, Manteigas, Mêda, Pinhel, Sabugal, Trancoso Beira Interior Sul Castelo Branco, Idanha-a-Nova, Penamacor, Vila Velha de Ródão Cova da Beira Belmonte, Covilhã, Fundão Serra da Estrela Fornos de Algodres, Gouveia, Seia Dão - Lafões Aguiar da Beira, Carregal do Sal, Castro Daire, Mangualde, Nelas, Oliveira de Frades, Penalva do Castelo, Santa Comba Dão, São Pedro do Sul, Sátão, Tondela, Vila Nova de Paiva, Viseu, Vouzela Pinhal Interior Norte Alvaiázere, Ansião, Arganil, Castanheira de Pera, Figueiró dos Vinhos, Góis, Lousã, Miranda do Corvo, Oliveira do Hospital, Pampilhosa da Serra, Pedrógão Grande, Penela, Tábua, Vila Nova de Poiares Pinhal Interior Sul Oleiros, Proença-a-Nova, Sertã, Vila de Rei Pinhal Litoral Batalha, Leiria, Marinha Grande, Pombal, Porto de Mós Oeste Alcobaça, Alenquer, Arruda dos Vinhos, Bombarral, Cadaval, Caldas da Rainha, Lourinhã, Nazaré, Óbidos, Peniche, Sobral de Monte Agraço, Torres Vedras Médio Tejo Abrantes, Alcanena, Constância, Entroncamento, Ferreira do Zêzere, Mação, Ourém, Sardoal, Tomar, Torres Novas, Vila Nova da Barquinha Lezíria do Tejo Almeirim, Alpiarça, Azambuja, Benavente, Cartaxo, Chamusca, Coruche, Golegã, Rio Maior, Salvaterra de Magos, Santarém Grande Lisboa Amadora, Cascais, Lisboa, Loures, Mafra, Odivelas, Oeiras, Sintra, Vila Franca de Xira Península de Setúbal Alcochete, Almada, Barreiro, Moita, Montijo, Palmela, Seixal, Sesimbra, Setúbal Alto Alentejo Alter do Chão, Arronches, Avis, Campo Maior, Castelo de Vide, Crato, Elvas, Fronteira, Gavião, Marvão, Monforte, Mora, Nisa, Ponte de Sôr, Portalegre Alentejo Central Alandroal, Arraiolos, Borba, Estremoz, Évora, Montemor-o-Novo, Mourão, Portel, Redondo, Reguengos de Monsaraz, Sousel, Vendas Novas, Viana do Alentejo, Vila Viçosa Anexos 111 Alentejo Litoral Alcácer do Sal, Grândola, Odemira, Santiago do Cacém, Sines Baixo Alentejo Aljustrel, Almodôvar, Alvito, Barrancos, Beja, Castro Verde, Cuba, Ferreira do Alentejo, Mértola, Moura, Ourique, Serpa, Vidigueira Algarve Albufeira, Alcoutim, Aljezur, Castro Marim, Faro, Lagoa, Lagos, Loulé, Monchique, Olhão, Portimão, S. Brás de Alportel, Silves, Tavira, Vila do Bispo, Vila Real de Santo António Região Autónoma dos Açores Vila do Porto, Lagoa, Nordeste, Ponta Delgada, Povoação, Ribeira Grande, Vila Franca do Campo, Angra do Heroísmo, Praia da Vitória, Santa Cruz da Graciosa, Calheta, Velas, Lajes do Pico, Madalena, São Roque do Pico, Horta, Lajes das Flores, Santa Cruz das Flores, Vila do Corvo Região Autónoma da Madeira Calheta, Câmara de Lobos, Funchal, Machico, Ponta do Sol, Porto Moniz, Ribeira Brava, Santa Cruz, Santana, São Vicente, Porto Santo A.2 – Tabelas do RECS para a climatização Tabela A.2 - Classificação do desempenho de unidades slip, multissplit, VRF e compactas com permuta ar-ar 112 Anexos 112 Tabela A.3 - Classificação do desempenho de unidades split, multissplit e compactas, com permuta ar-água Tabela A.4 - Classificação do desempenho de unidade do tipo Rooftop Tabela A.5 - Classificação do desempenho de unidades do tipo chiller bomba de calor de compressão A.3 – Tabelas do RECS para águas quentes e sanitárias Anexos 113 Tabela A.6 - Valores de eficiência de termoacumuladores em função de Qpr Iluminação RECS Tabela A.7 - Valores máximos de densidade de potência de iluminação (DPI) 114 Anexos 114 A.4 – Tabelas do RECS para a envolvente Tabela A.8 - Coeficientes de transmissão térmica superficiais de referência de elementos opacos e de vãos envidraçados para edifícios de comércio e serviços Uref [W/(m².ºC)] Tabela A.9 - Fator solar dos vão envidraçados de referência para edifícios de comércio e serviços A.2 – Tabelas do RECS para a ventilação Tabela A.10 - Caudal mínimo de ar novo determinado em função da carga poluente devida à ocupação, [m3/(hora.pessoa) Tipo de atividade Taxa de metabolismo dos ocupantes - M (met) Exemplos de tipo de espaço Caudal de ar novo [m3/(hora.pessoa)] Sono 0,8 Quartos, Dormitórios e similares 16 Descanso 1 Salas de repouso, Salas de espera, Salas de conferências, Auditórios e similares,Bibliotecas. 20 Anexos 115 Sedentária 1,2 Escritórios, Gabinetes, Secretarias, Salas de aula, Cinemas, Salas de espetáculo,Salas de Refeições, Lojas e similares, Museus e galerias, Salas de convívio, Salasde atividade de estabelecimentos de geriatria e similares. 24 Salas de jardim de infância e préescolar e Salas de creche. 28 Moderada 1,75 (1,4 a 2,0) Laboratórios, Ateliers, Salas de Desenho e Trabalhos Oficinais, Cafés, Bares, Salas 35 Ligeiramente Alta 2,5 (2,0 a 3,0) Pistas de dança, Salas em ginásios, Salas de ballet e similares 49 Alta 5,0 (3,0 a 9,0) Salas de musculação, Salas em ginásios e pavilhões desportivos e similares 98 Tabela A.11 - Caudal mínimo de ar novo determinado em função da carga poluente devida ao edifício [m³/(hora.m²)] Anexo B Relatório do Solterm: ---------------------------------------------------------------- ----------------- SolTerm 5.1 Licenciado a () Estimativa de desempenho de sistema solar térmico ---------------------------------------------------------------- ----------------- Campo de colectores ---------------------------------------------------------------- ----------------- Modelo de colector: plano 5 módulos (9,8 m²) Inclinação 27° - Azimute Sul Coeficientes de perdas térmicas: a1= 4,120 W/m²/K a2= 0,014 W/m²/K² Rendimento óptico: 73,0% Modificador de ângulo transversal: a 0° 5° 10° 15° 20° 25° 30° 35° 40° 45° 50° 55° 60° 65° 70° 75° 80° 85° 90° 1,00 1,00 1,00 0,99 0,98 0,98 0,97 0,96 0,94 0,93 0,91 0,89 0,86 0,81 0,76 0,66 0,50 0,05 0,00 Modificador de ângulo longitudinal: a 0° 5° 10° 15° 20° 25° 30° 35° 40° 45° 50° 55° 60° 65° 70° 75° 80° 85° 90° 1,00 1,00 1,00 0,99 0,98 0,98 0,97 0,96 0,94 0,93 0,91 0,89 0,86 0,81 0,76 0,66 0,50 0,05 0,00; ---------------------------------------------------------------- ----------------- Permutador Anexos 117 ---------------------------------------------------------------- ----------------- Interno ao depósito, tipo serpentina, com eficácia 60% Caudal no grupo painel/permutador: 79,4 l/m² por hora (=0,22 l/s) ---------------------------------------------------------------- ----------------- Depósito ---------------------------------------------------------------- ----------------- Modelo: típico 300 l Volume: 300 l Área externa: 3,60 m² Material: médio condutor de calor Posição vertical Deflectores interiores Coeficiente de perdas térmicas: 2,74 W/K Um conjunto depósito/permutador ---------------------------------------------------------------- ----------------- Tubagens ---------------------------------------------------------------- ----------------- Comprimento total: 15,0 m Percurso no exterior: 3,9 m com protecção mecânica Diâmetro interno: 78,0 mm Espessura do tubo metálico: 1,0 mm Espessura do isolamento: 39,0 mm Condutividade térmica do metal: 377 W/m/K Condutividade térmica do isolamento: 0,032 W/m/K ---------------------------------------------------------------- ----------------- Carga térmica: segunda a sexta ---------------------------------------------------------------- ----------------- 10l x 24h 60°C Temperatura nominal de consumo: 60°C (N.B. existem válvulas misturadoras) Temperaturas de abastecimento ao depósito (°C): Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25