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quarta-feira, 11 de dezembro de 2024

Sustentabilidade e Eficiência Energética

 Olá, caro leitor! Hoje vou falar sobre um tema muito interessante no mundo da Engenharia Civil em Portugal: "A Importância da Sustentabilidade na Construção Civil". Vamos explorar como a sustentabilidade está cada vez mais presente nos projetos de engenharia civil, visando a preservação do meio ambiente e a promoção de práticas mais responsáveis na construção.


Sustentabilidade na Construção Civil: Um Conceito em Evolução

Desde a escolha dos materiais de construção até a implementação de tecnologias mais eficientes, a sustentabilidade na construção civil tem se tornado um tema central nas discussões do setor. Em Portugal, onde a preocupação com a preservação ambiental é cada vez mais evidente, a adoção de práticas sustentáveis na engenharia civil é fundamental para o desenvolvimento de um setor mais responsável e consciente.


Materiais Sustentáveis: O Futuro da Construção Civil

A utilização de materiais sustentáveis na construção civil é uma das principais formas de promover a sustentabilidade no setor. Em Portugal, temos visto uma crescente adoção de materiais como madeira certificada, betão ecológico e isolamentos térmicos naturais. Esses materiais não só reduzem o impacto ambiental das construções, como também contribuem para a eficiência energética dos edifícios.


Eficiência Energética: O Caminho para Edifícios Mais Sustentáveis

A eficiência energética é outro pilar fundamental da sustentabilidade na construção civil. Em Portugal, onde o clima mediterrânico predomina, é essencial projetar edifícios que sejam energeticamente eficientes, reduzindo o consumo de energia e as emissões de carbono. A utilização de tecnologias como painéis solares, sistemas de iluminação LED e isolamentos térmicos de alta performance são cada vez mais comuns em projetos de engenharia civil no país.


Gestão de Resíduos: Reduzir, Reutilizar, Reciclar

A gestão de resíduos na construção civil é um desafio importante a enfrentar. Em Portugal, a legislação ambiental tem se tornado mais rigorosa em relação ao descarte de resíduos de construção e demolição. Por isso, é essencial implementar práticas de redução, reutilização e reciclagem de resíduos nas obras, contribuindo para a preservação do meio ambiente e para a promoção de uma economia circular no setor.


Conclusão: Rumo a um Futuro Mais Sustentável na Engenharia Civil em Portugal

Em suma, a sustentabilidade na construção civil é um tema cada vez mais relevante e urgente em Portugal. A adoção de práticas sustentáveis, a utilização de materiais eco-friendly, a promoção da eficiência energética e a gestão responsável de resíduos são passos essenciais rumo a um futuro mais sustentável na engenharia civil do país. A mudança de paradigma é necessária, e cabe a todos os profissionais do setor contribuir para a construção de um ambiente construído mais sustentável e consciente.


Espero que tenha gostado deste artigo sobre a importância da sustentabilidade na construção civil em Portugal. Juntos, podemos construir um futuro mais verde e sustentável para as gerações futuras. Até a próxima!

segunda-feira, 11 de novembro de 2024

Caso de Estudo: PASSIVE HOUSE

 

A primeira marca de construção passiva foi formalizada em 1988 pelo Prof. Bo Adamson e Dr. Wolfgang Feist. Como resultado, construíram o primeiro edifício passivo em Darmstadt, Kranischtein, em 1991:

  • 90% de economia nos custos de aquecimento em comparação com o standard
  • 27 anos depois, o edifício continua a ser tão eficiente como aquando da sua construção. 

Os edifícios passivos combinam conforto térmico, qualidade do ar interior e baixo consumo de energia. 

Em termos de aparência não é possível reconhecer uma casa passiva, na verdade é um padrão de desempenho e não um método de construção específico. Os edifícios passivos têm de satisfazer os requisitos da procura de energia, mas existe total liberdade de escolha dos métodos para alcançar tais requisitos (betão, madeira…).

A casa passiva poupa 90% da energia utilizada para aquecimento numa construção standard e 75% no caso de uma nova construção.

  • Possível em qualquer lugar do mundo (
  • Adequado para diferentes tipos de construção (edifícios residenciais, como cinemas, escolas ou escritórios)
  • Técnicas de aquecimento ou arrefecimento a adaptar em função do clima

É bastante difícil alcançar o padrão da Casa Passiva quando se trata de renovação, especialmente devido às dificuldades encontradas na redução de todas as pontes térmicas e isolamento do exterior. Por esta razão, existe uma norma de Casa Passiva específica para a renovação (EnerPHit = Energy Retrofit with Passive House Components): 

  • Critérios de desempenho menos exigentes
  • Oferecer ao cliente uma garantia de qualidade na modernização da sua casa

  • Excelente isolamento térmico da envelope exterior do edifício
  • Caixilharias isolantes e vidros de alta qualidade, de preferência certificadas pelo Instituto Passivhaus
  • Minimização de pontes térmicas
  • Envolvente do edíficio estanque ao ar
  • Sistema de ventilação com recuperação de calor
  • Se algum dos seguintes critérios não for cumprido, o edifício não será elegível para a certificação Passivhaus!

    • Necessidades de energia para aquecimento/arrefecimento  ⩽ 15 kWh/m².ano ou carga de aquecimento/arrefecimento ⩽ 10 W/m²

    Numa casa tradicional, as necessidades de aquecimento são de cerca de 60-150 kWh/m2a (4 a 10 vezes mais do que numa casa passiva). A carga máxima para aquecimento numa casa tradicional é de cerca de 30-50 W/m2 (3 a 5 vezes mais do que numa casa passiva).

    • Estanquidade ao ar do edifício n50 ⩽ 0.6/h

    Numa construção tradicional, todas as pequenas fugas de ar que  são possiveis através de pequenos orifícios na construção, é como podem equivaler a uma abertura de 40×40 cm na parede. Numa casa passiva, a área total de fugas de ar equivale ao tamanho de uma moeda de €1.

    • Necessidades de Energia primária ⩽ 120 kWh/m².ano ou necessidades de energia renovável primária  ⩽ 60 kWh/m².ano

     

    • Frequência do excesso de temperatura (25ºC) ⩽ 10%



sexta-feira, 8 de novembro de 2024

Folhas de Cálculo - PtNzeb e Itecons


 As folhas do PTNZEB (Plano de Ação para Edifícios com Necessidades Quase Nulas de Energia) e do Itecons (Instituto de Investigação e Desenvolvimento Tecnológico para a Construção, Energia, Ambiente e Sustentabilidade) são fundamentais para a certificação energética de edifícios em Portugal. Elas fornecem uma base técnica e normativa que orienta os profissionais do setor na implementação de medidas que promovem a eficiência energética. O PTNZEB, em particular, estabelece metas e diretrizes para que os edifícios cumpram requisitos que os classifiquem como de necessidades quase nulas de energia, incentivando a incorporação de soluções sustentáveis desde a conceção até à construção e reabilitação de edifícios.

Por outro lado, o Itecons desempenha um papel relevante na disponibilização de ferramentas e documentos técnicos que apoiam a avaliação da eficiência energética de edificações, garantindo que estas atendam aos padrões de qualidade exigidos por regulamentações nacionais e europeias. As folhas do Itecons incluem metodologias de cálculo, referências de desempenho e soluções técnicas para a melhoria dos parâmetros de energia e conforto. Assim, a conjugação das diretrizes do PTNZEB com as orientações práticas do Itecons cria uma estrutura robusta que auxilia engenheiros e arquitetos a certificar e desenvolver projetos que cumpram as normas de sustentabilidade e eficiência energética.


Deixo aqui o link do site para descarregar as respetivas folhas:


https://www.peritosqualificados.pt/pt/



https://www.itecons.uc.pt/projectos/reabilitacao/index.php?module=sec&id=71



Especialidade de Térmica

 


    O projeto de térmica é um dos projetos de especialidades que deve ser entregue à Câmara Municipal, aquando da construção ou renovação de um edifício. O estudo de comportamento térmico estabelece as regras que devem ser observadas na conceção dos sistemas de climatização, de modo a promover conforto térmico. Ou seja, o objetivo é que os edifícios tenham desempenho eficiente em termos de aquecimento, arrefecimento e ventilação para garantir a qualidade do ar no seu interior.

Este desempenho eficiente é então comprovado pela certificação energética, evitando-se, assim, o desperdício excessivo de energia.

O Sistema Nacional de Certificação Energética e da Qualidade do Ar Interior nos Edifícios (SCE) é um dos pilares nos quais se baseia a nova legislação relativa à qualidade térmica dos edifícios em Portugal. Os regulamentos que fazem parte deste sistema devem ser seguidos para a elaboração dos projetos de térmica, com o objetivo de proporcionar economias significativas de energia para o país em geral e para os utilizadores dos edifícios, em particular.

Por sua vez, o Regulamento das Características de Comportamento Térmico dos Edifícios (RCCTE) estabelece requisitos de qualidade para os novos edifícios de habitação e de pequenos serviços sem sistemas de climatização. 

Neste sentido, as características das paredes, envidraçados, pavimentos e coberturas, devem respeitar as qualidades térmicas constantes nos requisitos impostos pelo RCCTE.

O Decreto-Lei n.º 101-D/2020 de 7 de Dezembro, na sua versão atual, estabelece os requisitos mínimos para o projeto e a renovação de edifícios, visando garantir e melhorar o seu desempenho energético. Para tal, define critérios específicos para a modernização e reabilitação destes. Este diploma legal regulamenta também o Sistema de Certificação Energética de Edifícios (SCE), gerido pela ADENE. A agência é responsável por monitorizar a qualidade dos certificados, assegurando a correção dos cálculos. O SCE disponibiliza uma plataforma online para a emissão de pré-certificados e certificados energéticos, que classificam a eficiência energética de um edifício. Estes documentos são emitidos por peritos qualificados, profissionais independentes com formação em arquitetura ou engenharia e, pelo menos, cinco anos de experiência. Existem duas categorias de peritos qualificados, PQ-I e PQ-II, com funções definidas no Decreto-Lei n.º 102/2021 de 19 de Novembro.

Ao Perito Qualificado I (PQ I) compete avaliar o desempenho energéticos dos edifícios abrangidos pelo SCE, mediante a emissão dos pré-certificados e certificados energéticos, identificar e avaliaras oportunidades e recomendações de melhoria de desempenho energéticos dos edifícios, emitir os pré-certificados e certificados energéticos do SCE, apoiar os proprietários dos edifícios na implementação das oportunidades e recomendações de melhoria. Estes peritos são engenheiros certificados pela ADENE.

O Perito Qualificado II (PQ II) é também um profissional altamente especializado, com formação e experiência específicas, responsável por realizar avaliações energéticas de edifícios em Portugal. A sua atuação é fundamental para o Sistema de Certificação Energética (SCE) e contribui para a promoção da eficiência energética no país. As suas principais funções incluem: Avaliação periódica de Grandes Edifícios de Comércios e Serviços (GES), a recolha e submissão de dados de consumo e a elaboração de um plano de melhoria. Normalmente, o PQ I realiza pré-certificados energéticos e certificados finais de habitações e de comércios até potência nominal inferior a 30Kw, enquanto que o PQ II se ocupa dos certificados de comércio e serviços. Só estes peritos podem emitir um certificado energético.

Figura 1 - Exemplo de certificado Energético

Um certificado energético é um documento obrigatório em Portugal que avalia o desempenho energético de um edifício, seja ele uma casa, um apartamento ou um edifício comercial. É como um “rótulo energético” para imóveis, que informa sobre o consumo de energia do edifício e sugere medidas para melhorar a sua eficiência. É importante, pois permite aos compradores ou inquilinos tomar decisões mais informadas ao escolher um imóvel, sabendo qual o seu consumo energético e os custos associados. Além disso, incentiva a melhoria da eficiência de energética dos edifícios, reduzindo o consumo de energia e as emissões de gases com efeito de estufa. 

Também é relevante na valorização do imóvel, um edifício com um certificado energético de classe alta tende a ter um valor de mercado superior. Por fim, pode dar acesso a benefícios fiscais e a linhas de crédito mais vantajosas para obras de reabilitação energética.

Em Portugal, o certificado energético é obrigatório para a venda de imóveis e arrendamento de imóveis, o certificado deve ser apresentado ao comprador e ao inquilino respetivamente.

Um certificado energético é um documento que avalia o desempenho energético de um edifício, classificando-o numa escala de A+ (mais eficiente) a F(menos eficiente), de acordo com Figura 2. Além da classe energética, o certificado apresenta uma estimativa do consumo anual de energia do imóvel e, o mais importante, sugere medidas para melhorar a sua eficiência energética. A validade deste documento é geralmente de 10 anos para edifícios residenciais.

O Manual SCE, guia essencial para a certificação energética de edifícios em Portugal, encontra seu alicerce em uma sólida base legal. Diversos regulamentos e despachos, como o Decreto-Lei n.º 118/2013 e o Regulamento de Certificação Energética de Edifícios, definem os princípios, os requisitos e os procedimentos a serem seguidos na avaliação do desempenho energético dos edifícios.

 

 

 

 

 

 

 

Estes documentos legais garantem a uniformidade e a qualidade dos certificados energéticos emitidos em Portugal, contribuindo para a promoção da eficiência energética e a proteção dos consumidores.

É necessário também ter em conta:

 

 

-  Enquadramento (Legislação aplicável tendo em conta a data de aprovação da arquitetura do edifício (fase do ciclo de vida), etc.)

 

 

-    Caracterização do Edifício (Tipologia de utilização, categoria dos espaços, marcação das envolventes, etc.);

 

 

-   Caracterização dos elementos da envolvente (elementos construtivos, envidraçados, etc.) e dos sistemas técnicos;

 

-  Metodologia de Cálculo;

 

-  Determinação de indicadores e da classe energética do edifício;

 

-  Identificação e estudo das medidas de melhoria:

 

-  Relatório de Avaliação do Desempenho Energético dos Edifícios.

 

Como já referido, é importante analisar o contexto, do enquadramento e da arquitetura do edifício em estudo, antes de se realizar o cálculo térmico propriamente dito. Também “a priori” é necessário ter desenvolvido as envolventes térmicas, peças desenhadas do projeto do estudo térmico, de modo a identificar os espaços úteis e não uteis, vãos envidraçados e tipos de soluções de pavimentos, paredes, cobertura e solo.

Para efeitos de avaliação do desempenho energético do edifício (DEE) deve ter-se em conta envolvência do edifício, onde se inclui os parâmetros relativos à localização e clima.

A avaliação do DEE varia em função do clima e das respetivas variáveis que o influenciam, nomeadamente a nomenclatura das unidades territoriais estatísticas (NUTS III) e a altitude. Os NUTS III em Portugal são subdivisões regionais utilizadas para fins estatísticos e administrativos, parte da Nomenclatura das Unidades Territoriais para Fins Estatísticos (NUTS) da União Europeia. Representam regiões de nível local, agrupando municípios com características socioeconómicas semelhantes. Em Portugal, existem 30 regiões NUTS III de acordo com a Tabela 1

 O zonamento climático do País baseia-se na Nomenclatura das Unidades territoriais para fins estatísticos de nível III (NUTS III). Para o cálculo térmico, cada NUTS III; pode ter valores diferentes, para cada parâmetro térmico.

Tabela NUTS III - Fonte Manual SCE

Assim, envolvente da edificação consiste na definição de três elementos distintos: a região do território (região A ou B, cada uma delas com características próprias), a rugosidade (efeito da variação da ação do vento com a altura do edifício acima do solo) e a classe de proteção da fachada (relativamente à ação do vento);

            Adicionalmente, são definidas três zonas climáticas de inverno (I1, I2 e I3) e três zonas climáticas de verão (V1, V2 e V3). Cada edifício e estudo irá ter uma zona climática de inverno e outra de verão, resultante dos cálculos efetuados.

            Para a definição da zona climática de inverno, é necessário proceder-se à determinação do número de graus-dias (GD) na estação de aquecimento. Para a definição da zona climática de verão, é necessário proceder-se à determinação da temperatura média exterior na estação convencional de arrefecimento.

            Uma vez tendo estes dados e tendo as soluções dos pré-requisitos térmicos de arquitetura, passa-se para a fase seguinte a confirmação das envolventes e posteriormente o cálculo térmico.

            Nesta fase do processo devem ser definidos como espaços interiores úteis ou espaços interiores não úteis (ENU). Excetuando algumas situações particulares, esta caracterização dos diferentes tipos de espaços interiores deve ser feita, para edifícios de habitação, tendo em conta o disposto na Tabela 2 apresentada abaixo.


Tabela 2 Classificação do tipo de espaço interior em edifícios de habitação. Fonte: Manual SCE

Após a caracterização dos espaços interiores, deverão ser quantificadas as trocas térmicas entre os espaços interiores úteis. Para tal, é necessário calcular o coeficiente de redução de perdas (bztu) dos respetivos espaços não úteis e, de acordo com a Tabela 2, verificar qual é a condição de fronteira.O cálculo do bztu, coeficiente de redução, é obtido de acordo com a fórmula da Figura:

 


Figura  Fórmula do Bztu

 

    As condições fronteiras apresentadas são reproduzidas através da marcação de envolventes com diferentes cores. Assim, cada condição fronteira é representada por uma cor específica, de acordo com as Tabelas seguintes . A marcação das envolventes nas peças desenhadas em plantas e em cortes, quando necessário, deve ser feito pelo interior dos elementos correspondendo às paredes uma linha e às coberturas e pavimentos as tramas, de acordo com as tabelas e figuras seguintes.



Condições de Fronteira Fonte: Manual SCE


Cores a usar para marcação das envolventes nas peças desenhadas. Fonte: Manual SCE


Envolventes dos Pavimentes Fonte: Manual SCE

Além das envolventes também é necessário fazer um levantamento dimensional das dimensões do edifício em planta, assim como o pé-direito das frações a estudar.

 

A definição, por exemplo, das soluções construtivas da envolvente opaca implica o cálculo da variável U – coeficiente de transmissão térmica, que estabelece os requisitos mínimos térmicos que estes elementos devem cumprir.

Além da introdução da área de elementos como paredes, pavimentos, coberturas, portas e envidraçado tendo em conta a sua condição fronteira, deverá ser também introduzida a área de possíveis zonas de ponte térmica plana (PTP).

As pontes térmicas são zonas do edifício onde ocorre uma descontinuidade no elemento construtivo, por alterações ao material utilizado (mudança de espessura) ou por troca de material, que provocam uma variação no fluxo de calor. Estas pontes térmicas podem existir em elementos planos – PTP’s, já introduzidas – ou em elementos lineares (na ligação entre elementos construtivos, por exemplo) – pontes térmicas lineares (PTL). Para além dos efeitos das pontes térmicas, deverá ser também tido em conta no cálculo o efeito dos elementos de sombreamento nos vãos envidraçados e deverá ser introduzida a inércia térmica dos diversos elementos opacos.

A inércia térmica traduz a capacidade de armazenamento de calor que os elementos construtivos podem apresentar, e varia em função da massa superficial útil por metro quadrado de área interior útil de pavimento (a determinação desta variável depende da condição fronteira do elemento).

Após a preparação das peças desenhadas, podemos realizar o cálculo térmico. Introduzido todos os dados na folha de cálculo PTnzeb, dados esses que consistem no enquadramento, envolvência, bem como as soluções construtivas e equipamentos de climatização e ventilação.

 

 

 

 

Obtém-se os dados das necessidades nominais anuais de energia útil para aquecimento (Nic), as necessidades nominais anuais de energia útil para arrefecimento (Nvc) e obtém-se também a referência para edifícios de habitação as necessidades nominais anuais de energia útil para aquecimento de referência (Ni) , necessidades nominais anuais de energia útil para arrefecimento de referência (Nv), bem como as necessidades de energia para aquecimento de água sanitária.

De acordo com o disposto na portaria prevista no n.º 12 do artigo 6.º do Decreto-Lei n.º 101-D/2020, de 7 de dezembro, os edifícios de habitação novos, sujeitos a grande renovação, ou cujo sistema de ventilação foi renovado, devem apresentar uma taxa de renovação de ar horária (𝑅𝑝ℎ) igual ou superior a 0,5 renovações por hora. Assim este valor da ventilação (RPH) também é calculado usando o método base, método simplificado ou condicional presentes na folha de cálculo.

A integração de todas as informações mencionadas até agora, juntamente com a definição dos sistemas de aquecimento de águas sanitárias (AQS) e climatização previstos para a habitação, permitirá determinar se os requisitos térmicos são atendidos e qual será a classe energética resultante do cálculo. Se a classe energética alcançada para a moradia for pelo menos A 50%, poderão ser implementadas medidas de melhoria para concluir o preenchimento da folha de cálculo. Sempre que houver a possibilidade de melhorar a classe energética através de correções em patologias construtivas ou da instalação de sistemas de AQS e/ou climatização diferentes, devem ser realizadas medidas de melhoria.

Uma vez finalizado o cálculo, poderá emitir-se o pré-certificado energético para fins de licenciamento. No caso do certificado final, o processo é idêntico e deverá ser emitido no final da obra, o que exige um levantamento do que foi construído, bem como equipamentos de climatização e ventilação, e respetivas fichas técnicas de forma a representar o que foi feito na obra.