Soluções de elevada eficiência energética na reabilitação de um edifício de habitação

Abstract

A presente dissertação consiste na análise energética e estudo do potencial de aplicação de equipamentos em pequena escala, que promovam a captação de energia produzida a partir de fontes renováveis, num edifício de habitação antigo, situado no centro histórico da cidade de Coimbra, na zona protegida pela UNESCO. Com esse intuito será utilizado o programa de simulação energética de edifícios EnergyPlus 8.3. A realização de uma primeira simulação permite verificar a situação energética real da habitação, quando esta é utilizada apenas por dois ocupantes. Os dados iniciais, necessários para a modelação, centram-se no conhecimento dos seguintes parâmetros: soluções construtivas da habitação, envolvente externa, padrões de consumo e atividades dos ocupantes, iluminação artificial e natural, equipamentos elétricos e eletrónicos, sistemas de aquecimento das águas domésticas, aquecimento do ar, ventilação natural e artificial, entre outros. A análise dos resultados desta simulação permite quantificar as diferentes formas do consumo energético, que ocorrem em cada hora do dia, ao longo de um ano. Estas são referentes ao consumo de energia elétrica e da água utilizada na habitação. A sua redução é possível, através da aplicação de estratégias de melhoria do desempenho energético. Estas estratégias são alcançadas pela utilização de isolamento térmico no exterior do edifico, através da aplicação de EPS, e em alguns dos pavimentos pela utilização de cortiça. A alteração das janelas existentes, a redução dos caudais de consumo de água sanitária, a eliminação de alguns consumos em “Standby” dos equipamentos elétricos, e a aplicação de medidas comportamentais a adotar por parte dos ocupantes, constituem outras medidas introduzidas numa nova simulação, e que possibilitam a redução do consumo energético previsto pela simulação inicialmente realizada. Posteriormente são realizadas várias simulações com o intuito de se estudar e analisar a utilização de equipamentos em pequena escala que produzem energia a partir de fontes renováveis. Pretende-se que os valores energéticos obtidos permitam denominar o edifício de “nearly Zero Energy Building” (nZEB), ou seja, que a energia por ele consumida seja igual ou aproximada à energia produzida através de fontes de energia renovável, apresentando assim um desempenho energeticamente sustentável, dando um pequeno contributo para que Portugal e a Europa alcancem as metas estabelecidas no Horizonte 2020 e no REBC 2050.

The present dissertation consists of the energy analysis, and the study on a small scale, of the potential equipment to be applied that can produce renewable energy, in an old residential building, located in the historic center of Coimbra, in an area protected by UNESCO. With this intent in mind, the simulation program EnergyPlus 8.3 will be used to assess the energy consumption. The first simulation set allows us to verify the actual energy situation of the house with two occupants and at a point where no energy consumption strategy was applied. The initial data, needed for modeling, focusses on the awareness of the following parameters: construction solutions applied to the building, the external environment, consumer habits and activities of the occupants, artificial and natural lighting, electrical and electronic equipment used, heating water and air systems, and natural and artificial ventilation processes, among others. By examining the simulation results, it is possible quantify the different types of energy consumption which occur at different times of the day, over a period of a year. These results are associated with the consumption of electricity and water used in the building. A reduction is possible through the application of energy performance improvement strategies. These are achieved through the use of an outer insulation of the building using EPS and on some flooring with cork layer, the modification of the existing windows, and changes in the behavior attitude to be taken by the occupants. These measures, when introduced in a new simulation, allow for a reduction of the energy consumption of the initial simulation. Subsequently, several more simulations are carried out in order to study and investigate the use of small scale devices for the production of energy from renewable sources. It is intended that the energy values obtained may permit labelling the building "nearly Zero Energy Building" (nZEB), this means that the energy consumption will equal or be almost equivalent to the energy produced from renewable energy sources. The result should represent an energy sustainable performance thus giving a small contribution to Portugal and Europe´s goals set in the Horizon 2020 and REBC 2050.