O uso de energia constitui um dos maiores impactes ambientais de um edifício, devido ao recurso a matérias-primas não renováveis, o que apresenta uma elevada produção de gases com efeito estufa, pelo que será desejável reduzir ao máximo este consumo. Assim, através do conceito de edifícios com um balanço energético nulo é possível reduzir este impacte com uma melhoria de eficiência dos edifícios habitualmente construídos e de produção de energias renováveis produzidas no local ou nas suas proximidades.
Capítulo 2 – Estado da Arte 18 As eficiências energéticas podem ser alcançadas através da aplicação de medidas de melhoria associadas a diversos elementos, como por exemplo, a envolvente, os equipamentos, o controlo e a geração.
Seguidamente apresenta-se de forma detalhada algumas das medidas que podem ser associadas a cada elemento anteriormente enumerado.
- Envolvente:
A envolvente de um edifício é o elemento que separa um espaço interior aquecido de um qualquer espaço não aquecido ou do exterior, podendo incluir paredes opacas, coberturas, pavimentos e vãos envidraçados. Assim sendo, a envolvente é um importante fator, preponderante no consumo de energia dos edifícios, influenciando o mesmo ao longo da fase de utilização de qualquer edifício, afetando a energia consumida para proporcionar conforto aos seus utilizadores (aquecimento no inverno, arrefecimento no verão, iluminação e ventilação).
Portanto, na execução e no planeamento da envolvente é necessária realizar uma escolha criteriosa de materiais e sistemas construtivos de modo a que esta seja o mais eficiente possível e assim compatibilizar diversas componentes como a ventilação natural, iluminação natural, proteção térmica e impermeabilização apropriadas ao clima do local.
As melhorias relacionadas com a envolvente podem ser de diversos tipos, como por exemplo o melhoramento com a aplicação de isolamentos mais eficazes, o aumento da inércia térmica, que permite um acumulamento de energia de modo a controlar as variações de temperatura no interior dos edifícios, influenciando o comportamento do edifício tanto no inverno (ao determinar a capacidade de utilização de ganhos solares), como no verão (ao absorver os picos de temperatura).
Também, é possível intervir na utilização de áreas corretas de vãos envidraçados, que permitem obter ganhos solares controlados, na utilização de janelas e portas estanques, caixilharias com roturas térmicas, vidros duplos/triplos, elementos de sombreamentos adequados, ventilação controlada com recuperação do calor para reaquecer o ar que no
Capítulo 2 – Estado da Arte 19 inverno é introduzido no edifício, tecnologias de aquecimento e arrefecimento com elevado rendimento. Constitui também uma importante intervenção as zonas designadas por pontes térmicas, que são zonas onde o isolamento térmico é inferior ao isolamento verificado nas restantes zonas correntes.
Logo, a envolvente representa um importante ponto de intervenção para a melhoria da eficiência de qualquer edifício, sendo que se deve realizar uma escolha pormenorizada e criteriosa dos materiais a aplicar.
- Equipamentos/iluminação:
Os equipamentos e a iluminação representam hoje em dia outra grande fonte de consumo de energia. Com o desenvolvimento das novas tecnologias, cada vez mais os equipamentos representam um maior consumo elétrico nas habitações. Onde antigamente ninguém conhecia o computador, aparelhos como máquinas de lavar roupa e televisões, hoje em dia qualquer habitação possui um ou mais destes equipamentos, o que se traduz no aumento do consumo energético dos edifícios.
Igualmente, a iluminação afeta o consumo energético dos edifícios, esta comporta um dos mais importantes níveis de conforto dos ocupantes, sendo que atualmente ninguém comodamente vive sem iluminação. A construção com recurso a maiores áreas de utilização traduz-se também num maior número de pontos de iluminação, o que gera um aumento de energia dissipada através da iluminação artificial.
Todavia estes fatores também afetam a temperatura interior dos edifícios devido ao calor que produzem durante o seu funcionamento, diminuindo assim a amplitude térmica, que é necessário combater através de sistemas de aquecimento no inverno, e aumentando esta no verão.
Portanto os edifícios devem ser concebidos para que qualquer compartimento possua iluminação natural, podendo esta ser recolhida através de vãos envidraçados corretamente dimensionados que permitem a entrada suficiente de iluminação natural sem comprometer o devido comportamento térmico do edifício.
Capítulo 2 – Estado da Arte 20 Em suma, os equipamentos e a iluminação dos edifícios devem ser o mais eficiente possível, recorrendo para tal às classes de eficiência e certificados energéticos, sendo que atualmente são obrigatórios nos diversos equipamentos.
- Controlo:
O recurso a mecanismos de controlo inteligente de edifícios pode ter inúmeras vantagens. O controlo dos ganhos solares pelos vãos envidraçados representa uma dessas vantagens, já que, através da utilização de sensores podem detetar a radiação solar e assim ativarem, ou desativarem, os elementos de sombreamento. Deste modo é possível controlar os ganhos solares realizados pelos vãos envidraçados. Outras vantagens, que devem ser referenciadas, no que toca ao controlo inteligente de edifícios são o controlo da permeabilidade do ar, ou ainda a utilização de interruptores automáticos onde, por exemplo, seja previsível o esquecimento de lâmpadas acesas.
Atualmente, o avanço tecnológico cada vez maior permite várias funcionalidades como programar antecipadamente o funcionamento de diversos equipamentos domésticos. Assim, torna-se possível, por exemplo, controlar o sistema de refrigeração. Deste modo, quando a habitação está vazia permanece num modo mais baixo e consequentemente num programa de poupança de energia. O funcionamento normal da habitação é restabelecido sempre que algum habitante retomar à habitação.
Assim, com o auxílio da domótica é possível gerir os diversos sistemas domésticos, controlando os mais diversos sistemas como a climatização, o consumo elétrico dos edifícios entre outros mecanismos de uso diário, automatizando tarefas e otimizando recursos.
- Geração:
Nenhum edifício, por mais eficaz que seja, é capaz de resistir à falta de energia, sendo a principal fonte energética da atualidade o petróleo, todavia este é um grande responsável pela emissão de gases com efeito de estufa e também um recurso que tende a esgotar-se, o que leva à existência de conflitos entre países, pela posse do mesmo.
Capítulo 2 – Estado da Arte 21 As energias renováveis passam assim por uma solução a nível mundial, proporcionando para além de recursos inesgotáveis uma solução para uma diminuição dos gases com efeito estufa. Estas podem ser:
• Energia Hídrica; • Energia Eólica; • Energia Solar; • Energia Geotérmica;
• Energia das Ondas e Marés; • Energia da Biomassa.
Estas fontes energéticas começam a ter peso considerável na produção mundial de energia, sendo que ainda se encontram num estado de crescimento tendo aumentado a sua importância.
Assim, as energias renováveis têm um papel fundamental na obtenção de edifícios com balanços energéticos nulos, sendo estas as fontes de energia que compensam as necessidades energéticas dos edifícios nZEB, possibilitando a diminuição das emissões de gases com efeitos estufa.
Estas podem ser coletadas localmente o que proporciona ao edifício alguma autonomia da rede elétrica, contudo os edifícios nZEB utilizam a rede elétrica como uma forma de armazenar energia, vendendo energia à rede pública nas horas de maior produção e comprando quando a produção é insuficiente para alimentar as necessidades do edifício.
Desta forma, a produção de energias renováveis proporciona aos edifícios nZEB uma forma de se autossustentarem com um balanço energético nulo, contribuindo também para a redução significativa da emissão de gases com efeito estufa, diminuindo a dependência das energias fósseis.
Com a utilização de novas tecnologias na construção de edifícios é possível reduzir as perdas de modo a que não seja necessário uma quantidade exuberante de produção de energias renováveis na obtenção de edifícios com balanço energético nulo.
Capítulo 3 – Metodologia de Cálculo 23