“REABILITAÇÃO TÉRMICA ”
UNIVERSIDADE TÉCNICA DE LISBOA
Faculdade de Arquitectura
MESTRADO EM: REABILITAÇÃO
2006/2007
COORD...
PROGRAMA AULAS
• Introdução Arquitectura e Eficiência Energética
• Panorama Energética Nacional
• Balanço Térmico
• Homem ...
INTRODUÇÃO - ENQUADRAMENTO
Deserto do Colorado – EUA . Povo de Mesa verde
Até meados do Séc. XX, o arquitecto de certo mod...
• A Revolução Indústrial:
-Trouxe novos materiais como o aço, o betão armado..., que desafiaram a tradição de construir
em...
Crise Energética Continuação:
- O embargo do petróleo cessou, mas os preços se mantiveram altos, para além é preciso realç...
Arquitectura Contemporânea:
- Século XX têm sido particularmente fértil para a arquitectura, mostram-se experiências
signi...
Arquitectura Contemporânea:
- Século XX têm sido particularmente fértil para a arquitectura, mostram-se experiências
signi...
Sector Edifícios em Portugal aproximadamente 3,3 milhões (DGE 2003/04)
ENQUADRAMENTO – Panorama Energético Nacional
2004
3...
ENQUADRAMENTO – Panorama Energético Nacional
Sector residencial
Sector Serviços
www.eficiencia-energetica.com
ENQUADRAMENTO – Panorama Energético Nacional
Crescimento
do Consumo
de Energia
nos Edifícios
(resid. e
serviços)
Compromis...
ENQUADRAMENTO – Panorama Energético Nacional
Para Portugal
cumprir os
compromissos
internacionais
(Quioto)
•Assegurar conf...
ENQUADRAMENTO – Panorama Energético Nacional
1-) Todos os edifícios de habitação e de
serviços sem sistemas de climatizaçã...
ENQUADRAMENTO – Panorama Energético Nacional
1-) Todos os edifícios não residênciais
existentes com área útil superior à 1...
ENQUADRAMENTO – Panorama Energético Nacional
• Portugal comparativamente com os outros países da Europa é um dos que apres...
HOMEM, CLIMA E CONSTRUÇÃO – Balanço Térmico
Balanço Térmico Global
Ao abordar os edifícios do ponto de vista térmico, tem-...
HOMEM, CLIMA E CONSTRUÇÃO – Variáveis Humanas
• O Homem é um ser higrotérmico (a temperatura interna do organismo tende a ...
HOMEM, CLIMA E CONSTRUÇÃO – Variáveis Humanas
• Havendo ganho ou perda de calor pode alterar a temperatura interna do orga...
HOMEM, CLIMA E CONSTRUÇÃO – Variáveis Humanas
• As variáveis ambientais (temperatura do ar, humidade relativa, velocidade ...
HOMEM, CLIMA E CONSTRUÇÃO – Variáveis Humanas
• Fanger (avaliação das condições de conforto) derivou uma equação geral de ...
HOMEM, CLIMA E CONSTRUÇÃO – Variáveis Climáticas
• Variações Climáticas:
• Antes de traçar o primeiro rabisco da concepção...
HOMEM, CLIMA E CONSTRUÇÃO – Variáveis Climáticas
• Radiação Solar (W/m²): é a principal fonte de energia para o planeta (f...
HOMEM, CLIMA E CONSTRUÇÃO – Variáveis Climáticas
• Microclima:
• A radiação solar pode ser
interceptada pelos elementos ve...
HOMEM, CLIMA E CONSTRUÇÃO – Variáveis Climáticas
• Temperatura do ar (C°): variável climática mais conhecida e de fácil me...
HOMEM, CLIMA E CONSTRUÇÃO – Variáveis Climáticas
• Microclima:
• O arquitecto pode tirar vantagens das
propriedades de iné...
HOMEM, CLIMA E CONSTRUÇÃO – Variáveis Climáticas
• ventos (m/s): velocidade e direcção.
• Através de diagramas do tipo ros...
HOMEM, CLIMA E CONSTRUÇÃO – Variáveis Climáticas
Clima do Brasil:
• Devido ao seu imenso território e ao facto de se local...
HOMEM, CLIMA E CONSTRUÇÃO – Variáveis Climáticas
Estratégias Climáticas:
• A partir de dados climáticos disponíveis, sendo...
HOMEM, CLIMA E CONSTRUÇÃO – Variáveis Climáticas
Estratégias Climáticas:
• As cartas com as estratégias fornecem uma indic...
HOMEM, CLIMA E CONSTRUÇÃO – Variáveis Arquitectónicas
• Factor de Forma: é a relação entre a área da envolvente em contact...
HOMEM, CLIMA E CONSTRUÇÃO – Variáveis Arquitectónicas
•Exemplo de Edifícios com: saliências, reentrâncias e uma maior área...
HOMEM, CLIMA E CONSTRUÇÃO – Variáveis Arquitectónicas
• Fechamentos/ Envolvente: os materiais da envolvente/fechamentos ex...
HOMEM, CLIMA E CONSTRUÇÃO – Variáveis Arquitectónicas
• Envolvente Opaca: Troca de calor com o meio exterior
• 1-) a super...
HOMEM, CLIMA E CONSTRUÇÃO – Variáveis Arquitectónicas
• Envolvente Opaca: troca de calor com o meio interior
•2-) existind...
HOMEM, CLIMA E CONSTRUÇÃO – Variáveis Arquitectónicas
Ext.
Radiação solar
reflectida
Fluxo da radiação solar
absorvida e d...
HOMEM, CLIMA E CONSTRUÇÃO – Variáveis Arquitectónicas
• Coeficiente de Transmissão Térmica (U)
• Através desta variável po...
HOMEM, CLIMA E CONSTRUÇÃO – Variáveis Arquitectónicas
• Coeficiente de Transmissão Térmica (U)
4,80 Metal sem Boa Estanque...
HOMEM, CLIMA E CONSTRUÇÃO – Variáveis Arquitectónicas
Atraso
Amortecimento
média q1=q2
q2
q1
Tempo
FluxodeCalor(q)
Figura:...
HOMEM, CLIMA E CONSTRUÇÃO – Variáveis Arquitectónicas
• Pontes Térmicas:
• São fluxos térmicos, os quais ocorrem através d...
HOMEM, CLIMA E CONSTRUÇÃO – Variáveis Arquitectónicas
• Condensações:
• condensação superficial: se uma casa for insuficie...
HOMEM, CLIMA E CONSTRUÇÃO – Variáveis Arquitectónicas
• Envolvente Não- Opaca:
• As principais trocas térmicas em uma edif...
HOMEM, CLIMA E CONSTRUÇÃO – Variáveis Arquitectónicas
• B-) Protecções Solares:
• O uso de protecções solares em uma abert...
HOMEM, CLIMA E CONSTRUÇÃO – Variáveis Arquitectónicas
C-) Orientação e Tamanho: determinam a exposição da abertura ao Sol....
S ISTEMAS SOLARES PASSIVOS - Aquecimento
- Fazem parte da estrutura
construtiva – desempenham papel
de colectores solares ...
S ISTEMAS SOLARES PASSIVOS - Arrefecimento
- O solo no Verão apresenta
temperaturas inferiores à
exteriores (fonte fria no...
REABILITAÇÃO TÉRMICA EDIFÍCIOS RESIDENCIAIS
• O parque edificado português, em particular o
sector residencial, ainda é ge...
Ext. Int.
P.S.
Ext.
Int.
Int.
Ext.
REABILITAÇÃO TÉRMICA EDIFÍCIOS RESIDENCIAIS - Medidas
- Algumas das soluções propostas ...
REABILITAÇÃO TÉRMICA EDIFÍCIOS RESIDENCIAIS - Medidas
• Paredes Exteriores:
- O reforço do isolamento tem como vantagens p...
REABILITAÇÃO TÉRMICA EDIFÍCIOS RESIDENCIAIS - Medidas
A-) Paredes Exteriores Simples C/ Isolamento pelo Exterior:
A.1-) Re...
REABILITAÇÃO TÉRMICA EDIFÍCIOS RESIDENCIAIS - Medidas
A-) Paredes Exteriores Simples C/ Isolamento pelo Exterior:
A.1-) Re...
REABILITAÇÃO TÉRMICA EDIFÍCIOS RESIDENCIAIS - Medidas
A-) Paredes Exteriores Simples C/ Isolamento pelo Exterior:
A.2-) Si...
REABILITAÇÃO TÉRMICA EDIFÍCIOS RESIDENCIAIS - Medidas
B-) Paredes Exteriores Simples C/ Isolamento pelo Interior:
B.1-) Pa...
REABILITAÇÃO TÉRMICA EDIFÍCIOS RESIDENCIAIS - Medidas
•Paredes Exteriores Comparação :
X
A-) Simples C/ Isolamento pelo Ex...
REABILITAÇÃO TÉRMICA EDIFÍCIOS RESIDENCIAIS - Medidas
•Pavimentos em Contacto com o Exterior ou Espaços Não- Aquecidos (ga...
REABILITAÇÃO TÉRMICA EDIFÍCIOS RESIDENCIAIS - Medidas
•Pavimentos em Contacto com o Exterior ou Espaços Não- Aquecidos (ga...
REABILITAÇÃO TÉRMICA EDIFÍCIOS RESIDENCIAIS - Medidas
• Cobertura:
- Elemento construtivo que está sujeito às maiores ampl...
REABILITAÇÃO TÉRMICA EDIFÍCIOS RESIDENCIAIS - Medidas
B-) Coberturas Horizontais (em Terraço):
- Fundamental o reconhecime...
REABILITAÇÃO TÉRMICA EDIFÍCIOS RESIDENCIAIS - Medidas
B-) Coberturas Horizontais (em Terraço):
- Fundamental o reconhecime...
REABILITAÇÃO TÉRMICA EDIFÍCIOS RESIDENCIAIS - Medidas
•Cobertura Comparação:
X
A.1-) Coberturas Inclinadas (Isolamento da ...
REABILITAÇÃO TÉRMICA EDIFÍCIOS RESIDENCIAIS - Medidas
•Comparação :
REABILITAÇÃO TÉRMICA EDIFÍCIOS RESIDENCIAIS - Medidas
• Vãos Envidraçados:
- A reabilitação térmica dos vãos envidraçados ...
REABILITAÇÃO TÉRMICA EDIFÍCIOS RESIDENCIAIS - Medidas
•B-) Pontes térmicas - contornos do vão:
- deve-se tentar que a jane...
REABILITAÇÃO TÉRMICA EDIFÍCIOS RESIDENCIAIS - Medidas
• C-) Permeabilidade ao ar:
- caixilharia em bom estado: permeabilid...
“REABILITAÇÃO TÉRMICA ”
UNIVERSIDADE TÉCNICA DE LISBOA
Faculdade de Arquitectura
MESTRADO EM: REABILITAÇÃO
2006/2007
Obrig...
Próximos SlideShares
Carregando em…5
×

Aula reabilitação térmica mestrado m.r.a.n.u. fautl - tavares, m. c. p.

1.162 visualizações

Publicada em

0 comentários
1 gostou
Estatísticas
Notas
  • Seja o primeiro a comentar

Sem downloads
Visualizações
Visualizações totais
1.162
No SlideShare
0
A partir de incorporações
0
Número de incorporações
7
Ações
Compartilhamentos
0
Downloads
42
Comentários
0
Gostaram
1
Incorporações 0
Nenhuma incorporação

Nenhuma nota no slide

Aula reabilitação térmica mestrado m.r.a.n.u. fautl - tavares, m. c. p.

  1. 1. “REABILITAÇÃO TÉRMICA ” UNIVERSIDADE TÉCNICA DE LISBOA Faculdade de Arquitectura MESTRADO EM: REABILITAÇÃO 2006/2007 COORDENAÇÃO: Prof. Catedrático JORGE BASTOS DOCENTE: Mestre MÁRCIA TAVARES
  2. 2. PROGRAMA AULAS • Introdução Arquitectura e Eficiência Energética • Panorama Energética Nacional • Balanço Térmico • Homem e o Conforto Higrotérmico (variáveis Humanas) • Clima Portugal (caracterização do Clima, variáveis climáticas, tratamento espaços abertos) • Construção (variáveis arquitectónicas: forma, função, envolvente opaca e não opacas; conceitos...) • Sistemas Solares Passivos • Reabilitação Térmica de Edifícios Residenciais (aspectos do edifício que afectam o seu desempenho energético, medidas de reabilitação térmica e energética...). Partindo de conceitos base, sendo introduzido gradativamente maior grau de complexidade, pretende-se que o conteúdo a ser fornecido permita aos profissionais reflectirem e tomarem suas próprias decisões na prática projectual.
  3. 3. INTRODUÇÃO - ENQUADRAMENTO Deserto do Colorado – EUA . Povo de Mesa verde Até meados do Séc. XX, o arquitecto de certo modo era obrigado a considerar as condições climáticas em projecto, pois era preciso conhecer com certo detalhe os efeitos positivos e negativos do clima, para o desenvolvimento de estratégias adequadas. • Arquitectura Vernacula: o primeiro princípio utilizado era geralmente aproveitar as características desejáveis do clima enquanto se evitavam as indesejáveis. Arquitectura Tradicional Portuguesa Casas Subterrâneas no Norte da China • Período Gótico: até a Idade das trevas, o arquitecto e o artesão trabalhavam juntos (o conceber e o construir aconteciam simultaneamente). • O Renascimento: a dignidade do arquitecto seria considerada tanto maior quanto maior fosse sua desvinculação com o artesão. Isto afastou do projectista um rico vocabulário de soluções arquitectónicas.
  4. 4. • A Revolução Indústrial: -Trouxe novos materiais como o aço, o betão armado..., que desafiaram a tradição de construir em alvenaria de pedra grandes transformações sociais, económicas e técnicas mudaram o quadro da arquitectura violentamente; - Com a rápida evolução tecnológica o arquitecto foi literalmente liberado para buscar outros paradigmas, que não os resultantes da consideração dos elementos naturais; INTRODUÇÃO - ENQUADRAMENTO • Crise Energética: - Os desenvolvimentos na área de sistemas estruturais, na produção do vidro e, posteriormente, no advento da luz eléctrica contribuíram para retirar a função térmica da envolvente e passá-la aos sistemas mecânicos de aquecimento e refrigeração, bem como na substituição das aberturas na função de fontes de luz primárias. - A larga utilização destes sistemas, passaram a dar ao projectista uma posição bastante cómoda perante aos problemas de adequação do edifício ao clima. O embargo do petróleo em 1973 e o consequente aumento dos preços de energia estremeceram a sociedade forçando todos os sectores a reavaliar suas práticas de uso de energia; -Foram surgindo verdadeiros colossos arquitectónicos, submetidos a uma hemorragia energética e económica.
  5. 5. Crise Energética Continuação: - O embargo do petróleo cessou, mas os preços se mantiveram altos, para além é preciso realçar a preocupação com soluções referentes a degradação ambiental do planeta. INTRODUÇÃO - ENQUADRAMENTO Para superar a crise Produção electr. teve de crescer muito Traz alguns inconvenientes - Impacto ambiental causado por novas usinas - Poluição e riscos de segurança pública – termoeléctricas e nucleares - exigências de grandes investimentos do governo – implica na redução dos investimentos em outras áreas (saúde, educação, habitação...) Alternativa mais adequada é aumentar a eficiência energética no uso da energia- Uso Racional de Energia (URE) “ É mais barato economizar energia do quê fornecê-la” Cliente/Investidor Análise custo benefício Arquitecto Tarefa assume outra magnitude - Reavaliar métodos e estratégias de projecto Arq. retomada de um conhecimento básico imprescindível para o resgate da função perdida de projectista integrador Edifícios mais Eficientes
  6. 6. Arquitectura Contemporânea: - Século XX têm sido particularmente fértil para a arquitectura, mostram-se experiências significativas da preocupação crescente dos arquitectos com a melhoria da qualidade das edificações, inclusive considerando aspectos de eficiência energética e de conforto ambiental INTRODUÇÃO - ENQUADRAMENTO O Instituto do Mundo Árabe de Jean Nouvel com a sua fahada peincipal revestida com dispositivos (controlo iluminação oferecendo protecção solar). Shangai Bank de Norman Foster com elementos reflectores dentro e fora do edifício (melhor distribuição da luz natural reduzindo consumo de energia para iluminação artificial. A cascata no Pavilhão de Sevilha do arquitecto Nicholas Grimshaw, fez com que o edifício consumisse apenas ¼ da energia que seria necessária se fosse climatidado com ar condicionado
  7. 7. Arquitectura Contemporânea: - Século XX têm sido particularmente fértil para a arquitectura, mostram-se experiências significativas da preocupação crescente dos arquitectos com a melhoria da qualidade das edificações, inclusive considerando aspectos de eficiência energética e de conforto ambiental INTRODUÇÃO - ENQUADRAMENTO Rede Sara K. De Hospitais. Arq. Lelé (João Figueiras Lima) A fachada do bloco de internação que se volta para o quadrante norte é protegida da insolação por uma cobertura metálica em arco, que abriga o jardim em dois níveis e integra visualmente o conjunto dos espaços internos do hospital Casa Vale do Rosal. Arq. Fausto Simões (Caparica) Casa Schafer. Arq. Gunther Ludewig (Porto Santo) Edifício Solar XXI. INETI, Lisboa
  8. 8. Sector Edifícios em Portugal aproximadamente 3,3 milhões (DGE 2003/04) ENQUADRAMENTO – Panorama Energético Nacional 2004 35% 32% 1% 4% 28% Indústria Doméstico Serviços Transportes Outros 2004 29% 16% 13% 35% 7% Indústria Doméstico Serviços Transportes Outros Gráfico 1 - Consumos de Energia Final por Sector (2004) (Dados: DGE, 2006). Gráfico 2 - Consumos Electricidade por Sector (2004) (Dados: DGE, 2006) [2]. 29% do consumo final de energia do país = edifícios (16% residencial, 13% serviços) 60% do consumo de electricidade nacional = edifícios • Edifícios Residenciais: - aprox. 10 milhões de consumidores; - aspecto importante consumo residencial é a parcela destinada ao conforto térmico (15% aquecimento e 2% arrefecimento) • Edifícios Seviços: - grandes utilizadores energia eléctrica (consumo: 1980 =19%, 2004 =32%); - sector heterogéneo c/ edifícios eficientes e outros maus utilizadores de energia (elevado potencial de melhoria) Nos últimos anos os consumos destinados a conforto térmico têm aumentado e é esperado que continue a aumentar, isto mediante o crescimento das exigências de conforto individual e das famílias, a medida que o nível de vida também vai aumentando (PIB).
  9. 9. ENQUADRAMENTO – Panorama Energético Nacional Sector residencial Sector Serviços www.eficiencia-energetica.com
  10. 10. ENQUADRAMENTO – Panorama Energético Nacional Crescimento do Consumo de Energia nos Edifícios (resid. e serviços) Compromisso nacional que deve envolver toda a sociedade + Energia no seu processo de conservação e utilização contribui c/ cerca de 2/3 do total das emissões de GEE em Portugal + Portugal pretende cumprir com as metas estabelecidas a partir do Protocolo de Quito (impõe tecto nas emissões de CO2 e outros GEE que contribuem para o aquecimento global) • Especial atenção deve ser dada aos edifícios (considerados os grandes responsáveis pelo crescimento do consumo e da energia final do país) Fundamental promover que os novos edifícios sejam menos consumidores e que os existentes possam ser incentivados a melhorar
  11. 11. ENQUADRAMENTO – Panorama Energético Nacional Para Portugal cumprir os compromissos internacionais (Quioto) •Assegurar conforto ambiente •Promover recursos energias endógenas (colectores solares, painéis fotovoltaic. ) Foi adoptado o Programa E4 (Eficiência Energética e Energias Endógenas) E4 = Promover melhoria e eficência energética dos edifícios com utilização racional de energia (URE) cobrindo todos os tipos de consumo. • AQS •Iluminação •Equipamentos •Melhoria da Envolvente do edifício tendo em conta o impacto desta nos consumos de climatização (aquec., arrefec., e ventil.) O programa E4 também apresenta como objectivo a actualização das Regulamentações Térmica dos Edifícios em Portugal RCCTE e RSECE, bem como a Certificação Energética dos Edifícios Certificação Energética: - Procedimento de Cálculo = Regulamentações Térmicas - Influenciar mercado favorecendo a procura de edifícios mais eficientes (impacto na construção civil) - Informar utente sobre as características térmicas do imóvel (custos funcionamento e sistemas de manutenção de um ambiente interno confortável.
  12. 12. ENQUADRAMENTO – Panorama Energético Nacional 1-) Todos os edifícios de habitação e de serviços sem sistemas de climatização centralizados; 2-) Às grandes intervenções de remodelação ou de alteração na envolvente dos edifícios existentes (habitação, ou serviços s/ sist. climatização centralizado) – independentemente de serem ou não sujeitos a licenciamento ou autorização no território nacional). Obs: entende-se grande remodelação ou alteração, são as intervenções na envolvente ou nas instalações cujo custo seja superior a 25% do valor do edifício. 3-) Ampliações de edifícios existentes exclusivamente na nova área construída • Regulamento das Características de Comportamento Térmico dos Edifícios, RCCTE 2006 (Decreto-Lei n. 80/2006 de 4 de Abril): - Abrange novos edifícios e grandes remodelações; - Salvaguardar as condições de conforto térmico destes edifícios sem necessidades excessivas de energia quer no Inverno, quer no Verão. - Novas exigências (actualização) pretende promover um novo acréscimo da qualidade térmica dos edifícios num futuro próximo RCCTE 2006 Aplica-se: 1-) edifícios/fracções serviços (construir ou renovar) que pelas suas características de utilização se destinam permanecer frequentemente abertos (em contacto com o exterior) e não sejam aquecidos nem climatizados; 2-) Edifícios locais de culto, fins industriais... 3-) as intervenções de remodelação, recuperação e ampliação em zonas históricas ou edifícios classificados, sempre que verifique incompatibilidade com as exigências do regulamento. Obs: devidamente justificada e aceites pela entidade licenciadora. Excluem-se Aplicação do RCCTE 2006:
  13. 13. ENQUADRAMENTO – Panorama Energético Nacional 1-) Todos os edifícios não residênciais existentes com área útil superior à 1000m² (excepto centros comerciais, hipermercados, piscinas cobertas 500m ²); 2-) Às grandes intervenções de remodelação relacionadas com a envolvente, sistemas de instalação mecânica de climatização ou demais sistemas energéticos; 3-) Novos edifícios não residenciais com potência instalada Pm superior a 25Kw para climatização; 4-) Novos edifícios residênciais dotados de sistema de climatização com potência nominal > a Pr 25Kw para climatização; 5-) Aos novos sistemas de climatização a instalar em edifícios existentes com potência nominal ≥ a Pm 25Kw • Regulamento dos Sistemas Energéticos de Climatização em Edifícios RSECE (Decreto-Lei n. 79/2006 de 4 de Abril): - Abrange novos edifícios e grandes remodelações; - Salvaguardar as condições de conforto térmico e de higiene. Melhorar a eficiência energética global. - Impor regras de eficiência aos sistemas de climatização (permita boa qualidade do ar interior). RSECE 2006 Aplica-se: 1-) Pequenos edifs. De serviços existentes sem sistemas de aquec. e arrefec. Ou potência nominal inf. Pm. 2-) Edifícios locais de culto, fins industriais... 3-) Garagens, armazéns ou equivalentes (desde que não climatizados) 3-) as intervenções de remodelação, recuperação e ampliação em zonas históricas ou edifícios classificados, sempre que verifique incompatibilidade com as exigências do regulamento. Obs: devidamente justificada e aceites pela entidade licenciadora. 4-) Infra estruturas militares e outros sujeitos a regras de controlo e confidencialidade. Excluem-se Aplicação do RSECE 2006:
  14. 14. ENQUADRAMENTO – Panorama Energético Nacional • Portugal comparativamente com os outros países da Europa é um dos que apresenta um recurso em energia solar mais elevado, sendo que nas diversas regiões do país estes valores apresentam-se significativos de forma a apontar a potencialidade para a utilização deste recurso Mapa 1 – Radiação Solar Incidente no Plano Horizontal para a Europa. Mapa 2 e 3 – Números de Horas de Sol e da Radiação Solar Incidente no Plano Horizontal para Portugal. • Ao considerar o panorama energético nacional, dando devido destaque ao crescimento do consumo dos edifícios (residenciais e serviços) tendo em conta a parcela destinada ao conforto térmico (aquecimento e arrefecimento); passar a utilizar a energia solar disponível em Portugal, bem como outros recursos naturais tais como água e vento para obter níveis de conforto térmico desejados nos edifícios pode significar importantes reduções de consumo de energia neste sector. Tal atitude reflecte-se naturalmente desde o primeiro esboço de projecto.
  15. 15. HOMEM, CLIMA E CONSTRUÇÃO – Balanço Térmico Balanço Térmico Global Ao abordar os edifícios do ponto de vista térmico, tem-se o espaço como elemento central em térmica de edifícios, sendo este delimitado por uma fronteira através do qual contacta com o exterior podendo trocar calor ou massa. Ao identificarmos um dado espaço cuja fronteira é toda com o exterior e de natureza dada; e cujo clima conhece- se, torna-se possível calcular o balanço de ganhos e perdas de energia, isto é a relação entre os ganhos e as perdas totais de calor através da envolvente, sendo de interesse que: No Inverno: os ganhos térmicos sejam maiores do que as perdas térmicas. Na Estação de aquecimento: qual a energia complementar que é necessário fornecer ao espaço para que a temperatura no interior não desça abaixo de um certo valor prescrito. No Verão: as perdas sejam maiores que os ganhos térmicos. Na Estação de arrefecimento: qual a energia que é necessária retirar ao espaço para que as temperaturas no interior não excedam um certo valor. Qgs Qaq Qpv Qpe Qgi Qge Qgv Qgi Qarref b- Estação Arrefecimento Qaq = Qpe + Qpv - Qgi - Qgs Qarref = Qge + Qgi + Qgv Qpe - Perdas pela Qpv - Perdas por Qgi - Ganhos Qgs - Ganhos Eenvolvente Ventilação Internos Solares Qgv - Ganhos por Ventilação Qgi - Ganhos Internos Qge - Ganhos pela Envolvente RCCTE 2006, 20°C RCCTE 2006, 25°C e HR 50% OK
  16. 16. HOMEM, CLIMA E CONSTRUÇÃO – Variáveis Humanas • O Homem é um ser higrotérmico (a temperatura interna do organismo tende a permanecer constante independentemente das condições do Clima) + ou – 37 °C; • Com o uso do oxigénio o organismo promove a queima das calorias existentes nos alimentos (processo conhecido como metabolismo) transformando-as em energia; Existem sempre trocas térmicas entre o corpo Humano e o Meio: Fluxo de Corpo 1 c/ Temperatura > que o Fluído (2) Calor 1 2 Corpo 1 c/ Temperatura < que o Fluído (2) Ganha Calor Calor Fluxo de 1 2 Corpo 2 c/ Temp. <Corpo 1 c/ Temp. > 21 Ganha Calor Fluxo de que o Corpo 1que o Corpo 2 Calor Parte do Corpo c/ Temp. < Parte do Corpo c/ Temp. > Perde Calor Ganha Calor Fluxo de Calor que o Corpo 2 Convecção: trocas de calor entre um sólido e um fluído (ar ou água) Radiação: trocas de calor entre 2 corpos (c/ temp. diferentes) que guardam uma distância Condução: trocas de calor entre 2 corpos em contacto (c/ temp. diferentes) ≠ Temperatura Sistema Procura Equilíbrio + quente perde calor - quente ganha calor Balanço Térmico
  17. 17. HOMEM, CLIMA E CONSTRUÇÃO – Variáveis Humanas • Havendo ganho ou perda de calor pode alterar a temperatura interna do organismo (37 °C) podendo causar danos a saúde e até mesmo a morte, por isso existem mecanismos termorreguladores com a finalidade de manter a temperatura interior constante. Mecanismos Termorreguladores Inverno: evitar perdas térmicas do corpo Verão: evitar ganhos 1-) Vasoconstrição: vasos mais próximos a pele contraem-se, ou seja a a pele se resfria apresentando uma temperatura mais próxima do ambiente, desta forma evitando perdas de calor por radiação e convecção ; 2-) Arrepio: movimento muscular aquece a pele por atrito, aumentando a rugosidade evitando perdas por convecção; 3-) Aumento do metabolismo entre 30% e 100% (tremor dos músculos); 4-) Mecanismos instintivos: curvar o corpo, esfregar as mãos, actividade física, ingerir bebida... Faz uso de suas habilidades (tecer roupa, construir abrigos 1-) Vasodilatação: inverso de vasoconstrição, ou seja aumento da temperatura da pele, perdas de calor por convecção e por dilatação ; 2-) Suor: perdas de calor por evaporação (não funciona em ambientes muito húmidos – quantidade de vapor no ar Grau de saturação); 3-) Redução automática do metabolismo diminuir a produção interna de calor; • Segundo a ASHRAE, conforto térmico é um estado de espírito que reflecte a satisfação com o ambiente que envolve a pessoa. Se o balanço de todas as trocas de calor a que está submetido o corpo for nulo e a temperatura da pele e o suor estiverem dentro de certos limites , pode-se dizer que o Homem sente conforto térmico. Em geral pode-se dizer que a sensação de conforto térmico é alcançada quando o corpo pode manter por um período o balanço térmico. •Obs. RCCTE Conforto estac. Aquec. 20°C ; estac. Arrefec. 25 °C 50% HR; RPH 0,6.
  18. 18. HOMEM, CLIMA E CONSTRUÇÃO – Variáveis Humanas • As variáveis ambientais (temperatura do ar, humidade relativa, velocidade do ar...), bem como a actividade física e a vestimenta interagem na sensação de conforto térmico do Homem. Actividade Física 1-) Quanto maior a actividade física tanto maior será o calor gerado por metabolismo; 2-) É importante ao arquitecto saber a função de sua arquitectura de forma prever o nível de actividade no seu interior, daí tirar algumas informações sobre a sensação de conforto térmico das pessoas. Ex. Ginásio, onde a actividade física é intensa, é recomendável o uso abundante da ventilação (resfriamento como higiene do ar) Actividades físicas e respectivo metabolismo, segundo a Norma 7730 1-) A resistência térmica da roupa também é de grande importância na sensação de conforto térmico, pois modifica a transferência de calor entre o sujeito e o meio ambiente; 2-) variável é medida em CLO do inglês clothing (isolamento térmico das roupas; 3-) quanto maior a resistência térmica da roupa, menor suas trocas de calor com o meio; Obs: software PEM Vestimenta Resistência Térmica de algumas Vestimentas
  19. 19. HOMEM, CLIMA E CONSTRUÇÃO – Variáveis Humanas • Fanger (avaliação das condições de conforto) derivou uma equação geral de conforto para calcular a combinação das variáveis ambientais incluindo a actividade física e vestimenta. Através de trabalho experimental, avaliou pessoas de diferentes idades e sexos, obtendo o voto médio predito para determinadas condições ambientais. Gráficos Fanger - PMV x PPD • Voto Médio Predito (PMV): é o voto médio predito que consiste em um valor numérico que traduz a sensibilidade humana ao frio e ao calor. O PMV para conforto térmico é zero, para o frio é negativo e para o calor é positivo • Percentagem de Pessoas Insatisfeitas (PPD): para espaços de ocupação humana termicamente moderados o PPD deve ser inferior a 10% (PMV de -0,5 a +0,5).
  20. 20. HOMEM, CLIMA E CONSTRUÇÃO – Variáveis Climáticas • Variações Climáticas: • Antes de traçar o primeiro rabisco da concepção arquitectónica deve-se ter como premissa um estudo do comportamento do clima e do local do projecto. • Tempo = variação diária das condições atmosféricas. • Clima = condição média do tempo em uma dada região, baseada em medições (normalmente durante 30 anos). • A acção simultânea das variações climáticas terá influência no espaço arquitectónico construído. Macroclima Mesoclima Microclima Região + Próximo ao Nível do Edifício • variáveis quantificadas em estações meteorológicas. Litoral, campo, florestas, vales, cidades • Pode ser concebido e alterado pelo arquitecto • particularidades climáticas podem induzir a soluções arquitectónicas mais adequadas ao bem estar das pessoas. • É aqui que a vegetação, topografia, tipo de solo e a presença de obstáculos naturais e artificiais irão influenciar nas condições locais de clima.
  21. 21. HOMEM, CLIMA E CONSTRUÇÃO – Variáveis Climáticas • Radiação Solar (W/m²): é a principal fonte de energia para o planeta (fonte de calor e de luz), sendo possível tirar partido ou evitar estes em uma edificação. • Pode ser dividida em Directa (é a parcela que atinge a Terra directamente), Difusa e Global. A radiação Global = Directa + Difusa. • Principal influente nos ganhos térmicos em uma edificação. • Todas as fachadas de um determinado edifício tendem a receber a mesma quantidade de radiação difusa. Esta parcela da radiação, tanto maior é quanto mais nublado for o céu. • No movimento de translação, a Terra percorre sua trajectória em um plano inclinado 23°27´ em relação ao equador (posição dos trópicos definidas por este ângulo). Isto faz com que os dois hemisférios recebam quantidades distintas de radiação solar ao longo do ano. Fig: a= Solstício Verão, c= Solstício Inverno, b/d= equinócios. • Com a variação da declinação solar ao longo do ano (estações) varia também a duração dos dias e consequentemente, a intensidade e a quantidade de radiação solar. Radiação Global 0 50 100 150 200 250 300 350 Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec meses Rad(w/m2) <G_Gh>Global <G_Gksul>Global <G_Gknorte>Global <G_Gkeste>Global <G_Gkoeste>Global Radiação Difusa 0 20 40 60 80 100 120 140 Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec meses Rad(w/m2) <G_Dh>Difusa <G_Dksul>Difusa <G_Dknorte>Difusa <G_Dkeste>Difusa <G_Dkoeste>Difusa Radiação Directa 0 20 40 60 80 100 120 Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec mesesrad(w/m2) <G_Bksul>Directa <G_Bknorte>Directa <G_Bkeste>Directa <G_Bkoeste>Directa Dados Radiação: Exemplo Porto Esquema Radiação Global: Portugal
  22. 22. HOMEM, CLIMA E CONSTRUÇÃO – Variáveis Climáticas • Microclima: • A radiação solar pode ser interceptada pelos elementos vegetais e topográficos do local. • Em locais arborizados a vegetação pode interceptar entre 60% e 90% da radiação solar, reduzindo substancialmente a temperatura da superfície do solo . Obs: isto acontece porque o vegetal absorve parte da radiação solar para seu metabolismo (fotossíntese). • As árvores de folhas caducas podem sombrear a edificação no Verão, enquanto no Inverno permitem passagem do Sol. • O movimento do ar entre as folhas retira grande parte do calor absorvido do Sol. • A radiação solar é um dos mais importantes contribuintes para o ganho térmico do edifício. Efeito-estufa envidraçados (passam ondas curtas e não passam ondas longas. • Radiação:
  23. 23. HOMEM, CLIMA E CONSTRUÇÃO – Variáveis Climáticas • Temperatura do ar (C°): variável climática mais conhecida e de fácil medição. • Os valores de temperatura média, mínima e máxima mais prováveis para cada período do ano pode proporcionar ao arquitecto dados necessários para a identificação dos períodos de maior probabilidade de desconforto, e consequentemente, onde se faz importante sua intervenção em projecto.. • Obs: Lembrando que a sensação de conforto térmico pode ser diferente em função de variáveis como vento e humidade . • Humidade Relativa do ar (%): resulta da evaporação da água contida nos mares, rios, lagos ... da Terra, bem como pela evapotranspiração dos vegetais. • O ar a uma determinada temperatura pode conter uma determinada quantidade de água (quanto maior a temperatura do ar, menor sua densidade, e em consequência, maior quantidade de água (vapor) poderá conter; • Se a quantidade de água (vapor) no ar for maior possível para aquela temperatura, diz-se que o ar está saturado. Qualquer quantidade a mais de água nestas condições condensará. • Quando o conteúdo de vapor d´água no ar é menor que o máximo possível para aquela temperatura, diz-se que esta proporção (percentual) é a humidade relativa do ar. • HR aumenta com a diminuição da temperatura e diminui com o aumento da temperatura. Obs: 1-) HR actua directamente na capacidade da pele evaporar o suor (altas HR existe mais dificuldade em transpirar – aumenta desconforto térmico). 2-) altos teores de HR contribuem para a formação de ambientes fora dos padrões de conforto. Comparação Temp. do ar com Humidade Relativa 68 70 72 74 76 78 80 82 Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec meses Humidade relativa(%) 0 5 10 15 20 25 Temperaturado ar(C) RH- Humidade Relativa Ta - Temperatura do ar representação esquemática das temperaturas médias mensais em climas temperados amplitudes médias mensais da temperatura do ar – med max diurnas e med min nocturnas
  24. 24. HOMEM, CLIMA E CONSTRUÇÃO – Variáveis Climáticas • Microclima: • O arquitecto pode tirar vantagens das propriedades de inércia térmica do solo para amenizar as temperaturas no interior da edificação. •O solo se mantém em temperaturas mais amenas que o ar exterior. •A terra (solo) após ser aquecida pelo Sol, retém o calor por muito mais tempo que uma habitação convencional. Ganha e perde calor muito mais lentamente. • O calor armazenado no solo pode ser útil em locais onde as noites são frias e os dias quentes. • Temperatura: • A humidade pode ser modificada na escala mais próxima a edificação na presença de água e vegetação. • Nas proximidades das massa de água (lagos, fontes, espelhos de água) o ar se humidifica (arrefecimento passivo). • Vegetal humedece o ar o ar do seu entorno pela evapotranspiração. Obs: útil em climas secos. • Uma superfície relvada reflecte menor quantidade de radiação, que uma superfície seca da mesma cor. • Humidade Relativa:
  25. 25. HOMEM, CLIMA E CONSTRUÇÃO – Variáveis Climáticas • ventos (m/s): velocidade e direcção. • Através de diagramas do tipo rosa-dos-ventos, o arquitecto pode conhecer as probabilidades de ocorrência de vento para as principais orientações e sua velocidade; • este instrumento pode auxiliar o projectista na colocação de aberturas, de forma a aproveitar o vento fresco no período quente e evitar vento forte no período frio; • Obs: 1-) Em uma região climática pode haver variações significativas de direcção e de velocidade do ar. Rosa dos Ventos indica velocidade, direcção e a % dos ventos dominantes • As condições de vento local podem ser alteradas com a presença de vegetação, edificações, anteparos naturais e artificiais. • Pode-se tirar partido do perfil topográfico para canalizar, desviar... • Geralmente a velocidade média do vento aumenta com a altitude. • Locais abertos velocidade do vento é maior que em zonas urbanas (obstáculos). • Alguns obstáculos podem ser implantados na escala microclimática para obstruir a passagem do vento (também pode-se pensar na vegetação como protecção dos ventos fortes ou como condutas de brisas de Verão. Obs: para espaços externos/públicos, ventos acima de 5 m/s passam a ser desconfortáveis
  26. 26. HOMEM, CLIMA E CONSTRUÇÃO – Variáveis Climáticas Clima do Brasil: • Devido ao seu imenso território e ao facto de se localizar entre dois trópicos, o Brasil possui um clima bastante variado; • Tropical: o Verão é quente e chuvoso, Inverno quente e seco. Apresenta temperaturas médias acima de 20°C e a amplitude térmica anual é de até 7 °C. Chuvas de 1000mm/ano e 1500mm/ano. • Equatorial: compreende toda a Amazónia e possui temperaturas médias entre 24 °C e 26 °C com amplitude anual de 3 °C. Nesta região a chuva é abundante e bem distribuída (normalmente maior que 2500mm/ano) • Semi-árido: é a região mais seca do país,caracterizada por temperaturas médias muito altas (em torno de 27°C). Amplitude térmica anual é por volta de 5 °C. As chuvas são muito escassas , menos que 800 mm/ano. • Tropical de Altitude: Apresenta temperaturas médias entre 18 °C e 22°C. No Verão as chuvas são mais intensas (entre 1000mm/ano e 1800mm/ano) e no Inverno pode gear devido às massas frias que se originam da massa polar atlântica. • Tropical Atlântico: clima característico das regiões litorâneas do Brasil. Temperaturas médias variam entre 18 °C e 26 °C com amplitude anual de 3 °C. Nesta região as chuvas são abundantes (1200mm/ano), Obs: mais ao Norte semelhança entre as estações de Inverno e Verão. • Subtropical: as temperaturas médias se situam normalmente abaixo dos 20°C. Amplitude térmica anual varia entre 9°C e 13°C. As chuvas são muito abundantes e distribuídas , (entre 1500mm/ano e 2000mm/ano). O Inverno é rigorozo nas áreas mais elevadas, onde pode ocorrer neve.
  27. 27. HOMEM, CLIMA E CONSTRUÇÃO – Variáveis Climáticas Estratégias Climáticas: • A partir de dados climáticos disponíveis, sendo ideal utilizar o Ano Climático de Referência (TRY)que possui valores horários de temperatura e humidade relativa. As cartas com as estratégias fornecem uma indicação visual sobre o comportamento climático ao longo do ano; • Tropical (Fortaleza): 84% desconforto calor. 68% Ventilação, 16% ventilação, massa para resfriamento e arrefecimento evaporativo. • Equatorial (Belém): 94% desconforto calor. 85% Ventilação, 9% ar condicionado. • Semi-árido: • Tropical de Altitude (S. P.): 27% de Conforto, 14% desconf. Calor, 59% desconf. frio • Tropical Atlântico (Salvador): 38% de Conforto, 58% desconf. Calor, 4% desconf. Frio • Subtropical (P. Alegre): 22% de Conforto, 26% desconf. Calor, 52% desconf. frio. • A: pode utilizar ventilação ou massa térmica para resfriamento; • B: massa térmica para resfriamento ou arrefecimento evaporativo; • C: as três estratégias anteriores podem ser utilizadas 1- zona de conforto 2- zona de ventilação (V) 3- zona arrefec. evaporativo (RE) 4- zona massa térmica resfriamento (MR) 5- zona de ar-condicionado (AC) 6- zona de humidificação (H) 7- zona de massa térmica para aquecimento (MA) 8- zona aquecimento passivo (AS) 9- zona de aquecimento artificial (AA).
  28. 28. HOMEM, CLIMA E CONSTRUÇÃO – Variáveis Climáticas Estratégias Climáticas: • As cartas com as estratégias fornecem uma indicação visual sobre o comportamento climático ao longo do ano; • Lisboa, Faro (I1; V2): Verão mais exigente - Inverno: restringir condução (isolamento); promover ganhos solares; promover inércia forte (paredes pesadas c/ isolamento); - Verão: restringir condução (isolar envolvente); restringir ganhos solares; (envidraçados sombreados); promover ventilação (ventilação cruzada e nocturna, tubos enterrados); inércia forte (paredes pesadas c/ isolamento); • Bragança (I3, V2): Inverno muito rigoroso - Inverno: restringir condução (isolamento); promover ganhos solares associados a uma boa massa de armazenamento térmico (inércia forte ); - Verão: restringir condução (isolar envolvente); restringir ganhos solares; (envidraçados sombreados); promover ventilação (ventilação cruzada e nocturna, tubos enterrados); arrefecimento evaporativo (espelhos d'água, fontes, circulação de ar a baixas velocidades); inércia forte (paredes pesadas c/ isolamento exterior); • Porto (I2; V1): Inverno mais exigente - Inverno: restringir condução (isolamento); promover ganhos solares; promover inércia forte (paredes pesadas c/ isolamento); - Verão: restringir condução (isolar envolvente); restringir ganhos solares; (envidraçados sombreados); promover ventilação (ventilação cruzada e nocturna, tubos enterrados); inércia forte (paredes pesadas c/ isolamento exterior); • Évora (I1; V3): Especial atenção ao Verão - Inverno: restringir condução (isolamento); promover ganhos solares; promover inércia forte derivado amplitudes (paredes pesadas c/ isol.); - Verão: restringir condução (isolar envolvente); restringir ganhos solares; (envidraçados sombreados); promover ventilação (ventilação cruzada e nocturna, tubos enterrados associados a zonas húmidas); arrefecimento evaporativo (espelhos d'água, fontes, circulação de ar a baixas velocidades); inércia forte (paredes pesadas c/ isolamento exterior);
  29. 29. HOMEM, CLIMA E CONSTRUÇÃO – Variáveis Arquitectónicas • Factor de Forma: é a relação entre a área da envolvente em contacto com o exterior e o seu volume, sendo uma importante variável para as condições de conforto e desempenho térmico- energético da edificação. “A forma de um edifício é um factor com uma grande influência nas suas perdas térmicas, independentemente de um bom posicionamento no terreno ou de uma alta resistência à transmissão térmica total (1/K)”. Moita “Quanto mais compacta for a forma de um edifício, com poucas saliências e reentrâncias, e uma reduzida superfície exterior, tanto mais reduzidas são as perdas de calor e melhor será o seu balanço térmico global”. V=1 COF.=5,616 Q=112% V=1 COF.=5,24 Q=104% V=1 COF.=6,156 Q=123% V=1 COF.=5 Q=100% V=1 COF.=6,32 Q=126% V=1 COF.=5,14 Q=102% V=1 COF.=3,83 Q=76% V=1 COF.=5 Q=100% Ae = 5 V=8 COF.=2,50 Q=50% Ae = 20 V=27 COF.=1,67 Q=33,3% Ae = 45 V=64 COF.=1,25 Q=25% Ae = 80 V=125 COF.=1 Q=20% Ae = 125 V=216 COF.=0,83 Q=16,6% Ae = 180 • “Formas diferentes correspondem a coeficientes diferentes e, para uma forma constante, a superfície exterior aumenta menos rapidamente que o volume habitável, constituindo-se que um edifício grande tem, proporcionalmente, menos perdas térmicas que um pequeno” Moita • “As perdas térmicas Q (em percentagem) de um edifício são directamente proporcionais ao coeficiente de forma (Ae/V), diminuindo relativamente com o aumento de volume do edifício. Para diferentes formas de igual volume, os balanços térmicos são diferentes, sendo a calote esférica a forma mais optimizada.” Moita A influência da forma arquitectónica no conforto térmico também pode ser observada no Iglu, cuja a forma hemisférica diminui a superfície em contacto com o ar exterior, minimizando as perdas de calor
  30. 30. HOMEM, CLIMA E CONSTRUÇÃO – Variáveis Arquitectónicas •Exemplo de Edifícios com: saliências, reentrâncias e uma maior área de envolvente em exposição. Estão mais vulneráveis as diferenças de temperatura exteriores. • Exemplo de Edifícios com poucas saliências e reentrâncias; com menor área de envolvente em exposição com relação ao volume interno. Estão menos vulneráveis as diferenças de temperatura exteriores e mais vulneráveis as cargas internas (ocupação, iluminação e equipamentos). Figuras: Alfama, Cidade de Lisboa. Em destaque edifícios do Bairro da Alfama. Figuras: Centro antigo da Cidade de São Paulo - Brasil. Em destaque os edifícios da Bolsa de Valores, Martinelli, Banespa. Itália e Copan.
  31. 31. HOMEM, CLIMA E CONSTRUÇÃO – Variáveis Arquitectónicas • Fechamentos/ Envolvente: os materiais da envolvente/fechamentos externos são importantes para definir a qualidade térmica da edificação. • As trocas de calor entre o meio exterior e o interior têm como cerne a envolvente construtiva (envelope), que envolve o ser humano. • O Sol, importante fonte de calor, incide sobre o edifício representando sempre um certo ganho de calor, que será função da intensidade da radiação incidente e das características térmicas da envolvente do edifício. Os elementos da edificação, quando expostos aos raios solares, directos ou difusos, ambos radiação de alta temperatura, podem ser classificados como: a) opacos; b) transparentes ou translúcidos Ext. Radiação solar reflectida Fluxo da radiação solar absorvida e dissipada para o exterior Radiação Solar te absorvida e dissipada para o interior Int. ti Fluxo da radiação solar Radiação solar reflectida Fluxo da radiação solar absorvida e dissipada para o exterior Radiação Solar Parcela que penetra Fluxo da radiação solar Ext. Int. tite por transparência absorvida e dissipada para o interior Envolvente Opaca Envolvente Não-Opaca Obs: Para um elemento (opaco e não-opaco) exposto a radiação solar e sujeito a uma determinada diferença de temperatura entre os ambientes que separa, os mecanismos de trocas podem observados nas figuras acima . - (te> ti) representa ganhos de calor pela envolvente opaca e (ti> te) representa perdas de calor pela envolvente opaca. 25°C 15°C 25°C 15°C te> ti te> ti
  32. 32. HOMEM, CLIMA E CONSTRUÇÃO – Variáveis Arquitectónicas • Envolvente Opaca: Troca de calor com o meio exterior • 1-) a superfície externa do fechamento irá receber calor do meio por convecção e por radiação. As trocas de calor por convecção e radiação dependerão da resistência térmica superficial (Rse) da envolvente, e absorção. Cores Escuras Médias Claras α 0,7 a 0,9 0,5 a 0,7 0,2 a 0,5 Absorção α em função da cor: α=0,8, por exemplo, significa que da energia incidente será absorvido 80% e 20% será reflectida Ext. Radiação solar reflectida Fluxo da radiação solar absorvida e dissipada para o exterior Radiação Solar te absorvida e dissipada para o interior Int. ti Fluxo da radiação solar 25°C 15°C Fases de transmissão envolvente opaca. 1-) Rs = Resistência térmica superficial (m².°C/W) (superfície externa = 1/he, superfície interna = 1/hi): engloba as trocas térmicas que se dão a superfície da envolvente opaca e expressa as trocas de calor por convecção e por radiação. Rse = 1/ he (m².°C/W) = 0,04 • Para Paredes, Coberturas e Pavimentos em contacto com o exterior , considerando materiais correntes (ITE 50). Corpo negro = corpo que mais absorve calor 2-) A radiação incidente na envolvente opaca terá uma parcela reflectida e outra absorvida (dependerá da absorção)
  33. 33. HOMEM, CLIMA E CONSTRUÇÃO – Variáveis Arquitectónicas • Envolvente Opaca: troca de calor com o meio interior •2-) existindo um diferencial de temperatura entre a superfície externa e interna da envolvente, ocorrerão trocas de calor entre as mesmas por condução. A intensidade do fluxo de calor dependerá da condutibilidade térmica (λ) e da espessura material. • λ depende da densidade do material e representa a sua capacidade de conduzir maior ou menor quantidade de calor por unidade de tempo.( qto > for λ > será quantidade de calor transferida) • pode-se reduzir consideravelmente as trocas de calor empregando materiais com λ baixas ou envolvente com múltiplas camadas, podendo uma das quais ser uma câmara de ar • dentro câmara de ar as trocas térmicas são por convecção e radiação. A troca por radiação depende da emissividade (ε) da superfície do material. • (ε) expressa a capacidade de uma superfície emitir calor (propriedade pertence à camada superficial do material emissor). Dois grupos definidos de materiais : os metálicos (ε entre 0,05 e 0,30) e os não-metálicos (ε entre 0,85 e 0,90). Obs: 1-) se pintar a chapa com tinta não metálica ε = 0,90. 2-) ε = 0,05 para alumínio polido e ε = 0,20 para ferro galvanizado Mater. isolantes Tijolo Betão Granito Madeira Ar Vidro λ 0,04 0,55 2 2,5 0,14 0,025 1,0 Condut. λ (W/m.°C), ITE 50: • (e) medido em metros, pode-se calcular o valor da resistência térmica Espessura (e): • propriedade do material em resistir à passagem de calor Resist. Térmica (R) (m².°C/W) : R= e/ λ (m².°C/W) Ext. Radiação solar reflectida Fluxo da radiação solar absorvida e dissipada para o exterior Radiação Solar te absorvida e dissipada para o interior Int. ti Fluxo da radiação solar 25°C 15°C Fases de transmissão envolvente opaca.
  34. 34. HOMEM, CLIMA E CONSTRUÇÃO – Variáveis Arquitectónicas Ext. Radiação solar reflectida Fluxo da radiação solar absorvida e dissipada para o exterior Radiação Solar te absorvida e dissipada para o interior Int. ti Fluxo da radiação solar 25°C 15°C 1-) Rs = Resistência térmica superficial (m².°C/W) (superfície externa = 1/he, superfície interna = 1/hi): engloba as trocas térmicas que se dão a superfície da envolvente opaca e expressa as trocas de calor por convecção e por radiação. Rsi = 1/ hi (m².°C/W) = 0,13 (paredes) = 0,10 ( fluxo ascendente - Cob. Inverno, Pav. Verão ) = 0,17 ( fluxo descendente - Cob. Verão, Pav. Inverno) • Para Paredes, Coberturas e Pavimentos em contacto com o exterior , considerando materiais correntes (ITE 50). • Envolvente Opaca: troca de calor com o meio interior •3-) Trocas térmicas por convecção e por radiação (como em 1-)). A temperatura da superfície interna da envolvente irá aumentar em relação à temperatura do ar (envolvente perde calor para o ambiente interno). As trocas por convecção dependerão da resistência térmica superficial interna da envolvente (Rsi), e as perdas por radiação, da emissividade superficial do material (ε). Fases de transmissão envolvente opaca.
  35. 35. HOMEM, CLIMA E CONSTRUÇÃO – Variáveis Arquitectónicas • Coeficiente de Transmissão Térmica (U) • Através desta variável pode-se avaliar o comportamento de um elemento opaco frente a transmissão de calor e comparar diversas soluções de envolvente. • O coeficiente U quantifica a capacidade do material de ser atravessado por um fluxo de calor induzido por uma diferença de temperatura entre dois ambientes que o elemento constituído por tal material separa (W/ m² °C). •Engloba as trocas térmicas superficiais (por convecção e radiação - 1/he+1/hi) e as trocas térmicas através do material (por condução e/λ) R= e/ λ (m².°C/W) • Cada uma das camadas de um fechamento/ envolvente tem uma resistência térmica distinta • Resistência Total da Envolvente R= 1/he + e1/ λ1 + e2/ λ2 + ...+ 1/hi (m².°C/W) R= 1/ U (m².°C/W) U= 1/ R (W/ m².°C) • Coeficiente de Transmissão Térmica (U) da Envolvente Mater. Tij. Furado Tijo. Mac. Vidro 3mm Laje Concr U 2,40 3,60 5,8 3 U (W/m ².°C) ITE 50: • valores aproximados
  36. 36. HOMEM, CLIMA E CONSTRUÇÃO – Variáveis Arquitectónicas • Coeficiente de Transmissão Térmica (U) 4,80 Metal sem Boa Estanqueidade 4,20 Metal com Boa Estanqueidade Madeira sem Boa Estanqueidade Plástico sem Boa Estanqueidade 3,60 Madeira com Boa Estanqueidade Plástico com Boa Estanqueidade U - Coef. de Transmissão Térmica Seleccionados p/ Vidros Simples 3,40 Metal sem Boa Estanqueidade 3,00 Metal com Boa Estanqueidade Madeira sem Boa Estanqueidade Plástico Unicelular sem Boa Estanqueidade 2,50 Madeira com Boa Estanqueidade Plástico Unicelular com Boa Estanqueidade U - Coef. de Transmissão Térmica Seleccionados p/ Vidros Duplos 2,20 Plástico Multicelular com Boa Estanqueidade Simbol. Simbol. Factor Solar - Vidros (g1v)Tipo de Espessura Incolor Colorido na VidrosSimplesVidrosDuplos 4 a 8 0,88 0,70 0,60 Vidro 4mm Massa Reflectantes Incolores 0,50 Reflectantes Coloridos M. (mm) obs: Valores de factores solares extraídos do novo RCCTE (2005). 4 a 8 4 a 8 4 a 8 5mm 6mm 8mm 0,87 0,65 0,85 0,60 0,82 0,55 0,45 Factor Solar -Tipo de Espessura Incolor + Colorido na (4 a 8) + 4 Vidro Massa + Incol. Reflectantes Incolores + Reflectantes Coloridos M. (mm) obs: Valores de factores solares extraídos do novo RCCTE (2005). Incolor Incol. + Incol. (4 a 8) + 5 (4 a 8) + (4 a 8) (4 a 5) + (4 a 8) (6 a 8) + (4 a 8) 4 + (4 a 8) 5 + (4 a 8) 6 + (4 a 8) 8 + (4 a 8) 0,78 0,75 0,52 0,40 0,35 0,60 0,55 0,50 0,45 Vidros (g1v) U - Coef. de Transmissão Térmica Factores Solares Envidraçados - Envolvente Não-Opaca Ext. Int. Ext. Int. Ext. Int.Ext. Int. Ext. Int. Ext. Int. Ext. Int. P.D. P.S. P.D. P.S. P.D. P.S. P.D. U=1.10 U=0,95 U=0,70 U=0,50 U=0,60 U=0,45 U=0,30 s/ isol isol. 20mm isol. 40mm isol. 60mm isol. 40mm isol. 60mm isol. 100mm Paredes Exteriores Coberturas Envolvente Opaca U - Coef. de Transmissão Térmica OBS: Valores de U (Coef. de Transmissão Térmica) extraídos da Publicação do Laboratório Nacional de Engenharia Civil (LNEC) "Coeficientes de Transmissão Térmica de Elementos da Envolvente dos Edifícios"
  37. 37. HOMEM, CLIMA E CONSTRUÇÃO – Variáveis Arquitectónicas Atraso Amortecimento média q1=q2 q2 q1 Tempo FluxodeCalor(q) Figura: fenómeno da inércia térmica de uma parede real (q2) e de uma parede fictícia de peso nulo (q1). • A envolvente absorve calor tanto do exterior , como do interior (dependendo de onde o ar tem maior temperatura). Ao conduzir o calor para o outro extremo, o material retém uma parte no seu interior, consequência da sua massa térmica. • Quanto maior a massa térmica, maior o calor retido, e este pode ser devolvido para o ambiente interior quando a temperatura do ar for menor que a da superfície. • Numa localidade onde as temperaturas oscilam entre valores altos durante o dia e baixos durante a noite, pode-se utilizar a massa térmica para acumular calor durante o dia, retê-lo, e mais tarde devolvê-lo ao interior. Obs: haverá uma diminuição da amplitude da temperatura interna, que oscilará de forma amortecida. • O pico da temperatura interna acontecerá algumas horas após a envolvente estar submetida ao pico da temperatura externa, que constitui o tempo de retardo térmico • Inércia térmica: • A inércia térmica está associada a dois fenómenos de grande significado para o comportamento térmico do edifício: o amortecimento e o atraso da onda de calor, devido ao aquecimento ou ao resfriamento dos materiais. A inércia térmica depende das características térmicas da envolvente e dos componentes construtivos internos; • Quando a temperatura exterior se eleva, um certo fluxo de calor penetra na parede, entretanto este fluxo não atravessa a parede imediatamente, antes aquece-a internamente até que chegue ao interior da edificação.
  38. 38. HOMEM, CLIMA E CONSTRUÇÃO – Variáveis Arquitectónicas • Pontes Térmicas: • São fluxos térmicos, os quais ocorrem através de elementos presentes na envolvente que apresentem menor grau de isolamento, isto quando comparados a elementos isolantes. Fluxo da radiação solar Ext. Int. Isolante 1 2 Ext. Int. Isolante 1 2 ti te O Fluxo de calor tende a alcançar o ambiente interior mais facilmente através do material com menor grau de isolamento, representado na figura pelo fluxo 2. O Fluxo de calor tende a alcançar o ambiente exterior mais facilmente através do material com menor grau de isolamento, representado na figura pelo fluxo 2. • Pontos na envolvente do edifício onde há maior perda de calor em relação as restantes áreas da envolvente, proporcionando aumento do consumo de energia para aquecimento e danos na envolvente – reduzindo a durabilidade; • Pontes térmicas: 1-) entre vigas-pilares e paredes, pois as vigas-pilares apresentam geralmente U maior que as paredes onde estão inseridas; 2-) instalação deficiente do isolamento térmico (fendas ou descontinuidade no isolamento). • Obs: 1-) Calor como a água, faz o caminho mais fácil. 2-)O isolamento térmico eficiente = evitar descontinuidades.
  39. 39. HOMEM, CLIMA E CONSTRUÇÃO – Variáveis Arquitectónicas • Condensações: • condensação superficial: se uma casa for insuficientemente ventilada, o vapor d'água em excesso não poderá ser totalmente removido e tende a condensar quando encontra qualquer superfície com temperatura abaixo do ponto de orvalho do ar interior. Dá-se em: pontes térmicas, elementos da envolvente (opaca e envidraçados) com insuficiente isolamento. Sua persistência pode originar bolores, degradação de estuques e rebocos. • condensação Interna: ocorre internamente na estrutura da envolvente, quando atinge uma camada mais fria e impermeável. Provoca danos na envolvente (afectam sua durabilidade); aumenta a condutividade térmica dos materiais isolantes (diminui sua eficiência); prejudicial a saúde (desenvolvimento de bactérias – doenças). • Prevenção: - minimizar produção de vapores (I.S. E cozinhas); - melhorar a taxa de ventilação; - aquecer os espaços (aumentar a temperatura interior – diminui a humidade relativa); - reforçando o isolamento da envolvente por forma a aumentar a temperatura da superfície interna; - inclusão de barreiras de vapor (colocadas o mais próximo dos paramentos interiores) associadas aos materiais isolantes (diminui os riscos de condensação interna)
  40. 40. HOMEM, CLIMA E CONSTRUÇÃO – Variáveis Arquitectónicas • Envolvente Não- Opaca: • As principais trocas térmicas em uma edificação acontecem geralmente a partir destes elementos transparentes (janelas, clarabóia/zenital, e outros transp.). Trocas por condução e convecção (comportamento semelhante ao dos elementos opacos com a possibilidade do controle das trocas de ar entre o interior e exterior - abrindo ou fechando). A radiação é que se torna o principal factor devido a sua parcela directamente transmitida para o interior • A-) Tipo de Vidro: • Os vidros têm geralmente coef. U altos, ou seja, são bons condutores de calor, entretanto são os únicos materiais com capacidade de controlar de forma racional a radiação solar (luz e calor). • Quanto maior for o ângulo de incidência da radiação solar, maior tenderá a ser a parcela reflectida pelo vidro. A radiação solar pode ser transmitida, absorvida e reflectida. • Existem diferentes tipos de vidros, com capacidades distintas em absorver, reflectir e transmitir radiação solar. Pode-se classificar os tipos de vidros basicamente em: transparentes, coloridos na massa, reflectantes incolores, reflectantes incolores. Parcela que penetra por transparência absorvida e dissipada paraFluxo da radiação solar o interior absorvida e dissipada para Radiação solar Fluxo da radiação solar absorvida e dissipada reflectida para o exterior Ext. Radiação Solar Vidros Incolores te Fluxo da radiação solar absorvida e dissipada Radiação solar Radiação Solar Parcela que penetra por transparência Int. para o exterior reflectida ti o interior Ext. Int. Fluxo da radiação solar te ti Fluxo da radiação solar o interior absorvida e dissipada para Radiação solar Fluxo da radiação solar absorvida e dissipada reflectida para o exterior Ext. Vidros Reflectantes Radiação Solar te Parcela que penetra por transparência Int. ti Alta transmis sividade Alta Absortivi dade Alta Reflectivi dade Factor Solar: razão entre a quantidade de energia solar que atravessa a janela pelo que incide.
  41. 41. HOMEM, CLIMA E CONSTRUÇÃO – Variáveis Arquitectónicas • B-) Protecções Solares: • O uso de protecções solares em uma abertura é um recurso importante para reduzir os ganhos térmicos. • As protecções internas são basicamente as cortinas e persianas, são bastante flexíveis sob o ponto de vista operacional, porém não evitam a entrada da radiação. • protecção externa (fixas ou móveis) dimensionada adequadamente, pode garantir a redução da incidência da radiação (bloqueia a rad. directa antes de penetrar pelo vidro), quando necessária sem interferir na iluminação natural. Parcela dissipada Radiação solar reflectida Radiação Solar Ext. Int. Protecção Externa pelo elemento transparente Parcela dissipada Radiação solar reflectida Parcela dissipada para o exterior Radiação Solar Ext. Int. através da protecção Protecção Interna Parcela dissipada para o interior Parcela dissipada para o exterior Obs: Exemplos supondo transparência de 100% e protecção opaca 100%.
  42. 42. HOMEM, CLIMA E CONSTRUÇÃO – Variáveis Arquitectónicas C-) Orientação e Tamanho: determinam a exposição da abertura ao Sol. • Quanto maior uma abertura, maior a quantidade de calor que pode entrar ou sair do ambiente. • A orientação da fachada, por exemplo pode expor aberturas de dimensões idênticas a quantidades de calor solar e iluminação distintas. • A trajectória do Sol na abóbada celeste é diferente para cada orientação e latitude. O que normalmente se faz é obter os valores de radiação solar para a abertura em questão directamente de tabelas. Insolação –ideia visual a partir da carta solar.
  43. 43. S ISTEMAS SOLARES PASSIVOS - Aquecimento - Fazem parte da estrutura construtiva – desempenham papel de colectores solares (envidraçados S, SE, SO) e acumuladores de energia neles incidentes e distribuição da energia-calor por processos naturais de transferência (massa térmica para absorção, armazenamento e distribuição) -A massa térmica é interposta entre a superfície de ganho e o espaço a aquecer, absorve energia solar nela incidente e transfere posteriormente para o espaço. Obs: a transferência pode ser imediata ou desfasada (circulação ou não do ar); - A gestão do calor pode ser feita pelo utilizador. - A captação dos ganhos solares e o armazenamento não se encontram nas áreas ocupadas dos edifícios; - combinação de ganhos directos e indirectos (estufa) – energia transmitida para o interior por condução /parede separa) e convecção (caso existam orifícios). - constituído por uma superfície de vidro e uma outra absorsora sem qualquer capacidade de armazenamento térmico; - Inverno insufla ar aquecido ambiente (aquecimento directo) - Verão extracção do ar interior para exterior. 1- CAPTAR 2- ARMAZENAR/ DISTRIBUIR 3- RETER
  44. 44. S ISTEMAS SOLARES PASSIVOS - Arrefecimento - O solo no Verão apresenta temperaturas inferiores à exteriores (fonte fria no Verão); - directo: envolvente em contacto com o solo; - indirecto: condutas subterrâneas 1-3m de profundidade. - Diminuição da temperatura associada a mudança de fase da água (líquido para vapor); - directo: vegetação (evapotranspiração), fontes piscinas, lagos; - indirecto: injecção de água sob forma de gotas. - Podem ocorrer durante o dia e a noite, entretanto é no período nocturno que ocorrem maiores perdas (ausência radiação solar directa); - geralmente utilizam-se em coberturas (elemento de maior exposição ao céu). Obs: presença de isolamento diminui o efeito, neste caso procurar protecções móveis. - Arrefecer os edifícios a partir da diferença de temperaturas entre o interior e o exterior; - Amplitudes de 20°C dia-noite (Portugal). Ventilação nocturna; - Acção dos ventos dominantes - Efeito- chaminé (≠ de pressão) e ≠ de temperatura 1- SOMBREAR/PROTECGER. 2- AMORTECER 3- VENTILAR
  45. 45. REABILITAÇÃO TÉRMICA EDIFÍCIOS RESIDENCIAIS • O parque edificado português, em particular o sector residencial, ainda é genericamente um parque envelhecido (apesar do ritmo de novas construções apresentado nos últimos anos); • Muitos destes edifícios exigem intervenções que visam melhorar as suas características de habitabilidade. • Praticamente todos foram construídos antes das exigências da regulamentação térmica dos edifícios (referente ao desempenho térmico da sua envolvente), desta forma apresentam uma deficiência na qualidade térmica e energética (envolventes com isolamento térmico insatisfatório); • A reabilitação térmica e energética de edifícios = importante via na correcção de situações de inadequada funcionalidade, proporcionando melhoria na qualidade térmica e das condições de conforto dos seus habitantes: - Redução do consumo de energia (aquecimento, arrefecimento, ventilação, iluminação) bem como as necessidades energéticas do País (objectivos assumidos). - Correcção de certas patologias ligadas à presença de Humidade e à degradação do aspecto nos edifícios. • Quando se analisa a possibilidade de incluir medidas de eficiência térmica-energética num edifício é importante não só considerar o seu grau de deterioração, mas também que as características actuais do edifício podem conduzir a uma redução no seu desempenho térmico e a consumos de energia elevados na estação fria e quente, tais como: - Isolamento térmico insuficiente nos elementos opacos da envolvente; - Existência de pontes térmicas na envolvente do edifício. Forma mais eficiente de garantir a continuidade e evitar pontes é através de soluções com o isolante pelo exterior. - Presença de humidade (afecta desempenho térmico e a durabilidade); - baixo desempenho térmico de vãos envidraçados (perdas de calor por transmissão térmica e infiltrações de ar excessivas); - falta de protecções solares adequadas nos vãos envidraçados (sobreaquecimento, aumento das cargas térmicas e necessidades energéticas nos casos com sistemas de arrefecimento do ambiente); - ventilação não controlada (quando excessiva gera maiores necessidades de aquecimento no Inverno; quando insuficiente conduz a maiores níveis de humidade no Inverno e sobreaquecimento no Verão – fenómenos de condensação e baixo nível de qualidade do ar ). Introdução Aspectos Edifício Desempenho Energético
  46. 46. Ext. Int. P.S. Ext. Int. Int. Ext. REABILITAÇÃO TÉRMICA EDIFÍCIOS RESIDENCIAIS - Medidas - Algumas das soluções propostas só se justificam em termos económicos-funcionais quando o edifício for objecto de uma intervenção de reabilitação geral, ou de carácter mais estrutural /outros. Ex: instalação de vidros duplos quando os simples tiverem de ser substituídos devido o estado de degradação das caixilharias (vantagens adicionais conforto térmico e conforto acústico não quantif. económicamente); aplicação do isolamento térmico na cobertura quando ocorrer intervenção para reforço da impermeabilização. - Avaliar caso a caso as soluções para os diferentes elementos da envolvente. Avaliar benefícios (redução consumos energia, conforto térmico, qualidade do ambiente interior) de forma que sejam enquadrados com as principais características construtivas e arquitectónicas do edifício. - Reforço da Protecção Térmica: 1-) aumento do grau de isolamento térmico dos elementos da envolvente (coberturas, pavimentos sobre espaços não aquecidos, paredes exteriores, e envidraçados); 2-) controle dos ganhos solares através dos vãos envidraçados (protecções solares adequadas para Inverno e Verão). - Medidas Solares passivas: 1-) soluções passivas vãos envidraçados 2-) arrefecimento passivo, arrefecimento evaporativo, ventilação natural Medidas Análise custo benefício • Coberturas pavimentos paredes • Envidraçados (peso significativo no balanço térmico global da edificação): custo por metro quadrado da substituição do vidro simples por vidro duplo ou das caixilharias por outra de melhor desempenho é muito > que paredes e coberturas. Porém são responsáveis por cerca de 35% a 40% das perdas térmicas no Inverno e podem der por sobreaquecimento e grande parte das necessidades de arrefecimento associadas a envolvente no Verão. - Controlo Infiltrações de ar: 1-) reparação e eventual substituição da caixilharia exterior; 2-) outras medidas complementares 1 2 3
  47. 47. REABILITAÇÃO TÉRMICA EDIFÍCIOS RESIDENCIAIS - Medidas • Paredes Exteriores: - O reforço do isolamento tem como vantagens principais: redução consumo de energia e o aumento do conforto térmico; - Pode ser concretizado em três opções, caracterizadas pela posição do isolamento a aplicar. Isolamento térmico : pelo exterior, pelo interior e em caixa de ar (caso paredes duplas). Obs: para cada uma destas admite-se vários tipos de soluções. • Paredes Simples: constituídas por um só pano, o reforço do isolamento pode ser realizado pelo exterior ou pelo interior. - O reforço do isolamento térmico pelo exterior, desde que não seja inviabilizado por constrangimentos arquitectónicos, constitui em geral a melhor solução comparativamente com a solução pelo interior. Obs: por vezes é normal refazer o reboco das paredes exteriores dos edifícios nas intervenções de reabilitação, pelo que se torna oportuno considerar a hipótese da solução com isolamento pelo exterior. isolamento térmico exterior em relação ao interior nas fachadas Int. • Isolamento Térmico mais eficiente; • Protecção das paredes contra agentes atmosféricos; • Ausência de descontinuidade na camada mais isolante; • Supressão de pontes térmicas e redução dos riscos de condensação; • Conservação da inércia térmica das paredes; • Manutenção das dimensões dos espaços interiores; • Menores riscos de incêndio e de toxicidade; • Manutenção da ocupação nos edifícios durante as obras; • Dispensa de interrupção nas instalações interiores e de trabalhos de reposição de acabamentos; • Eventual melhoria do aspecto exterior do edifício. Vantagens Ext. Int. • Constrangimentos arquitectónicos; • Maior vulnerabilidade da parede ao choque, sobretudo no rés-do-chão; • Custo em regra mais elevado (aproximadamente o dobro); • Condicionamento dos trabalhos pelo estado do tempo; • Riscos de fendilhação dos revestimentos (em soluções com revest. contínuos). Inconvenientes X
  48. 48. REABILITAÇÃO TÉRMICA EDIFÍCIOS RESIDENCIAIS - Medidas A-) Paredes Exteriores Simples C/ Isolamento pelo Exterior: A.1-) Revestimentos Independentes com interposição de um isolamento térmico no espaço de ar: 1-) revestimento independente exterior fixado à parede através de uma estrutura secundária, protege o isolamento térmico contra a acção da chuva; 2-) o revestimento pode ser contínuo (rebocos armados) ou descontínuo ( placas metálicas, fibrocimento, material plástico); 3-) o isolamento encontra-se instalado entre a parede e o revestimento, deixando um espaço de ar entre eles. A.3-) Revestimentos Isolantes: 1-) são elementos preveamente produzidos em fábrica, constituídos por um material isolante em placa (quase sempre de poliestireno expandido) e por um revestimento (metal, mineral) 2-) aplicação em uma única operação (revest+isol). Obs: dificuldade adaptação a pontos da fachada como vãos; 3-) rebocos isolantes (argamassa com grânulos isolantes) reduzem a condutibilidade da argamassa, mas são cerca de 2 a 3 vezes menos eficiente que as outras soluções, embora de mais fácil aplicação )não é o suficiente para garantir o nível de isolamento adequado (solução complementar) A.2-) Sistemas Compósitos de isolamento térmico pelo exterior (ETICS)- revestimento sobre isolante: 1-) uma camada isolante composta por placas fixadas contra a parede por colagem, recebem em obra um revestimento exterior contínuo armado, (protecção a agentes atmosféricos); Obs: 1-) revest. espesso+ EPS/ MW + revest. ligante mineral armado com rede metálica. 2-) revest. delgado + EPS + revest. ligante sintético ou misto armado com uma rede de fibra de vidro protegida contra ataque dos álcalis do cimento (solução mais frequente).
  49. 49. REABILITAÇÃO TÉRMICA EDIFÍCIOS RESIDENCIAIS - Medidas A-) Paredes Exteriores Simples C/ Isolamento pelo Exterior: A.1-) Revestimentos Independentes com interposição de um isolamento térmico no espaço de ar: 1-) revestimento independente exterior fixado à parede através de uma estrutura secundária, protege o isolamento térmico contra a acção da chuva; 2-) o revestimento pode ser contínuo (rebocos armados) ou descontínuo ( placas metálicas, fibrocimento, material plástico); 3-) o isolamento encontra-se instalado entre a parede e o revestimento, deixando um espaço de ar entre eles.
  50. 50. REABILITAÇÃO TÉRMICA EDIFÍCIOS RESIDENCIAIS - Medidas A-) Paredes Exteriores Simples C/ Isolamento pelo Exterior: A.2-) Sistemas Compósitos de isolamento térmico pelo exterior (ETICS)- revestimento sobre isolante: 1-) uma camada isolante composta por placas fixadas contra a parede por colagem, recebem em obra um revestimento exterior contínuo armado, (protecção a agentes atmosféricos); Obs: 1-) revest. espesso+ EPS/ MW + revest. ligante mineral armado com rede metálica. 2-) revest. delgado + EPS + revest. ligante sintético ou misto armado com uma rede de fibra de vidro protegida contra ataque dos álcalis do cimento (solução mais frequente).
  51. 51. REABILITAÇÃO TÉRMICA EDIFÍCIOS RESIDENCIAIS - Medidas B-) Paredes Exteriores Simples C/ Isolamento pelo Interior: B.1-) Painéis isolantes prefabricados: 1-) solução mais corrente, realiza-se através de painéis com a altura do andar compostos por um paramento em gesso cartonado e uma camada de isolamento térmico com placas de EPS ou XPS (extrudido) coladas na parte de trás das placas de paramento. Obs: podem ser colados directamente contra a face interior da parede a reabilitar ou serem fixados através de uma estrutura de apoio formando uma caixa de ar intermédia; B.2-) Contra-fachada no lado interior da parede a reabilitar: 1-) pano de alvenaria leve 2-) forro de placas de gesso cartonado Construir figura C-) Paredes Exteriores Duplas: C.1-) Incorporação de materiais isolantes soltos ou de espumas injectadas na caixa de ar: 1-) permite manter o aspecto exterior e interior das paredes e reduzir ao mínimo as operações de reposição dos respectivos paramentos, que ficam limitadas à vedação dos furos de injecção; 2-) Limitações: a caixa de ar pode ter uma espessura pequena; a caixa de ar pode apresentar preenchida com argamassa e detritos (dificulta a aplicação homogénea do isolante térmico ao longo da parede) – a qualidade da execução deve ser assegurada por aplicadores especializados; a formulação da espuma de poliuretano deve ser criteriosa para obter características desejadas; a pressão de injecção deverá ser controlada (evitar deformações na parede e garantir o total preenchimento da caixa de ar); o número e a distribuição dos furos de injecção deverá ser adequada ( fazer verificação endoscópica). O mesmo para isolantes a granel (soltos) – evitar formação de vazios.
  52. 52. REABILITAÇÃO TÉRMICA EDIFÍCIOS RESIDENCIAIS - Medidas •Paredes Exteriores Comparação : X A-) Simples C/ Isolamento pelo Exterior (tipo ETICS): B-) Simples C/ Isolamento pelo Interior (tipo B.1 – P. Int. pré-fabric.): 1 joule é equivalente a: 0,000000278 quilowatt-hora 1 KJ = 1J x 10³ e 1 MJ = 1J x 10 6
  53. 53. REABILITAÇÃO TÉRMICA EDIFÍCIOS RESIDENCIAIS - Medidas •Pavimentos em Contacto com o Exterior ou Espaços Não- Aquecidos (garagens...): A-) Isolamento térmico inferior B-) Isolamento térmico intermédio C-) Isolamento térmico superior Observações: 1-) as soluções com isolamento térmico inferior são preferíveis, pois são mais eficientes do ponto de vista térmico, são também de mais fácil e rápida aplicação e de menor custo; Obs: observar se não há nenhum condicionalismo devido a redução do pé-direito do espaço subjacente; 2-) as soluções de isolamento térmico superior além de menos eficientes, reduzem o pé-direito do espaço habitável;
  54. 54. REABILITAÇÃO TÉRMICA EDIFÍCIOS RESIDENCIAIS - Medidas •Pavimentos em Contacto com o Exterior ou Espaços Não- Aquecidos (garagens...): A-) Isolamento térmico inferior:
  55. 55. REABILITAÇÃO TÉRMICA EDIFÍCIOS RESIDENCIAIS - Medidas • Cobertura: - Elemento construtivo que está sujeito às maiores amplitudes térmicas; - O isolamento térmico de uma cobertura é considerado uma intervenção de eficiência energética prioritária, face aos benefícios imediatos (redução das necessidades energéticas) e por ser uma das medidas mais simples e menos dispendiosa; A-) Coberturas Inclinadas: A.1-) Isolamento da esteira horizontal: 1-) quando o desvão não for habitável é preferível aplicar o isolamento térmico sobre a esteira horizontal. Obs: 1-) pode ser protegida superiormente, se o desvão for acessível; assegurar ventilação do desvão; 2-) solução mais económica quando comparada com o isolamento na vertente (menor quantidade de isolante e aplicação mais fácil, economia de energia com o desvão não habitado no Inverno, dissipação do calor pela ventilação do desvão no Verão, protegem estrutura contra as variações térmicas, protecção condensações internas). A.2-) Isolamento das vertentes: 1-) devem ser apenas reservadas para as situações em que o desvão seja habitável; 2-) atenção à protecção as águas da chuva e barreira de vapor (solução membranas de material plástico microperfuradas, protecger ambas as faces do material isolante com material plástico); 3-) caso não seja possível remover o revestimento exterior da cobertura, as soluções de isolamento térmico ficam limitadas à sua aplicação na face inferior da estrutura da cobertura;
  56. 56. REABILITAÇÃO TÉRMICA EDIFÍCIOS RESIDENCIAIS - Medidas B-) Coberturas Horizontais (em Terraço): - Fundamental o reconhecimento prévio do seu estado, caso apresente patologias será necessário primeiramente proceder à sua correcção e a eliminação das suas causas; - Basicamente para o reforço do isolamento térmico das coberturas horizontais, existem três opções caracterizadas pela posição do isolamento térmico: superior – acima da camada de forma (solução mais aconselhável), intermédio e inferior; B.1-) Isolamento térmico intermédio (entre a esteira e a camada de forma): exigem a reconstrução total das camadas sobrejacentes a laje de esteira (exige cuidados, evitar choque térmicos e degradação das camadas); B.2-) Isolamento térmico inferior à laje de esteira: apenas se aceita quando integrado num tecto-falso desligado da esteira, mas tem a desvantagem de não proteger a estrutura termicamente (evitar esta solução). B.3-) Isolamento térmico superior da camada de forma: B.3.1.-) Cobertura Invertida (melhor solução): 1-) permite aumentar a vida útil da impermeabilização ao protegê-la de amplitudes térmicas, também permite aproveitar impermeabilizações já existentes que estejam em bom estado; 2-) o isolamento sob a forma de placas é aplicado sobre a impermeabilização e protegido com aplicação de uma protecção pesada ( vento, chuvas, radiação solar). Obs: XPS (extrudido) mais adequado; SOBRE ISOLANTE SUPORTE DE IMPERMEABILIZAÇÃO SOBRE IMPERMEABILIZAÇÃO EXISTENTE OU NOVA SOBRE PROTECÇÃO PESADA RÍGIDA (BETONILHA, LADRILHOS...)
  57. 57. REABILITAÇÃO TÉRMICA EDIFÍCIOS RESIDENCIAIS - Medidas B-) Coberturas Horizontais (em Terraço): - Fundamental o reconhecimento prévio do seu estado, caso apresente patologias será necessário primeiramente proceder à sua correcção e a eliminação das suas causas; - Basicamente para o reforço do isolamento térmico das coberturas horizontais, existem três opções caracterizadas pela posição do isolamento térmico: superior – acima da camada de forma (solução mais aconselhável), intermédio e inferior; B.1-) Isolamento térmico intermédio (entre a esteira e a camada de forma): exigem a reconstrução total das camadas sobrejacentes a laje de esteira (exige cuidados, evitar choque térmicos e degradação das camadas); B.2-) Isolamento térmico inferior à laje de esteira: apenas se aceita quando integrado num tecto-falso desligado da esteira, mas tem a desvantagem de não proteger a estrutura termicamente (evitar esta solução). B.3-) Isolamento térmico superior da camada de forma: B.3.2.-) Isolante suporte de impermeabilização: 1-) nesta solução o isolante térmico constitui o suporte do revestimento de impermeabilização; 2-) isolantes possíveis: cortiça (ICB) lã mineral (MW), poliestireno expandido moldado (EPS), espuma rígida (PUR). SOBRE ISOLANTE SUPORTE DE IMPERMEABILIZAÇÃO SOBRE IMPERMEABILIZAÇÃO EXISTENTE SOBRE PROTECÇÃO PESADA RÍGIDA (BETONILHA, LADRILHOS...)
  58. 58. REABILITAÇÃO TÉRMICA EDIFÍCIOS RESIDENCIAIS - Medidas •Cobertura Comparação: X A.1-) Coberturas Inclinadas (Isolamento da esteira horizontal ): B.3.1.-) Cobertura Horizontal (Isolamento térmico superior da camada de forma Isolante suporte de impermeabilização):
  59. 59. REABILITAÇÃO TÉRMICA EDIFÍCIOS RESIDENCIAIS - Medidas •Comparação :
  60. 60. REABILITAÇÃO TÉRMICA EDIFÍCIOS RESIDENCIAIS - Medidas • Vãos Envidraçados: - A reabilitação térmica dos vãos envidraçados visa: reforçar o isolamento térmico do edifício, a redução das infiltrações de ar não-controladas, a melhoria da ventilação natural, aumento da captação dos ganhos solares no Inverno e o reforço da protecção da radiação durante o Verão (redução das necessidades de consumo, melhoria das condições de conforto e de qualidade do ar interior dos edifícios); A-) Isolamento Térmico: - caixilharia em bom estado: trocar vidro simples por duplo (caso o caixilho permita); - substituição por vidros duplos: reduzem as perdas térmicas e as necessidades de aquecimento, diminui a ocorrência de condensações, melhora conforto térmico e acústico, melhora qualidade da construção; - caso seja necessário manter a caixilharia original voltada para o exterior, pode ser ponderada a instalação de uma segunda janela pelo interior com distância de aprox. 10cm (melhor isolamento acústico); - caixilharias degradadas sem reparação viável: substituir por novas, caso sejam de metal substituir por madeira de boa qualidade e seca(se for possível- arquitectura) ou plástico ou de metal com corte térmico; - importante caixilharias apresentarem vedações em todas as uniões, borrachas de vedação entre as suas partes móveis; - presença de protecções solares que apresentem boa estanqueidade quando fechadas (formando espaço de ar fracamente ventilado) – reduz as perdas térmicas pelos vãos significativamente (estores, portadas...); - isolamento térmico da caixa de estore: substituir calhas existentes por outras que incorporem perfis de vedação;
  61. 61. REABILITAÇÃO TÉRMICA EDIFÍCIOS RESIDENCIAIS - Medidas •B-) Pontes térmicas - contornos do vão: - deve-se tentar que a janela fique alinhada com o isolante térmico da parede. Obs: a cantaria do vão também deve ser interrompida junto do isolante térmico; - nas situações de paredes sem isolamento, as janelas devem ser colocadas a meio ou na parte mais interior; - os elementos de contorno do vão (tipo pedra) de elevada condutibilidade térmica devem ser interrompidos junto da caixilharia e do isolante térmico da parede;
  62. 62. REABILITAÇÃO TÉRMICA EDIFÍCIOS RESIDENCIAIS - Medidas • C-) Permeabilidade ao ar: - caixilharia em bom estado: permeabilidade pode ser reduzida através da afinação dos caixilhos (ajustes eventuais das posições, da interposição de perfis vedantes nas juntas e/ou substituição de materiais vedantes envelhecidos das juntas vidro-caixilho); - também pode ser ponderada a aplicação de uma segunda janela de baixa permeabilidade ao ar, para reduzir as infiltrações incontroláveis; Observações: - tratamento da caixa de estore para minimizar as infiltrações, pois estas podem ser superiores às das janelas; - Normalmente as janelas giratórias apresentam cerca de metade da permeabilidade ao ar do que as janelas de correr; - Minimizar as infiltrações de forma a garantir caudais mínimos de ventilação dos espaços (renovação do ar). Rph=0,6 RCCTE 2006; • D-) Ganhos Solares: - vãos sem dispositivos de protecção solar deve-se ponderar a aplicação destes – protecções exteriores. Obs: portadas de baixa permeabilidade ao ar também contribui para aumento do isolamento térmico do vão envidraçado; - Quadrantes a S, SE e SO pode ser benéfica a aplicação de palas e lâminas (reduzir ganhos solares);
  63. 63. “REABILITAÇÃO TÉRMICA ” UNIVERSIDADE TÉCNICA DE LISBOA Faculdade de Arquitectura MESTRADO EM: REABILITAÇÃO 2006/2007 Obrigada! COORDENAÇÃO: Prof. Catedrático JORGE BASTOS DOCENTE: Mestre MÁRCIA TAVARES

×