LATEC - UFF. Palestra da Dra Fernanda da Universidade de Aveiro (Portugal), com o tema: PassivHaus e Near Zero Energy Buildings. ocorrida no dia 07 de maio na Escola de Engenharia da UFF com o apoio do LATEC e NITS.
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Casa Passiva e Near Zero‐Energy Buildings Contributo para a Eficiência Energética de Edifícios. Apresentação conceito CASA PASSIVA Associação PZE‐PP / CASA PASSIVA Formação e Trabalhos de Investigação em curso NET ZERO ENERGY BUILDINGS NEARLY ZERO ENERGY BULDINGS PASSIVE HOUSE ASSOCIAÇÃO O QUE SÃO?
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- 1. 7/5/2015 1 Casa Passiva e Near Zero‐Energy Buildings Contributo para a Eficiência Energética de Edifícios PassivHaus e Near Zero‐Energy Buildings Contributo para a Eficiência Energética de Edifícios Fernanda Rodrigues (mfrodrigues@ua.pt) Casa Passiva e Near Zero‐Energy Buildings Contributo para a Eficiência Energética de Edifícios “Um Campus que pensa” A Universidade de Aveiro (UA) está em 69º lugar no ranking mundial das 100 melhores instituições de ensino superior com menos de 50 anos divulgado pela Abril de 2015 e o es st tu ções de e s o supe o co e os de 50 a os d u gado pe a prestigiada revista Times Higher Education (THE). Numa lista elaborada com base em indicadores como a qualidade do ensino e da investigação, o número de citações em revistas científicas, a projeção internacional e a inovação, a UA subiu dez posições em relação ao ano passado (30 Abril 2015).
- 2. 7/5/2015 2 Casa Passiva e Near Zero‐Energy Buildings Contributo para a Eficiência Energética de Edifícios decivil departamento de engenharia civil Casa Passiva e Near Zero‐Energy Buildings Contributo para a Eficiência Energética de Edifícios Localizada na região centro de Portugal Universidades públicas portuguesas
- 3. 7/5/2015 3 Casa Passiva e Near Zero‐Energy Buildings Contributo para a Eficiência Energética de Edifícios Museu aberto da arquitetura contemporânea Portuguesa (2 PRITZKER : Alvaro Siza Vieira; Eduardo Souto Moura, mas também Adalberto Dias, Allcino Soutinho, Vitor Figueiredo, Carrilho da Graça, …) Casa Passiva e Near Zero‐Energy Buildings Contributo para a Eficiência Energética de Edifícios 6
- 5. 7/5/2015 5 Casa Passiva e Near Zero‐Energy Buildings Contributo para a Eficiência Energética de Edifícios uma organização singular jovem (1973), pioneira na oferta formativa • telecomunicações, formação de professores integrada, engenharia cerâmica, engenharia do ambiente, planeamento regional e urbano, gestão e engenharia industrial, turismo, música ... foram inovações a nível nacional sistema binário (2012/2013) • ensino universitário: 29 licenciaturas, 7 mestrados integrados, 68 mestrados ee s o u e s tá o 9 ce c atu as, est ados teg ados, 68 est ados e 41 programas doutorais • ensino politécnico: 19 licenciaturas e 4 mestrados • formação não conferente de grau (sem ciclo) – formações pré-bolonha (11), cursos de especialização (10), cursos de formação avançada (2) e cursos de especialização tecnológica - ensino pós-secundário profissionalizante (19) Casa Passiva e Near Zero‐Energy Buildings Contributo para a Eficiência Energética de Edifícios uma organização singular sem faculdades • 16 Departamentos engenharia Eletrónica, Telecomunicações e Informática Ambiente e Ordenamento Materiais e Cerâmica Mecânica Civil ciências Química Matemática Geociências Física Biologia outras Ciências Sociais, Políticas e do Território Ciências da Saúde • 4 Escolas Politécnicas (desde 1997) C artes e humanidades Línguas e Culturas Comunicação e Arte Ciências da Saúde Economia, Gestão e Engenharia Industrial Educação Escola Superior de Tecnologia e Gestão de Águeda Escola Superior de Saúde Instituto Superior de Contabilidade e Administração Escola Superior de Design, Gestão e Tecnologias de Produção de Aveiro Norte
- 6. 7/5/2015 6 Casa Passiva e Near Zero‐Energy Buildings Contributo para a Eficiência Energética de Edifícios O Departamento de Engenharia Civil - DECivil Casa Passiva e Near Zero‐Energy Buildings Contributo para a Eficiência Energética de Edifícios O Departamento de Engenharia Civil - DECivil Recursos Físicos • Salas de aulas • Laboratórios para aulas e investigação: • Materiais • Geotecnia • Estruturas • Fogo • Hidráulica • Eficiência Energética • Salas de estudo para os alunos • Gabinetes dos professores
- 7. 7/5/2015 7 Casa Passiva e Near Zero‐Energy Buildings Contributo para a Eficiência Energética de Edifícios Ensino no DECivil Oferta Formativa • Mestrado Integrado em Engenharia Civil • ECIU Exchange Package (Erasmus) - Applications in Civil Engineering • Curso de Especialização em Riscos e Reabilitação do Património • Programa Doutoral em Engenharia Civil • Participação noutros cursos de mestrado e doutoramento Casa Passiva e Near Zero‐Energy Buildings Contributo para a Eficiência Energética de Edifícios Ensino no DECivil Mestrado Integrado em Engenharia Civil • Áreas • Construção • Estruturas • Geotecnia • Hidráulica • Materiais • Vias de Comunicação • Eficiência Energética • Gestão da Construção • Sustentabilidade • Enfoque nas áreas de riscos, da reabilitação do património e da sustentabilidade
- 8. 7/5/2015 8 Casa Passiva e Near Zero‐Energy Buildings Contributo para a Eficiência Energética de Edifícios Investigação, Desenvolvimento e Tecnologia no DECivil RISCO – Aveiro Research Centre of Risks and Sustainability in Construction Unidade de Investigação RISCO • Linhas Temáticas Riscos no ambiente construído Conservação e Sustentabilidade na construção Conservação e reabilitação Casa Passiva e Near Zero‐Energy Buildings Contributo para a Eficiência Energética de Edifícios Ensino no DECivil ECIU Exchange Package (Erasmus) Applications in Civil Engineering • Pacote de 5 unidades curriculares de opção de 5º Ano (30 ECTS) oferecidas a estudantes Erasmus • Lecionação em inglês • Unidades curriculares (opções disponíveis) • Timber Construction • Coastal and Port Engineering • Advances in Steel and Composite Construction • Risks Analysis in Construction • Transportation Infrastructures • Water Systems for Buildings
- 9. 7/5/2015 9 Casa Passiva e Near Zero‐Energy Buildings Contributo para a Eficiência Energética de Edifícios Ensino no DECivil Curso de Especialização em Riscos e Reabilitação SustentávelCurso de Especialização em Riscos e Reabilitação Sustentável 1 Ano | 2 Semestres | 60 ECTS 3 Unidades Curriculares Obrigatórias (por semestre) 2 Unidades Curriculares de Opção (por semestre) Casa Passiva e Near Zero‐Energy Buildings Contributo para a Eficiência Energética de Edifícios Ensino no DECivil Estrutura do Programa Doutoral em Engenharia CivilEstrutura do Programa Doutoral em Engenharia Civil • Dissertação 2º ao 4º Ano • Unidades curriculares de especialização avançada em Engenharia Civil • Preparação da dissertação 1º Ano
- 10. 7/5/2015 10 Casa Passiva e Near Zero‐Energy Buildings Contributo para a Eficiência Energética de Edifícios Ensino no DECivil Porquê estudar na Universidade de AveiroPorquê estudar na Universidade de Aveiro Casa Passiva e Near Zero‐Energy Buildings Contributo para a Eficiência Energética de Edifícios Ensino no DECivil Porquê estudar na Universidade de AveiroPorquê estudar na Universidade de Aveiro •Custos do ensino Universitário (um terço do custo de uma Universidade Americana, Irlandesa, Alemã, Inglesa, ….). •Infraestruturas e ensino de excelência.
- 11. 7/5/2015 11 Casa Passiva e Near Zero‐Energy Buildings Contributo para a Eficiência Energética de Edifícios Ensino no DECivil Porquê estudar na Universidade de AveiroPorquê estudar na Universidade de Aveiro •Apoio aos estudantes (apoio social, cantinas, residências universitárias, serviços de medicina, desporto). Edifícios para ensino e investigação, residências para alunos e docentes, refeitórios, bibliotecas, livrarias, salas para conferências e espetáculos, galerias para exposições, pavilhão desportivo, pista de atletismo, lavandarias, correios, banco, lojas, jardim infantil e creche. Tudo isto num único campus,correios, banco, lojas, jardim infantil e creche. Tudo isto num único campus, rodeado pela beleza natural de antigas salinas e apenas a dois passos do centro da cidade. Alguns números › existem 65 edifícios construídos no campus › a área do Campus é equivalente a 92 campos de futebol › existem 15 blocos de residências situadas no campus › o Campus tem 2 bibliotecas com 250000 títulos disponíveis Casa Passiva e Near Zero‐Energy Buildings Contributo para a Eficiência Energética de Edifícios Ensino no DECivil Porquê estudar na Universidade de AveiroPorquê estudar na Universidade de Aveiro Aveiro uma cidade com uma localização excecional em termos de infraestruturas rodoviárias e ferroviária ( 50 min do Porto e 2 h de Lisboa) Portugal tem, hoje, a melhor rede de autoestradas da Europa. Entre Lisboa‐ Aveiro ‐Porto existem 3 Auto‐Estradas. A Via Verde (onda verde no Brasil) é um sistema de portagem electrónica utilizado em Portugal desde 1991, criado na Universidade de Aveiro e que se estendeu a todas as portagens de auto‐estradas, pontes, parques de estacionamento, abastecimento de gasolina do país desde 1995.
- 12. 7/5/2015 12 Casa Passiva e Near Zero‐Energy Buildings Contributo para a Eficiência Energética de Edifícios Ensino no DECivil Porquê estudar na Universidade de AveiroPorquê estudar na Universidade de Aveiro Uma gastronomia excelente, uma vida académica intensa. Custo baixo em termos de alojamento, alimentação, vestuário, transportes, …. Excelentes telecomunicações ‐ Há planos de telefone celular (de Portugal para o Brasil, em que uma ligação de meia hora custa o equivalente a 6para o Brasil, em que uma ligação de meia hora custa o equivalente a 6 Reais. Casa Passiva e Near Zero‐Energy Buildings Contributo para a Eficiência Energética de Edifícios Ensino no DECivil Porquê estudar na Universidade de AveiroPorquê estudar na Universidade de Aveiro Existe um acordo internacional entre o INSS (brasileiro) e o serviço de atendimento público hospitalar português. Todo o brasileiro que viaja para Portugal, e que tenha vínculo com o INSS, tem o direito de solicitar no INSS do seu estado, o FORMULÁRIO PB4, que dá direito a atendimento médico gratuito em Portugal. Para agilizar o atendimento em Portugal, deve solicitargratuito em Portugal. Para agilizar o atendimento em Portugal, deve solicitar em Portugal o documento do atendimento médico português. No Rio de Janeiro, pega‐se o FORMULÁRIO PB4 no INSS da Rua México. Esta facilidade só existe atualmente com Portugal. Para os demais países é necessário contratar um seguro de saúde. Para outros países europeus o seguro de saúde deve atender ao Acordo de Schengen, que é muito caro.
- 20. 7/5/2015 20 Casa Passiva e Near Zero‐Energy Buildings Contributo para a Eficiência Energética de Edifícios decivil departamento de engenharia civil Casa Passiva e Near Zero‐Energy Buildings Contributo para a Eficiência Energética de Edifícios Apresentação conceito CASA PASSIVA Associação PZE‐PP / CASA PASSIVA Formação e Trabalhos de Investigação em curso
- 22. 7/5/2015 22 Casa Passiva e Near Zero‐Energy Buildings Contributo para a Eficiência Energética de Edifícios CASA PASSIVA NET ZERO ENERGY BUILDINGS NEARLY ZERO ENERGY BULDINGS PASSIVE HOUSE = PASSIVE HOUSE ASSOCIAÇÃO INVESTIGAÇÃO Casa Passiva e Near Zero‐Energy Buildings Contributo para a Eficiência Energética de Edifícios NET ZERO ENERGY BUILDINGSCASA PASSIVA NET ZERO ENERGY BUILDINGS NEARLY ZERO ENERGY BULDINGS PASSIVE HOUSES Ã = PASSIVE HOUSE ASSOCIAÇÃO O QUE SÃO?INVESTIGAÇÃO
- 23. 7/5/2015 23 Casa Passiva e Near Zero‐Energy Buildings Contributo para a Eficiência Energética de Edifícios Produção de energia (renováveis) EXPORT Necessidade energética (kWh, CO2) Edifícioregulamentar Ponto deenergética Eficiência energética Ponto de partida Passive House Consumo de energia IMPORT (kWh, CO2) Casa Passiva e Near Zero‐Energy Buildings Contributo para a Eficiência Energética de Edifícios PASSIVE HOUSE CASA PASSIVA PORQUÊ? PASSIVE HOUSE= PASSIVE HOUSE ASSOCIAÇÃO PORQUÊ? INVESTIGAÇÃO
- 24. 7/5/2015 24 Casa Passiva e Near Zero‐Energy Buildings Contributo para a Eficiência Energética de Edifícios Fonte: NasaVénus Atmosfera: 96,5% CO₂ T t fí i 450°C Terra Atmosfera: N₂ O₂ Ar e (hoje) 0 037% Fonte: Nasa Temperatura superfície: 450°C Com a mesma atmosfera e o mesmo albedo Vénus teria uma temperatura à superfície de cerca de 65◦. O diferença de temperatura relativamente à Terra deve‐se aos gases com efeito de estufa Atmosfera: N₂, O₂, Ar e (hoje) 0.037% CO₂ ‐ aumentar! Temperatura superfície: (hoje) 15° ‐ aumentar! ALBEDO é uma medida relativa da quantidade de luz refletida, o que ocorre sobre superfícies de maneira direta ou difusa. É portanto uma medida da refletividade da superfície de um corpo Casa Passiva e Near Zero‐Energy Buildings Contributo para a Eficiência Energética de Edifícios Níveis de CO2 no Mundo de 1990‐2030 (Mongabay, 2013) Mongabay (2013). "Carbon Dioxide Emissions Charts, 2005." Retirado de http://rainforests.mongabay.com/09‐carbon_emissions.htm
- 25. 7/5/2015 25 Casa Passiva e Near Zero‐Energy Buildings Contributo para a Eficiência Energética de Edifícios Níveis de CO2 no Mundo de 1990‐2030 (Mongabay, 2013) Retirado de http://rainforests.mongabay.com/09‐carbon_emissions.htm Casa Passiva e Near Zero‐Energy Buildings Contributo para a Eficiência Energética de Edifícios Consumo de energia primária O setor dos edifícios apresenta um consumo intensivo de energia sendo responsável a nível mundial por 40% do consumo de energia primária e por 24% da emissão de gases com efeito de estufapor 24% da emissão de gases com efeito de estufa, consumindo o setor residencial 27% do total da energia consumida mundialmente (IEA ‐ International Energy Agency.“. Available: http://task40.iea‐shc.org.)
- 26. 7/5/2015 26 Casa Passiva e Near Zero‐Energy Buildings Contributo para a Eficiência Energética de Edifícios Energia Primária – Portugal vs Brasil Em Portugal a edificação é responsável pelo consumo de 30% do total de energia primária e 62% do consumo de energia elétrica, segundo dados de 2005. Os edifícios residenciais, que são cerca de 3,3 milhões, contribuem d t t No Brasil a edificação é responsável pelo consumo de 46,7% do total do consumo de energia elétrica, segundo dados de 2011. Os edifícios residenciais contribuem em grande parte para estes consumos, com 23,3% do i l d tem grande parte para estes consumos, com 17% da energia primária e 29% da energia eléctrica. Os edifícios Portugueses são responsáveis pelo consumo de 5,8 milhões de toneladas equivalentes de petróleo (Isolani, 2008). consumo nacional, os do setor comercial com 15,4% e o setor público com 8% do total . Casa Passiva e Near Zero‐Energy Buildings Contributo para a Eficiência Energética de Edifícios Num edifício residencial, o aquecimento do ambiente interior, a iluminação e alguns equipamentos elétricos são os responsáveis pelos maiores consumos, devendo‐se incidir no aumento da sua eficiência, relevando‐se, o aumento da eficiência do próprio edifício/fração. Consumos de eletricidade relativos às diferentes atividades domésticas em Portugal
- 27. 7/5/2015 27 Casa Passiva e Near Zero‐Energy Buildings Contributo para a Eficiência Energética de Edifícios Repartição do consumo de energia elétrica no setor residencial – Brasil Iluminação Aquecimento de Água Ar condicionadoIluminação Brasil – 14% Norte – 14% Nordeste – 11% Centro‐oeste – 12% Sudeste – 19% Sul – 8% Aquecimento de Água Brasil – 24% Norte – 2% Nordeste – 9% Centro‐oeste – 28% Sudeste – 26% Sul – 25% Ar condicionado Brasil – 20% Norte – 40% Nordeste – 29% Centro‐oeste – 18% Sudeste – 11% Sul – 32% Frigorífico e arca frigorífica l Outros eletrodomésticos Brasil 15 5%Brasil – 27% Norte – 29% Nordeste – 34% Centro‐oeste – 28% Sudeste – 27% Sul – 23% Brasil – 15,5% Norte – 15,5% Nordeste – 19,4% Centro‐oeste – 14,1% Sudeste – 17,2% Sul – 12,5% Casa Passiva e Near Zero‐Energy Buildings Contributo para a Eficiência Energética de Edifícios GHG emissions accelerate despite reduction efforts. Most emission growth is CO2 from fossil fuel combustion and industrial processes. Fonte:Climate Changes 2014 http://mitigation2014.org/report
- 28. 7/5/2015 28 Casa Passiva e Near Zero‐Energy Buildings Contributo para a Eficiência Energética de Edifícios Produção de CO2 ‐ cenários de estabilização Categoria CO₂ ‐ concentração equivalente Aumento da temperatura média global acima do nível pré‐industrial, usando a "melhor estimativa“ climática Anos a atingir para emissões de CO₂ Mudança mundial nas emissões de CO₂ em 2050 ppm ˚C Ano % das emissões no ano 2000 I 450 – 490 2.0 – 2.4 2000 – 2015 ‐85 até ‐50* II 490 – 535 2.4 – 2.8 2000 – 2020 ‐60 até ‐30 III 535 – 590 2.8 – 3.2 2010 – 2030 ‐30 até +5 IV 590 – 710 3.2 – 4.0 2020 – 2060 +10 até +60 V 710 – 855 4.0 – 4.9 2050 – 2080 +25 até +85 VI 855 – 1130 4.9 – 6.1 2060 – 2090 +90 até +140 Fonte: Adaptado de IPCC, WG III, 4. Assessment Report p 57 Casa Passiva e Near Zero‐Energy Buildings Contributo para a Eficiência Energética de Edifícios Without more mitigation, global mean surface temperature might increase by 3.7° to 4.8°C over the 21st century. Fonte:Climate Changes 2014 http://mitigation2014.org/report
- 29. 7/5/2015 29 Casa Passiva e Near Zero‐Energy Buildings Contributo para a Eficiência Energética de Edifícios Custos dos danos vs. custo de prevenção Clima ‐ Custos dos danos P d l d l 5% d d Fonte: US Fish and Wildlife Service Fonte: US National Oceanic and Atmospheric Administration Fonte: US National Oceanic and Atmospheric Administration Perda anual de pelo menos 5% da taxa do crescimento mundial até ao meio do século; Pode chegar aos 20% devido aos efeitos sobre o ambiente e a saúde, bem como aos efeitos de feedback (retorno/indiretos). Clima ‐ Custos da proteção Em contraste, ações de prevenção custam apenas 1% do produto interno bruto Fonte: US National Oceanic and Atmospheric Administration Fonte: centroprofissionalcatastrofesnaturais Fonte: ART DE VENDER apenas 1% do produto interno bruto mundial por ano; A subida de temperatura não ultrapassaria o limiar crítico de aquecimento de 2°C comparativamente à era pré‐industrial. Casa Passiva e Near Zero‐Energy Buildings Contributo para a Eficiência Energética de Edifícios Gestão de riscos relacionados com as alterações climáticas Clima ‐ Custos dos danos Perda anual de pelo menos 5% da taxa do crescimento mundial até ao meio do século Fonte: US Fish and Wildlife Service Fonte: US National Oceanic and Atmospheric Administration Fonte: US National Oceanic and Atmospheric Administration Fonte: ART DE VENDER crescimento mundial até ao meio do século; Pode chegar aos 20% devido aos efeitos sobre o ambiente e a saúde, bem como aos efeitos de feedback (retorno/indiretos). Clima ‐ Custos da proteção Em contraste, ações de prevenção custam apenas 1% do produto interno bruto mundial por ano; Fonte: US National Oceanic and Atmospheric Administration Fonte: centroprofissionalcatastrofesnaturais p ; A subida de temperatura não ultrapassaria o limiar crítico de aquecimento de 2°C comparativamente à era pré‐industrial. Fonte: http://ipcc‐wg2.gov/AR5/images/uploads/WG2AR5_SPM_FINAL.pdf
- 30. 7/5/2015 30 Casa Passiva e Near Zero‐Energy Buildings Contributo para a Eficiência Energética de Edifícios Timeline da evolução regulamentar Casa Passiva e Near Zero‐Energy Buildings Contributo para a Eficiência Energética de Edifícios Comparação com o REH – Regulamento de Desempenho Energético de Edifícios de HabitaçãoDesempenho Energético de Edifícios de Habitação
- 31. 7/5/2015 31 Casa Passiva e Near Zero‐Energy Buildings Contributo para a Eficiência Energética de Edifícios Comparação com o REH – Regulamento de Desempenho Energético de Edifícios de HabitaçãoDesempenho Energético de Edifícios de Habitação Casa Passiva e Near Zero‐Energy Buildings Contributo para a Eficiência Energética de Edifícios Comparação com o REH – Regulamento de Desempenho Energético de Edifícios de HabitaçãoDesempenho Energético de Edifícios de Habitação Para se atingir as exigências da EPBD 2010, para se atingirem os NZEB, está previsto um mapa evolutivo dos requisitos a atingir até 2020, estando já establecidos no REH os valores a serem cumpridos a partir de 31 de Dezembro de 2015
- 32. 7/5/2015 32 Casa Passiva e Near Zero‐Energy Buildings Contributo para a Eficiência Energética de Edifícios Comparação com o RTC ‐ Brasil 8 Zonas climáticas Brasil ‐ NBR 15220 Algumas estratégias passivas e requisitos para a zona Climática 1 (mais fria no Brasil) Estação Inverno Estratégias de climatização bioclimática Inverno A) Ganhos solares passivos B) Inércia térmica elevada Características Relação Janelas/Au 15% a 20% da Au Sombreamento Permitir ganhos solares no Inverno Paredes U≤ 3,00W/m2.◦C Cobertura U≤ 2,00W/m2.◦C Casa Passiva e Near Zero‐Energy Buildings Contributo para a Eficiência Energética de Edifícios CASA PASSIVA Conforto térmico com: • Consumo mínimo de energia PASSIVE HOUSE = PASSIVE HOUSE ASSOCIAÇÃO • Elevada qualidade do ar interior • Recurso a energias renováveisINVESTIGAÇÃO
- 33. 7/5/2015 33 Casa Passiva e Near Zero‐Energy Buildings Contributo para a Eficiência Energética de Edifícios CASA PASSIVA = PASSIVE HOUSE ASSOCIAÇÃO PASSIVE HOUSE PASSIVHAUS INVESTIGAÇÃO Casa Passiva e Near Zero‐Energy Buildings Contributo para a Eficiência Energética de Edifícios PASSIVE HOUSECASA PASSIVA VISÃO? PASSIVE HOUSE ZERO ENERGIA = PASSIVE HOUSE ASSOCIAÇÃO VISÃO?INVESTIGAÇÃO
- 34. 7/5/2015 34 Casa Passiva e Near Zero‐Energy Buildings Contributo para a Eficiência Energética de Edifícios PASSIVE HOUSECASA PASSIVA Energy Performance Building Directive – EPBD ‐ Diretiva 2010/31/EU ZERO ENERGIA = PASSIVE HOUSE ASSOCIAÇÃO Conjugação princípios passivos nZEB Génese do NZEB (“Energy efficient house”, artº 2)INVESTIGAÇÃO Casa Passiva e Near Zero‐Energy Buildings Contributo para a Eficiência Energética de Edifícios Isolamento Climatização Conforto Evolução do conceito … Qual o caminho.... Pontes térmicas MATERIAIS SISTEMAS Ventilação Monitorização VALIDAÇÃO Eproduzida Eproduzida PH PH Plus PH Premium Econsumida Econsumida
- 35. 7/5/2015 35 Casa Passiva e Near Zero‐Energy Buildings Contributo para a Eficiência Energética de Edifícios CASA PASSIVA = PASSIVE HOUSE ASSOCIAÇÃO 5 ou 7 PRINCÍPIOS INVESTIGAÇÃO Casa Passiva e Near Zero‐Energy Buildings Contributo para a Eficiência Energética de Edifícios os? n50 ≤ 0,6 h-1 oscritério Sistema ventilação ≥ 75% eficiência Consumo ≤ 0,45 Wh/m3 Vidro-triplo: Ug ≤ 0,8 W/(m2 K) g = 50% - 55% U≤ 0,15 W/(m2 K) Necessidade aquecimento ≤ 15 kWh/(m2a) ou Carga de aquecimento do edifício ≤ 10 W/m2 Necessidades arrefecimento ≤ 15 kWh/(m2a) ou Carga de arrefecimento do edifício ≤ 10 W/m2 Quaiso Ψ ≤ 0,01 W/(m K) Upavimento ≤ 0,8 W/(m2 K) Necessidade de energia primária ≤ 120 kWh/(m2a) Estanquidade do edifício ≤ 0.6 h-1 Sobreaquecimento interior ≤ 10%
- 36. 7/5/2015 36 Casa Passiva e Near Zero‐Energy Buildings Contributo para a Eficiência Energética de Edifícios ENERPHIT tação? Discurso adaptado para o edificado existente, ainda com alguns aspectos a melhorar, mas com uma visão responsável daquilo que é possível conseguir. Reabilit Casa Passiva e Near Zero‐Energy Buildings Contributo para a Eficiência Energética de Edifícios A A+PELOTAS Step 1 Envidraçados Step 2 Envolvente Opaca Step 3 Ventilação e Painéis Solares B F A+ A B C D EnerPHit: Reabilitação Passive House Baseline E F
- 37. 7/5/2015 37 Casa Passiva e Near Zero‐Energy Buildings Contributo para a Eficiência Energética de Edifícios ão? Cidades em mutação Exemplo Bruxelas, Antuérpia, Frankfurt, Nova York Reabilitaçã Adopção de critérios PH Benefícios (taxas, etc.) Sustentabilidade Responsabilidade Social Redução GEE Casa Passiva e Near Zero‐Energy Buildings Contributo para a Eficiência Energética de Edifícios DESAFIO? CASA PASSIVA = PASSIVE HOUSE ASSOCIAÇÃO TODAS! INVESTIGAÇÂO
- 38. 7/5/2015 38 Casa Passiva e Near Zero‐Energy Buildings Contributo para a Eficiência Energética de Edifícios PASSIVE HOUSECASA PASSIVA COMO SE CONSEGUE ATINGIR? COMO SE CONSTROI? = PASSIVE HOUSE ASSOCIAÇÃO É MAIS ONEROSO CONSTRUIR? EXISTE ACRÉSCIMO DO CUSTO? INVESTIGAÇÃO Casa Passiva e Near Zero‐Energy Buildings Contributo para a Eficiência Energética de Edifícios PASSIVE HOUSECASA PASSIVA MISSÃO? PASSIVE HOUSE ZERO ENERGIA = PASSIVE HOUSE ASSOCIAÇÃO MISSÃO?INVESTIGAÇÃO
- 39. 7/5/2015 39 Casa Passiva e Near Zero‐Energy Buildings Contributo para a Eficiência Energética de Edifícios PASSIVE HOUSECASA PASSIVA ‐ Divulgação ‐ Formação ZERO ENERGIA = PASSIVE HOUSE ASSOCIAÇÃO ‐ Investigação ‐ Prestação de serviços/Consultadoria ‐ Certificação INVESTIGAÇÃO Casa Passiva e Near Zero‐Energy Buildings Contributo para a Eficiência Energética de Edifícios ÇÃOEDIVULGAÇ –PORTO ACÇÕESD ECOJORNADAS–
- 43. 7/5/2015 43 Casa Passiva e Near Zero‐Energy Buildings Contributo para a Eficiência Energética de Edifícios INVESTIGAÇÃO CASA PASSIVA Aplicabilidade do conceito PH ao clima Português ‐ Estudos paramétricos ‐ Adaptabilidade às diferentes zonas = PASSIVE HOUSE ASSOCIAÇÃO INVESTIGAÇÃO ‐ climáticas Investigadora: Eliana Almeida INVESTIGAÇÃO Casa Passiva e Near Zero‐Energy Buildings Contributo para a Eficiência Energética de Edifícios CASA PASSIVA Edifício Unifamiliar, T3, situada na região de Aveiro Área útil 136 m2 = PASSIVE HOUSE ASSOCIAÇÃO INVESTIGAÇÃO Alçado Norte Alçado Sul Alçado Oeste Alçado Este Área útil 136 m Fator de forma 0,8 m-1 AW 48,1 m2 AW/Aopaca 24% INVESTIGAÇÃO ç Planta Rés-do-chão Planta 1º Andar
- 44. 7/5/2015 44 Casa Passiva e Near Zero‐Energy Buildings Contributo para a Eficiência Energética de Edifícios CASA PASSIVA Quais as suas características base? = PASSIVE HOUSE ASSOCIAÇÃO INVESTIGAÇÃO Parede Exterior Pavimento exterior Cobertura exterior INVESTIGAÇÃO Laje do desvão sanitário Casa Passiva e Near Zero‐Energy Buildings Contributo para a Eficiência Energética de Edifícios CASA PASSIVA Quais as soluções construtivas da Casa Passivhaus? Parede Exterior Pavimento exterior Cobertura exterior = PASSIVE HOUSE ASSOCIAÇÃO INVESTIGAÇÃO Outras Considerações: UCasa Standard [W/(m2 K)] 0,460 UCasa Passivhaus [W/(m2 K)] 0,264 Redução [%] 42,6 Laje do desvão sanitário UCasa Standard [W/(m2 K)] 0,670 UCasa Passivhaus [W/(m2 K)] 0,223 Redução [%] 66,7 UCasa Standard [W/(m2 K)] 0,610 UCasa Passivhaus [W/(m2 K)] 0,217 Redução [%] 64,4 INVESTIGAÇÃO UCasa Standard [W/(m2 K)] 1,170 UCasa Passivhaus [W/(m2 K)] 0,404 Redução [%] 65,5 Caixilharia de PVC e vidro duplo de baixa emissividade com caixa‐de‐árgon, com 4(16)4 mm Uf = 1,56 W/(m2 °C) Ug = 1,3 W/(m2 °C) g = 0,66 Taxa de ventilação 0,41 h‐1 Sombreamento Verão Estores brancos ‐ exterior Eficiência sistema ventilação 77%
- 45. 7/5/2015 45 Casa Passiva e Near Zero‐Energy Buildings Contributo para a Eficiência Energética de Edifícios CASA PASSIVA Esquema do sistema de ventilação com recuperação de calor = PASSIVE HOUSE ASSOCIAÇÃO INVESTIGAÇÃO Traçado da rede de ventilação Fonte: Fenercom, 2011 INVESTIGAÇÃO Casa Passiva e Near Zero‐Energy Buildings Contributo para a Eficiência Energética de Edifícios CASA PASSIVA Qual a poupança energética da Casa Passivhaus em relação à Casa Standard? 80 = PASSIVE HOUSE ASSOCIAÇÃO INVESTIGAÇÃO 20 30 40 50 60 70 essidadedeaquecimentoearrefecimento anual[kWh/(m²a)] Necessidade de aquecimento Necessidade de arrefecimento INVESTIGAÇÃO 0 10 Edifício Passivhaus Edifício Standard (RCCTE) Nec Edifício Passivhaus VS. Edifício Standard Necessidade de aquecimento anual Necessidade de arrefecimento anual 77% 43%
- 46. 7/5/2015 46 Casa Passiva e Near Zero‐Energy Buildings Contributo para a Eficiência Energética de Edifícios CASA PASSIVA Quais as necessidades energéticas nominais da Casa Passivhaus? = PASSIVE HOUSE ASSOCIAÇÃO INVESTIGAÇÃO Necessidade de aquecimento anual 15 kWh/(m2 a) Carga de aquecimento 9 W/m2 INVESTIGAÇÃO Necessidade de arrefecimento anual 8 kWh/(m2 a) Carga de arrefecimento 19 W/m2 Necessidade de energia primária 91 kWh/(m2 a) Taxa de sobreaquecimento 7% Casa Passiva e Near Zero‐Energy Buildings Contributo para a Eficiência Energética de Edifícios CASA PASSIVA Qual a influência da espessura de isolamento nas paredes sobre as necessidades energéticas nominais? 50 25 = PASSIVE HOUSE ASSOCIAÇÃO INVESTIGAÇÃO 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 0 50 100 150 200 250 300 350 Necessidadedeaquecimentoanual [kWh/(m²a)] Espessura do isolamento das paredes (eisolamento) [mm] Limite 0 5 10 15 20 25 0 50 100 150 200 250 300 350 Cargadeaquecimento[W/m²] Espessura do isolamento das paredes (eisolamento) [mm] Limite 18 30 INVESTIGAÇÃO 0 3 6 9 12 15 18 0 50 100 150 200 250 300 350 Necessidadedearrefecimentoanual [kWh/(m²a)] Espessura do isolamento das paredes (eisolamento) [mm] Limite 0 5 10 15 20 25 30 0 50 100 150 200 250 300 350 Cargadearrefecimento[W/m²] Espessura do isolamento das paredes (eisolamento) [mm] Limite
- 47. 7/5/2015 47 Casa Passiva e Near Zero‐Energy Buildings Contributo para a Eficiência Energética de Edifícios CASA PASSIVA 20 Qual a influência da taxa de ventilação sobre a necessidade de aquecimento e arrefecimento anual? = PASSIVE HOUSE ASSOCIAÇÃO INVESTIGAÇÃO 6 8 10 12 14 16 18 20 ecessidadedeaquecimentoearrefecimento anual[kWh/(m²a)] Necessidade de aquecimento anual Necessidade de arrefecimento anual Taxamáxima Limite INVESTIGAÇÃO 4 6 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 Ne Taxa de ventilação [1/h] • Necessidade de aquecimento anual aumenta Aumento da taxa de ventilação • Necessidade de arrefecimento anual diminui • Taxa de ventilação mínima é de 0,3 h-1 • Taxa de ventilação máxima é de 0,6 h-1 Casa Passiva e Near Zero‐Energy Buildings Contributo para a Eficiência Energética de Edifícios CASA PASSIVA 70 Necessidade de arrefecimento Necessidade de aquecimento Qual a influência da solução envidraçada sobre as necessidades energéticas nominais? S l ã 1 S l ã 2 l S l ã 4 l S l ã 6 = PASSIVE HOUSE ASSOCIAÇÃO INVESTIGAÇÃO 0 10 20 30 40 50 60 Necessidadedeaquecimentoe arrefecimento[kWh/(m²a)] Solução 1 Solução 2 Solução 3 Solução 4 Solução 5 Solução 6 Limite INVESTIGAÇÃO 0 Caixilharia de alumínio sem corte térmico com vidro simples de 6mm Caixilharia de alumínio com corte térmico com vidro simples de 6mm Caixilharia de alumínio com corte térmico com vidro duplo de 4(16)4 Caixilharia de alumínio com corte térmico, com vidro duplo de 4(16)4 de baixa emissividade com gás árgon Caixilharia de PVC, com vidro duplo de 4(16)4 de baixa emissividade com gás árgon Caixilharia de PVC de alta performance, com vidro triplo de 4(16)4(16)4 de baixa emissividade com gás árgon Uf = 5,5 W/m2K Uf = 4,5 W/m2K Uf = 4,5 W/m2K Uf = 4,5 W/m2K Uf = 1,56 W/m2K Uf = 0,85 W/m2K Ug= 5,8 W/m2K Ug= 5,8 W/m2K Ug= 2,7 W/m2K Ug= 1,3 W/m2K Ug= 1,3 W/m2K Ug= 0,58 W/m2K g= 0,87 g= 0,87 g= 0,77 g= 0,66 g= 0,66 g= 0,50
- 48. 7/5/2015 48 Casa Passiva e Near Zero‐Energy Buildings Contributo para a Eficiência Energética de Edifícios CASA PASSIVA Quais as zonas climáticas em estudo? Combinação zonas Número de Graus-Dias Cid d = PASSIVE HOUSE ASSOCIAÇÃO INVESTIGAÇÃO ç climáticas (°C.dias) Cidade I1 V1 1390 Aveiro 940 Portimão I1 V2 1190 Lisboa 1460 Coimbra I1 V3 1390 Évora I2 V1 1610 Porto INVESTIGAÇÃO Fonte: Google Earth 2 1 I2 V2 1940 Viseu I2 V3 1740 Portalegre I3 V1 2500 Guarda I3 V2 2850 Bragança I3 V3 2360 Lamego Casa Passiva e Near Zero‐Energy Buildings Contributo para a Eficiência Energética de Edifícios CASA PASSIVA Qual a viabilidade da casa Passivhaus em diferentes zonas climáticas? = PASSIVE HOUSE ASSOCIAÇÃO INVESTIGAÇÃO 0 5 10 15 20 25 30 35 40 Necessidadedeaquecimentoanual [kWh/(m²a)] 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 Cargadeaquecimento[W/m²] Limite Limite INVESTIGAÇÃO Não cumpre os requisitos impostos pela norma para a estação de aquecimento: • Bragança • Guarda • Lamego • Viseu
- 49. 7/5/2015 49 Casa Passiva e Near Zero‐Energy Buildings Contributo para a Eficiência Energética de Edifícios CASA PASSIVA 12 15 18 ecimento a)] 20 25 o[W/m²] Limite = PASSIVE HOUSE ASSOCIAÇÃO INVESTIGAÇÃO 0 3 6 9 12 Necessidade de arrefe anual [kWh/(m² 0 5 10 15 Carga de arrefeciment Limite • Todas as cidades em estudo cumprem os requisitos impostos pela norma INVESTIGAÇÃO para a estação de arrefecimento. • Não cumprem o limite imposto pela norma dos 10% para a taxa de sobreaquecimento: • Évora • Portalegre • Portimão Casa Passiva e Near Zero‐Energy Buildings Contributo para a Eficiência Energética de Edifícios CASA PASSIVA 100 120 140 primária Limite 25 30 35 nto[%] = PASSIVE HOUSE ASSOCIAÇÃO INVESTIGAÇÃO • Todas as cidades em estudo cumprem o limite imposto dos 120 kWh/(m2 a) 0 20 40 60 80 100 Necessidade de energia p [kWh/(m² a)] 0 5 10 15 20 25 Riscodesobreaquecimen Limite INVESTIGAÇÃO para a necessidade de energia primária. • Analisando a viabilidade da casa Passivhaus de Aveiro para outras zonas climáticas, concluindo-se que para zonas de climas mais extremos e severos, no Verão ou no Inverno, não é possível cumprir as exigências da norma.
- 50. 7/5/2015 50 Casa Passiva e Near Zero‐Energy Buildings Contributo para a Eficiência Energética de Edifícios INVESTIGAÇÃO Estudo de soluções construtivas e pormenorizaçãoCASA PASSIVA Estudo de soluções construtivas e pormenorização ‐ Estudos paramétricos ‐ Avaliação das PTLs ‐ Avaliação da performance das soluções A imagem não pode ser exibida. Talvez o computador não tenha memória suficiente para abrir a imagem ou talvez ela esteja corrompida. Reinicie o computador e abra o arquivo novamente. Se ainda assim aparecer o x vermelho, poderá ser necessário excluir a imagem e inseri-la novamente. 20°C R=0,13 =0°C R=0,04 A imagem não pode ser exibida. Talvez o computador não tenha memória suficiente para abrir a imagem ou talvez ela esteja corrompida. Reinicie o computador e abra o arquivo novamente. Se ainda assim aparecer o x vermelho, poderá ser necessário excluir a imagem e inseri-la novamente. A imagem não pode ser exibida. Talvez o computador não tenha memória suficiente para abrir a imagem ou talvez ela esteja corrompida. Reinicie o computador e abra o arquivo novamente. Se ainda assim aparecer o x vermelho, poderá ser necessário excluir a imagem e inseri-la novamente.= PASSIVE HOUSE ASSOCIAÇÃO INVESTIGAÇÃO Investigador: Rui Oliveira T=0°C R=0,04 T=2 T= T=20°C R=0,13 A imagem não pode ser exibida. Talvez o computador não tenha memória suficiente para abrir a imagem ou talvez ela esteja corrompida. Reinicie o computador e abra o arquivo novamente. Se ainda assim aparecer o x vermelho, poderá ser necessário excluir a imagem e inseri-la novamente. A imagem não pode ser exibida. Talvez o computador não tenha memória suficiente para abrir a imagem ou talvez ela esteja corrompida. Reinicie o computador e abra o arquivo novamente. Se ainda assim aparecer o x vermelho, poderá ser necessário excluir a imagem e inseri-la novamente. Ψsup. = 0,171 W/mK Ψinf. = 0,196 W/mK INVESTIGAÇÃO Casa Passiva e Near Zero‐Energy Buildings Contributo para a Eficiência Energética de Edifícios CASA PASSIVA Pormenorização – ligação fachada dupla com laje de pavimento sobre desvão ventilado = PASSIVE HOUSE ASSOCIAÇÃO INVESTIGAÇÃOINVESTIGAÇÃO
- 51. 7/5/2015 51 Casa Passiva e Near Zero‐Energy Buildings Contributo para a Eficiência Energética de Edifícios CASA PASSIVA Qual a influência do coeficiente de transmissão térmica linear sobre a necessidade de aquecimento anual? = PASSIVE HOUSE ASSOCIAÇÃO INVESTIGAÇÃO 14,4 14,6 14,8 15 15,2 ssidadedeaquecimentoanual[kWh/(m²a)] Limite INVESTIGAÇÃO 14,2 0 0,02 0,04 0,06 0,08 0,1 0,12 0,14 0,16 Neces Coeficientes de transmissão térmica lineares, Ψ [W/(m K)] Ψ = 0,12 W/(m K)Ψ = 0,05 W/(m K) • Necessidade de aquecimento aumenta Aumento do coeficiente de transmissão térmica linear • Ψ= 0,12 Ψ= 0,05 Diminui 2% as necessidade de aquecimento Casa Passiva e Near Zero‐Energy Buildings Contributo para a Eficiência Energética de Edifícios INVESTIGAÇÃO CASA PASSIVA Avaliação económica da Passivhaus em Portugal ‐ Custos de uma construção tradicional segundo o padrão RCCTE vs construção Passivhaus ‐ Rentabilidade de uma Passivhaus tendo em conta o custo da energia economizada. = PASSIVE HOUSE ASSOCIAÇÃO INVESTIGAÇÃO Investigador: Rui Grangeia INVESTIGAÇÃO
- 52. 7/5/2015 52 Casa Passiva e Near Zero‐Energy Buildings Contributo para a Eficiência Energética de Edifícios ECONOMIA DE UMA PASSIVE HOUSECASA PASSIVA • Construção com qualidade a um custo adicional (10%) • Na avaliação do tempo de retorno ‐ Análise dinâmica dos custos do ciclo de vida (Net Present Value) • Elevado conforto – custo! • Custo crescente da energia (subida 2% ao ano) = PASSIVE HOUSE ASSOCIAÇÃO INVESTIGAÇÃO • Custo adicional para componentes de qualidade • Vida útil do edifício – Reabilitação energética mais onerosa • Tempo de retorno do investimento (10 a 20 anos) • Génese do NZEB (“Energy efficient house”, artº 2) INVESTIGAÇÃO Casa Passiva e Near Zero‐Energy Buildings Contributo para a Eficiência Energética de Edifícios CASA PASSIVA Qual a viabilidade económica da casa Passivhaus para as diferentes zonas climáticas em estudo? Custos de execução: = PASSIVE HOUSE ASSOCIAÇÃO INVESTIGAÇÃO Aveiro Bragança Évora Casa Passivhaus 170.000 € 175.000 € 165.000 € Casa Standard 155.000 € 157.500 € 148.500 € Investimento adicional 15.500 € 17.500 € 15.500 € Custos de execução: Necessidades energéticas: Casa Passivhaus Casa Standard Aveiro Bragança Évora Necessidade de energia elétrica [kWh/a] 14348 29784 25024 Necessidade de gás [kWh/a] 4884 5069 4451 +10% INVESTIGAÇÃO Casa Passivhaus Aveiro Bragança Évora - A Évora - B Necessidade de energia elétrica [kWh/a] 7004 6936 8024 6936 Necessidade de gás [kWh/a] 4884 5069 4451 4451 Preço da eletricidade 0,1405 €/kWh Preço do gás 0,0709 €/kWh Inflação do preço eletricidade 2,80% Inflação do preço do gás 2,50% Taxa de juro 3,75% Preços atualizados para o ano 2013:
- 53. 7/5/2015 53 Casa Passiva e Near Zero‐Energy Buildings Contributo para a Eficiência Energética de Edifícios CASA PASSIVA Qual a viabilidade económica da casa Passivhaus para as diferentes zonas climáticas em estudo? Tempo de retorno para Aveiro: = PASSIVE HOUSE ASSOCIAÇÃO INVESTIGAÇÃO Tempo de retorno para Aveiro: 0 € 10.000 € 20.000 € 30.000 € 40.000 € 50.000 € 60.000 € 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 Anos Poupança acumulada Investimento com taxa de juro tretorno = 12,23 anos Tempo de retorno para Bragança:INVESTIGAÇÃO Tempo de retorno para Bragança: 0 € 10.000 € 20.000 € 30.000 € 40.000 € 50.000 € 60.000 € 70.000 € 80.000 € 90.000 € 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 Anos Poupança acumulada Investimento com taxa de juro tretorno = 6,22 anos Casa Passiva e Near Zero‐Energy Buildings Contributo para a Eficiência Energética de Edifícios INVESTIGAÇÃO CASA PASSIVA Reabilitação do edificado existente ‐ edifício século XIX ‐ Aplicação de soluções Passivhaus à reabilitação do edificado em Portugal ‐ Estudo paramétrico = PASSIVE HOUSE ASSOCIAÇÃO INVESTIGAÇÃO Investigadores: Ana Alves, Tiago Rodrigues, Marlene Parada, Diogo Limas INVESTIGAÇÃO
- 54. 7/5/2015 54 Casa Passiva e Near Zero‐Energy Buildings Contributo para a Eficiência Energética de Edifícios INVESTIGAÇÃO CASA PASSIVA Balanço Térmico do edifício original Para os 3 apartamentos com uma área útil de 120.6 m2, considerando um único volume, sem qualquer sistema de isolamento térmico, obteve‐se: • Necessidades de aquecimento = 145 [kWh.m‐2.y‐1] • Carga de aquecimento= 58 [W.m‐2] = PASSIVE HOUSE ASSOCIAÇÃO INVESTIGAÇÃO • Necessidades de Energia Primária = 304 [kWh.m‐2.y‐1]. Investigadores: Ana Alves, Tiago Rodrigues, Marlene Parada, Diogo Limas INVESTIGAÇÃO Casa Passiva e Near Zero‐Energy Buildings Contributo para a Eficiência Energética de Edifícios INVESTIGAÇÃO CASA PASSIVA Energy retrofit accordingPortuguese requirements Energy retrofit accordingEnerPHit requirements Energy retrofit accordingEnerPHit requirements (VIP) = PASSIVE HOUSE ASSOCIAÇÃO INVESTIGAÇÃO requirements requirements requirements (VIP) Construction type Stone walls +wooden floors Stone walls + wooden floors Stone walls + wooden floors Treated floorarea(m2) 120.6 120.6 120.6 UFloor slab [W.m-2.K-1] 0.270 (XPS =8 cm ) 0.236 (XPS = 10 cm) 0.227 (VIP= 2 cm) UWall [W/(m2K)] 0.519-0.711(XPS = 5-4cm) 0.305–0.331(XPS = 10 cm) 0.291–0.315(VIP = 2 cm) UCeiling_Loft [W. m-2.K-1] 0.281 (XPS =8 cm) 0.244 (XPS = 10 cm) 0.235 (VIP= 2 cm) UWindow [W. m-2.K-1] 2.500 (timber window double glazing) 1.670-2.000(timberdouble low-e glazing) 1.670-2.000(timberdouble low-e glazing) Ventilation system HVAC Mechanical ventilation with heat recovery Mechanical ventilation with heat recovery Night ventilation Yes Yes Yes Heating/Cooling generation Individual HVAC unities (air toair) Compact heatpump (air to air) Compact heatpump (air to air) DHW source Boiler Compact heatpump and solar thermal Compact heatpump and solar thermal Investigadores: Ana Alves, Tiago Rodrigues, Marlene Parada, Diogo Limas INVESTIGAÇÃO Lighting type CFLs LED LED n 50 h-1 a 0.60 0.60 0.60 Heating demand [kWh.m-2.y-1]b 81.30 23.50 22.70 Cooling demand [kWh.m-2.y-1]b 0.00 0.00 0.00 Overheating (%)b 0.00 0.00 0.00 Primary energy (Max.Value) [kWh.m-2.y-1] b 214.10(200.00) 102.10(130.00) 99.80 (129.00)
- 55. 7/5/2015 55 Casa Passiva e Near Zero‐Energy Buildings Contributo para a Eficiência Energética de Edifícios INVESTIGAÇÃO CASA PASSIVA Estudo de sensibildade= PASSIVE HOUSE ASSOCIAÇÃO INVESTIGAÇÃO City Bragança Vila Real Braga Guarda Viseu Viana do Castelo Heating Degreehours (kKh/a) 38 36 40 58 33 40 Type of insulation XPS VIP Solution/Features 1 2 3 A B C INVESTIGAÇÃO of the building Thermal insulation of walls (cm) 10 10 15 2 1.5 3 Thermal insulation of floor and ceiling (cm) 10 10 15 2 1.5 3 Window Double glazinga Triple glazingb Triple glazingb Double glazinga Triple glazingb Triple glazingb Casa Passiva e Near Zero‐Energy Buildings Contributo para a Eficiência Energética de Edifícios INVESTIGAÇÃO Estudo de sensibildadeCASA PASSIVA Estudo de sensibildade = PASSIVE HOUSE ASSOCIAÇÃO INVESTIGAÇÃO 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 Annual heating demand (kWh.m-2.y-1) Primary energy demand (kWh.m-2.y-1) Overheating (%) Limit value of the annual heating (kWh.m-2.y-1) Limit value of the primary energy (kWh.m-2.y-1) Limit value of the 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 Annual heating demand (kWh.m-2.y-1) Primary energy demand (kWh.m-2.y-1) Overheating (%) Limit value of the annual heating (kWh.m-2.y-1) Limit value of the primary energy (kWh.m-2.y-1) Li it l f th INVESTIGAÇÃO Energy demand for the studied cities with XPS insulation Energy demand for the studied cities with VIP insulation 0 10 Limit value of the overheating (%) Bragança Viana do Castelo ViseuVila Real Braga Guarda 0 10 Limit value of the overheating (%) Bragança Viana do Castelo ViseuVila Real Braga Guarda Energy demand for the studied cities with XPS insulation Energy demand for the studied cities with VIP insulation
- 56. 7/5/2015 56 Casa Passiva e Near Zero‐Energy Buildings Contributo para a Eficiência Energética de Edifícios INVESTIGAÇÃO CASA PASSIVA Simulação dinâmica e incorporação de PCMs ‐ Estudos paramétricos ‐ Influência do uso de materiais de mudança de fase e geotermia = PASSIVE HOUSE ASSOCIAÇÃO INVESTIGAÇÃO Investigador: António Figueiredo, José Figueira, Luís Caleiro INVESTIGAÇÃO Casa Passiva e Near Zero‐Energy Buildings Contributo para a Eficiência Energética de Edifícios PCMs Como funcionam? SÓLIDO LIQUIDO Armazenar LIQUIDO SÓLIDO Restituir PCMs possibilitam uma enorme capacidade latente numa gama limitada de temperatura e actuam como um sistema de armazenamento isotérmico.
- 57. 7/5/2015 57 Casa Passiva e Near Zero‐Energy Buildings Contributo para a Eficiência Energética de Edifícios INVESTIGAÇÃO CASA PASSIVA Simulação dinâmica e incorporação de PCMs= PASSIVE HOUSE ASSOCIAÇÃO INVESTIGAÇÃO Investigador: António Figueiredo, José Figueira, Luís Caleiro INVESTIGAÇÃO Casa Passiva e Near Zero‐Energy Buildings Contributo para a Eficiência Energética de Edifícios INVESTIGAÇÃO CASA PASSIVA Peso Tensão Fotografia do Superfície de Estudo Experimental ‐ Lajes termo‐ativadas = PASSIVE HOUSE ASSOCIAÇÃO INVESTIGAÇÃO Provetes (1) Volúmico* (kN/m3) Máxima* (MPa) Fotografia do provete Superfície de rotura Observações PCM-I 21,81 15,50 --- PCM-II 22,06 18,33 Processo de mistura do PCM com o betão por etapas combinado com a introdução prévia de água BR-I 24,40 57,77 --- 15 20 25 30 35 40 45 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 Temperatura(ºC) Sensor interno no betão de referência Sensor interno no betão com PCM Temperatura interior da câmara Tf p PT100 0.08m Ø 120mm 0.30m 0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 0,0 2,0 4,0 6,0 Resistência à flexão (MPa) Deformação (mm) Betão com PCM Betão com PCM a 50ºC Betão de referência Betão de referência a 50ºC F INVESTIGAÇÃO BR-II 24,58 49,73 --- PCM-I-Temp 21,43 17,00 tsup = 48,93°C tint = 51,27°C BR-I-Temp 24,15 54,00 tsup = 49,03°C tint = 49,00°C *Valores médios de 3 provetes 1) Ensaios aos 28 dias Tempo (h)
- 58. 7/5/2015 58 Casa Passiva e Near Zero‐Energy Buildings Contributo para a Eficiência Energética de Edifícios INVESTIGAÇÃO CASA PASSIVA Estudo Experimental ‐ PCM Brick = PASSIVE HOUSE ASSOCIAÇÃO INVESTIGAÇÃOINVESTIGAÇÃO Casa Passiva e Near Zero‐Energy Buildings Contributo para a Eficiência Energética de Edifícios INVESTIGAÇÃO CASA PASSIVA Estudo Experimental ‐ PCM Shutter = PASSIVE HOUSE ASSOCIAÇÃO INVESTIGAÇÃOINVESTIGAÇÃO
- 59. 7/5/2015 59 Casa Passiva e Near Zero‐Energy Buildings Contributo para a Eficiência Energética de Edifícios INVESTIGAÇÃO Modiko Passive House CASA PASSIVA Projecto de I&DT a ser realizado em consorcio entre duas empresas e o Departamento de Engenharia Civil da Universidade de Aveiro e a PZE‐PP. Um novo conceito habitacional que se baseia na construção modular composta por elementos perfilados, em que o grande desafio científico e tecnológico consiste numa alteração substancial da sua performance energética atual de forma a alcançar os valores exigidos pelo Standard Passivhaus e os requisitos da EPBD = PASSIVE HOUSE ASSOCIAÇÃO INVESTIGAÇÃO exigidos pelo Standard Passivhaus e os requisitos da EPBD.INVESTIGAÇÃO Casa Passiva e Near Zero‐Energy Buildings Contributo para a Eficiência Energética de Edifícios INVESTIGAÇÃO Modiko Passive House CASA PASSIVA Building Orientation Bypass (additional Window type (glazing and frame) Insulation thickness (wall, roof, floor)• 72 Models runned = PASSIVE HOUSE ASSOCIAÇÃO INVESTIGAÇÃO e 0.0 4cm 8cm 12cm double‐glazed triple‐glazed double‐glazed triple‐glazed double‐glazed triple‐glazed 4cm double‐glazed triple‐glazed air flow) S01 S02 S03 S04 S05 S06 S07 S08 • Feature the advantage of the different strategies modelled • Prevent overheating in summer season • Reduce the annual energy demand • Comfort analysis – EN15251 INVESTIGAÇÃO 0° 90° 180° 270° 1.2 8cm 12cm double‐glazed triple‐glazed double‐glazed triple‐glazed 2.4 4cm 8cm 12cm double‐glazed triple‐glazed double‐glazed triple‐glazed double‐glazed triple‐glazed S09 S10 S11 S12 S13 S14 S15 S16 S17 S18Parametric Studies
- 60. 7/5/2015 60 Casa Passiva e Near Zero‐Energy Buildings Contributo para a Eficiência Energética de Edifícios CASA PASSIVA Simulação Dinâmica Detalhada MultiZonaGeometria do Modelo = PASSIVE HOUSE ASSOCIAÇÃO INVESTIGAÇÃO • Definição geométrica no Sketchup através do Plugin OpenStudio • Simulação em regime dinâmico no Energy Plus • Definição de zonas térmicas INVESTIGAÇÃO • Definição das condições fronteira das superfícies (identificadas por cores) Casa Passiva e Near Zero‐Energy Buildings Contributo para a Eficiência Energética de Edifícios CASA PASSIVA Soluções Construtivas Adoptadas Construção Inicial Modiko = PASSIVE HOUSE ASSOCIAÇÃO INVESTIGAÇÃO Soluções Construtivas Elementos Espessura Isolamento (mm) Usolução [W/m2.ºC] URef (REH) [W/m2ºC] Piso Térreo 30 0.78 0.50 Paredes Exteriores 60 0.33 0.50 Cobertura 50 0.33 0.40 INVESTIGAÇÃO Solução Optimizada Casa Passiva Soluções Construtivas Elementos Espessura Isolamento (mm) Usolução [W/m2.ºC] Piso Térreo 100 0.27 Paredes Exteriores 120 0.21 Cobertura 120 0.21
- 61. 7/5/2015 61 Casa Passiva e Near Zero‐Energy Buildings Contributo para a Eficiência Energética de Edifícios CASA PASSIVA Construção Inicial Modiko 50 Compartimento Interior ‐ Sul = PASSIVE HOUSE ASSOCIAÇÃO INVESTIGAÇÃO • Variação da temperatura anual; • Temperatura de conforto limitada Solução Optimizada Casa Passiva 10 20 30 40 50 jan fev mar abr mai jun jul ago set out nov dez Temperatura Interior (°C) Tº C Int. Quarto SE INVESTIGAÇÃO entre os 20ºC e os 26ºCSolução Optimizada Casa Passiva 10 20 30 40 50 jan fev mar abr mai jun jul ago set out nov dez Temperatura Interior (°C) Tº C Int. Quarto Casa Passiva e Near Zero‐Energy Buildings Contributo para a Eficiência Energética de Edifícios CASA PASSIVA Construção Inicial Modiko Verão = PASSIVE HOUSE ASSOCIAÇÃO INVESTIGAÇÃO 10 15 20 25 30 35 1/8 2/8 3/8 4/8 5/8 6/8 7/8 8/8 Temperatura Interior (°C) Tº C Int. Quarto Tº C Exterior • Variação da temperatura na primeira semana de Agosto; • Temperatura de conforto limitada entre osSolução Optimizada Casa Passiva SE INVESTIGAÇÃO 10 15 20 25 30 35 1/8 2/8 3/8 4/8 5/8 6/8 7/8 8/8 TemperaturaInterior (°C) Tº C Int. Quarto Tº C Exterior p 20ºC e os 26ºC Solução Optimizada Casa Passiva
- 62. 7/5/2015 62 Casa Passiva e Near Zero‐Energy Buildings Contributo para a Eficiência Energética de Edifícios CASA PASSIVA Tº C Int Quarto Tº C Exterior Inverno Construção Inicial Modiko = PASSIVE HOUSE ASSOCIAÇÃO INVESTIGAÇÃO 0 5 10 15 20 25 30 1/1 2/1 3/1 4/1 5/1 6/1 7/1 8/1 Temperatura Interior (°C) Tº C Int. Quarto Tº C Exterior • Variação da temperatura na primeira semana de Janeiro; • Temperatura de conforto limitada entre os SE INVESTIGAÇÃO 0 5 10 15 20 25 30 1/1 2/1 3/1 4/1 5/1 6/1 7/1 8/1 TemperaturaInterior (°C) Tº C Int. Quarto Tº C Exterior Temperatura de conforto limitada entre os 20ºC e os 26ºCSolução Optimizada Casa Passiva Casa Passiva e Near Zero‐Energy Buildings Contributo para a Eficiência Energética de Edifícios Avaliação conforto - EN 15251 (category II) VerãoCASA PASSIVA 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 14 15 16 17 18 19 20 21 22 Operative temperature (C°) Outdoor running mean temperature (C°) TZ‐07 ‐ BedR_2N TZ‐02 ‐ Kitchen Lower limit Upper limit 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 14 15 16 17 18 19 20 21 22 Operative temperature (C°) Outdoor running mean temperature (C°) TZ‐05 ‐ LivRoom TZ‐09 ‐ BedR_1S Lower limit Upper limit Edifício original Double 0° 4 0.0 Reduction of 84% = PASSIVE HOUSE ASSOCIAÇÃO INVESTIGAÇÃO 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 14 15 16 17 18 19 20 21 22 Operative temperature (C°) Outdoor running mean temperature (C°) TZ‐07 ‐ BedR_2N TZ‐02 ‐ Kitchen Lower limit Upper limit 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 14 15 16 17 18 19 20 21 22 Operative temperature (C°) Outdoor running mean temperature (C°) TZ‐05 ‐ LivRoom TZ‐09 ‐ BedR_1S Lower limit Upper limit Passive House 180° 12 2.4 Triple INVESTIGAÇÃO
- 63. 7/5/2015 63 Casa Passiva e Near Zero‐Energy Buildings Contributo para a Eficiência Energética de Edifícios CASA PASSIVA Necessidades Energéticas e Conforto Térmico = PASSIVE HOUSE ASSOCIAÇÃO INVESTIGAÇÃO Necessidades Energéticas Conforto Térmico Aquecimento [kwh/m2.a] Arrefecimento [kwh/m2.a] % horas Tº C < 20 ºC % Horas Tº C > 26 ºC 57.55 4.67 38.2 17.8 Construção Inicial Modiko Solução Optimizada Casa Passiva INVESTIGAÇÃO Necessidades Energéticas Conforto Térmico Aquecimento [kwh/m2.a] Arrefecimento [kwh/m2.a] % horas Tº C < 20 ºC % Horas Tº C > 26 ºC 8.91 (*) 0.6 3.4 (*) as necessidades de arrefecimento dependerão da potência do ventilador instalado, valor desprezável em comparação a um sistema comum de climatização Casa Passiva e Near Zero‐Energy Buildings Contributo para a Eficiência Energética de Edifícios CASA PASSIVA Optimização Numérica Optimização multi‐objetivo recorrendo a um algoritmo hibrido baseado no = PASSIVE HOUSE ASSOCIAÇÃO INVESTIGAÇÃO S48 S18 S12 CMA‐ES (covariance matrix adaptation evolution strategies) e HDE (hybrid differential evolution) algortimos evolucionários. INVESTIGAÇÃO Parametric - S54 (20.05 ; 2.53) Optimizer – id5811 (20.07 ; 2.64) Optimizer – id*
- 64. 7/5/2015 64 Casa Passiva e Near Zero‐Energy Buildings Contributo para a Eficiência Energética de Edifícios A nossa experiência.. 15 dias a viver num edifício passivo de natureza social!CASA PASSIVA > 20ºC < 10ºC = PASSIVE HOUSE + NZEB ASSOCIAÇÃO < 0ºC INVESTIGAÇÃO Casa Passiva e Near Zero‐Energy Buildings Contributo para a Eficiência Energética de Edifícios The problems that we have in theThe problems that we have in the world cannot be solved with the same type of thinking that created them.