Integração de sistemas solares na reabilitação de um edifício escolar para atingir os nZEB

Abstract

Existe atualmente uma forte preocupação ambiental, associada às mudanças climáticas, principalmente devido às emissões de gases de efeito de estufa, o que leva à necessidade de consumir energia de forma mais eficiente. O setor dos edifícios é responsável por cerca de 40% do consumo total de energia e 36% das emissões de gases de efeito de estufa na Europa. A reabilitação energética do parque edificado é uma forma de melhorar a eficiência energética dos edifícios. Neste trabalho foram estudadas soluções de reabilitação, visando a melhoria da eficiência energética, de um edifício escolar, bem como verificar se as soluções estudadas são as adequadas para tornar o edifício num nZEB “Nearly Zero Energy Building” (edifício com necessidades quase nulas de energia). Neste sentido, foi selecionada uma escola, que se encontrava em fase de reabilitação, visto ser um edifício com elevados requisitos de conforto e de consumo de energia. Além da análise das soluções de reabilitação implementadas no edifício foi proposta uma solução de reabilitação que convertesse o edifício num nZEB. A análise do desempenho do edifício foi realizada através de simulação dinâmica (usando o DesignBuilder), sendo avaliado o impacto das medidas de reabilitação implementadas no comportamento termo-energético do mesmo, e analisadas as condições de conforto térmico nas salas de aulas de modo a verificar o impacto da reabilitação proposta nas condições de conforto térmico dos alunos. A análise das condições ambientais do espaço, sem climatização, permitiu verificar que, a implementação da solução de reabilitação no edifício melhorou as condições de conforto térmico de alguns espaços (reduziu as necessidades energéticas 5,2% anualmente, em relação à situação antes da reabilitação). Após a implementação da solução de reabilitação nZEB, sem sistema de climatização, é possível assegurar as condições de conforto em todos os espaços, no verão, mas, mesmo com sistema de climatização, não são asseguradas as condições de conforto, em todos os espaços, no inverno, devido a perdas por radiação para o envidraçado (anualmente as necessidades energéticas são reduzidas em 74,4% em relação à solução de reabilitação implementada, e 75,7%, em relação à situação antes da reabilitação).

There is currently a strong environmental concern, associated with climate change, mainly due to greenhouse gas emissions, which leads to the need to consume energy more efficiently. The buildings sector is responsible for around 40% of total energy consumption and 36% of greenhouse gas emissions in Europe. The energy rehabilitation of the built park is a way to improve the energy efficiency of buildings. In this assignment, rehabilitation solutions were studied, aiming at improving the energy efficiency of a school building, as well as checking if the studied solutions are adequate to turn the building into a nZEB “Nearly Zero Energy Building” (building with almost zero energy needs). In this sense, a school, which was undergoing rehabilitation, was selected, as it is a building with high comfort and energy consumption requirements. In addition to the analysis of the rehabilitation solutions implemented in the building, a rehabilitation solution that would convert the building into an nZEB was proposed. The performance analysis of the building was carried out through dynamic simulation (using DesignBuilder), evaluating the impact of the rehabilitation measures implemented in the thermo-energetic behavior of the building, and the conditions of thermal comfort in the classrooms were also analyzed in order to verify the impact of the proposed rehabilitation on said conditions. The analysis of the environmental conditions of the space, without air conditioning, allowed to verify that, the implementation of the rehabilitation solution in the building improved the thermal comfort conditions of some spaces (reduced the energy needs 5,2% annually, in relation to the situation before the rehabilitation ). After the implementation of the nZEB rehabilitation solution, without a climate control system, it is possible to ensure comfort conditions in all spaces in the summer, but even with a climate control system, comfort conditions are not ensured in all spaces, in winter, due to radiation losses to the glass components in the structure (energy needs are reduced by 74,4% annually compared to the implemented rehabilitation solution, and 75,7% compared to the situation before rehabilitation).