Simulação energética de uma moradia existente convertida para edifício nZEB com a avaliação do conforto térmico humano

Abstract

Os seres humanos passam a maior parte das suas vidas no interior de edifícios, sendo crescente a necessidade do uso de energia para garantir adequadas condições de conforto térmico. Este tem grande influência na saúde e bem-estar do individuo ao permitir a realização das suas atividades de forma satisfatória. No entanto a climatização de edifícios acarreta atualmente consumos elevados de energia, seja renovável ou fóssil, esta última prejudicial ao meio ambiente devido à emissão de gases de efeito estufa (GEE). No sentido de intensificar a procura por melhores soluções que promovam o desempenho energético nos edifícios e mitigar a emissão de GEE, foi publicado em Portugal o Decreto-Lei nº 101-D/2020 que estabelece novos requisitos para melhoria do seu desempenho energético, transpondo a Diretiva (UE) 2018/844 e revogando o Decreto-Lei nº 118/2013. Esta regulamentação abre novas possibilidades para a reabilitação do parque habitacional. Este trabalho teve como objetivo simular uma moradia tradicional localizada na cidade de Braga e comparar os resultados após a sua conversão num edifício nZEB, levando-a a um alto desempenho e classificação energética, bem como ao conforto térmico. Para tal fizeram se dois tipos de simulações, uma sazonal com recurso as folhas de cálculo do ITecons e outra com dinâmica horária multizona, usando o programa EnergyPlus (EP) o qual também permite a análise do conforto térmico. A metodologia sazonal levou a uma classe energética F para a moradia existente a qual passou para A+ após a aplicação das medidas de melhoria para a conversão em edifício nZEB. As simulações dinâmicas com o EP apresentaram resultados energéticos algo diferentes com a moradia a passar da classe C para A após as melhorias. A análise de conforto indicou melhorias significativas para o edifício nZEB, sobretudo nas divisões do piso superior (quartos de dormir), no verão e quando o sistema de climatização estava desligado, compreensíveis face ao tipo de cobertura da moradia tradicional. De um modo geral as disparidades nos resultados obtidos com os dois tipos de simulações, podem ser justificadas pelas diferenças na complexidade e filosofia das duas metodologias.

Human beings spend most of their lives inside buildings leading to a growing need of energy to ensure the adequate thermal comfort conditions. This has great influence on the health and well-being of the individual by allowing him to carry out his activities in the best possible and satisfactory way. However, the air conditioning of buildings currently entails high energy consumption, whether renewable or fossil, the latter being harmful to the environment due to the emission of greenhouse gases (GHG). In order to intensify the demand for better solutions that promote energy performance in buildings and mitigate the emission of greenhouse gases (GHG), decree-law No. 101-D/2020 was published in Portugal, establishing new requirements for the energy performance of buildings, transposing Directive (EU) 2018/844 and repealing Decree-Law No. 118/2013. This regulation opens up new possibilities for the rehabilitation of the existing housing stock. This work aimed to energetically simulate a three-bedroom villa located in the city of Braga and compare the results after its conversion into an nZEB building, leading it to a high performance and energy rating, as well as thermal comfort. To this end, two types of simulations were performed, a seasonal one using the ITecons spreadsheets and another with multi-zone hourly dynamics, using the EnergyPlus (EP) program which also allows the analysis of thermal comfort. The seasonal methodology led to an energy F rating for the existing villa which passed to A+ after the implementation of improvement measures for the conversion into a nZEB building. The dynamic simulations with EP showed somewhat different energy results with the detached house moving from class C to A after the improvements. The comfort analysis indicated significant improvements for the nZEB building, especially in the upper floor divisions (bedrooms), in the summer and when the HVAC system was switched off, understandable by the type of roof of the traditional villa. In general, the differences in the results obtained with the two types of simulations can be explained by the differences in complexity and philosophy of the two methodologies.