ESTUDO SOBRE O CÁLCULO DO COEFICIENTE TAU SEGUNDO A TABELA IV.1 DO RCCTE E A NORMA EN ISO 13789

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1 ESTUDO SOBRE O CÁLCULO DO COEFICIENTE TAU SEGUNDO A TABELA IV.1 DO RCCTE E A NORMA EN ISO Ricardo Figueira 1, André Ferreira 2, Paula Assis 3 (1) Engenheiro Técnico Civil, ricardo.figueira@topinformatica.pt, (2) Engenheiro Civil, andre.ferreira@topinformatica.pt, (3) Engenheira Civil, paula.assis@topinformatica.pt RESUMO A metodologia para realização de cálculos segundo o Regulamento de Características de Comportamento Térmico de Edifícios, RCCTE, permite, como alternativa aos cálculos segundo determinadas normas, a quantificação de diversos parâmetros através de valores simplificados. Neste artigo será analisado o cálculo do coeficiente tau. Será efetuada uma comparação entre as duas possibilidades de cálculo previstas no RCCTE, valores simplificados (tabela IV.1) e norma EN ISO Será abordada a implementação da norma noutros países, mas principalmente a sua implementação na legislação portuguesa. Apresenta-se um caso de estudo onde são evidenciadas as diferenças entre os dois métodos previstos no RCCTE, bem como os resultados do cálculo de um conjunto de edifícios, que suportam as conclusões obtidas no caso de estudo. Palavras-chave: RCCTE, EN ISO 13789, coeficiente tau, ADENE Página 1 de 9

2 1. INTRODUÇÃO O coeficiente tau segundo o RCCTE é habitualmente obtido, pelos projetistas e peritos qualificados pelo sistema de certificação energética, segundo a tabela IV.1. Esta tabela tem por base um cálculo em que são utilizados os coeficientes de transmissão térmica de referência da envolvente e valores típicos de taxa de renovação de ar horária. O RCCTE sugere, no entanto, um cálculo mais preciso baseado na metodologia da norma europeia EN ISO Esta norma contabiliza fatores determinantes para o cálculo do coeficiente tau, tais como: coeficiente de transmissão térmica da envolvente exterior e interior do local não útil; pontes térmicas lineares e renovações de ar horárias que ocorrem entre o local não útil e o local útil e também para o exterior. A Top Informática, na persecução da sua missão: proporcionar às empresas, instituições e particulares do ramo da Engenharia e Construção produtos e conhecimentos que permitam a máxima rentabilização da sua atividade com a melhor qualidade, e em colaboração com a Cype Ingenieros, uma vez mais apostou na inovação apresentando uma nova ferramenta de cálculo no software Cypeterm (certificado segundo a norma ISO/IEC 25051:2006 SCE/CERTIF), onde é possível obter o coeficiente tau através da norma EN ISO No estudo apresentado comparam-se os valores obtidos pelos dois métodos, RCCTE tabela IV.1 e norma EN ISO 13789, através da utilização do software Cypeterm. 2. METODOLOGIAS DE CÁLCULO DO COEFICIENTE TAU 2.1 Tabela simplificada IV.1 Esta tabela possui dados de entrada diminutos, como sejam, o tipo de local não aquecido e as áreas do espaço não útil em contacto com o espaço interior aquecido e exterior. Refira-se que a tabela possui um intervalo de valores da relação de áreas que resulta numa simplificação muito abrangente, ou seja, menor que 1, entre 1 e 10 e maior que 10. Com base nesta tabela obtêm-se diretamente os valores de tau, como se pode ver através da Figura Página 2 de 9

3 2.2 Norma EN ISO Figura 1 Coeficientes tau, tabela IV.1 do RCCTE A norma possui uma metodologia que tem em conta o coeficiente de transmissão térmica da envolvente do local não aquecido. Assim, é possível considerar a existência e caraterísticas do isolamento térmico. Outra das mais-valias da norma é o cálculo do correto número de renovações de ar horárias, estas ocorrem entre o espaço útil e não útil, mas também entre o não útil e o exterior. Outro aspeto tratado pela norma é o das pontes térmicas lineares do espaço não útil. Segundo a norma EN ISO 13789, tau corresponde ao fator de redução b, assim: sendo: H ue b= H iu +H ue H iu Coeficiente de perdas entre o espaço interior não útil e o útil; H ue Coeficiente de perdas entre o espaço interior não útil e o exterior. H iu = iu + H,iu sendo: H ue = ue + H,ue = + s onde: = A i i+ l i s= A o +P iu Coeficiente de acoplamento entre o espaço interior não útil e o útil, / C ue Coeficiente de acoplamento entre o espaço interior não útil e o exterior, / C H,iu Coeficiente de perdas por renovação de ar entre o espaço interior não útil e o útil, / C Página 3 de 9

4 H,ue Coeficiente de perdas por renovação de ar entre o espaço interior não útil e o exterior, / C Coeficiente de perdas planas e lineares, / C A i Área do elemento i, m 2 i Coeficiente de transmissão térmica do elemento i, /(m C) l Comprimento da ponte térmica linear k, m Coeficiente de transmissão térmica linear da ponte térmica k, /(m C) s Coeficiente de transmissão térmica pelo pavimento em regime estacionário, 13370) A Área do elemento, m 2 o Coeficiente básico de transmissão térmica, /(m C) P Perímetro do pavimento, m Coeficiente de correção para isolamento periférico sendo: onde: H,iu= c iu H,ue= c ue Densidade do ar, g/m c Capacidade calorífica específica do ar, h/( g C) iu Consumo de ar entre o espaço interior não útil e o útil, m /h ue Consumo de ar entre o espaço interior não útil e o útil, m /h sendo: iu=0 / C (EN ISO onde: ue= u ue u Volume de ar no espaço não útil, m Taxa de renovação de ar convencional entre o espaço não útil e o exterior, h-1 ue 3. ENQUADRAMENTO EUROPEU A norma EN ISO é indicada como de referência para Portugal. Esta norma foi revista pela EN ISO 13790:2008 de forma a considerar a situação de arrefecimento (verão). O regulamento francês RT2005 tem a norma implementada em termos de formulação. Assim, em vez de sugerir a utilização da norma, esta foi transcrita e adaptada para o regulamento. Possui alternativa de cálculo por tabela simplificada com consideração do coeficiente de transmissão térmica da envolvente do local não útil. O regulamento espanhol DB HE Ahorro de Energia possui também a norma transcrita e adaptada. Este tem também alternativa de cálculo simplificado, com situações específicas, mas não tem em conta o coeficiente de transmissão térmica. Tanto no regulamento francês como no espanhol os valores obtidos através de um cálculo simplificado resultam genericamente em valores mais elevados de coeficiente tau comparativamente com a EN ISO 13789, tal como o esperado Página 4 de 9

5 4. CASO DE ESTUDO e forma a testar os condicionalismos que fazem variar o valor do coeficiente tau quando calculado pela tabela IV.1 ou pela norma EN ISO 13789, foi definido um modelo base de uma garagem com um volume de m 3 e um pé direito de 2.49 m, que contacta com o interior e exterior da fração, e foram realizadas alterações ao modelo, de forma a analisar variações no coeficiente tau. Tabela 1- Dados do caso de estudo envolvente plana Elementos Área, m 2 U, W/( m² C) Parede exterior Pontes térmicas planas exteriores (pilares e vigas) Parede meeira Pontes térmicas planas interiores (pilares e vigas) Pavimento térreo Cobertura intermédia (teto garagem entrada) Parede interior garagem e interior da fração Pavimento intermédio (teto garagem) Porta entre garagem e interior Portão de garagem Tabela 2 - Dados do caso de estudo envolvente linear Elementos Comprimento, m, W/( m C) Ponte térmica linear entre o entre o espaço interior não útil e o útil (não tipificada no RCCTE) Ponte térmica linear entre o entre o espaço interior não útil e o útil (fachada com pavimentos sobre locais não aquecidos ou exteriores) Ponte térmica linear entre o espaço interior não útil e o exterior (não tipificada no RCCTE) Figura 2 Garagem em edifício modelado no software Cypeterm Página 5 de 9

6 4.1 Modelo adotado e cálculo do fator de redução b O modelo base é constituído pela garagem com isolamento na envolvente exterior e isolamento na envolvente interior, nomeadamente, parede interior e teto. Considera-se ainda a existência de um portão exterior. As figuras seguintes ilustram o modelo. Figura 3 Envolvente exterior garagem Figura 4 Envolvente interior parede da garagem Figura 5 Envolvente interior teto da garagem Com base na formulação apresentada na secção 2.2, procede-se ao cálculo do fator de redução b: H iu = iu + H,iu=( )+0=51.8 / H ue = ue + H,ue=( ) =144.5 / Página 6 de 9

7 b= =0.74 Foram consideradas as seguintes variantes do modelo base e efetuados os respetivos cálculos: - Garagem isolada apenas na envolvente interior - foi retirado o isolamento na envolvente exterior; - Garagem sem isolamento na envolvente exterior e interior - foi retirado o isolamento na envolvente exterior e interior; - Garagem isolada em toda a envolvente, sem o portão - foi retirado o portão exterior, Figura 6; - Garagem isolada em toda envolvente, acrescida uma janela - foi adicionada uma janela, Figura 7. Figura 6 Garagem sem portão exterior Figura 7 Garagem acrescida de janela exterior 4.2 Comparação entre os valores da tabela IV.1 e a norma EN ISO A Tabela 3 apresenta a comparação entre os dois métodos. Tabela 3 - Variação do tau obtido pela tabela IV.1 em relação à EN ISO CASO DE ESTUDO Tabela IV.1 EN ISO VARIAÇÃO (%) Garagem isolada em toda a envolvente (modelo base) Garagem isolada apenas na envolvente interior Garagem sem isolamento na envolvente exterior e interior Garagem isolada em toda a envolvente, sem o portão Garagem isolada em toda envolvente, acrescida uma janela e acordo com a Tabela 3 verifica-se que os valores da norma são superiores aos valores da tabela IV.1, contrariamente ao esperado. A utilização da tabela IV.1 pressupõe a utilização de um método simplificado, devendo os valores obtidos, através desta, serem Página 7 de 9

8 superiores aos obtidos pela norma EN ISO 13789, de acordo com o descrito no ANEXO I do RCCTE. 5. ANÁLISE DE CASOS TIPIFICADOS No sentido de validar as conclusões retiradas do CASO E EST O, foram feitos vários estudos para casos tipificados de uma moradia unifamiliar e de um edifício multifamiliar. Tabela 4 - Variação do tau obtido pela tabela IV.1 em relação à EN ISO CASOS EM ESTUDO Caso 1 Moradia unifamiliar: Garagem sem isolamento na envolvente interior e exterior Caso 2 Moradia unifamiliar: Garagem com isolamento apenas na envolvente interior Caso 3 Moradia unifamiliar: Garagem ampla com isolamento apenas na envolvente interior Caso 4 Moradia unifamiliar: Desvão com isolamento na cobertura interior Caso 5 Moradia unifamiliar em banda: Garagem com isolamento na envolvente interior Caso 6 Edifício multifamiliar: Desvão em contacto com duas frações de habitação e zona comum, com isolamento na cobertura interior Caso 7 Edifício multifamiliar: Escadas comuns com isolamento na envolvente interior Caso 8 Edifício multifamiliar: Hall interior de piso em contacto com duas frações de habitação comuns, com isolamento na envolvente interior Caso 9 Edifício multifamiliar: Garagem coletiva em contacto com duas frações de habitação, com isolamento na envolvente interior Tabela IV.1 EN ISO VARIAÇÃO (%) Os valores da Tabela 4 validam os valores obtidos no CASO E EST O. 6. CONCLUSÃO O estudo realizado permitiu concluir que os valores apresentados na tabela IV.1 do RCCTE não estão corretos, uma vez que são inferiores aos obtidos através da norma EN ISO Sendo os valores da tabela IV.1, valores simplificados, seria de esperar que estes fossem superiores aos da norma. Sugere-se que o novo regulamento, que se prevê sair durante 2012, apresente as devidas correções e dê preferência à utilização da norma EN ISO 13789, tal como acontece por exemplo em França e Espanha. Espera-se que a entidade reguladora A ENE se pronuncie sobre a situação apresentada Página 8 de 9

9 7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ecreto-lei n.º 80/06 de 4 de abril. iário da República n.º 67 I Série-A. isboa (2006). EN ISO 13789, Thermal performance of buildings: Transmission and ventilation heat transfer coefficients, calculation method (2007). EN ISO 13370, Thermal performance of buildings: Heat transfer via the ground, calculation methods (2007). CTE - ocumento Básico HE: Reglas y procedimientos que permiten cumplir las exigencias básicas de ahorro de energia (2009). Réglementation Thermique: Règle dápplication Th-Bât (2005). PINA OS SANTOS, C. A., MATIAS,. ITE 50 Coeficientes de Transmissão Térmica de Elementos da Envolvente dos Edifícios. isboa: NEC, ISBN: Página 9 de 9