Caso de Estudo: reabilitação energética de duas moradias em Paço de Arcos

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1 Workshop Formar para Reabilitar a Europa PAINEL 3: TECNOLOGIAS E IMPLEMENTAÇÃO DE PROJECTOS Caso de Estudo: reabilitação energética de duas moradias em Paço de Arcos Vítor Cóias, GECoRPA Susana Fernandes, Oz, Lda. Bernardo Freitas, Jesus Ferreira Consultores 19 de Abril de2012

2 A reabilitação energética das moradias envolveu três fases: 1. Inspecção, diagnóstico e definição da estratégia de intervenção 2. Elaboração do projecto de execução 3. Execução em Obra

3 Caracterização da construção: envolvente LOCALIZAÇÃO: Paço de Arcos Oeiras ANO DE CONSTRUÇÃO: 1982 / 1984 Caracterização da construção: envelope Parede dupla s/ isolamento (0,37 m) Parede simples s/ isolamento (0,25 m) Coberturas inclinadas em laje de betão s/isolamento Vãos envidraçados com caixilho de alumínio U = 0,90 W/ m 2. C U = 1,30 W/ m 2. C Inverno (fluxo ascendente) U = 2,8 W/ m2. C Verão (fluxo descendente) U = 2,0 W/ m2. C Vidros simples U = 4,2 W/ m2. C Vidros duplos U = 3,1 W/ m2. C

4 Caracterização e identificação de anomalias: - Ausência de isolamento térmico e anomalias de índole não estrutural nas coberturas; - Ausência de sistema de impermeabilização e anomalias de índole não estrutural nas varandas e terraços; - Ausência de isolamento térmico e anomalias de índole não estrutural nas paredes exteriores; - Anomalias típicas da má localização e orientação dos envidraçados; - Falta de protecções solares; - Má gestão das instalações e sistemas (utilização de radiadores eléctricos e ar condicionado).

5 Exemplo de diagnóstico térmico utilizado: termografia de infravermelhos Nota-se em particular que os vãos (envidraçados e portas) constituem um ponto fraco no isolamento das moradias.

6 As medidas e acções de reabilitação energética das moradias foram de três tipos: 1. Reabilitação térmica da envolvente 2. Recurso a tecnologias solares activas 3. Reabilitação energética dos sistemas e instalações

7 Medidas e acções para a utilização racional de energia a.1) Reabilitação térmica das paredes exteriores Sistema de isolamento térmico pelo exterior - sistema compósito de isolamento térmico pelo exterior com revestimento delgado sobre isolante (ETICS)

8 Custo Global (euros/m2) Medidas e acções para a utilização racional de energia a.1) Reabilitação térmica das paredes exteriores Características das paredes Custo Total de Aplicação ( / m 2 ) U (W/m 2. C) S0 Parede simples s/ isolamento 0,00 1,60 S1 Parede simples c/ isolamento (60 mm) 50,00 0,50 S2 Parede simples c/ isolamento (80 mm) 51,00 0,45 Variação do Custo Global: isolamento das paredes simples 100,00 94,88 90,00 80,00 74,37 83,24 84,02 82,04 88,49 86,06 70,00 73,36 60,00 50,00 58,61 57,99 58,17 40,00 30,00 20,00 10,00 15,57 0,00 1ºano 4ºano 6ºano 7ºano S1 Parede simples s/ isolamento U = 1,30 W/m² C S2 Parede simples c/ isolamento de 60mm U = 0,50 W/m² C S3 Parede simples c/ isolamento de 80mm U = 0,45 W/m² C Retorno do investimento no 6º ano

9 Medidas e acções para a utilização racional de energia a.1) Reabilitação térmica das paredes exteriores Sistema de isolamento térmico pelo interior contra-fachada com interposição de um isolante térmico com caixa de ar

10 Custo Global (euros/m2) Medidas e acções para a utilização racional de energia a.1) Reabilitação térmica das paredes exteriores Características das paredes Custo Total de Aplicação ( / m 2 ) U (W/m 2. C) S1 Parede simples s/ isolamento 0,00 1,30 S2 Parede simples c/ isolamento (40 mm) 32,00 0,70 S3 Parede simples c/isolamento (60 mm) 34,00 0,60 Variação do Custo Global: isolamento pelo interior de paredes simples 90,00 80,00 70,00 60,00 63,61 61,97 73,30 71,39 70,28 79,65 77,75 74,10 50,00 42,74 53,39 40,00 41,16 30,00 20,00 10,00 11,71 0,00 1ºano 5ºano 7ºano 8ºano S1 Parede simples s/ isolamento U = 1,30 W/m² C S2 Parede simples c/ isol. pelo interior de 40mm U = 0,70 W/m² C S3 Parede simples c/ isol. pelo interiorde 60mm U = 0,60 W/m² C Retorno do investimento no 7º ano

11 Medidas e acções para a utilização racional de energia a.2) Reabilitação térmica das coberturas Isolamento térmico aplicado ao longo das vertentes, em posição superior placas de isolamento térmico (poliestireno expandido) e sistema de impermeabilização em tela asfáltica

12 Custo Global (euros/m2) Medidas e acções para a utilização racional de energia a.2) Reabilitação térmica das coberturas Características das coberturas Custo Total de Aplicação ( / m 2 ) U (W/m 2. C) S1 Cobertura de betão s/ isolamento 0,00 2,80 S2 Cobertura de betão c/ isolamento (60 mm) 110,00 0,60 S3 Cobertura de betão c/isolamento (80 mm) 112,00 0,50 Variação do Custo Global: isolamento nas coberturas 300,00 250,00 272,47 200,00 150,00 121,99 138,37 140,18 125,29 146,08 152,82 143,29 171,72 164,65 100,00 120,52 50,00 34,73 0,00 1ºano 4ºano 5ºano 10ºano S1 Cobertura s/ isolamento U = 2,80 W/m² C S2 Cobertura c/ isolamento de 60mm U = 0,60 W/m² C S3 Cobertura c/ isolamento de 80mm U = 0,50 W/m² C Retorno do investimento no 5º ano

13 Medidas e acções para a utilização racional de energia a.2) Reabilitação térmica das coberturas Isolamento térmico aplicado na esteira horizontal em posição inferior placas de gesso cartonado incorporando um isolante térmico (tecto falso)

14 Custo Global (euros/m2) Medidas e acções para a utilização racional de energia a.2) Reabilitação térmica das coberturas Características das coberturas Custo Total de Aplicação ( / m 2 ) U (W/m 2. C) S1 Cobertura de betão s/ isolamento 0,00 2,80 S2 Cobertura de betão c/ tecto falso s/ isolamento 38,00 2,00 S3 Cobertura de betão c/ tecto falso e c/ isolamento (40 mm) 42,00 0,60 Variação do Custo Global: aplicação de tecto falso nas coberturas 300,00 272,47 250,00 234,62 200,00 150,00 152,82 149,16 100,00 86,89 107,05 63,95 65,65 81,41 50,00 55,85 62,73 34,73 0,00 1ºano 2ºano 5ºano 10ºano S1 Cobertura s/ isolamento U = 2,80 W/m² C S2 Cobertura c/ tecto falso s/isolamento U = 2,00 W/m² C S3 Cobertura c/ tecto falso c/ isolamento de 40mm U = 0,60 W/m² C Retorno do investimento no 2º ano

15 Medidas e acções para a utilização racional de energia b) Reabilitação térmica e energética dos vãos envidraçados Substituição dos vãos envidraçados caixilharia mista de madeira / alumínio, oscilo-batente ou fixa com vidro duplo Aplicação de uma janela interior na zona da clarabóia caixilharia em madeira com vidro duplo

16 Custo Global (euros/m2) Medidas e acções para a utilização racional de energia b) Reabilitação térmica e energética dos vãos envidraçados Características dos vãos envidraçados Custo Total de Aplicação ( / m 2 ) U (W/m 2. C) S1 Caixilho de alumínio com vidro simples 0,00 4,20 S2 Caixilho de madeira com vidro duplo 250,00 2,40 S3 Caixilho de madeira/alumínio com vidro duplo 287,00 2,20 Variação do Custo Global: vãos envidraçados 700,00 600,00 639,08 649,34 659,63 640,05 631,16 642,35 517,90 500,00 498,96 400,00 330,16 408,70 300,00 294,16 200,00 100,00 50,29 0,00 1ºano 10ºano 19ºano 20ºano S1 Caixilho de alumínio c/ vidro simples U = 4,20 W/m² C S2 Caixilho de madeira c/ vidro duplo U = 2,40 W/m² C S3 Caixilho de madeira/alumínio c/ vidro duplo U = 2,20 W/m² C Retorno do investimento no 19º ano

17 Medidas e acções para a utilização racional de energia 2 - Recurso a tecnologias solares activas Energia solar térmica aquecimento de águas sanitárias Inspecção do sistema solar térmico para aquecimento de águas sanitárias, existente, com cerca de 20 anos, de forma a verificar a sua eficiência. Substituição do sistema solar térmico: constituído por um colector solar para captação da energia solar e um depósito para armazenamento da água quente. Sistema monobloco capacidade de 300 litros 2m 2 de área de colectores - Custa a partir de 1750 euros - Energia anual convertida pode variar 1500 a 1800 kwh

18 Medidas e acções para a utilização racional de energia 2 - Recurso a tecnologias solares activas Energia solar fotovoltaica produção de energia eléctrica unidades de microprodução com uma potência de ligação até 3,68 kw Sistema fotovoltaico constituído por painéis solares, inversor, contadores, cablagem e armação de suporte do sistema. Sistema fotovoltaico de ligação à rede pública - 3,68 kw - Custo aproximado de euros - Energia anual convertida de cerca de 5000 kwh - Regime de remuneração bonificado (até 3,68 kw) 0,65 / kwh (mínimo de 2 m 2 de colector solar térmico instalado) Retorno do investimento a partir do 6º ano

19 1. Reabilitação térmica da envolvente Moradia nº11 Moradia nº13 a.1) Reabilitação térmica das paredes exteriores Sistema de isolamento térmico pelo exterior 8.222,20 (196 m 2 ) 7.913,45 (161 m 2 ) Sistema de isolamento térmico pelo interior 1.928,16 a.2) Reabilitação térmica das coberturas Isolamento térmico ao longo das vertentes, em posição inferior Isolamento térmico aplicado na esteira horizontal, em posição inferior b) Reabilitação térmica e energética dos vãos envidraçados 7.800,00 (65 m 2 ) 9.450,00 (85 m 2 ) 495,00 Caixilharia mista de madeira/alumínio com vidro duplo ,74 Janela interior na zona da clarabóia caixilharia em madeira com vidro duplo 1.000,00 Afinação de caixilharia 930,00 Sub-total , ,35

20 2. Recurso a tecnologias solares activas Moradia nº11 Moradia nº13 a.1) Sistema solar térmico Sistema solar térmico para aquecimento de águas sanitárias a.2) Sistema solar fotovoltaico Sistema solar fotovoltaico (3,68 kw) para produção de energia 3.200, , , ,60 Sub-total , ,60 Total , ,95

21 Moradia nº11 Classe energética (SCE) Antes intervenção R = 1,48 C Classe energética (SCE) Após intervenção R = 0,63 B

22 Moradia nº13 Classe energética (SCE) Antes intervenção R = 1,40 C Classe energética (SCE) Após intervenção R = 0,43 A

23 ... apesar da implementação das referidas medidas e ações de reabilitação energética nas moradias, regista-se ainda um elevado consumo de energia elétrica, em particular, na moradia nº13 (consumo anual superior a kwh). Neste sentido, optou-se pela realização de uma: Auditoria Energética

24 A realização da Auditoria Energética envolveu: - caracterização geral das moradias; - caracterização térmica da envolvente; - caracterização dos sistemas energéticos; - fornecimento de energia; - regime de utilização; - análise dos consumos de energia eléctrica; - discussão dos resultados; - medidas de melhoria do desempenho energético e económico; - medidas de conforto térmico; - conclusões.

25 Caracterização das Utilizações de Energia Equipamentos de Cozinha e Lavandaria Micro-ondas; Fornos; Placas; Frigoríficos; Máquinas de lavar loiça; Máquinas de lavar roupa; Máquinas de secar roupa; Ferros de engomar a vapor.

26 Caracterização das Utilizações de Energia Equipamentos de Lazer e Trabalho Televisões; Sistemas de som; Computadores; Impressoras; Consolas de videojogos.

27 Caracterização das Utilizações de Energia Sistemas de Iluminação Fluorescente tubular e compacta; Incandescente; Downlight LED; LED; Downlight halogéneo; Iodetos metálicos;

28 ... com destaque - Caracterização dos sistemas energéticos SISTEMAS DE ILUMINAÇÃO A potência total instalada de iluminação em ambas as moradias é de 2,12 kw, com as seguintes desagregações de tipos de lâmpadas:

29 Caracterização das Utilizações de Energia Sistemas de Climatização e de Produção de Águas Quentes Sanitárias Aquecedores eléctricos secos e a óleo; Unidade de expansão directa do tipo split; Aquecedores a GPL; Sistema Solar Térmico.

30 Caracterização das Utilizações de Energia Piscina Sistema de circulação e renovação de água (electrobomba);

31 ... com destaque - Caracterização dos sistemas energéticos SISTEMAS DE PREPARAÇÃO DE ÁGUAS QUENTES SANITÁRIAS (AQS) O sistema solar térmico de cada moradia é constituído por 2 (dois) colectores solares tipo kit, com depósitos com capacidade de 300l de armazenamento. O sistema de apoio é feito através de uma resistência eléctrica (período de funcionamento entre as 21h30 e as 7h00). SISTEMAS SOLARES FOTOVOLTAICOS O sistema solar fotovoltaico (3,68 kw) de cada moradia é composto por painéis solares, inversor, contadores, cablagem e armação de suporte do sistema. Ligado à rede de baixa tensão, no âmbito do Decreto-Lei nº 363/2007 Programa Renováveis na Hora

32 Sistemas de Aproveitamento de Energia Renováveis Sistema Solar Térmico Dois colectores solar planos do tipo Kit individual; Depósito de acumulação com capacidade de 300l; Sistema de apoio por resistência eléctrica (2400W).

33 Sistemas de Aproveitamento de Energia Renováveis Sistema Solar Fotovoltaico Sistema é composto por 24 módulos fotovoltaicos com células de silício policristalino; Área instalada de 30,65m 2 ; Inversor com 3,80kW; Potência nominal do sistema de 4,20kW; Ligado à rede de baixa tensão, no âmbito do Decreto-Lei n.º 363/2007, mais conhecido como o programa Renováveis na Hora.

34 [kwh] Sistemas de Aproveitamento de Energia Renováveis Sistema Solar Fotovoltaico Produção de Energia Eléctrica (Microgeração) Produção anual: Moradia kWh; Moradia kWh; Produção acumulada de Novembro de 2009 até Outubro de 2011: Moradia kWh; Moradia kWh; Emissões de Dióxido de Carbono evitadas: Moradia 11 3,3t/ano; Moradia t/ano;

35 Desagregação dos Consumos de Energia Eléctrica Lavandaria 15% 1% 15% Cozinha 19% 18% Equipamento Diverso Aquecimento AQS 18% 14% Iluminação Interior Outros

36 Fornecimento de Energia Opção Tarifária Contrato de fornecimento de energia eléctrica com a EDP Serviço Universal, em Baixa Tensão Normal (BTN), com o ciclo horário Semanal sem Feriados, sendo a potência contratada de 20,7kVA. Horário de Inverno Horário de Verão Segunda-Feira a Sexta-Feira Fora do Vazio 07:00-24:00 07:00-24:00 Vazio 00:00-07:00 00:00-07:00 Sábados Fora do Vazio 09:30-13:00 09:00-14:00 18:30-22:00 20:00-22:00 00:00-09:30 00:00-09:00 Vazio 13:00-18:30 14:00-20:00 22:00-24:00 22:00-24:00 Domingos Vazio 00:00-24:00 00:00-24:00 Tarifa Potêncio [kva] EUR/mês Bi-horária ,82 Tarifa Período horário EUR/kWh Bi-horária Horas fora de vazio 0,19 Horas de vazio 0,10

37 Nov-09 Dez-09 Jan-10 Fev-10 Mar-10 Abr-10 Mai-10 Jun-10 Jul-10 Ago-10 Set-10 Out-10 Nov-10 Dez-10 Jan-11 Fev-11 Mar-11 Abr-11 Mai-11 Jun-11 Jul-11 Ago-11 Set-11 [kwh] Fornecimento de Energia Análise do Consumo Generalizado de Energia Período fora de vazio apresenta um consumo ligeiramente superior, da ordem dos 55% do consumo total Consumo eléctrico da moradia 13 Vazio Fora de Vazio

38 Os sistemas solares fotovoltaicos foram instalados no final do ano de 2009, tendo tido uma produção anual em 2010 de kwh (moradia nº11) e kwh (moradia nº13) e em 2011 de kwh (moradia nº11) e kwh (moradia nº13).

39 Comparação entre o consumo e a produção de energia eléctrica Moradia nº11

40 Comparação entre o consumo e a produção de energia eléctrica Moradia nº13

41 ... com destaque - Fornecimento de energia OPÇÃO TARIFÁRIA Contrato de fornecimento de energia eléctrica com a EDP Serviço Universal, em Baixa Tensão Normal (BTN), com o ciclo horário Semanal sem Feriados, sendo a potência contratada de 20,7 kva. REGIME DE UTILIZAÇÃO Utilização semanal por tipo de equipamento

42 ... com destaque - Fornecimento de energia ANÁLISE DOS CONSUMOS DE ENERGIA ELÉCTRICA ANÁLISE DOS CUSTOS GENERALIZADOS DE ENERGIA ELÉCTRICA As utilizações finais que apresentam os custos mais elevados são a Lavandaria e a Cozinha. Os elevados custos da Lavandaria resultam, essencialmente, do funcionamento dos equipamentos no horário de fora do vazio

43 Medidas de Eficiência Energética, Conforto Térmico e Aumento do Aproveitamento do Regime Tarifário de Energia Eléctrica Alteração do horário de funcionamento da resistência eléctrica do sistema solar térmico; Dar preferência à utilização dos equipamentos de lavandaria no período de vazio e secagem de roupa de forma natural; Alteração da actual potência contratada; Instalação de sistema centralizado para climatização das moradias e apoio ao actual sistema de produção de AQS;

44 Medidas de Eficiência Energética, Conforto Térmico e Aumento do Aproveitamento do Regime Tarifário de Energia Eléctrica Medida Energia Final Economia Gerada Energia Primária Emissões de CO 2 Unidades Monetárias Invest. PRS* [kwh/ano] [kgep/ano] [t/ano] [ /ano] [ ] [anos] Alteração do Horário de Funcionamento da Resistência Eléctrica do sistema Solar Térmico ,25 0, N.A Imediato Lavagem de roupa nas Horas de Vazio ,04 Secagem de Roupa de Forma Natural , Potência Contratada Imediato Instalação de um Sistema Centralizado para Climatização e AQS

45 -Medidas de conforto térmico Acumulador de calor Permite uma temperatura de conforto constante (24 horas), estando em carga apenas 2 horas de vazio (tarifa bi-horária). Investimento de aproximadamente (cada moradia) Sistema de bomba de calor para climatização e apoio a AQS Permite o aquecimento ambiente através da instalação de radiadores nas principais divisões, sendo a produção térmica efectuada através de uma unidade exterior monobloco do tipo bomba de calor. Deverá ainda ser utilizado um depósito 200l de forma a garantir a utilização do sistema solar. Investimento de aproximadamente (cada moradia)

46 Conclusão Verifica-se a redução do consumo energético - aproximadamente 60% na moradia nº11 e 40% na moradia nº13. Verifica-se o reembolso do investimento: 6º / 12º ano (reforço da protecção térmica das paredes) 5º ano (reforço da protecção térmica das coberturas) 19º ano (reforço da protecção térmica dos vãos envidraçados) Adicionando os sistemas activos previstos é ainda possível aumentar a EFICIÊNCIA ENERGÉTICA até um consumo global anual zero

47 Bombas de Calor Geotérmicas Com a bomba de calor geotérmica é aproveitada a energia proveniente do solo como fonte de calor a fornecer ao evaporador. Actualmente, a utilização de sistemas do tipo bombas de calor justifica-se pelos elevados rendimentos e economia energética que proporcionam, embora o factor preço ainda seja um dos impedimentos.

48 Para a GESTÃO E UTILIZAÇÃO RACIONAL DE ÁGUA foram, ainda, consideradas: medidas de aproveitamento de águas pluviais ;

49 e reutilização de águas cinzentas para rega de espaços verdes.

50 Obrigado