Projecto Eco-Famílias Resultados Finais

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1 Projecto Eco-Famílias Resultados Finais 1ª Edição_2008

2 ÍNDICE 1. Introdução Objectivos Implementação Fase de diagnóstico Fase de recomendações Caracterização das Eco-Familias Caracterização das famílias Hábitos familiares Resultados Finais Equipamentos eléctricos e iluminação Consumos finais Conforto Higrotérmico Projecto de Energia Solar Térmico Conclusões Eco-Famílias

3 1. Introdução O ano de 2008 foi marcado pela globalização da crise económica, uma das mais graves crises do sistema capitalista, porventura a maior desde a "Grande Depressão" desencadeada pelo crash bolsista de 1929, que, pela sua profundidade, extensão e dimensão poderá trazer graves consequências para a humanidade. Em 2009, esta crise aprofundou-se, afectando a esfera económica e social, onde se integra o sector energético. Apesar dos preços do barril de petróleo terem conhecido nos últimos tempos variações expressivas, preconiza-se que o preço da energia será continuamente crescente, agravando a situação das empresas e famílias que se vêem confrontadas com elevados níveis de endividamento. É assim, com preocupação, que se aborda o ano de 2009, onde o nosso País continua a apresentar escassos recursos energéticos próprios, sendo que esta situação de escassez conduz a uma elevada dependência energética do exterior (84,1% em 2006), mantendo-se um forte défice energético, e uma forte dependência do petróleo e outros combustíveis fósseis. Este défice resulta da ausência de medidas de racionalização do uso da energia e do insuficiente investimento na produção das energias endógenas, renováveis e limpas. O consumo de água no nosso País atinge valores bastante elevados relativamente às necessidades reais, nos diferentes sectores de actividade. Anos de seca, seguidos de períodos prolongados de temperaturas elevadas, conduzem a reduções significativas dos níveis das barragens de abastecimento, o que tem repercussões importantes na capacidade de fornecimento de água dos sistemas de distribuição e abastecimento. Situações ocorridas nesses períodos conduzem a uma maior sensibilização dos consumidores domésticos para a necessidade de racionalizar e aumentar a eficiência dos consumos, tornandoos um público-alvo extremamente receptivo para a adesão a novos paradigmas de consumo. Eco-Famílias

4 2. Objectivos O projecto Eco Famílias Edição 2008 teve por objectivo avaliar o consumo energético de 20 famílias do Concelho do Seixal e o respectivo potencial de redução de consumo, quer pela alteração de hábitos de utilização dos equipamentos, quer pela substituição de equipamentos por outros energeticamente mais eficientes. Os principais objectivos do programa foram: Caracterizar os hábitos de consumo das famílias participantes; Delinear planos de gestão do consumo para as famílias; Promover a eficiência do consumo energético no sector doméstico; Conseguir uma redução efectiva nos consumos das famílias, através do acompanhamento directo das famílias. Através da implementação de medidas, em conjunto com as famílias, conseguiu-se introduzir a alteração de alguns comportamentos e, consequentemente, diminuir os consumos energéticos aumentando a eficiência de utilização dos diferentes equipamentos. Eco-Famílias

5 3. Implementação Em Fevereiro de 2008, foi lançado o Projecto que contou com a participação de 20 famílias distribuídas da seguinte forma: 11 famílias de funcionários da Câmara Municipal do Seixal e 9 famílias de professores do Concelho do Seixal. Descreve-se, em seguida, a composição das Eco-Famílias. FREGUESIA ID ECO-FAMÍLIA COMPOSIÇÃO DO AGREGADO FAMILIAR Amora F1 3 Amora F2 4 Arrentela F3 3 Arrentela F4 3 Corroios F5 3 Fernão Ferro F6 4 Fernão Ferro F7 5 Amora F8 4 Seixal F9 4 Seixal F10 5 Paio Pires F11 3 Arrentela P1 3 Fernão Ferro P2 3 Arrentela P3 4 Corroios P4 4 Corroios P5 1 Corroios P6 4 Corroios P7 4 Corroios P8 3 Amora P9 3 Tabela 1 Composição do agregado familiar e distribuição das Eco-Familias 3.1. Fase de Diagnóstico Durante todo o projecto, quer a caracterização dos consumos energéticos, quer a avaliação de redução efectiva dos mesmos, foram realizadas de acordo com as acções e ferramentas que a seguir se descrevem. Medição de consumos nos equipamentos existentes nas habitações das Eco- Famílias através de aparelhos de medição de consumos eléctricos energy check foram realizadas medições em equipamentos existentes nas habitações. Eco-Famílias

6 Figura 1 Energy Check utilizado na medição e registo de consumos de energia eléctrica dos equipamentos Registo dos consumos globais de energia os consumos globais de energia foram monitorizados através das leituras dos contadores e da análise das facturas de electricidade, gás e água. Figura 2 Modelo de factura electrónics edp5d Levantamento dos hábitos de consumo através de um questionário foi solicitada a identificação do período de utilização de cada equipamento consumidor de energia, existente em casa, bem como a identificação dos tempos de utilização dos equipamentos em stand-by. Caracterização da construção a caracterização da construção foi efectuada através da verificação da dimensão e espessura das paredes exteriores. As janelas foram caracterizadas pelo registo das suas áreas, orientações solares e tipo de caixilharia e vidros. Eco-Famílias

7 Figura 3 Caracterização da construção 3.2. Fase de Recomendações Após a fase de diagnóstico, foi avaliado o potencial de redução do consumo eléctrico em cada Eco-Família. Este potencial de redução do consumo foi estimado com base nos consumos reais dos equipamentos, pela troca dos mesmos ou pela redução dos consumos de stand-by e fantasma, através da alteração de comportamentos. A mudança de hábitos de consumo também se pode verificar na adesão aos contadores bi-horários e a alteração de potência contratada, com consequente adequação de planos de gestão da procura. Nesta fase, foram implementadas, e segundo a avaliação do potencial de redução, um conjunto de medidas com vista ao aumento efectivo da poupança de energia nestas habitações. A avaliação dos resultados foi feita com base em novas medições dos consumos eléctricos. Eco-Famílias

8 4. Caracterização das Eco-Familias 4.1. Caracterização das famílias As 20 famílias participantes são proprietárias da sua residência. Foram inquiridas 16 famílias, 3 famílias mono parentais e 1 agregado familiar composto por um único indivíduo % 5% 80% Casal Monoparental Individual pessoa 3 pessoas 4 pessoas 5 pessoas Figura 4 - Tipologia e composição do agregado familiar Constatamos que 45% das famílias apresentam um agregado familiar composto por 4 pessoas, 40% das famílias têm um agregado familiar composto por 3 pessoas, 10% dos inquiridos são detentores de um agregado familiar superior a 4 pessoas e que existe apenas uma família individual. 65% 35% Apartamento Vivenda Figura 5 Tipologia das habitações Eco-Famílias

9 A maioria dos inquiridos reside em moradia - cerca de 65% - e as restantes habitam em apartamentos Hábitos de consumo dos Agregados Familiares Foram colocadas questões de ordem prática com vista a aferir a predisposição das famílias participantes para a adopção de boas práticas ambientais no dia-a-dia. P1_Separação selectiva de Resíduos Sólidos Urbanos A reciclagem é o processo de reaproveitamento de metais, plásticos, papéis, vidros, ou qualquer outro material, orgânico ou inorgânico, processando-o para aproveitamento ou novo uso. Caso não sejam reaproveitados, esses materiais, normalmente tratados como lixo, tendem a causar sérios problemas ambientais. Recolha Selectiva Vidro Papel Embalagens Sempre Pouca Frequencia Nunca Figura 6 Participação das Eco-Familias na Recolha Selectiva Verificou-se que a maioria dos inquiridos, apresenta hábitos de reciclagem: 90% vidro 85% papel / cartão 75% embalagens plástico / metal P2_Lavar os dentes ou fazer a barba deixando a água a correr Dado: O uso correcto de água nestas actividades poderá poupar até 30 litros de água. Eco-Famílias

10 40% 5% 25% 30% Sempre Alguma Frequencia Pouca Frequencia Nunca Figura 7 Hábitos de consumo de água Constatamos que cerca de 40% dos inquiridos nunca deixam a água a correr enquanto fazem a barba ou lavam os dentes, 30% dos participantes apresentam este comportamento com alguma frequência e 25% dos indivíduos afirmaram que deixam sempre a água a correr enquanto lavam os dentes ou fazem a barba. P3_Fechar a água enquanto se ensaboa no duche Dado: Num banho de imersão gasta-se em média cerca de 180 litros de água. 30% 15% 25% 30% Sempre Alguma Frequencia Pouca Frequencia Nunca Figura 8 Hábitos de consumo de água no banho Constatamos que 30% dos inquiridos desligam sempre a água do duche enquanto se ensaboam, e que 15% das pessoas afirmaram nunca desligar a água do duche enquanto se ensaboam. P4_Deixar as luzes acesas em divisões da casa que não estão a ser utilizadas Evite ter as luzes ou equipamentos ligados quando não for necessário. Eco-Famílias

11 25% 0% 35% Sempre Alguma Frequencia Pouca Frequencia 40% Nunca Figura 9 Hábitos de consumo de energia eléctrica na iluminação Constatamos a pouca frequência com que 8 famílias, 40% dos inquiridos, deixa as luzes acesas em divisões da casa que não estão a ser utilizadas. 7 famílias, 35% dos participantes, afirmaram adoptar este comportamento com alguma frequência e 5 famílias, 25% dos indivíduos, declaram não ter este comportamento. P5_Opção por lâmpadas eficientes Dado: Substitua as lâmpadas incandescentes por lâmpadas economizadoras e obtenha a mesma luz por menos 80% de energia. As lâmpadas economizadoras têm também um período de vida útil 5 vezes superior, em média. 15% 10% 40% Sempre Alguma Frequencia Pouca Frequencia 35% Nunca Figura 10 Utilização de lâmpadas eficientes Constatamos que 8 famílias optam pela aquisição de lâmpadas eficientes e que 7 famílias adoptam este comportamento com alguma frequência. Nas categorias residuais situam-se os indivíduos que adoptaram este comportamento com pouca frequência, 3 famílias, e os participantes que afirmaram nunca adoptar este comportamento, 2 famílias. Eco-Famílias

12 P6_Utilização de sacos reutilizáveis 50% 5% 10% 35% Sempre Alguma Frequencia Pouca Frequencia Nunca Figura 11 Utilização de sacos reutilizáveis Constatamos que 10 famílias, 50% dos inquiridos, nunca utilizam sacos reutilizáveis e 7 famílias, 35% dos participantes, afirmaram adoptar este comportamento com alguma frequência. Nas categorias residuais situam-se os indivíduos que afirmaram sempre adaptar o comportamento, em questão, e os inquiridos que afirmaram adoptar o mesmo com pouca frequência com 1 família (5%) e 2 famílias (10%) respectivamente. Eco-Famílias

13 5. Resultados Finais 5.1. Equipamentos eléctricos e iluminação Durante a implementação do projecto EcoFamílias, foram medidos 521 equipamentos eléctricos, de acordo com a seguinte distribuição: ID Família F1 F2 F3 F4 F5 F6 F7 F8 F9 F10 F11 P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 Nº equipamentos Tabela 2- Distribuição dos equipamentos eléctricos nas Eco-Famílias No decorrer do Projecto, identificaram-se os equipamentos (electrodomésticos e outros) existentes nas habitações das EcoFamílias, bem como a potência de cada um deles. Foi também considerado o tempo de utilização de cada equipamento e assinalados os consumos em stand-by e off-power. Alguns equipamentos foram monitorizados, durante um período de tempo, para avaliação e validação de algumas medições. A tabela 3, que mais à frente se apresenta, detalha o número de equipamentos por cada Eco- Família. Apenas são referenciados os equipamentos com maior relevo energético. Eco-Famílias

14 Tabela 3: Número de equipamentos por Eco-Família Equipamento F1 F2 F3 F4 F5 F6 F7 F8 F9 F10 F11 P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 Aparelho ar condicionado Aquecedor eléctrico Aquecedor eléctrico halógeneo Termoventilador Micro-ondas Frigorífico/Combinado Arca congeladora Aspirador Máquina de lavar roupa Máquina de lavar loiça Máquina de secar roupa Televisão/LCD Sistema de som Vídeo/DVD/Box/Consola/Informática Computador Desumidificador Eco-Famílias

15 O gráfico seguinte apresenta os principais equipamentos de climatização, propriedade das famílias aderentes ao projecto, para aquecimento, arrefecimento e desumidificação das habitações Ar concionado Aq. Eléctrico Aq. Eléctrico Halogéneo 5 33 Termoventilador Desumidificador Figura 12 Equipamentos de climatização Os aquecimentos eléctricos (acumuladores, aquecedores a óleo e escalfetas) registam a maior taxa de presença nas habitações (46%). Os aparelhos de ar condicionado apresentam também uma presença significativa (21%). A tabela que segue esquematiza a taxa de presença dos equipamentos nas 20 famílias. Eco-Famílias

16 Tabela 4 Taxa de presença de equipamentos. Equipamento Taxa de presença (%) Aparelho ar condicionado 20 Aquecedor eléctrico 85 Aquecedor eléctrico halógeneo 15 Termoventilador 45 Micro-ondas 100 Frigorífico/Combinado 100 Arca congeladora 50 Aspirador 65 Máquina de lavar roupa 100 Máquina de lavar loiça 100 Máquina de secar roupa 45 Televisão/LCD 100 Sistema de som 90 Vídeo/DVD/Box/Consola/Informática 100 Computador 100 Desumidificador 40 Apresenta-se, em seguida, os consumos instantâneos médios dos equipamentos de aquecimento. Eco-Famílias

17 Tabela 5 Consumos instantâneos médios dos equipamentos de aquecimento Equipamento F1 F2 F3 F4 F5 F6 F7 F8 F9 F10 F11 P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 Média Aquecedor eléctrico Aquecedor eléctrico halógeneo Termoventilador Eco-Famílias

18 No que respeita aos electrodomésticos utilizados para cozinhar, formados pelo conjunto placa e forno, os equipamentos eléctricos passam a ter um maior peso, ao contrário da realidade portuguesa no passado, onde o gás apresentava uma maior preponderância Placa e forno a gás Placa e forno eléctricos Figura 13 Percentagem de fornos e placas Nas medições de consumos nas cozinhas foram registadas algumas dificuldades por diversas razões, entre as quais a existência de electrodomésticos encastrados ou ligados directamente à instalação eléctrica da casa. Dos pequenos electrodomésticos, o mais comum é o micro-ondas, estando presente em 100% das habitações. Na categoria de Frio, foram identificados 2 tipos de electrodomésticos diferentes. Os Combinados/Frigoríficos e as Arcas congeladoras. As Arcas apresentam uma taxa de presença menos significativa que os Combinados/Frigoríficos (50%). Na categoria Iluminação foram identificados 5 tipos de lâmpadas, nas habitações das EcoFamílias, a saber: Incandescentes Halogéneo Fluorescentes Eco-Famílias

19 Fluorescentes compactas Leds A tabela seguinte apresenta o tipo e número de lâmpadas associadas a cada EcoFamília. Tabela 6 Lâmpadas existentes nas habitações. Lâmpadas F1 F2 F3 F4 F5 F6 F7 F8 F9 F10 F11 P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 Total Incandescentes Halogéneo Fluorescentes Fluorescentes Compactas Leds Na iluminação identificou-se a utilização, ainda predominante, das lâmpadas incandescentes, representando 41% do total de lâmpadas caracterizado. Constata-se, ainda, a reduzida utilização de lâmpadas eficientes (cerca de 31%). Na contabilização total da iluminação existente nas habitações, as lâmpadas a funcionar em candeeiros de tecto, representam cerca de 82% do número total de lâmpadas. O número médio de lâmpadas por assoalhadas nas 20 Eco- Familias é de 4. Eco-Famílias

20 5.2. Consumos finais Electricidade Das 20 famílias inicialmente inscritas, registou-se uma desistência (P5) e não foi possível obter dados de uma família (P7), pelo que os resultados aqui apresentados dizem respeito às restantes 18 famílias. Os dados referem-se à análise das facturas da electricidade, tendo-se procedido a estimativas sempre que se verificou ausência de alguns dados. CONSUMO ELECTRICIDADE F1 F2 F3 F4 F5 F6 F7 F8 F9 F10 F11 P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 Figura 14 - Consumo de electricidade por família (kwh/ano) A análise da Figura 14 permite verificar um elevado consumo associado à família F7, destacando-se esta das restantes. Este facto é explicado pela existência de um gabinete de estética na habitação, estando os consumos associados, incluídos nos consumos globais da habitação. O consumo médio mensal das famílias é de 395 kwh. Tendo em conta que a média nacional é de 213 kwh/mês* verifica-se que as famílias apresentam um potencial de redução dos seus consumos. * Programa EcoFamílias Relatório Final; Quercus; 2007 Eco-Famílias

21 A análise do Quadro 7 permite verificar que a adopção da totalidade das medidas propostas nos relatórios intermédios, por parte de todas as famílias participantes, originaria uma poupança de kwh, o que corresponde à redução de cerca de 6,6 toneladas de CO2 enviadas para a atmosfera. Estas medidas permitiriam baixar os consumos totais em cerca de 16%. Tabela 7: Consumos e emissões de CO2 verificados antes e após a implementação de todas as medidas de poupança sugeridas. CONSUMO POUPANÇA Electricidade kwh kwh Emissões de CO kgco kgco Água CONSUMO ÁGUA F1 F2 F3 F4 F5 F6 F7 F8 F9 F10 F11 P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 Figura 15 - Consumo anual de água por família Não foi possível obter dados das famílias F7, P4, P6 e P9, pelo que os resultados aqui apresentados dizem respeito às restantes 14 famílias. Os dados que em seguida se apresentam referem-se à análise das facturas da água, tendo-se procedido a estimativas sempre que se verificou ausência de alguns dados. Eco-Famílias

22 Da análise ao consumo anual de água por família, verifica-se um elevado consumo da família F1, que pode ser justificado por uma utilização intensiva da máquina de lavar roupa, a funcionar frequentemente com pouca carga de roupa. O consumo elevado da família F5 pode ser explicado quer pelo facto da residência ser uma moradia com jardim, quer pelo número de pessoas que aí residem agregado de 5 pessoas e também pelo facto já referido, de na residência funcionar um gabinete de estética. Os restantes consumos elevados registados F3, F10, P3 e P7, dizem respeito a famílias residentes em moradias com jardim, cuja rega faz aumentar o consumo global. Tendo em conta que a média nacional é de 310 litros por habitação por dia, o que corresponde a cerca de 9 m 3 /mês**, verifica-se que as famílias podem ainda equacionar alterações no seu comportamento e reduzir os seus consumos. ** Plano Nacional para o Uso Eficiente da Água; Gás Constatou-se que a família F3 não dispõem de gás na sua habitação, e não foi possível obter dados das famílias P1 e P9, pelo que os resultados aqui apresentados dizem respeito às restantes 16 famílias. A figura 15 mostra que a maior parte das famílias (69%) utiliza gás propano e/ou butano, enquanto que os restantes 31% utilizam gás natural. Eco-Famílias

23 TIPO DE GÁS 31% 69% Gás natural Gás propano/butano Figura 16 - Tipo de gás utilizado pelas famílias. Os dados apresentados referem-se à análise das facturas de gás das Eco-Familias, tendo-se efectuado estimativas sempre que se verificou ausência de alguns dados. Relativamente aos consumos ilustrados pela figura seguinte, destaca-se a família F11, cujos valores elevados se justificam pelo facto de a residência ter afecta uma sala para a prática de Yoga, cuja climatização é feita através de aquecimento central a gás. CONSUMO GÁS natural propano/butano não usa natural propano/butano propano/butano propano/butano natural natural propano/butano natural natural propano/butano propano/butano propano/butano natural propano/butano propano/butano propano/butano natural F1 F2 F3 F4 F5 F6 F7 F8 F9 F10 F11 P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 Figura 17 - Consumo anual por família ( /ano) Eco-Famílias

24 Emissões de CO2 O consumo de energia está directamente relacionado com a emissão de gases com efeito de estufa, destacando-se o dióxido de carbono, como principal responsável por este fenómeno. No contexto deste Projecto, faz sentido traduzir os consumos de electricidade, gás e água em emissões de CO2. Os resultados dos cálculos apresentam-se ilustrados pela Figura 18. EMISSÕES DE CO2 (Ton) 2,75; 7% 0,81; 2% 36,34; 91% Água Electricidade Gás Figura 18 - Emissões de CO2. Verifica-se que a emissão total de CO2 associada aos consumos das famílias é de 39,90 toneladas. A electricidade possui um papel preponderante neste resultado, representando 91% do total das emissões verificadas. Caso fossem implementadas todas as medidas propostas para redução do consumo de electricidade, verificar-se-ia uma diminuição das emissões associadas a este consumo em 33,21 toneladas de CO2 emitidas. Eco-Famílias

25 6. Conforto higrotérmico O conforto de cada indivíduo é afectado por diversos factores climáticos influentes no ambiente interior da habitação e por outros directamente influenciados pelos seus habitantes. Os factores climáticos dizem respeito à temperatura, humidade, movimentação do ar, ruído, luz, insolação, entre outros. Já em relação aos utentes do edifício, o seu bem-estar físico e psíquico passa também pela sua actividade e o seu vestuário, o seu metabolismo, a idade e o sexo. Fala-se, assim, de qualidade do ar interior, de conforto visual, acústico e térmico ou higrotérmico. Especificamente, o conforto higrotérmico refere-se à sensação de bem-estar em reacção à temperatura e à humidade relativa do ar envolvente. De modo a que estes dois parâmetros se encontrem regulados dentro de um edifício, há que considerar também a radiação térmica e consequente condução e a movimentação do ar (por convexão e ventilação) como potenciais reacções pois, independentemente de existir um sistema de climatização, um edifício desempenha um papel importante ao modificar e trabalhar com estes parâmetros climáticos. O edifício deve ser desenhado de modo a reduzir a humidade interior, através da impermeabilização, e apesar de impedir a admissão de água no interior, deve deixar o edifício transpirar ao permitir a transmissão de vapor de água para o exterior. De igual modo, para conter oscilações acentuadas de temperatura no interior, o edifício deve ser isolado continuamente pelo exterior, formando uma camada protectora em relação às temperaturas exteriores. Importa salientar que é através dos vão envidraçados que existe o maior risco de ocorrerem trocas térmicas, e por isso, surge a necessidade de usar o vidro duplo e caixilharia com corte térmico nas janelas dos edifícios, que em seguida detalhamos. 6.1 Caixilharias Quando pretendemos escolher o tipo de caixilharias a instalar, coloca-se muitas vezes a questão sobre que material utilizar. O factor fundamental a ter em conta ao escolher a caixilharia é sem Eco-Famílias

26 dúvida a capacidade de isolamento térmico e acústico. Estes factores são determinantes se pretendermos tomar uma opção baseada na qualidade da solução a implementar. Os materiais mais utilizados para caixilharia são a madeira, o alumínio e o PVC, apesar de já existirem outras alternativas. O PVC é o material que apresenta melhores índices de isolamento acústico, tendo a madeira e alumínio comportamentos similares. No plano do isolamento térmico, constata-se que tanto a madeira como o PVC apresentam comportamentos semelhantes e mais eficientes que o alumínio (com e sem corte térmico). As caixilharias em alumínio podem ser devidamente isoladas de modo a obter comportamentos térmicos e acústicos mais eficientes. A renovação de ar das caixilharias contribui para a ventilação natural e evita o aparecimento de condensações no interior. Estas renovações de ar implicam perdas de energia pelo que é necessário criar um equilíbrio entre elas. No mercado existem grelhas de ventilação aplicáveis a caixilhos de madeira, alumínio ou PVC que permitem a ventilação com a janela fechada. 6.2 Vidros duplos Os vidros duplos têm uma transmissão energética de 2,8 W/m 2 K, se for aplicada uma câmara interior de 12mm. A transmissão luminosa, a transmissão energética e o factor solar diminuem conforme se aumentam as espessuras dos vidros duplos. O isolamento térmico melhora com a espessura da câmara, sendo o ideal 16 a 18 mm. Para esse isolamento a espessura do vidro não altera os valores. Para um óptimo isolamento acústico, o importante são as espessuras dos vidros. Quanto maior a espessura, melhor o isolamento acústico. Os vidros duplos Baixo Emissivos aumentam consideravelmente o isolamento térmico. Isso acontece devido ao tratamento com metais nobres, como a prata, que conferem ao vidro um elevado poder de resistência à transmissão energética (reduz perdas de calor). Devido a isso, o valor da transmissão térmica situa-se em 1,4 W/m 2 K se for aplicada uma câmara de 16 mm. Além disso, o seu aspecto é transparente, com uma ligeira tonalidade cinza, sem reflexo luminoso e, portanto, com elevada transmissão de luz. Eco-Famílias

27 Os vidros duplos podem integrar no seu interior uma lâmina de ar seco ou um gás de isolamento térmico (árgon por exemplo) aumentando o seu desempenho térmico e luminoso, no entanto é uma solução mais dispendiosa. Fonte: Ecoarkitek Figura 19 Coeficientes de transmissão térmica dos envidraçados A orientação dos vãos envidraçados determina a escolha do tipo de vidro. Os envidraçados orientados a Norte devem evitar as perdas de calor para o exterior e os expostos a Sul devem reduzir a entrada da radiação solar. Vidro Material Preço Janela Energia gasta por janela Custo de energia por janela Caixilho 0,9 m 2 ( ) (kwh/ano) ( /ano) Simples Alumínio ,63 15,60 Duplo Alumínio ,79 10,00 PVC ,85 8,00 Eco-Famílias

28 6.3 Situação actual das habitações Área envidraçada (m 2 ) Família/Tipo de Vidro Norte Sul Este Oeste SW SE NE NW F1 / Vidro simples 3,13 6,14 F2 / Vidro duplo 1,93 2,00 1,49 19,59 2,92 3,80 F3 / Vidro duplo 5,84 5,79 9,03 F4 / Vidro simples 3,30 8,31 F5 / Vidro duplo 6,53 2,59 2,71 1,38 F6 / Vidro duplo 2,61 5,95 6,02 F7 / Vidro simples 16,59 15,79 F8 / Vidro simples 5,53 4,62 F9 / Vidro simples 1,26 3,50 1,32 1,12 F10 / Vidro simples 12,86 19,16 8,29 7,81 F11 / Vidro duplo 6,95 6,79 11,76 Norte Sul Este Oeste SW SE NE NW P1 / Vidro duplo 6,47 5,77 P2 / Vidro simples 1,96 7,62 6,86 0,31 P3 / Vidro duplo 3,56 0,16 6,66 5,50 P4 / Vidro simples 5,63 3,96 4,19 P5 / Vidro simples 8,39 3,57 P6 / Vidro duplo 1,54 5,97 17,25 3,05 P7 / Vidro simples 3,36 3,91 10,94 3,41 P8 / Vidro simples sem dados P9 / Vidro simples 4,86 5,57 5,07 Tabela 8 Área envidraçada das habitações afectas ao Eco-Familias 6.4 Recomendações As recomendações que se seguem incidem sobretudo na alteração de hábitos das famílias de forma a potenciarem os sistemas passivos de aquecimento e arrefecimento da habitação, reduzindo a necessidade de recorrerem a sistemas activos de climatização. As recomendações estão divididas pelos períodos de Verão e Inverno: Verão (para evitar sobreaquecimento) - Correr os estores durante o dia e deixar as janelas abertas, para promover a circulação de ar. Abri-los a Nascente, só após as 10h30 da manhã e a Poente correr os estores a partir das 16h00. - A Sul, nos vão envidraçados não protegidos exteriormente, correr os estores durante a tarde, impedindo que o sol incida no vidro. A Norte, não correr estores, mas manter as janelas abertas para promover a circulação de ar. - Deixar as janelas abertas, principalmente ao cair da noite, para que o ar nocturno entre na casa. Eco-Famílias

29 - Nas fachadas a Sul, a colocação de sombreamento (palas ou estores) pelo lado externo pode minimizar sobreaquecimento e manter uma temperatura de conforto. Na impossibilidade de colocar protecção solar pelo exterior, deve colocar-se pelo interior. Inverno (para evitar arrefecimento) - Manter os estores abertos a Sul e deixar sempre que o sol incida no vidro. Feche-os logo que deixe de haver sol. - Nos vãos a Norte, manter os estores corridos desde meio da tarde. - A Poente e Nascente, deve tirar-se o melhor partido do sol abrindo as protecções. A Nascente pela manhã e a Poente pela tarde. - Manter as janelas fechadas e baixar os estores ao cair da noite, para manter os ganhos obtidos durante o dia. - A renovação de ar deve ser garantida, facilitando a circulação do mesmo de 2 em 2 dias. - Sobretudo nas orientações a Norte, devem colocar-se estores pelo lado exterior, para que, quando fechados, possam minimizar as perdas térmicas e manter a temperatura de conforto. Na impossibilidade de colocar protecção solar pelo exterior, deve colocar-se pelo interior. Eco-Famílias

30 7. Projecto de Energia Solar Térmica A procura de energia no Mundo está a aumentar a um ritmo alarmante. A organização WETO (World Energy Technology and Climate Policy Outlook) prevê um crescimento anual de 1,8% do consumo de energia primária durante o período Este crescimento da procura é, em grande medida, acompanhado pelo aumento do consumo de energias fósseis, fontes de emissão de CO2 e de outros poluentes. As reservas de petróleo, gás natural e carvão estão a diminuir, o que se reflecte nos preços que atingem no mercado internacional. Em Portugal, os combustíveis fósseis (petróleo, gás natural e carvão) representam cerca de 84% do consumo de energia primária. Neste contexto, os aumentos de preço verificados nos últimos anos, muito acima dos valores da inflação existente, assumem particular relevância para a economia portuguesa. Desta forma, revela-se indispensável a aposta numa gestão cuidadosa dos recursos energéticos de modo a garantir uma maior eficiência na forma como consumimos. Para o conseguir, é necessário tomar algumas medidas, relacionadas com a conservação da energia, que vão desde a correcta utilização dos equipamentos à implementação de sistemas de energias renováveis. A simulação que seguidamente se apresenta, aborda a hipótese de aproveitamento da energia solar, instalando um sistema solar térmico na moradia da Eco-Família, e destinado ao aquecimento de água sanitária (AQS). Destina-se a mesma a providenciar soluções técnicas, no sentido de permitir à Eco-Família o estudo da sua viabilidade e tomar decisões de investimento. 7.1 Funcionamento de sistemas solares Basicamente, um sistema solar térmico pode ser definido como um equipamento que aproveita a radiação emitida pelo sol para aquecer a água. Este tem dois elementos principais: o colector solar para captação da energia e o depósito que faz a armazenagem da água quente sanitária (AQS). Eco-Famílias

31 Independentemente da sua dimensão, os componentes básicos que fazem parte do sistema solar térmico para aquecimento das águas sanitárias são os seguintes: Colector: transforma a radiação solar incidente em energia térmica, mediante aquecimento do fluido que nele circula; Armazenamento: Depósito onde é colocada a reserva de água quente para consumo; Permutador: Efectua a transferência da energia térmica captada pelos colectores para a água quente de consumo; Regulação e controlo: Parte mecânica e electro-mecânica que assegura o bom funcionamento do sistema (abertura e fecho de válvulas, accionamento das bombas de circulação comandadas pelo termostato diferencial); Apoio energético: Para fazer face a períodos de menor insolação ou sem Sol, é utilizado um equipamento convencional de apoio (resistência eléctrica, caldeira) que deve, no entanto, ser instalado de forma a dar sempre prioridade ao funcionamento do sistema solar. A transferência do calor captado pelos colectores realiza-se, normalmente, de uma das seguintes formas: Por circulação natural (termosifão) Por circulação forçada Circulação natural (termosifão) A circulação faz-se por convecção natural, a água quente tem uma densidade inferior e sobe do colector para o depósito, a água mais fria desce e entra novamente no colector, sendo este processo contínuo desde que haja radiação solar. Quanto maior for a radiação solar, maior será o caudal de água quente conseguido. Sistema auto-regulado e isento de partes mecânicas ou controlos electrónicos; Aconselhado para pequenas instalações; Instalação mais barata e não sujeita a avarias mecânicas; Nos sistemas em termosifão, comparativamente com os de circulação forçada, o caudal é menor e por isso a elevação de temperatura é maior. Eco-Famílias

32 Neste tipo de transferência de calor, e durante a noite, a circulação pode inverter-se, arrefecendo a água do depósito. Pode evitar-se criando um desnível entre o painel e o depósito da ordem dos 30 cm ou instalando uma válvula anti-retorno. 7.2 Concepção da Instalação No sector doméstico, os colectores solares para produção de A.Q.S., são geralmente dimensionados para cobrir a totalidade das necessidades de água quente durante o período de Verão, sem recurso ao sistema de apoio energético convencional. Nas restantes estações, a cobertura das necessidades energéticas é repartida entre o sistema solar e o sistema de apoio convencional, numa percentagem que varia em função da disponibilidade do recurso solar. Em termos anuais, o sistema solar poderá satisfazer 50 a 80% das necessidades de aquecimento de água. O presente estudo parte da informação fornecida pela família sobre os consumos, os dados climáticos relevantes para a região e das características dos colectores, recorrendo a uma configuração do sistema solar colectores, permutadores, tipo de funcionamento e armazenamento de energia que maximize a fracção solar (i.e. a fracção da energia total necessária que é fornecida pelos colectores) com um mínimo de investimento. Para o cálculo e dimensionamento do sistema solar foi utilizado o programa SOLTERM v4.5 do LECS/INETI. Eco-Famílias

33 O sistema de Aquecimento de Águas Quentes Sanitárias (AQS) é composto por um colector solar disposto no sentido EW, colocado numa cobertura do edifício, que aquecerá 1 depósito ao qual estará associado um sistema de apoio eléctrico. O sistema de apoio eléctrico a incluir no Sistema Solar só deverá entrar em funcionamento num último nível, mediante uma solicitação excepcional de água quente, à qual o sistema solar não tenha capacidade de resposta. Toda a tubagem deverá ser protegida contra agressão atmosférica e percas de temperatura através de uma forra mecânica em alumínio com isolamento. 7.3 Dimensionamento do sistema solar O sistema foi dimensionado para poder fornecer AQS em cada ponto de consumo do edifício. A sua temperatura de utilização deverá ser de 45ºC, atingindo pelo menos 60ºC no ponto de mistura, estando prevista um válvula misturadora termostática de modo a temperar a água de consumo, conseguindo desta forma uma maior racionalização de energia e maior segurança para os utilizadores. Neste sistema, será utilizado um kit do tipo CPC, a funcionar em termosifão, com uma inclinação do painel de 35º e orientado a Sul, correspondente à melhor solução técnica, ou seja, ao compromisso entre o espaço disponível, a arquitectura do edifício, os requisitos de funcionamento dos colectores e a intensidade energética. Em seguida apresenta-se o resumo do dimensionamento, realizado com o Solterm v4.5. Estimativa do desempenho térmico do sistema solar para AQS: Área de captação: 2 m 2 Temperatura de consumo: 45ºC Permutador: tipo interno Consumo estimado: 190 L/dia Carga térmica anual: 8,3 GJ (2.298 kwh) Energia anual obtida: 5,27 GJ (1.464 kwh ou 732 kwh/m 2 colector instalado) Eco-Famílias

34 Fracção solar média (Carga térmica/energia obtida): 63,7% Fracção solar máxima: 92,5% (Agosto) Fracção solar mínima: 41,1% (Dezembro) Disponibilidade solar 50 MJ Necessidades energéticas Radiação solar útil Jan Fev M ar A b r M ai Jun Jul A go Set Out No v Dez Figura 20 Disponibilidade solar. Para um melhor entendimento do valor da energia fornecida pelos colectores solares, o gráfico anterior ilustra a distribuição da energia solar média mensal necessária a este volume de AQS e a respectiva contribuição dos colectores solares. Para um consumo de 190 litros por dia, a energia necessária será de kwh/ano, tendo os colectores solares uma contribuição de kwh/ano, o que representa cerca de 64% de satisfação das necessidades pelo sistema solar. A energia de apoio situar-se-ia à volta dos 834 kwh/ano. 7.4 Análise Ambiental Em termos de emissões evitadas, a aplicação do sistema proposto poderá corresponder a uma redução de kg CO2/ano. Eco-Famílias

35 7.5 Benefícios Económicos Existem várias razões que podem levar o consumidor a escolher um sistema solar para aquecimento de água. Entre outras, podem apontar-se preocupações com a protecção do ambiente, o aumento do preço dos combustíveis fósseis, a utilização de incentivos financeiros ou simplesmente a vontade de possuir uma tecnologia que permita explorar uma forma diferente de produzir energia. Qualquer que seja a razão, no momento de fazer as contas, o consumidor preocupar-se-á em saber o custo do sistema e a economia que o mesmo proporcionará ao longo do tempo que estiver a funcionar. O objectivo do estudo económico é avaliar a economia de energia gerada pela instalação solar e compará-la com a produzida por sistema alternativos ou mesmo investimentos alternativos, de forma a encontrar a área óptima, isto é, o custo mais baixo para um sistema viável. É possível apontar algumas linhas orientadoras em termos de investimento e financiamento, as quais podem ser úteis ao dono da obra no sentido de fazer uma apreciação melhor enquadrada das propostas recebidas de potenciais fornecedores. Se considerarmos apenas os custos de energia, e comparando os sistemas solares anteriormente apresentados com as formas de energia convencionais, a poupança obtida é assinalável. Recaindo a escolha num sistema em termosifão com 190 litros de capacidade, o seu custo será de aproximadamente A poupança anual poderá chegar aos 335, quando comparada com o esquentador a gás propano e aos 200, quando o esquentador consumir gás natural, o que corresponde a um tempo de retorno de 6 anos e meio e 11 anos, respectivamente. Este investimento inicial será, em parte, compensado pela possibilidade de deduzir à colecta no IRS, 30% das importâncias despendidas com a aquisição de equipamentos solares novos, até ao limite máximo de 728, desde que não se beneficie de crédito à habitação, em simultâneo. Apresenta-se de seguida um gráfico que mostra a poupança anual obtida com este tipo de sistemas solares, em comparação com as restantes alternativas convencionais. Eco-Famílias

36 Poupança. Quantos Euros por ano? Termoacumulador eléctrico Esquentador de chama automática a gás natural Esquentador com chama piloto a gás natural Esquentador de chama automática a gás propano Esquentador com chama piloto a gás propano Figura 21 - Comparação dos benefícios económicos da Energia solar face aos restantes soluções 7.6 Integração em Edifícios Uma instalação solar pode implicar a colocação de alguns equipamentos em locais que eventualmente visíveis. No entanto, é possível e é boa prática ter em conta a integração daqueles equipamentos nos locais onde se instalam, de forma a minimizar o impacto arquitectónico. Apresentam-se, de seguida, alguns pontos essenciais para uma correcta integração de uma instalação solar. Orientação dos Colectores Solares Os colectores devem situar-se de tal forma que ao longo do período anual de utilização aproveitem a máxima radiação solar incidente; A melhor orientação é a do Sul geográfico; Desvios até 20º relativos à orientação Sul não afectam gravemente o rendimento e a energia térmica fornecida pelo equipamento solar; Com um desvio para Leste o período diário de captação adiantar-se-á uma hora por cada 15º de desvio relativamente a um equipamento orientado a sul; Com um desvio para Oeste, o período de captação será retardado na mesma proporção. Inclinação dos Colectores A inclinação óptima para produção de AQS, com consumo regular ao longo do ano, será igual à latitude do lugar menos 5º (Seixal 37,5º - 5º = 32,5º); Eco-Famílias

37 Variações de 10º relativamente ao ângulo de inclinação óptimo não afectam praticamente o rendimento e a energia térmica útil fornecida pelo equipamento solar; Desvios de orientação e inclinação superiores aos assinalados devem compensar-se com uma maior superfície de colectores. Zona de Sombras É frequente a necessidade de colocar painéis solares em zonas não totalmente isentas de sombras. Assim sendo, é conveniente conhecer as sombras de um fila de colectores sobre a fila seguinte de modo a garantir a operacionalidade do equipamento solar. No dia mais desfavorável do período de utilização o equipamento não deve ter mais do que 5% da superfície útil de captação coberta por sombras; Será praticamente inoperante se 20% da superfície estiver sombreada; Como regra geral, e para instalações em piso horizontal, é necessário que a distância, entre colectores com um comprimento de 2 metros, nunca seja inferior a 4,5 metros. 7.7 Escolha e Aquisição do Sistema Solar A fase de consulta do mercado para escolha do equipamento e fornecedores é um ponto importante no processo de aquisição de colectores solares para aquecimento de águas sanitárias. O dono de obra deverá familiarizar-se com os termos técnicos mais relevantes, de forma a facilitar o diálogo com os potenciais fornecedores e o entendimento das propostas recebidas. Após a fase preparatória, deverá abordar-se o mercado segundo algumas premissas, nomeadamente: Consultar mais que uma empresa, comparar as propostas, optar por aquela que lhe ofereça mais garantias relativamente ao equipamento e respectiva instalação e manutenção; Exigir uma garantia do equipamento de, pelo menos, 6 anos; Eco-Famílias

38 Solicitar ao fornecedor uma visita prévia ao local, para que este, posteriormente, não possa invocar falta de conhecimento das condições locais do fornecimento ou, ainda, não ter sido devidamente esclarecido sobre o objectivo pretendido; Efectuar contactos apenas com empresas certificadas, exigindo para isso ao fornecedor a certificação dos equipamentos de acordo com as normas europeias em vigor (EN /2 e EN /2); Fazer um pedido de proposta por escrito, às empresas, analisar as mesmas e solicitar um contrato escrito de fornecimento, instalação e manutenção. 7.8 Manutenção do Sistema O sistema necessita de manutenção, que deverá ser feita todos os anos ou de 2 em 2 anos. O instalador deverá entregar ao cliente um manual de instruções, em que deverão constar um esquema que identifique cada elemento, bem como informações sobre o uso da instalação e as operações de segurança, conservação e manutenção. É conveniente que o utilizador seja informado sobre os limites aconselhados de calcário da água de alimentação. O dono do sistema, ou alguém por ele designado, além de efectuar habitualmente o arranque e paragem da instalação, deverá: Comprovar periodicamente a pressão do circuito, de preferência com o sistema frio. Se a pressão for baixa, deve contactar o instalador; Manobrar as válvulas de segurança para evitar que fiquem coladas, pelo menos trimestralmente; Comprovar se também as restantes válvulas da instalação funcionam correctamente; Deve proceder a inspecções visuais para verificação de: - Isolamento exposto à intempérie; - Estado do campo de colectores (estanquecidade à chuva, vidros partidos, deformação das caixas). Eco-Famílias

39 7.9 Certificação e Garantias Os utilizadores de equipamentos solares térmicos devem escolher colectores certificados que correspondem a equipamento que foi ensaiado em laboratório acreditado e cuja continuada qualidade de produção é assegurada por ensaios periódicos de unidades seleccionadas aleatoriamente pela CERTIF, uma entidade integrada no Sistema Português de Qualidade. A certificação é um processo que permite dar uma maior garantia ao utilizador final, visto que o produto certificado apresenta características de qualidade comprovada relativamente a produtos não certificados, designadamente: O produto foi sujeito a ensaios rigorosos e passou nos critérios de aceitação/rejeição da norma de requisitos; A produção é controlada através de um sistema implementado pelo fabricante e inspeccionado pela entidade certificadora, o que garante que o produto ensaiado é representativo do produto colocado no mercado pelo fabricante. Está actualmente em curso um programa nacional de certificação de equipamento e de profissionais ligados ao sector. Os instaladores certificados só trabalham com equipamentos certificados (ver Assim sendo, a opção do utilizador deverá ser sempre por equipamento certificado. Eco-Famílias

40 8. Conclusões Foram sentidas algumas dificuldades durante este projecto e algumas resultaram na obtenção de menos dados do que o esperado, aquando da concretização do mesmo. A necessidade de conciliar os horários que as famílias podiam dispensar para as visitas com os técnicos, a existência de electrodomésticos encastrados e a impossibilidade de medição de equipamentos foram algumas das maiores dificuldades sentidas. Também se registaram problemas de ordem técnica com alguns aparelhos de medição dos consumos eléctricos. Na caracterização da construção das habitações verificou-se que existe um número significativo de habitações com parede simples sem isolamento, porque são maioritariamente anteriores a Também quase 60% das habitações ainda têm vidro simples. Estes dois factores são muito importantes para o conforto térmico das habitações. É também determinante a orientação solar dos envidraçados, que é predominante a Este e Oeste. A orientação que deveria ser favorecida é a Sul, pois consegue-se fazer uma boa gestão da incidência dos raios solares, tirando proveito destes no Inverno para aquecer as habitações, e evitá-los no Verão, não havendo um sobreaquecimento das mesmas. Existem, ainda, algumas habitações em que a orientação predominante é o Norte, facto bastante desfavorável, principalmente no Inverno, pois a habitação nesta estação não vai receber radiação solar directa, contribuindo para o desconforto dos utilizadores. Pelas análises apresentadas verifica-se que a dimensão do agregado familiar não é determinante para traçar perfis de consumo das famílias. Os consumos de gás e electricidade dependem da estação do ano, sendo a climatização das habitações o factor que mais contribui para as diferenças verificadas. Os consumos de água dependem sobretudo da estação do ano, verificando-se um acréscimo significativo do consumo nos meses de Verão. As emissões de CO2 associadas aos consumos energéticos mas Eco-Famílias são proporcionais aos mesmos. Este factor de emissão é calculado anualmente com base na Eco-Famílias

41 produção de electricidade por combustíveis fósseis e energias renováveis. As emissões associadas aos consumos de electricidade, gás e água das famílias são de 39,90 ton CO2. Os consumos em stand-by e off-power representam uma fatia nada desprezável na factura energética das famílias, pelo que esta foi uma das áreas de actuação na redução dos consumos. As categorias do Entretenimento e Informática são as áreas onde estes consumos têm um peso significativo. Para além das reduções conseguidas com algumas das medidas já apontadas, verificou-se um elevado potencial de poupança relativamente à categoria da Iluminação, pela substituição de lâmpadas incandescentes por lâmpadas fluorescentes. A forma como as recomendações foram transmitidas revelou-se eficaz na maioria dos casos, por diversos motivos, a saber: - Inscrição de forma voluntária das famílias, predispostas para a mudança; - Acompanhamento directo das famílias inscritas; - Recomendações adaptadas a cada família. Com este estudo, concluiu-se que se podem atingir reduções significativas do consumo de electricidade através de pequenas alterações de comportamento, sem alterar o conforto das famílias. Este Projecto assume-se, assim, como um Projecto de Educação Ambiental para a Cidadania, através do qual o público-alvo é conduzido, de forma prática e consciente, à adopção de boas práticas ambientais, contribuindo para a resolução de um problema global. A recomendação da Equipa de Projecto é de que, com eventuais ajustamentos metodológicos, se procure realizar uma 2ª Edição com a ampliação a públicos-alvo mais vastos e mais dispersos, para que o seu impacte seja mais significativo ao nível da comunidade. Eco-Famílias

42 A Equipa de Projecto António Biscaia Agência Municipal de Energia Elsa Oliveira Divisão de Salubridade Ana Cortiçada/ Ana Raquel Evaristo Divisão de Ambiente Seixal, 21 de Maio de 2009 Eco-Famílias