Universidade do Minho - Escola de Engenharia MESTRADO INTEGRADO EM ENGENHARIA CIVIL Plano de Trabalhos para Dissertação de Mestrado 2016/17

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1 Universidade do Minho - Escola de Engenharia MESTRADO INTEGRADO EM ENGENHARIA CIVIL Plano de Trabalhos para Dissertação de Mestrado 2016/17 Tema: Caracterização, avaliação e otimização de soluções de reabilitação térmica do Bairro Social das Enguardas Aluno(a): Nelson Miguel da Silva Pinheiro Número do Aluno(a): Orientador(a): Maria Manuela Oliveira Guedes Almeida Co-orientador(a): Ricardo Filipe Mesquita Silva Mateus Orientador(a) empresa: Nuno Miguel Dias Araújo 1. Introdução A reabilitação dos edifícios residenciais surge da necessidade de melhorar as condições de habitabilidade dos mesmos e consequentemente um aumento da qualidade de vida dos utilizadores. A reabilitação pretende colmatar anomalias construtivas existentes, aumentar o conforto, melhorar a funcionalidade, a estética, indo ao encontro das necessidades atuais dos habitantes, no sentido de diminuir a dependência da energia consumida. A maioria do edificado nacional existente foi construído antes de 1991, ano em que entrou em vigor o primeiro regulamento térmico a nível habitacional, havendo atualmente um elevado potencial na reabilitação térmica dos edifícios. Em Portugal, o setor da reabilitação, tem vindo a crescer no total de obras concluídas, contudo o maior investimento continua a ser aplicado à construção nova [1]. Em 2013 o Instituto Nacional de Estatística (INE) e o Laboratório Nacional de Engenharia Civil (LNEC) publicam um estudo [2], tendo por base o Recenseamento Geral da Habitação (Censos 2011), onde se constata que o mercado de reabilitação nacional representa cerca de 26% do total da construção, enquanto que a média europeia se situa próxima dos 35%. Os edifícios, a nível europeu, representam 40% da energia total consumida, principalmente despendida sob a forma de calor, e são responsáveis por 36% dos gases com efeito de estufa [3]. A Europa definiu há uma década três objetivos primordiais, para a política energética, conhecidos por 20/20/20. Os objetivos visam essencialmente a redução de 20% de emissões de gases com efeito estufa, a integração de 20% de utilização de energias renováveis do consumo total e na redução de 20% do consumo de energia previsto em A reabilitação dos edifícios em detrimento da construção nova e da demolição constitui uma elevada importância ao nível do meio ambiente e no caminho a percorrer de modo alcançar a construção sustentável. Estas atitudes são imprescindíveis no sentido de atenuar os impactes ambientais, com a redução no consumo de energia, na redução de recursos naturais, na produção de resíduos e na ocupação de novos espaços. O conceito de construção sustentável é um tema que atualmente tem sido defendido nomeadamente no meio académico, particularmente para aplicação no sector dos edifícios, no entanto este percurso tem de ser percorrido e está ainda longe de ser aplicado na generalidade, existindo poucos exemplos de edifícios reconhecidamente sustentáveis [4]. As diretivas europeias têm vindo a ser integradas na legislação nacional, impondo requisitos mais apertados para o desempenho térmico e energético dos edifícios novos e para as grandes intervenções do edificado existente. Essas mesmas diretivas incorporaram um novo conceito, de necessidades energéticas quase nulas (nzeb), que será obrigatório para os edifícios novos licenciados após 31 dezembro 2020 ou após 31 dezembro 2018 para os públicos, plasmado no Decreto-Lei nº118/2013 que define o Regulamento de Desempenho Energético dos Edifícios de Habitação (REH). A reabilitação térmica a levar a cabo no Bairro Social das Enguardas, tema desta dissertação, é uma oportunidade relevante de financiamento dos fundos comunitários no âmbito dos Planos Estratégicos de Desenvolvimento Urbano (PEDU) inscritos no Programa Operacional Regional do Norte (Norte 2020). Com esta intervenção dá-se resposta ao imposto pelos regulamentos atuais e desenvolve-se um caso de estudo de referência acerca da reabilitação térmica de um edifício de habitação social, situação essencial à disseminação de boas práticas, quer ao nível termo-energético, como a nível ambiental. Esta reabilitação enquadra-se na categoria das grandes intervenções, visto que a obra contempla a envolvente do edifício e o custo desta é superior a 25% do valor total do edifício, sem incluir o valor terreno. Deste modo, será necessário dar resposta aos requisitos impostos no REH. 1

2 O bairro alvo do estudo abrange 11 blocos habitacionais e foi construído no ano de 1979, constituído em propriedade horizontal, genericamente composto por R/C e três andares. A construção deste edificado habitacional foi à data financiado pelo Fundo de Fomento da Habitação, tendo sido alvo de obras em 2003 ao nível da envolvente exterior. A intervenção pautou-se pela aplicação de pintura em membrana elástica nas fachadas e substituição da cobertura de telhas em fibrocimento por painel sandwich. A intervenção do ano de 2003 já foi sob a gestão da Bragahabit, Empresa Municipal de Habitação de Braga, empresa da qual o autor deste estudo encontra-se, desde do ano 2001, integrado nos quadros técnicos no departamento de projetos e obras (DPO). Com este estudo pretende-se obter um cenário de reabilitação da envolvente térmica do edificado que vá ao encontro da otimização da relação custo/benefício, tendo sempre em consideração os aspetos técnicos, económicos, ambientais e de desempenho. De forma a colmatar a falta de experiência na obtenção do cenário de custo ótimo, deseja-se desenvolver e apresentar um método de apoio à decisão que permita a definição do cenário de reabilitação dando resposta aos desafios impostos pela atual legislação térmica e que apresente, simultaneamente, reduzido potencial de impacte ambiental de ciclo de vida. 2. Objetivos Com este trabalho pretende-se identificar, caracterizar, avaliar a situação existente e definir as soluções de custo ótimo a implementar na reabilitação térmica do edificado do Bairro Social das Enguardas, com a intenção de melhorar o conforto térmico, a funcionalidade e a estética do mesmo. Com esta intervenção de reabilitação pretende-se melhorar o desempenho térmico do edifício, tanto de Verão como de Inverno, aumentar o conforto térmico e, no geral, aumentar a qualidade do ambiente interior, para além de resolver as patologias existentes, nomeadamente condensações e infiltrações de água. Neste estudo serão analisados diferentes cenários de reabilitação, avaliados os seus impactes no desempenho do edifício e em termos ambientais e serão selecionadas as soluções mais adequadas tendo em conta a otimização da relação custo/benefício e tendo em consideração as restrições que possam existir em termos técnicos e/ou económicos. Os objetivos centram-se na definição do cenário ótimo de reabilitação, na avaliação dos benefícios ambientais e na análise crítica na aplicação do cenário ótimo no contexto do bairro social em estudo. 3. Metodologia A base deste estudo será a análise comparativa de cenários de reabilitação térmica aplicado a um caso de estudo, o Bairro Social das Enguardas. A metodologia a ser seguida assenta essencialmente em duas etapas de previsão, uma ao nível do desempenho termo-energético a outra ao nível do ambiente. A primeira será a definição do melhor cenário de reabilitação obtido tendo por base o método do custo/ótimo, já a segunda será a quantificação dos impactes ambientais associados ao cenário definido. Por último, será realizada uma análise critica do cenário de reabilitação no contexto dos bairros sociais. A análise custo/ótimo de cada solução construtiva assentará no método definido pela Diretiva Europeia sobre desempenho energético dos edifícios (Diretiva 2010/31/EU de 19 Maio 2010) [6] que conduz a uma comparação entre diferentes medidas de melhoria, relacionando a energia consumida com os custos globais do ciclo de vida de cada solução construtiva em análise [1,7,9]. A energia despendida, para a climatização e para a preparação AQS, será quantificada com recurso à aplicação informática REH, disponibilizada pelo ITeCons [8]. Para a satisfação da verificação da ventilação necessária no âmbito do REH será utilizada a aplicação disponibilizada pelo LNEC. Os impactes ambientais serão estudados e quantificados com recurso à ferramenta informática SimaPro e à base de dados Life Cycle Inventory (LCI) genérica EcoInvent. Trata-se de uma das fontes de informação mais aceites pelos especialistas e das mais utilizadas na análise dos impactes de ciclo de vida de edifícios e nos produtos da construção [4,10]. A avaliação dos impactes de ciclo de vida considerará os impactes decorrentes da operação de reabilitação e os associados ao consumo de energia (climatização e AQS) durante a fase de utilização. Após a avaliação dos impactes de ciclo de vida do cenário escolhido, este será comparado com o cenário existente ou com um cenário de reabilitação básico (manutenção), utilizando-se par o efeito um gráfico tipo radar [4,10], demonstrando-se assim os benefícios ambientais. Na análise critica será discutido e analisado o cenário de reabilitação selecionado no contexto dos bairros sociais e em particular no bairro em estudo, com foco nas características socioculturais dos ocupantes do edificado, bem como a existência de restrições técnicas e económicas. 2

3 Os cenários de reabilitação serão constituídos por diversas soluções construtivas aplicadas ás envolventes exteriores e interiores do edificado habitacional em estudo. As soluções construtivas serão definidas tendo por base a oferta existente no mercado bem como a pesquisa bibliográfica, tendo sempre em consideração os aspetos económicos, funcionais/desempenho e ambientais. Os cenários serão definidos para a envolvente do edifício (fachadas, envidraçados e laje esteira), para sistema de AQS (águas quentes sanitárias), e caso haja necessidade, será também incorporado sistema de climatização. De forma a cumprir o estipulado no regulamento será incluído um sistema de produção de energia renovável, neste caso com recurso aos coletores solares. 4. Resultados Esperados Com este estudo pretende-se fazer uma análise comparativa de soluções de reabilitação alternativas com o objetivo de selecionar as soluções mais adequadas tendo em conta a otimização da relação custo/benefício e tendo em conta as restrições que possam existir em termos técnicos e/ou económicos e para diversos níveis de qualidade e desempenho energético e ambiental. Este estudo piloto servirá de base para a definição do cenário de reabilitação a aplicar noutros edifícios habitacionais geridos pela Bragahabit. 5. Faseamento e Calendarização Esta secção é dividida em duas partes. Na primeira são detalhadas as atividades que serão desenvolvidas e na segunda será apresentada a calendarização das mesmas. 5.1 Faseamento Fase I Estado da Arte Estudo da evolução da temática e do estado em que se encontra. Fase II Caracterização do edificado em estudo Breve descrição do edificado (com identificação das soluções construtivas) e caracterização do tipo de zonas, definição das envolventes, obtenção dos coeficientes de transmissão térmica. Estas tarefas serão realizadas com recurso a visitas ao local das edificações e pela consulta e análise dos projetos de execução. Fase III Apresentação de cenários de reabilitação Pesquisa das diversas soluções construtivas aplicadas á envolvente do edificado habitacional de forma a criar vários cenários de reabilitação. Os cenários serão definidos para a envolvente do edifício (fachadas, envidraçados e laje esteira), para sistema de AQS (águas quentes sanitárias) e caso haja necessidade será incorporado sistema de climatização. Também será incluído sistema de energias renováveis, neste caso com recurso aos coletores solares. Fase IV Análise e avaliação do custo/ótimo Nesta fase pretende-se quantificar os cenários definidos anteriormente ao nível da energia (aplicação REH) e ao nível dos custos globais de forma a se obter a solução custo/ótimo. Fase V Avaliação e análise do desempenho ambiental A avaliação do desempenho ambiental servirá para demonstrar os benefícios, em termos ambientais, da solução de reabilitação em comparação com a situação existente. Para o efeito será utilizada a ferramenta informática SimaPro e a base de dados LCI genérica EcoInvent. Fase VI Análise critica Nesta fase será discutido e analisado o cenário de reabilitação selecionado no contexto dos bairros sociais e em particular no bairro em estudo, com foco nas características socioculturais dos ocupantes do edificado, bem como existência de restrições técnicas e económicas. 3

4 Fase VII Redação da dissertação 5.2 Calendarização O plano de trabalhos conducente à Dissertação terá início em Março, apresentando-se de seguida, sob a forma de cronograma dividido em semanas de trabalho, o tempo previsto para a realização de cada uma das fases identificadas na subsecção anterior. Fase I X X X X Tempo (semanas) Fase II X X X Fase III X X X Fase IV X X X X Fase V X X X Fase VI X X X Fase VII X X X X Nota: O cronograma apresentado reflete a disposição temporal das fases e respetivas atividades a desenvolver pelo aluno durante o 2ºsemestre, admitindo que a Dissertação será entregue até meados de Junho e será defendida em Julho. Porém, de acordo com Despacho RT-15/2016, que aprova o calendário escolar para o ano letivo de , a data limite para entrega da Dissertação é dia 31 de Outubro de Referências Bibliográficas [1] Mestre, A., Iten, M., Almeida, M. - Soluções de reabilitação de fachadas como contributo para atingir os nzeb um caso de estudo em Portugal. Universidade do Minho, [2] Instituto Nacional de Estatística & Laboratório Nacional de Engenharia Civil O parque habitacional e a sua reabilitação Análise e evolução Lisboa: Instituto Nacional de Estatística, [3] Publicação integrada na coleção Compreender as políticas da união europeia. União Europeia, [4] Mateus, R. - Avaliação da Sustentabilidade da Construção, Propostas para o desenvolvimento de Edifícios mais Sustentáveis. Universidade do Minho, [5] Decreto-Lei nº118/ Regulamento de Desempenho Energético dos Edifícios de Habitação (REH) [6] Diretiva 2010/31/EU do Parlamento Europeu e do Conselho de 19 Maio de 2010 relativo ao desempenho energético dos edifícios (reformulação). [7] Ferreira, M., Almeida, M., Rodrigues, A - Custo ótimo de Ciclo de Vida na Requalificação Urbana da Urbanização de Vila D Este. Universidade do Minho,

5 [8] ITeCons - Instituto de Investigação e Desenvolvimento Tecnológico para a Construção, Energia, Ambiente e Sustentabilidade Disponível em [9] Ferreira, M., Almeida, M., Rodrigues, A., - Cost optimal and net-zero energy in the renovation of Portuguese residential building stock Rainha Dona Leonor neighbourhood case study, International Journal of Sustainable Building Technology and Urban Development, DOI: / X [10] Macedo, A., Mateus, R., - Avaliação do desempenho ambiental de soluções de reabilitação de fachadas. Universidade do Minho,