Edifícios com Necessidades Quase Nulas de Energia · APROVEITAMENTO DE FONTES DE ENERGIA...

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Edifícios com Necessidades Quase Nulas de Energia. Exigências Regulamentares

nZEB – Nearly Zero Energy Buildings

1Seminário Técnico APCMC | Concreta: Sustentabilidade na Construção e na Reabilitação21 de novembro de 2019 - Exponor

Helena CorvachoFaculdade de Engenharia da Universidade do Porto

nZEB

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Evolução do conceito nZEB

• A Diretiva Europeia 2010/31/EU reformulou a anterior Diretiva de 2002 e introduziu o conceito de “Nearly Zero Energy Buildings”;

• Em Portugal, o DL 118/2013 que transpôs a Diretiva Europeia de 2010 definiu os nZEB como:

Edifícios de Necessidades Quase Nulas de Energia

São edifícios com um elevado desempenho energético e em que a satisfação das necessidades de energia resulte em grande medida de energia proveniente de fontes renováveis, designadamente a produzida no local ou nas proximidades.


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nZEB vs NZEB

nZEB = Nearly Zero Energy Buildings


NZEB = Net Zero Energy Buildings

Exemplos de diferentes abordagens aos NZEB:

• Net Zero Site Energy: edifício que produz no local pelo menos a mesma quantidade de energiarenovável que consome anualmente.

• Net Zero Source Energy: edifício que produz ou compra pelo menos a mesma quantidade deenergia renovável que consome num ano, sendo a energia considerada na origem.

• Net Zero Energy Costs: edifício que realiza o balanço nulo em relação aos custos da energiaexportada e importada, para e da rede.

• Net Zero Emissions: edifício que produz ou compra energia renovável livre de emissões emquantidade suficiente para compensar as emissões de toda energia utilizada pelo edifícioanualmente.

Note-se que nenhum dos conceitos tem uma definição única.

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Definição quantitativa de nZEB - Portaria nº98/2019

NECESSIDADES ENERGÉTICAS

O valor das necessidades nominais anuais de energia útil para aquecimento (Nic) para edifícios de necessidades quase nulas de energia deve ser inferior ou igual a 75 % do seu valor máximo (Ni).

O valor das necessidades energéticas nominais de energia primária (Ntc) para edifícios de necessidades quase nulas de energia deve ser inferior ou igual a 50 % do seu valor máximo (Nt) Classes A e A+


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Definição quantitativa de nZEB - Portaria nº98/2019

APROVEITAMENTO DE FONTES DE ENERGIA RENOVÁVEL

Os sistemas para aproveitamento de fontes de energia renovável dos edifícios de necessidades energéticas quase nulas devem suprir pelo menos 50 % das necessidades anuais de energia primária.


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Aplicação das exigências


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Comparação de diferentes exigências para os nZEB em países do Sul da Europa

ESPANHA (proposta)


Limites aplicáveis a... Tipo de edifícioZona climática de Inverno

A B C D E

Consumo de energia primária não renovável (kWh/m2·ano)

Edifícios novos e ampliações 25 28 32 38 43

Reabilitações e alteração de uso para residencial

50 55 65 70 80

Consumo total de energia primária

(kWh/m2·ano)

Edifícios novos e ampliações 50 56 64 76 86

Reabilitações e alteração de uso para residencial

75 80 90 105 115

Propõe-se também que os sistemas de aproveitamento de energias renováveis cubram pelo menos 50% das necessidades de energia para preparação de AQS.

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Comparação de diferentes exigências para os nZEB em países do Sul da Europa

ITÁLIA

Para além de requisitos específicos relacionados com as suas características os edifícios de necessidades energéticas quase nulas deverão incluir sistemas de aproveitamento de energias renováveis que cubram pelo menos:

• 50% das necessidades de energia para a preparação de AQS;• 50% do somatório das necessidades de energia para AQS,

aquecimento e arrefecimento.


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Implementação do conceito nZEB


Necessidades de energia

Fornecimento de energia

Energia renovável no local

Linha de balanço energético nulo

Estratégias passivas

Eficiência energética dos

sistemas

Valores de referência

nZEB (50% de cobertura das necessidades de energia primária)

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Prioridade às estratégias passivas


Evitar

Proteger

Dissipar

Arrefecer

Minimizar

Conservar

Distribuir

Armazenar

Captar

Inverno Verão

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Estratégias passivas - Inverno


CONSERVARLimitação das perdas de calor

ISOLARCAPTAR E ARMAZENAR

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Estratégias passivas - Verão


PROTEGERDos ganhos solares

FATOR SOLAR(envidraçado + proteção solar)

DISSIPARO excesso de calor

Possibilitar uma VENTILAÇÃO EFICIENTE

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Sistemas ativos e aproveitamento local de energias renováveis

• Solar térmico?• Solar fotovoltaico?• Biomassa?• Bombas de calor?

• Geotermia?• Sistemas eólicos?• Mini-hídricas?


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Exemplo


• T2, finais dos anos 90• Zonas I1, V2• Recuperador de calor com

sistema de distribuição de ar quente

• Caldeira a gás para AQS• Inclusão de painel solar térmico

Sigla Valor Referência

Nic 11,66 16,65

Nvc 7,80 9,13

Qa 1783 1783 Ntc/Nt

Wvm 0,00 0,26

Eren 2705 0

Eren AQS 1437 0 Classe Energética

Eren,ext 0,00

Ntc 13,85 53,61

Energia produzida a partir de fontes renováveis para produção de AQS (kWh/ano)(para efeito de verificação do requisito mínimo)

Energia elétrica necessária ao funcionamento dos ventiladores (kWh/ano)

Necessidades nominais anuais de energia útil para aquecimento (kWh/m2.ano)

A

Balanço energético

Energia útil para preparação de água quente sanitária (kWh/ano)

Energia produzida a partir de fontes renováveis para outros usos (kWh/ano)

Necessidades nominais anuais globais de energia primária (kWhep/m2.ano)

Energia produzida a partir de fontes renováveis para usos regulados (kWh/ano)

Indicadores energéticos

Descrição

Necessidades nominais anuais de energia útil para arrefecimento (kWh/m2.ano)

Nic < 75% Ni

Ntc<50%Nt

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Exemplo

Edifício unifamiliar analisado no âmbito de uma dissertação de Mestrado na FEUP em 2015 (“Estudo de estratégias e tecnologias de climatização para atingir edifícios nZEB”, Filipe Alexandre Oliveira da Cunha, orientado por Armando Oliveira).

Testadas várias medidas passivas e de introdução de sistemas de aproveitamento de energia renovável.

Estudo realizado para o Porto, Faro e Bragança.


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Exemplo – Principais conclusões

• Verifica-se um grande impacto das medidas passivas na redução das necessidades de energia, dada a exposiçao do edifício ao clima exterior.

• No Porto e em Faro, as soluções AP18 (bomba de calor em modo de funcionamento convencional e sistema fotovoltaico de autoconsumo de 750 W) e AP21 (bomba de calor em modo de funcionamento a baixa e alta temperatura e sistema fotovoltaico de autoconsumo de 750 W) podem ser enquadradas como soluções nZEB, ou seja com necessidades de energia quase nulas, com índices de energia primária para o Porto de 2,99 kWhEP/(m2.ano) e 0,94 kWhEP/(m2.ano), respetivamente. Em Faro, esses índices são de 3,21 kWhEP/(m2.ano) e 0,68 kWhEP/(m2.ano), respetivamente.

• Em Bragança, como nZEB temos as soluções AP24 (bomba de calor e sistema fotovoltaico de autoconsumo de 1500 W), AP22 e AP23 (bomba de calor e sistema fotovoltaico de autoconsumo de 1.000 W). Ainda em Bragança, a solução AP13 (caldeira a biomassa para aquecimento ambiente e AQS) enquadra-se também nas necessidades de energia quase nulas.

• No Porto o nível de ótimo de rentabilidade é alcançado com a utilização de bomba de calor e sistema fotovoltaico de 750 W (Ntc = 2,99 kWhEP/(m2.ano)).

• Em Bragança, o nível ótimo de rentabilidade é garantido pela utilização da bomba de calor e sistema fotovoltaico de 1500 W (Ntc = 3,23 kWhEP/(m2.ano)).

• Em Faro, os custos globais são mais reduzidos resultado das menores necessidades energéticas. A solução ótima em termos económicos é a uma solução que se focou apenas na redução das cargas térmicas, com a intervenção na envolvente e ventilação, sem alterar os seus sistemas energéticos e introduzindo um sistema fotovoltaico de 750 W.


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OBRIGADA PELA ATENÇÃO


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