Avaliação do Impacte das Pontes Térmicas no
Desempenho Térmico e Energético de Edifícios
Residenciais Correntes
Jorge Gustavo Marques Alface Pereira Valério
Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em
Engenharia Civil
Júri
Presidente: Prof. Dr. Jorge Manuel Caliço Lopes de Brito
Orientador: Prof. Dr. António Heleno Domingues Moret Rodrigues
Vogais: Prof. Dr. Daniel Aelenei
Setembro, 2007
I
Agradecimentos
Mesmo considerando que esta dissertação é um trabalho de individual, a sua realização não
teria sido possível sem o apoio de várias pessoas. Como tal, gostaria de reiterar os meus mais
sinceros agradecimentos às várias pessoas que contribuíram para a realização desta
dissertação. Entre os quais:
Ao Prof. Moret Rodrigues, Professor Auxiliar do Instituto Superior Técnico, orientador científico
deste trabalho, o apoio técnico que tantas vezes superou o expectável, e que tanto me motivou
nas horas difíceis.
Aos meus colegas e amigos, por todo o apoio dado, pela contribuição directa e indirecta que
tiveram neste trabalho. Em especial aos amigos João Correia e Lilian Lehman pela ajuda
prestada na tradução.
Aos meus pais, pelo apoio incondicional, pela sua protecção, amizade, conforto e incentivo, e
por terem sempre acreditado em mim, mesmo quando eu próprio já não o fazia.
II
Resumo
Este trabalho pretende demonstrar a importância das pontes térmicas nas questões térmicas e
energéticas. Nas sociedades actuais a energia é uma das principais causas de problemas
económicos e ambientais a nível mundial. A fim de promover a redução do seu consumo, é
fundamental empregar princípios sustentabilidade no sector da construção. Os gastos
energéticos que têm lugar nos edifícios representam uma parcela importante dos gastos
energéticos, e só as perdas energéticas por pontes térmicas representam aproximadamente
20% destes, como este trabalho permitiu concluir. Além dos gastos energéticos associados às
pontes térmicas surgem os problemas de salubridade e conforto térmico, também eles de
extrema importância. Para compreender a importância destas recorreu-se a casos de estudo,
representativos da construção corrente para habitação, praticada em Portugal nas últimas três
décadas. Nesta avaliação foram usadas ferramentas de simulação, como o programa BISCO,
que permitiu uma análise das pontes térmicas muito similar à realidade, sem a necessidade de
recorrer a ensaios experimentais. Esta avaliação foi no sentido de tentar compreender a
evolução da importância das pontes térmicas na construção praticada em Portugal ao longo das
últimas três décadas, e o papel da legislação nessa evolução, bem como a sua adequação à
realidade. A avaliação não foi somente focada nas perdas energéticas, abordou outros aspectos
como os problemas térmicos que podem levar à ocorrência de condensações, com o
consequente prejuízo para o conforto, as questões económicas também não foram esquecidas.
Palavras chave: Pontes Térmicas; Energia; Térmica; Construção.
III
Abstract
This work intends to demonstrate the importance of thermal bridges in the thermal and energy
context. Energy is currently one of the main causes of economic and environmental problems
word-wide. It is essential that principles of sustainability be employed in the construction sector,
so ultimately, energy consumption can be reduced. The energy lost in buildings represents an
important fraction of overall energy loss, and the energy loss in thermal bridges alone constitutes
20% of that loss, as this research concluded. Besides the energy loss linked to thermal bridges,
other important concerns include salubrity and thermal comfort. To understand the importance of
these, case studies representative of the construction of housing over the past three decades in
Portugal were studied. For this evaluation simulation tools, such as the BISCO programme, were
used, which allowed for an analysis of thermal bridges close to reality, but without the necessity
of performing actual experiments. The aim of the evaluation was to understand the evolution of
the importance of thermal bridges in construction in Portugal over the past three decades, the
role legislation played in this evolution, as well as its suitability to reality. The evaluation was not
solely focused on energy loss, but included other aspects as well, such as thermal problems,
which can cause condensation and thus jeopardize comfort, and economic issues.
Key words: thermal bridges; energy; thermal; construction.
IV
Índice
Agradecimentos.............................................................................................................................. I
Resumo ......................................................................................................................................... II
Abstract ........................................................................................................................................ III
Índice de Figuras .......................................................................................................................... VI
1 Enquadramento e Motivação da Dissertação ..................................................................... 1
1.1 Enquadramento ................................................................................................... 1
1.2 Objectivos e metodologia .................................................................................... 4
1.3 Organização ........................................................................................................ 5
2 Transferência de calor em edifícios. Pontes térmicas: conceito, importância e método
de cálculo ...................................................................................................................................... 7
2.1 Mecanismos de Transmissão de Calor em Edifícios .......................................... 7
2.2 Conceito de Ponte Térmica ............................................................................... 11
2.3 Importância das pontes térmicas no desempenho dos edifícios: energia e
conforto .............................................................................................................. 14
2.4 Método de Cálculo das Pontes Térmicas. Programa BISCO............................ 16
2.4.1 Análise energética - coeficiente de transmissão térmica linear() ...................... 16
2.4.2 Análise térmica - parâmetros característicos ....................................................... 18
2.4.3 Programa BISCO ................................................................................................. 20
2.5 Metodologia de Cálculo Simplificada das necessidades energéticas de
aquecimento de edifícios (RCCTE) ................................................................... 22
2.5.1 Metodologia Geral ................................................................................................ 22
2.5.2 Tipos de pontes térmicas e formas de contabilização das perdas ...................... 26
V
3 Casos de Estudo ............................................................................................................... 29
3.1 Descrição do fogo tipo em análise .................................................................... 29
3.1.1 Zonamento Climático ........................................................................................... 32
3.1.2 Soluções construtivas actuais .............................................................................. 32
3.1.3 Soluções construtivas década de 90 ................................................................... 38
3.1.4 Soluções construtivas década de 80 ................................................................... 44
3.2 Quantificação das trocas energéticas ............................................................... 49
3.3 Discussão dos resultados .................................................................................. 54
4 Conclusões e propostas de estudos futuros ..................................................................... 60
Referências Bibliográficas ........................................................................................................... 62
Anexos ...................................................................................................................................... A - 0
Anexo I: Tabelas de Cálculo do RCCTE: Caso de estudo da década Actual (c/ Pontes
Térmicas) .................................................................................................................................. A - 1
Anexo II: Tabelas de Cálculo do RCCTE: Caso de estudo da década Actual (s/ Pontes
Térmicas) ................................................................................................................................ A - 10
Anexo III: Tabelas de Cálculo do RCCTE: Caso de estudo da década de 90 (c/ Pontes
Térmicas) ................................................................................................................................ A - 13
Anexo IV: Tabelas de Cálculo do RCCTE: Caso de estudo da década de 90 (s/ Pontes
Térmicas) ................................................................................................................................ A - 16
Anexo V: Tabelas de Cálculo do RCCTE: Caso de estudo da década de 80 (c/ Pontes
Térmicas) ................................................................................................................................ A - 19
Anexo VI: Tabelas de Cálculo do RCCTE: Caso de estudo da década de 80 (s/ Pontes
Térmicas) ................................................................................................................................ A - 22
VI
Índice de Figuras
FIGURA 1 – EFEITO DAS ALTERAÇÕES CLIMÁTICAS NOS GLACIARES, OCORRIDAS AO
LONGO DO ÚLTIMO SÉCULO [1] ........................................................................................... 1
FIGURA 2 - CONSUMO DE ENERGIA FINAL PER CAPITA [TEP/PESSOA] ................................ 2
FIGURA 3 - CONSUMO DE ENERGIA POR SECTOR EM PORTUGAL ....................................... 2
FIGURA 4 - DISTRIBUIÇÃO DOS CONSUMOS ENERGÉTICOS NO SECTOR DOS EDIFÍCIOS
EM PORTUGAL EM 1998 ......................................................................................................... 3
FIGURA 5 – MECANISMOS DE TRANSMISSÃO DE CALOR EM EDIFÍCIOS .............................. 7
FIGURA 6 – PONTE TÉRMICA DEVIDO À TRANSIÇÃO ENTRE DIFERENTES MATERIAIS
(PILAR DE BETÃO) ................................................................................................................ 11
FIGURA 7 – PONTE TÉRMICA DEVIDO A ALTERAÇÕES DE ESPESSURA ............................ 11
FIGURA 8 – PONTE TÉRMICA NUM CUNHAL ............................................................................ 12
FIGURA 9 – PONTE TÉRMICA DEVIDO À LIGAÇÃO DA LAJE COM A FACHADA ................... 12
FIGURA 10 – PONTE TÉRMICA DEVIDO A UM PILAR NUM CUNHAL ...................................... 13
FIGURA 11 – PONTE TÉRMICA DEVIDO À LIGAÇÃO DE PAREDES ....................................... 13
FIGURA 12 – PONTE TÉRMICA EXISTENTE NA OMBREIRA DUMA PORTA OU JANELA ..... 13
FIGURA 13 – ISOLAMENTO TÉRMICO COLOCADO PELO EXTERIOR ................................... 13
FIGURA 14 – CORRECÇÃO DE UMA PONTE TÉRMICA NA ZONA DE UM PILAR E VIGA COM
RECURSO A POLIESTIRENO EXTRUDIDO ......................................................................... 14
FIGURA 15 – TERMOGRAFIA DE UMA FACHADA, ONDE SÃO VISÍVEIS AS ZONAS DE
PONTES TÉRMICAS .............................................................................................................. 15
FIGURA 16 – APARECIMENTO DE BOLORES PROVOCADOS POR CONDENSAÇÕES NA
ZONA DE PONTE TÉRMICA DA OMBREIRA DA JANELA E CAIXA DE ESTORE ............. 15
FIGURA 17 – DISTRIBUIÇÃO DE TEMPERATURAS NUMA ZONA DE PONTE TÉRMICA
(PILAR NUM CUNHAL), NUMA PAREDE COM ISOLAMENTO NA CAIXA DE AR .............. 15
FIGURA 18 – LINHAS ISOTÉRMICAS E LINHAS DE FLUXO DE CALOR NUMA ZONA DE
PONTE TÉRMICA (PILAR NUM CUNHAL) ............................................................................ 15
FIGURA 19 – CORTE POR UM PLANO XY .................................................................................. 17
FIGURA 20 – PORMENOR TRIDIMENSIONAL DE UMA PONTE TÉRMICA EM ZONA DE
CUNHAL.................................................................................................................................. 17
FIGURA 21 – VARIAÇÃO DA TEMPERATURA NO PARAMENTO INTERIOR DUMA PAREDE.
................................................................................................................................................ 18
FIGURA 22 – ECRÃ DO PROGRAMA BISCO ONDE É EFECTUADA A ABERTURA DO
FICHEIRO DO PORMENOR CONSTRUTIVO ....................................................................... 20
FIGURA 23 – ECRÃ ONDE É FEITA A INTRODUÇÃO DAS CARACTERÍSTICAS DOS
DIVERSOS MATERIAIS E DAS CONDIÇÕES DE FRONTEIRA EXTERIOR E INTERIOR . 21
FIGURA 24 – TRIANGULAÇÃO E DISTRIBUIÇÃO DE TEMPERATURAS NO PORMENOR
CONSTRUTIVO ...................................................................................................................... 21
VII
FIGURA 25 – RESULTADOS DO FLUXO DE CALOR QUE ATRAVESSA O PORMENOR E
RESPECTIVAS TEMPERATURAS MÍNIMAS E MÁXIMAS EM CADA MATERIAL .............. 22
FIGURA 26 – ALÇADO PRINCIPAL .............................................................................................. 29
FIGURA 27 – ALÇADO POSTERIOR ............................................................................................ 30
FIGURA 28 – PLANTA DO 2º PISO E IDENTIFICAÇÃO DO FOGO ANALISADO ...................... 31
FIGURA 29 - PORMENOR DA PAREDE EXTERIOR ................................................................... 34
FIGURA 30 - PORMENOR DE UMA VIGA, NA LIGAÇÃO DO PAVIMENTO COM A FACHADA
................................................................................................................................................ 34
FIGURA 31 – DISTRIBUIÇÃO DE TEMPERATURAS DE UMA VIGA, NA ZONA DA LIGAÇÃO
DA FACHADA COM OS PAVIMENTOS ................................................................................. 35
FIGURA 32 – LINHAS ISOTÉRMICAS E DE FLUXO NA ZONA DA VIGA................................... 35
FIGURA 33 - PORMENOR DA CAIXA DE ESTORE..................................................................... 35
FIGURA 34 – DISTRIBUIÇÃO DE TEMPERATURAS DE UM ...................................................... 36
FIGURA 35 – LINHAS ISOTÉRMICAS E DE FLUXO NA ZONA DO CUNHAL ............................ 36
FIGURA 36 - PORMENOR DA PAREDE DE SEPARAÇÃO PARA LNA ...................................... 37
FIGURA 37 - PORMENOR DA PAREDE DA CAIXA DE ELEVADORES ..................................... 37
FIGURA 38 - PORMENOR DO PILAR INSERIDO NUMA PAREDE DE SEPARAÇÃO PARA UM
LNA ......................................................................................................................................... 38
FIGURA 39 - PORMENOR DA VIGA INSERIDA NUMA PAREDE DE SEPARAÇÃO PARA UM
LNA ......................................................................................................................................... 38
FIGURA 40 - PORMENOR DA PAREDE EXTERIOR ................................................................... 39
FIGURA 41 - PORMENOR DE UMA VIGA, NA LIGAÇÃO DO PAVIMENTO COM A FACHADA
................................................................................................................................................ 40
FIGURA 42 – DISTRIBUIÇÃO DE TEMPERATURAS DE UMA VIGA, NA ZONA DA LIGAÇÃO
DA FACHADA COM OS PAVIMENTOS ................................................................................. 40
FIGURA 43 – LINHAS ISOTÉRMICAS E DE FLUXO NA ZONA DA VIGA................................... 40
FIGURA 44 – DISTRIBUIÇÃO DE TEMPERATURAS DE UM CUNHAL LOCALIZADO NUMA
PAREDE EXTERIOR .............................................................................................................. 41
FIGURA 45 – LINHAS ISOTÉRMICAS E DE FLUXO NA ZONA DO CUNHAL ............................ 41
FIGURA 46 - PORMENOR DA CAIXA DE ESTORE..................................................................... 42
FIGURA 47 - PORMENOR DA PAREDE DE SEPARAÇÃO PARA LNA ...................................... 42
FIGURA 48 - PORMENOR DA PAREDE DA CAIXA DE ELEVADORES ..................................... 43
FIGURA 49 - PORMENOR DO PILAR INSERIDO NUMA PAREDE DE SEPARAÇÃO PARA UM
LNA ......................................................................................................................................... 43
FIGURA 50 - PORMENOR DA VIGA INSERIDA NUMA PAREDE DE SEPARAÇÃO PARA UM
LNA ......................................................................................................................................... 43
FIGURA 51 - PORMENOR DA PAREDE EXTERIOR ................................................................... 44
FIGURA 52 - PORMENOR DE UMA VIGA, NA LIGAÇÃO DO PAVIMENTO COM A FACHADA
................................................................................................................................................ 45
VIII
FIGURA 53 – DISTRIBUIÇÃO DE TEMPERATURAS DE UMA VIGA, NA ZONA DA LIGAÇÃO
DA FACHADA COM OS PAVIMENTOS ................................................................................. 45
FIGURA 54 – LINHAS ISOTÉRMICAS E DE FLUXO NA ZONA DA VIGA................................... 45
FIGURA 55 – DISTRIBUIÇÃO DE TEMPERATURAS DE UM CUNHAL LOCALIZADO NUMA
PAREDE EXTERIOR .............................................................................................................. 46
FIGURA 56 – LINHAS ISOTÉRMICAS E DE FLUXO NA ZONA DO CUNHAL ............................ 46
FIGURA 57 - PORMENOR DA CAIXA DE ESTORE..................................................................... 47
FIGURA 58 - PORMENOR DA PAREDE DE SEPARAÇÃO PARA LNA ...................................... 47
FIGURA 59 - PORMENOR DA PAREDE DA CAIXA DE ELEVADORES ..................................... 48
FIGURA 60 - PORMENOR DO PILAR INSERIDO NUMA PAREDE DE SEPARAÇÃO PARA UM
LNA ......................................................................................................................................... 48
FIGURA 61 - PORMENOR DA VIGA INSERIDA NUMA PAREDE DE SEPARAÇÃO PARA UM
LNA ......................................................................................................................................... 48
FIGURA 62 – PERDAS TÉRMICAS GLOBAIS (PTG) [KWH/M2.ANO] ......................................... 54
FIGURA 63 – NECESSIDADE DE ENERGIA ÚTIL DE AQUECIMENTO (NAQ) [KWH/M2.ANO] 54
FIGURA 64 – PERDAS TÉRMICAS POR PONTES TÉRMICAS PLANAS E LINEARES
[KWH/M2.ANO] ........................................................................................................................ 55
FIGURA 65 – PESO DAS PONTES TÉRMICAS PLANAS NAS PERDAS TÉRMICAS GLOBAIS
(PTG) ....................................................................................................................................... 56
FIGURA 66 – PESO DAS PONTES TÉRMICAS LINEARES NAS PERDAS TÉRMICAS
GLOBAIS (PTG) ...................................................................................................................... 56
FIGURA 67 – PESO DAS PONTES TÉRMICAS NAS PERDAS TÉRMICAS GLOBAIS (PTG) ... 56
FIGURA 68 – PESO DAS PONTES TÉRMICAS PLANAS NAS NECESSIDADES DE
AQUECIMENTO (NAQ) .......................................................................................................... 56
FIGURA 69 – PESO DAS PONTES TÉRMICAS LINEARES NAS NECESSIDADES DE
AQUECIMENTO (NAQ) .......................................................................................................... 57
FIGURA 70 – PESO DAS PONTES TÉRMICAS NAS NECESSIDADES DE AQUECIMENTO
(NAQ) ...................................................................................................................................... 57
FIGURA 71 – RELAÇÃO ENTRE PONTES TÉRMICAS PLANAS E PONTES TÉRMICAS
LINEARES............................................................................................................................... 57
FIGURA 72 – RELAÇÃO ENTRE AS PERDAS POR PT PLANAS DE 80, 90 E AS ACTUAIS .... 58
FIGURA 73 – RELAÇÃO ENTRE AS PERDAS POR PT LINEARES DE 80, 90 E AS ACTUAIS 58
FIGURA 74 – RELAÇÃO ENTRE AS PERDAS POR PT DE 80, 90 E AS ACTUAIS ................... 58
FIGURA 75 – RELAÇÃO ENTRE AS PERDAS POR PT LINEARES ACTUAIS/90 E 90/80 ........ 58
FIGURA 76 – FACTOR DE CONCENTRAÇÃO DE PERDAS (FC) ............................................... 58
FIGURA 77 – GASTOS ENERGÉTICOS DEVIDO ÀS PERDAS POR PONTES TÉRMICAS NUM
FOGO DE TIPOLOGIA T2 COM 82M2 ................................................................................... 59
1
1 Enquadramento e Motivação da Dissertação
1.1 Enquadramento
Actualmente poucas dúvidas restam de que a Terra sofre um aquecimento global não natural,
provocado pela emissão crescente de gases de efeito de estufa, principalmente dióxido de
carbono, libertado sobretudo na queima de combustíveis fósseis, e com graves consequências
para a vida no planeta. Esse aquecimento não é igual em todo o planeta, como o comprova a
subida da temperatura média no Árctico, que é cerca de duas vezes maior do que no resto do
mundo [1]. Esta evidência tem, como se percebe, consequências a nível global, uma vez que
estas alterações de clima que têm vindo a ocorrer no Árctico - Figura 1 - se podem reflectir
catastroficamente sobre o resto do planeta. Hoje é ponto assente que o derreter dos gelos tem
como principal impacte o aumento do nível médio das águas do mar, podendo ser responsável
pelo desaparecimento de inúmeras ilhas e até de países, como por exemplo a Holanda. A
questão é muito complexa e os factores intervenientes variados, mas ainda assim é possível
retirar algumas conclusões e prever tendências futuras, sempre baseadas obviamente em
evidências científicas.
Figura 1 – Efeito das alterações climáticas nos glaciares, ocorridas ao longo do último século [1]
O sector energético é o principal emissor dos três mais importantes gases de efeito de estufa,
que são o dióxido de carbono (CO2), o metano (CH4) e o óxido nitroso (N2O). A combustão de
combustíveis fósseis e, em menor escala, a sua produção e transformação, contribuem com 80%
das emissões humanas de dióxido de carbono, 2,7% de metano e 1,1% de emissões de óxido
nitroso em países da OCDE, prevendo-se um crescimento de 60% nas emissões de CO2 até
2020. Prevê-se ainda que as emissões de dióxido de carbono em países da OCDE, que são
actualmente responsáveis por metade das emissões totais mundiais, cresçam cerca de 25% em
2020, enquanto que os países em desenvolvimento contribuirão com 50% das emissões totais
mundiais de dióxido de carbono advindas de processos energéticos, comparativamente aos 39%
actuais. O rápido desenvolvimento que se assiste actualmente destes países, como é o caso da
China e da Índia, deverá levar a uma duplicação dos seus valores de emissões de gases de
efeito de estufa até 2020. Este crescimento imparável das emissões decorrente do
desenvolvimento económico poderá ser combatido, por um lado, com uma utilização mais
2
intensiva de energias renováveis, e por outro, através de um aumento de eficiência dos
processos de produção e distribuição da energia. De facto, maior eficiência conduz a um menor
consumo energético para um mesmo resultado.
Relativamente ao consumo energético [2], este não está distribuído de forma equitativa,
apresentando as nações mais desenvolvidas consumos per capita muito mais elevados do que a
média mundial. Por exemplo, a América do Norte, em 2004, teve um consumo de energia final
per capita de 7,96 tep/pessoa, enquanto que a média mundial estava nos 1,77 tep/pessoa
(Tabela 1 e Figura 2). Se considerarmos a soma do consumo de energia final na América do
Norte e União Europeia, é possível verificar que 40% do consumo de energia final está
distribuído por 12,9% da população mundial.
Tabela 1 – Consumo de energia final em 2004
(fonte: [2] IEA Energy Statistics) Figura 2 - Consumo de Energia Final per
capita [tep/pessoa]
Em relação ao consumo energético por sector, em Portugal (Figura 3) os sectores com maior
peso são: transportes 36,4%, indústria 29%, doméstico 16,1% e serviços 12,3%. De todos estes
sectores, apenas a indústria e o doméstico utilizam fontes de energia renováveis. No sector da
indústria as fontes renováveis cobrem 9,9% do total utilizado, enquanto que no sector doméstico
estas cobrem 37,5% do total.
Figura 3 - Consumo de energia por sector em Portugal
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Portugal União Europeia
América do Norte
Mundial
2,2%
29,0%
4,0%
36,4%
16,1%
12,3%
0%
5%
10%
15%
20%
25%
30%
35%
40%
Agricultura e Pescas
Indústria Construção e Obras Públicas
Transportes Sector Doméstico
Serviços
Consumo de Energia Final
[Mtep]
Consumo de Energia Final
per capita [tep/pessoa]
Portugal 26,55 2,52
União Europeia 1757,25 3,82
América do Norte 2594,94 7,96
Mundial 11223,28 1,77
3
O consumo energético é dos maiores problemas da actualidade, porque conduz a um
esgotamento acelerado das reservas de combustíveis fósseis, que são a base do modelo de
desenvolvimento actual, e também porque a queima destes combustíveis fósseis causa grandes
impactes ambientais.
Os edifícios são responsáveis por uma parte significativa do consumo energético mundial. Na
União Europeia o consumo energético dos edifícios representa aproximadamente 41% da
energia total usada nos seus países membros. Nos edifícios destinados à habitação, a parcela
de maior relevância do consumo de energia cabe aos gastos com a climatização (aquecimento,
arrefecimento) e AQS (águas quentes sanitárias), representando aproximadamente 60% dos
gastos totais duma habitação. Os restantes 40% dividem-se por actividades como a iluminação,
5%, a confecção de alimentos, 6%, a conservação de alimentos (frigoríficos), 13%, e pelos
restantes electrodomésticos, 16%.
Em Portugal, o sector dos edifícios representa 3,3 milhões de fogos (em 2002), com a
construção de 200 000 novos fogos apenas entre 2000 e 2002. O peso deste sector no consumo
de energia final é de 28,4% (16,1% doméstico, 12,3% serviços), o que corresponde a um
consumo de 5,4 Mtep. Como tal, este é um sector com grande peso a nível energético, pelo que
a sua consideração é fundamental em qualquer estratégia de poupança e racionalização dos
consumos. Entre 1998 e 2003, a evolução do sector não foi encorajadora em termos
energéticos, pois os consumos passaram da ordem dos 3,5 Mtep em 1998, para os 5,4 Mtep em
2003. O peso deste sector no consumo final aumentou de 21% em 1998, para 28,4% em 2003.
A distribuição do consumo energético no sector dos edifícios em 1998 era de 50% para águas
quentes sanitárias e cozinhas, 25% para aquecimento e arrefecimento e 25% para iluminação e
equipamentos (Figura 4), mas a tendência é para que o aquecimento e arrefecimento aumentem
o seu peso, devido ao aumento das exigências de conforto e às alterações climáticas.
Figura 4 - Distribuição dos consumos energéticos no sector dos edifícios em Portugal em 1998
Aquecimento e Arrefeciemento;
25%
Iluminação e Equipamentos;
25%
Águas Quentes Sanitárias; 50%
4
Todos estes consumos de energia têm potencial para serem reduzidos: o aquecimento de águas
sanitárias pode ser obtido com recurso a painéis solares e a iluminação e climatização podem
ser melhor geridas com a aplicação de normas e princípios que promovam a utilização racional
de energia.
O sector dos edifícios apresenta, pois, um grande potencial de poupança energética e muito
pode ainda ser feito a este nível. Sendo a energia um bem escasso, há que usar bem os
recursos disponíveis, evitando desperdiçá-los de forma irracional. O uso racional da energia
deve passar por todas as áreas, mas é onde os gastos são maiores que se torna mais vantajoso
intervir. Neste sentido, têm sido tomadas muitas medidas nos últimos anos relativamente aos
consumos energéticos para climatização dos edifícios. No caso português, a legislação tem dado
bastante importância aos consumos energéticos decorrentes do aquecimento/arrefecimento dos
edifícios e, de forma a racionalizar estes consumos, tem-se assistido à aprovação de
regulamentos relativos ao comportamento térmico/energético dos edifícios cada vez mais
restritivos. Recentemente, aponta-se a aprovação do Regulamento das Características de
Comportamento Térmico dos Edifícios (RCCTE) [3], do Regulamento dos Sistemas Energéticos
de Climatização dos Edifícios (RSECE) [4] e a implementação do Sistema de Certificação
Energética dos Edifícios.
Uma vez que existe uma relação directa entre o consumo energético para climatização e o
isolamento térmico da envolvente, os regulamentos dão especial importância a este aspecto,
como forma de economizar e fazer um uso mais racional da energia. Dado que a envolvente não
é uniforme em termos características térmicas, nomeadamente no que toca às taxas de
transferência de calor, a quantificação e a forma de realização do isolamento térmico não se
deve apenas centrar nas zonas correntes dos elementos, mas deve também atender a todas as
zonas particulares da construção onde, por razões que adiante serão explicadas, se prevêem
maiores taxas de transferência de calor. Estas zonas tomam a designação de pontes térmicas e,
para além do peso que podem representar nas trocas de calor através da envolvente, e portanto
dos gastos energéticos associados, têm também um impacte importante em áreas como o
conforto, salubridade e patologias da construção, pela assimetria de temperaturas e fenómenos
de condensação a que correntemente dão lugar. É sobre este tema das pontes térmicas que se
debruça o presente trabalho, segundo os objectivos que se desenvolvem no ponto seguinte.
1.2 Objectivos e metodologia
Com este trabalho pretende-se avaliar a importância das pontes térmicas para a performance
térmica de edifícios correntes de habitação e a sua contribuição para os gastos energéticos dos
mesmos. O estudo será conduzido no sentido de perceber a evolução do impacte das pontes
térmicas neste tipo de edifícios e as formas encontradas pela regulamentação térmica para
minimizar os seus efeitos.
5
Para a concretização dos objectivos enunciados será seleccionado um fogo de habitação
corrente, de tipologia T2, sobre o qual irão incidir os estudos propostos. De forma a compreender
como o impacte das pontes térmicas nos edifícios tem vindo a evoluir ao longo dos tempos, as
análises serão efectuadas para diferentes soluções construtivas do fogo, as quais pretendem ser
representativas dos diversos tipos de construção praticados em Portugal ao longo das últimas
décadas.
Para cada uma dessas soluções, procurar-se-á avaliar a distribuição superficial de temperaturas
em zonas de pontes térmicas típicas, recorrendo a índices específicos de natureza adimensional.
Este estudo permitirá concluir sobre a melhoria das condições de salubridade do ambiente
interior dos edifícios introduzida pela regulamentação térmica, nomeadamente no que toca à
probabilidade de ocorrência de condensações superficiais. Para o cálculo da distribuição de
temperaturas, foi utilizado o programa de simulação Bisco, que é uma ferramenta numérica que
utiliza o método dos elementos finitos e que permite efectuar uma modelação fina das pontes
térmicas.
A importância das pontes térmicas em termos energéticos será também avaliada para cada uma
das soluções construtivas seleccionadas. Para tal serão estimados os consumos energéticos de
climatização do fogo com aquelas soluções nas hipóteses de serem consideradas ou não as
pontes térmicas. Desta forma é possível avaliar o peso relativo das pontes térmicas no consumo
global do fogo e retirar conclusões sobre a sua importância actual e no passado. Para a
estimação das necessidades energéticas do fogo será utilizada a metodologia proposta pela
mais recente regulamentação térmica, onde o cálculo das pontes térmicas é objecto de maior
detalhe comparativamente à regulamentação anterior. Em situações de pontes térmicas não
contempladas pela regulamentação, para proceder à sua caracterização, será de novo utilizado
o programa Bisco já referido. Este programa, pela maior precisão de cálculo conseguida,
permitirá também formar um juízo sustentado sobre a adequação dos valores adoptados pela
regulamentação para caracterizar pontes térmicas típicas.
1.3 Organização
A dissertação é iniciada, no primeiro capítulo, com a apresentação da sua motivação e
respectivo enquadramento, apresentando de uma forma breve o novo paradigma energético e o
papel que nele desempenha o sector da construção – em particular o das edifícios –; assim
como a referência aos objectivos e organização do trabalho proposto.
No segundo capítulo, antes de introduzir o tema das pontes térmicas, são apresentados, em
primeiro lugar, alguns conceitos base sobre os fenómenos de transferência de calor em edifícios.
Uma vez apresentados esses fenómenos, segue-se a definição do conceito de ponte térmica, a
6
explicação do processo de transferência de calor que lhe é característico, e a apresentação de
alguns exemplos deste tipo de heterogeneidades que ocorrem nos edifícios. Neste contexto, é
também descrita a importância das pontes térmicas nos edifícios em termos energéticos e de
conforto. Seguidamente descreve-se o método de cálculo das pontes térmicas, e a sua
contabilização através do programa de simulação Bisco. O assunto subsequente foi o cálculo
das necessidades energéticas de aquecimento dos edifícios, sendo descrita a metodologia
usada pelo RCCTE (Anexo I a VI) e a forma como este define e avalia a contribuição dos
diversos tipos de pontes térmicas.
Posteriormente, no terceiro capítulo, são apresentados os casos de estudo e é feita a
contabilização das perdas associadas às pontes térmicas. Os casos de estudo pretendem ser
representativos do parque habitacional corrente existente em Portugal, nas últimas décadas.
Para tal teve-se em consideração a evolução cronológica das diversas soluções construtivas
utilizadas na actualidade, na década de 90 e na década de 80.
Por último, no quarto capítulo, são analisados os resultados obtidos para os casos de estudo.
Desta análise pretende-se concluir sobre a importância global das pontes térmicas nos edifícios
(residenciais), em termos energéticos e de conforto, sobre a sua evolução ao longo das últimas
décadas e sobre o papel da legislação (RCCTE) neste domínio.
7
2 Transferência de calor em edifícios. Pontes térmicas: conceito, importância e método de cálculo
2.1 Mecanismos de Transmissão de Calor em Edifícios
Os edifícios devem assegurar no seu interior um ambiente com condições mínimas de conforto e
habitabilidade. Para tal, filtram a passagem de luz, ar, ruído e energia através da sua envolvente,
criando, entre os ambientes interior e exterior, um contraste que possibilita a satisfação das
condições referidas. Em todos estes processos, das naturezas mais diversas (luz, som, calor), a
envolvente do edifício, ou seja, o conjunto de todos os elementos que separam o interior do
exterior - paredes, coberturas, pavimentos, elementos de portas e janelas, etc. - desempenha um
papel fundamental.
No caso do conforto térmico, a avaliação da quantidade de energia necessária à sua promoção
exige a contabilização de todas as trocas de calor através da envolvente e uma interpretação
correcta da forma como o edifício reage dinamicamente a estes fenómenos. No que se segue
apresenta-se de uma forma muito resumida os principais mecanismos de transmissão do calor
em edifícios e o papel das pontes térmicas nestes processos.
A transmissão do calor entre dois pontos ocorre sempre que se estabelece uma diferença de
temperatura entre eles, desenvolvendo-se o fluxo de calor na direcção das temperaturas
decrescentes. Estas são leis básicas da termodinâmica que é fundamental ter presente.
A transmissão do calor a partir da envolvente pode ocorrer segundo três mecanismos distintos:
condução, convecção e radiação (Figura 5).
Figura 5 – Mecanismos de transmissão de calor em edifícios
A condução é um mecanismo de transmissão de calor que assenta na transferência de energia
cinética a nível molecular em sólidos, líquidos e gases. Nos líquidos e sólidos não condutores
8
eléctricos, a condução térmica dá-se devido às oscilações longitudinais da estrutura molecular.
Em metais, a condução do calor é semelhante à condução eléctrica, ou seja, está associada ao
movimento de electrões livres. Por último, nos gases, a condução processa-se por via da colisão
elástica entre moléculas. A transmissão do calor por condução através da envolvente dos
edifícios depende da condutibilidade dos materiais () e da espessura dos elementos que a
compõem (e) (para além, naturalmente, da diferença de temperatura entre as fronteiras dos
elementos). O parâmetro característico da condução, associado a um elemento de construção,
designa-se por condutância térmica desse elemento (K) e relaciona-se com as grandezas atrás
referidas através de:
K = e W/m2 .℃ (1)
vindo o fluxo de calor (em regime permanente) dado por
Q = K. A 1 − 2 [W] (2)
em que A é a área do elemento e 1 e 2 são as temperaturas das suas faces.
A convecção é um mecanismo de transmissão de calor que está associado ao movimento dos
fluidos, quer líquidos quer gasosos. Nos edifícios correntes o fluido em causa é normalmente o
ar e é a partir deste que ocorrem as trocas por convecção, que se podem subdividir em dois
tipos: convecção ar-sólido, entre as faces dos elementos e o ambiente com que contactam (seja
ele o exterior ou o interior); e convecção ar-ar, entre massas de ar a diferentes temperaturas.
Pertencem a esta última categoria as trocas de calor associadas à ventilação dos espaços. De
uma forma geral, a transmissão de calor por convecção depende da velocidade do fluído e do
regime de escoamento: laminar ou turbulento (para além, mais uma vez, da diferença de
temperatura, neste caso entre o fluído e as superfícies de contacto ou entre pontos do fluído). A
convecção pode também ser natural, quando gerada internamente devido à não homogeneidade
da densidade por diferenças de temperatura, como acontece com o fumo quente de um cigarro,
ou ser forçada, quando o fluxo é produzido por fontes externas, de que é exemplo um ventilo-
convector. No caso da convecção ar-sólido, as trocas de calor são normalmente traduzidas por
coeficientes adequados, normalmente tabelados para as situações correntes - designados por
condutâncias térmicas superficiais (hc) - que multiplicam a área do sólido(s) e diferença de
temperatura entre este e o fluído (f) para obter o fluxo de calor:
Q = hcAs(f − s ) [W] (3)
No caso da convecção ar-ar, as trocas de calor dependem da taxa de ventilação do local (Rph),
do seu volume e da diferença de temperatura entre os ambientes que são postos em contacto
(interior e exterior). Utilizando estas grandezas, a expressão tradutora do fluxo de calor pode
escrever-se:
Q = ρ cp Rph V i − e [W] (4)
9
em que e cp são, respectivamente, a massa específica e calor específico do ar.
Apesar da ventilação ser um processo favorável do ponto de vista da qualidade do ar, do ponto
de vista térmico acarreta perdas ou ganhos de calor que podem ter implicações directas nas
condições de conforto, sendo, nesta perspectiva, um processo a controlar. Daí que os valores
recomendados para as taxas de renovação do ar em edifícios decorram de uma solução de
compromisso entre as exigências de higiene do ar e as exigências de conforto térmico, ou seja,
não constituirão os valores óptimos para essas exigências quando consideradas individualmente.
O terceiro e último fenómeno de transmissão do calor, a radiação térmica, é um processo que
apresenta características muito particulares que o distinguem dos anteriores: ao contrário destes,
não necessita de nenhum suporte físico para se processar. Trata-se de um fenómeno
electromagnético, de natureza ondulatória, que ocorre sempre que entre duas superfícies se
estabelece uma diferença de temperatura, independentemente do meio que as separa. A
radiação é um fenómeno que ocorre, pois, no vácuo. Regressando ao edifício, todas as
superfícies dos elementos emitem e também recebem radiação térmica de outras superfícies
que estão no seu campo visual. Este tipo de radiação, associada a temperaturas baixas (no
sentido em que estão longe das que provocam a incandescência dos corpos), ocorre numa
gama de comprimentos de onda mais elevada do espectro electromagnético do que a radiação
emitida pelo sol. Por esse motivo, é conhecida por radiação de onda longa. A radiação deste tipo
que chega a uma superfície é em parte absorvida, e a restante parte reflectida. Se hr tiver o
significado de uma condutância térmica superficial, neste caso por radiação, as trocas de calor
entre duas superfícies, 1 e 2, podem ser expressas através de:
Q = hr2−1 A1(2 − 1) [W] (5)
Do ponto de vista teórico, para além das parcelas absorvida e reflectida da radiação incidente
numa superfície, haveria ainda a considerar a possibilidade de uma parcela transmitida. Se no
caso de uma superfície opaca, se compreende que essa parcela não exista, tal não é evidente
para as superfícies envidraçadas. No entanto, o mesmo acontece para estas superfícies e isso
deve-se ao comprimento de onda da radiação. Apesar da sua transparência visual, as
superfícies envidraçadas são opacas à radiação de onda longa, ou seja, não se deixam
atravessar por este tipo de radiação. Isto porque o coeficiente de transmissão da superfície
associado à radiação de onda longa é praticamente nulo. Ao contrário, radiação de curto
comprimento de onda, como é o caso da radiação solar, ao incidir sobre uma superfície
envidraçada, para além de ser absorvida e reflectida em parte, como sucede com uma superfície
opaca, uma importante parcela é transmitida para o interior do edifício, a qual, como se
compreende, pode desempenhar um papel de grande importância no comportamento térmico
deste. A entrada desta radiação no edifício, ou mais concretamente nos seus compartimentos,
não vai ter um efeito instantâneo na temperatura do ar, pois é primeiramente absorvida pelos
10
paramentos interiores. Só depois de ser transformada em energia calorífica e modificar a
temperatura das superfícies, é que a parcela transmitida da radiação solar é trocada por
convecção com o ar interior e por radiação de onda longa com as diversas superfícies. Daqui
decorre que o efeito da radiação solar (ou mais globalmente, da acção conjunta temperatura
exterior-radiação solar) na evolução da temperatura interior dos edifícios não é instantâneo, mas
caracterizado por um dado desfasamento temporal, que depende da maior ou menor capacidade
de armazenamento de calor do edifício. A esta capacidade de desfasamento da onda de calor,
que está directamente relacionada com a massa que o edifício expõe (não coberta por
isolamento térmico) ao fluxo de calor (quanto maior for esta massa, maior a capacidade de
armazenamento e portanto maior o desfasamento temporal referido), designa-se por inércia
térmica e, a par do nível de isolamento térmico da envolvente, é um parâmetro fundamental que
condiciona o comportamento térmico do edifício e do qual se pode tirar partido para racionalizar
o consumo de energia para conforto térmico: a inércia térmica permite amortecer as variações de
temperatura, mantendo a temperatura mais estável e portanto mais longe de valores extremos
causadores de desconforto.
A regulamentação térmica faz depender a inércia térmica duma construção do valor da sua
massa útil, tal como será apresentado mais adiante, em capítulo próprio. Relativamente ao nível
de trocas de calor através dos elementos da envolvente, em que estão em jogo os fenómenos de
condução, convecção ar-sólido e radiação de onda longa, a regulamentação recorre a um
parâmetro característico, que liga directamente as temperaturas do ar interior e exterior,
designado por coeficiente de transmissão térmica (U), e definido a partir das condutâncias
associadas àqueles fenómenos através da relação:
U = 1hi + 1
K + 1he W/m2 .℃ (6)
em que hi e he são, respectivamente, as condutâncias térmicas superficiais interior (relativa ao
lado interior do elemento) e exterior (relativa ao lado exterior do elemento), que agrupam o efeito
dos fenómenos de convecção e radiação (h hc + hr).
Utilizando este coeficiente, o fluxo de calor através de um elemento escreve-se, simplesmente,
Q = U A (i − e) [W] (7)
Esta expressão é utilizável para contabilizar as trocas de calor em zonas correntes de elementos
de construção, onde é possível admitir a unidireccionalidade do fluxo de calor - que nesta
hipótese toma a direcção perpendicular ao elemento. No entanto, é fácil reconhecer que numa
envolvente de um edifício existem inúmeras heterogeneidades, dos mais variados tipos -
geometria, propriedades dos materiais -, que afectam a direcção do fluxo e promovem o seu
desenvolvimento em mais do que uma direcção (3 dimensões, no caso mais geral). Essas
11
heterogeneidades constituem as designadas pontes térmicas, cujo conceito e importância no
desempenho dos edifícios se desenvolvem nos pontos seguintes.
2.2 Conceito de Ponte Térmica
Ponte térmica é o termo vulgarmente utilizado para designar fenómenos localizados de
transferência de calor na envolvente de um edifício, cuja consequência é uma redução das
características de isolamento térmico desses locais relativamente à zona corrente. A ponte
térmica é toda a parte da envolvente de um edifício onde não é possível admitir a hipótese de
unidireccionalidade do fluxo de calor e, por conseguinte, deixa de ser válida a abordagem de
cálculo convencionalmente usada em térmica de edifícios, que toma a resistência térmica dos
elementos uniforme na sua área. Em termos de fenómeno físico, nas zonas de pontes térmicas
as linhas do fluxo de calor deixam de ser rectilíneas, aspecto característico de um processo
unidireccional - Figura 6 e Figura 7 - , e tomam as direcções em que a resistência oferecida à
passagem de calor é menor. Esta particularidade transforma a transmissão de calor nessas
zonas num processo bidimensional ou mesmo tridimensional. Em termos práticos, as pontes
térmicas têm como efeito um acréscimo das trocas de calor através da envolvente, relativamente
a uma situação base que não contemple esse efeito, levando ao aumento dos consumos
energéticos de um edifício e a uma distribuição heterogénea de temperaturas nos paramentos.
Figura 6 – Ponte Térmica devido à transição
entre diferentes materiais (pilar de betão) Figura 7 – Ponte Térmica devido a alterações
de espessura
As pontes térmicas resultam sempre duma heterogeneidade, quer seja de ordem geométrica
quer seja de ordem estrutural. Os casos mais comuns são: transição entre materiais com
diferentes condutibilidades térmicas (Figura 6); alterações na espessura de um elemento (Figura
7); diferenças entre áreas internas e externas, como é o caso que ocorre nos encontros entre
paredes (cunhais) (Figura 8), entre paredes e pavimentos e entre paredes e tectos (Figura 9).
12
Figura 8 – Ponte Térmica num cunhal Figura 9 – Ponte Térmica devido à ligação da
laje com a fachada
Em todos estes casos, o fluxo de calor segue a trajectória com menor dispêndio de energia, ou
seja, procura o caminho em que a resistência térmica é menor. Sendo esta função da distância
entre pontos e da condutibilidade térmica do material, tal significa que o fluxo de calor percorre o
“caminho mais curto” que resulta da combinação destes dois parâmetros.
Devido às pontes térmicas, o fluxo de calor pode ter uma componente lateral muito elevada,
podendo atingir os 50%, reduzindo assim, de forma significativa, a resistência térmica da
envolvente do edifício. As pontes térmicas, devido às maiores taxas de perdas de calor
induzidas, acusam uma temperatura superficial mais baixa do que a da zona corrente, originando
heterogeneidades na distribuição das temperaturas faciais (interiores) dos elementos, que
potenciam o risco de condensações e o consequente aparecimento de patologias construtivas e
funcionais.
Actualmente os edifícios possuem sempre isolamento térmico para fazer face às exigências
regulamentares de limitação das necessidades energéticas de climatização. No caso de paredes
duplas, a solução mais comum é colocar o isolamento no interior da caixa de ar. No caso de
paredes simples, as soluções passam normalmente pela colocação do isolamento no paramento
exterior ou interior. Em ambos os casos as pontes térmicas surgem quando o isolamento térmico
não é homogéneo ao longo de toda a envolvente.
No caso do isolamento térmico no interior de caixas de ar, por razões construtivas é difícil
garantir a sua continuidade em zonas de encontro com elementos estruturais (Figura 10). O
mesmo acontece quando o isolamento é fixado ao paramento interior das paredes (Figura 11).
Também na zona das portas e janelas, é difícil garantir uma ligação eficaz do isolamento às
caixilharias, o que dificilmente elimina a ponte térmica no enquadramento dos vãos (Figura 12).
A situação que melhor previne o aparecimento de pontes térmicas é a do isolamento pelo
exterior das paredes (Figura 13). Neste caso garante-se a continuidade do isolamento, as pontes
térmicas são por ele recobertas e, por consequência, as trocas de calor minimizadas.
13
1175mm
Figura 12 – Ponte térmica existente na ombreira duma
porta ou janela
A correcção das pontes térmicas deve ser efectuada em função do tipo de pormenor construtivo
que a causa, procedendo ao reforço do isolamento térmico nessa zona de modo a minimizar o
seu efeito. A análise de cada pormenor susceptível de criar uma ponte térmica e a preconização
de uma solução correctiva que melhor se adapte ao tipo de construção, será a melhor forma de
solucionar os problemas associados às pontes térmicas (Figura 14). Alguns destes pormenores
e as correspondentes correcções térmicas serão analisados ao longo deste trabalho.
Figura 13 – Isolamento térmico colocado pelo exterior
Figura 10 – Ponte Térmica devido a um
pilar num cunhal
Figura 11 – Ponte Térmica devido à ligação de
paredes
14
Figura 14 – Correcção de uma ponte térmica
na zona de um pilar e viga com recurso a
poliestireno extrudido
2.3 Importância das pontes térmicas no desempenho dos edifícios: energia e conforto
Devido às quebras de isolamento produzidas, as pontes térmicas conduzem a gastos
energéticos acrescidos, podendo ser responsáveis por uma parcela importante das perdas que
ocorrem através da envolvente. Não é eficiente, nem inteligente, isolar termicamente as zonas
correntes dos elementos e depois descuidar as zonas das pontes térmicas. O fluxo de calor vai
sempre percorrer o caminho mais “fácil”, e neste caso prefere atravessar as zonas das pontes
térmicas, onde o isolamento é mais fraco, em vez de atravessar as zonas mais isoladas (Figura
15).
Outros problemas associados às pontes térmicas, além do aumento dos gastos energéticos, são
as patologias construtivas e a redução dos níveis de conforto associados à ocorrência de
fenómenos de condensação motivados pela diminuição da temperatura dos paramentos nas
zonas de pontes térmicas. As humidades de condensação nos edifícios são muito problemáticas,
originando gastos adicionais em manutenção, problemas de durabilidade dos materiais, redução
do conforto e o aparecimento de fungos e bolores que podem levar à insalubridade do ar e do
restante ambiente envolvente (Figura 16). A degradação dos edifícios devido à acção da
humidade é o factor com maior peso na limitação da vida útil dos edifícios.
A humidade nos edifícios pode ter várias origens, mas o fenómeno que surge associado às
pontes térmicas é o da condensação. A humidade de condensação deve-se à saturação do ar
pelo vapor de água em zonas onde a temperatura é inferior à temperatura de orvalho. Atendendo
ao abaixamento das temperaturas superficiais nas zonas de pontes térmicas, percebe-se que
estas são zonas potenciais de ocorrência de condensações, sobretudo no Inverno, com os
15
inconvenientes atrás apontados. Assim, uma das formas de prevenir a ocorrência de
condensações nos locais, para além da que consiste em promover a sua ventilação - prevenção
de condensações por redução da quantidade de vapor de água presente no ar - é a de
aumentar o isolamento térmico nas zonas de pontes térmicas - prevenção de condensações por
aumento das temperaturas superficiais e, consequentemente, por afastamento destas da
temperatura de orvalho.
Figura 15 – Termografia de uma fachada,
onde são visíveis as zonas de pontes térmicas
Figura 16 – Aparecimento de bolores provocados
por condensações na zona de ponte térmica da
ombreira da janela e caixa de estore
Como se pode observar nas figuras resultantes da simulação feita no programa Bisco, Figura 17
e Figura 18, a distribuição de temperaturas na zona de um pilar de canto (cunhal) de uma parece
exterior, com isolamento térmico colocado no interior da caixa de ar, sofre uma perturbação em
relação à zona corrente. Pode-se notar que as linhas de fluxo de calor deixam de ser paralelas
entre si e perpendiculares à parede e a distribuição de temperatura deixa de ser homogénea,
apresentando valores mais baixos junto ao canto, o que irá favorecer o aparecimento de
condensações nessa zona, pelas razões já apontadas.
Figura 17 – Distribuição de temperaturas numa zona
de ponte térmica (pilar num cunhal), numa parede
com isolamento na caixa de ar
Figura 18 – Linhas isotérmicas e linhas de
fluxo de calor numa zona de ponte térmica
(pilar num cunhal)
16
2.4 Método de Cálculo das Pontes Térmicas. Programa BISCO
2.4.1 Análise energética - coeficiente de transmissão térmica linear()
A avaliação das perdas energéticas através das pontes térmicas não é, em termos de princípio,
diferente do método geral de cálculo de um fluxo de calor, que envolve sempre um coeficiente
associado a uma diferença de temperatura. Se esta diferença de temperatura for entre os
ambientes interior e exterior, esse coeficiente toma a designação, como se viu, de coeficiente de
transmissão térmica e o fluxo de calor é traduzido pela equação 7. Assim, relativamente ao fluxo
de calor associado a uma ponte térmica, procura-se também um coeficiente () que, aplicado a
uma diferença de temperatura, traduza correctamente a taxa de transferência de calor por ela
originada. Por conveniência esse coeficiente é linear e não superficial - como é o caso do
coeficiente de transmissão térmica - e o fluxo de calor através de uma ponte térmica escreve-se,
de uma forma geral, como:
Q = B i − e [W] (8)
em que B é a dimensão linear da ponte térmica e as restantes grandezas têm o significado já
definido.
O problema fundamental reside, pois, na determinação do coeficiente . Para este efeito deve
ser seguida a norma EN ISO10211 [5], que indica a forma de modelar a ponte térmica em
programas numéricos de diferenças ou elementos finitos, e a correspondente forma de cálculo
do coeficiente a partir da utilização de programas desse tipo.
Relativamente ao domínio do cálculo, este deve incluir, para além da ponte térmica, uma
extensão suficiente de zona corrente, de forma a que a transmissão de calor estabilize e deixe
de sofrer o desvio provocado pela heterogeneidade em causa. Por outras palavras, deve
acautelar-se que a distancia à ponte térmica seja suficiente para que as linhas de fluxo de calor
voltem a ser perpendiculares ao paramento, retornando o fluxo à forma base de fenómeno
unidimensional. Deve também atender-se à eventual necessidade de refinamento da malha de
cálculo em zonas mais críticas e ter em conta possíveis interferências de outras pontes térmicas
próximas. Esta norma define as formas de abordagem quer de pontes térmicas em que a
transmissão de calor é tridimensional (caso geral), quer daquelas em que é possível admitir fluxo
bidimensional. Neste trabalho apenas será tratado o caso bidimensional, tendo em conta que o
programa de simulação utilizado (BISCO) apenas permite uma análise em duas direcções do
espaço.
Relativamente ao cálculo do coeficiente , considere-se o pormenor mostrado nas Figura 19 e
Figura 20, que representam uma ponte térmica separando dois ambientes cuja diferença de
temperatura é ∆θ = θi - θe.
17
20
00
mm
2600mm
lx
X
Y
ly
X
Y
Z
ly
lx
Ux,z
Ψz
Uy,z
1m
Figura 19 – Corte por um plano XY Figura 20 – Pormenor tridimensional de uma ponte
térmica em zona de cunhal
O fluxo de calor que atravessa o pormenor por unidade de comprimento z, considerando o
acréscimo introduzido pela ponte térmica, é dado por:
Q = Ψz × ∆θ+ Ux,z × lx × ∆θ+ Uy,z × ly × ∆θ (9)
O coeficiente de transmissão térmica linear que lhe fica associado é:
L2D =Q
∆θ= Ψz + Ux,z × lx + Uy,z × ly
(10)
Daqui resulta que o coeficiente de transmissão térmica linear (Ψ) vem dado por:
Ψz = L2D − Ux,z × lx − Uy,z × ly (11)
ou, no caso geral:
Ψ = L2D − Ui × li (12)
em que:
L2D
é o coeficiente de transmissão térmica do pormenor construtivo que faz a separação dos dois
ambientes, interior e exterior, tidos em consideração e obtido por cálculo bidimensional;
18
Ui é o coeficiente de transmissão térmica do componente unidimensional i que separa os dois
ambientes (zona corrente);
li é o comprimento, dentro do modelo geométrico bidimensional, ao qual Ui se aplica.
Enquanto que Ui × li pode ser obtido facilmente, o mesmo já não acontece com o coeficiente
L2D
. O cálculo deste coeficiente envolve um processo de transmissão de calor bidimensional que
deve ser resolvido por um método numérico adequado como, por exemplo, o das diferenças
finitas. Embora seja possível o cálculo manual, é preferível resolver o problema através de
programas de cálculo automático, com uma taxa de esforço incomparavelmente menor e com
muito boa precisão, como é o caso do programa BISCO que será utilizado neste trabalho e é
descrito mais a frente.
2.4.2 Análise térmica - parâmetros característicos
Para avaliar o impacto a nível térmico e consequente risco de condensações das
heterogeneidades presentes nos elementos construtivos, podem constituir-se alguns parâmetros
de valor informativo importante, em relação aos quais podem também ser elaboradas
recomendações para a prevenção daqueles fenómenos e das patologias associadas. Estão
neste caso o Factor de Temperatura Superficial e o Factor de Heterogeneidade de Temperatura
Superficial, cujas definições se apresentam de seguida, com base no exemplo da Figura 21.
.
Figura 21 – Variação da temperatura no paramento interior duma parede.
Entende-se por Factor de Temperatura Superficial o parâmetro adimensional calculado para
qualquer ponto da superfície interior analisada, através da expressão seguinte [6]:
ei
esis
(13)
i
si
e
sm
betão alvenaria
19
em que i, e e si são, respectivamente, a temperatura ambiente interior, temperatura ambiente
exterior, e temperatura superficial interior.
O valor mínimo deste factor, Factor de Temperatura Superficial Mínima, ocorrerá sobre a ponte
térmica e, de acordo com a Figura 21, será:
ei
esmsm
(14)
em que i, e tem o significado já anteriormente descrito e sm é a temperatura superficial interior
mínima.
Este valor, estando catalogado para determinado tipo de ponte térmica, permite avaliar qual a
temperatura mínima que sobre ela ocorre para um determinado par de valores de i e e.
Também, quanto menor for o factor de temperatura superficial maior o risco de condensações e
de desenvolvimento de fungos. Com o objectivo de prevenir o fenómeno da condensação,
existem recomendações para os valores mínimos do Factor de Temperatura Superficial,
apresentando-se na Tabela 2 algumas delas, em função do tipo de edifício ou local 7.
Tipo de Edifício Mínimo s
Armazém 0,30
Escritórios, casas de comércio a retalho 0,50
Edifícios residências e escolas 0,75
Pavilhões desportivos, cozinhas, cantinas, locais com aquecedores a gás sem extracção
0,80
Locais com elevada humidade, como piscinas, lavandarias, cervejarias 0,90
Tabela 2 - Valores mínimos do Factor de Temperatura Superficial para prevenir o fenómeno de
condensação.
O Factor de Temperatura Superficial pode também aparecer na literatura com uma definição um
pouco diferente da expressa pela equação 13, mais concretamente [8]:
ei
sii*s
(15)
Neste caso, o sentido da análise é naturalmente o oposto ao da primeira definição, ou seja,
quanto maior for este índice, maior o risco de condensação. Este índice assim definido aparece
frequentemente associado a um outro, na elaboração de recomendações para prevenir o
fenómeno da condensação. Este índice adicional denomina-se Factor de Heterogeneidade de
Temperatura Superficial e é definido por [8]:
sii
smih
(16)
20
Este índice fornece uma medida do afastamento da temperatura sobre a ponte térmica
relativamente ao valor que apresenta em zona corrente. Para evitar a ocorrência de manchas
resultantes de condensações superficiais ou de fenómenos de termoforese sobre as superfícies,
recomenda-se que, em condições de Inverno, os dois factores, μs* e μh, sejam inferiores aos
seguintes valores 8:
μs* < 0,25
μh < 2,0
2.4.3 Programa BISCO
O programa BISCO, da Physibel [9], permite efectuar uma análise térmica bidimensional de
qualquer pormenor construtivo. O programa solicita como dados de entrada: o desenho do
pormenor construtivo à escala; as espessuras das camadas dos diferentes materiais
constituintes; as condutibilidades térmicas de cada um desses materiais e, por último, a
temperatura interior e exterior. O ficheiro de entrada com o pormenor construtivo deve-se
encontrar no formato BMP, e cada material deve ser representado com cores distintas. Na Figura
22 apresenta-se um exemplo do ecrã de entrada do programa onde é feita a abertura do ficheiro
com o pormenor construtivo e as cores indicativas das diferentes camadas de material.
Figura 22 – Ecrã do programa Bisco onde é efectuada a abertura do ficheiro do pormenor
construtivo
21
Após a abertura no programa Bisco do desenho com o pormenor construtivo, são introduzidas as
características térmicas dos diversos materiais constituintes, bem como as condições ambientais
interiores e exteriores (Figura 23).
Figura 23 – Ecrã onde é feita a introdução das características dos diversos materiais e das condições
de fronteira exterior e interior
Depois de introduzidos os dados de entrada no BISCO, o programa calcula o fluxo de calor que
atravessa o pormenor construtivo para os dados fornecidos. Para tal o programa efectua a
discretização do pormenor numa malha de elementos triangulares (3 nós), ou seja, divide o
pormenor em triângulos de dimensões reduzidas. Depois de feita essa malha de elementos
finitos, o programa calcula a temperatura em cada um dos nós desses elementos. Por último,
depois de efectuados os cálculos, o programa fornece a distribuição de temperaturas no
pormenor construtivo analisado (Figura 24), e o valor do fluxo de calor (Figura 25).
Figura 24 – Triangulação e distribuição de temperaturas no pormenor construtivo
22
Figura 25 – Resultados do fluxo de calor que atravessa o pormenor e respectivas temperaturas
mínimas e máximas em cada material
2.5 Metodologia de Cálculo Simplificada das necessidades
energéticas de aquecimento de edifícios (RCCTE)
2.5.1 Metodologia Geral
Como metodologia para a quantificação das perdas energéticas globais e avaliação do impacte
das pontes térmicas, foi adoptada a metodologia simplificada usada no actual RCCTE –
Regulamento das Características de Comportamento Térmico dos Edifícios [7].
Este regulamento foi aprovado muito recentemente, em 2006, e, mais que uma revisão da
anterior versão, que data do início da década de noventa do século anterior, corresponde a um
aumento substancial dos níveis de exigência e a um maior detalhe dos métodos de cálculo.
O novo RCCTE é composto por 18 artigos e 9 Anexos. Os artigos definem toda a organização do
regulamento, remetendo para anexo todas as definições, dados climáticos e metodologias de
cálculo. Para a caracterização da performance energética dos edifícios, o RCCTE apresenta dois
parâmetros fundamentais: necessidades de aquecimento e necessidades de arrefecimento.
Dado que a análise dos impactes será feita na perspectiva das perdas de calor, correspondendo
à situação mais desfavorável em termos de pontes térmicas, nesta apresentação dá-se apenas
destaque ao primeiro daqueles dois índices.
O RCCTE considera que as necessidades de aquecimento (Nic) - por área útil de pavimento (Ap)
- são obtidas pelo balanço entre as perdas de calor pela envolvente, por condução (Qt) e por
renovação de ar (Qv), e os ganhos de calor úteis (QGU), de acordo com a equação 17.
23
𝑁𝑖𝑐 = (𝑄𝑡 + 𝑄𝑉 − 𝑄𝐺𝑈)/𝐴𝑝 𝑘𝑊 𝑚2 . 𝑎𝑛𝑜 (17)
A metodologia de cálculo de cada um destes termos apresenta-se de seguida, de forma muito
sintética.
1 – Qt – as perdas de calor por condução são obtidas pela soma das perdas por zonas
correntes (paredes, envidraçados, pavimentos e coberturas) em contacto com o exterior (Qext) ou
locais não aquecidos (Qlna), perdas por paredes ou pavimentos em contacto com o solo (Qpe) e
perdas por pontes térmicas (Qpt):
𝑄𝑡 = 𝑄𝑒𝑥𝑡 + 𝑄𝑙𝑛𝑎 + 𝑄𝑝𝑒 + 𝑄𝑝𝑡 [𝑘𝑊 𝑎𝑛𝑜 ] (18)
sendo cada uma destas categorias de perdas obtidas como se indica:
𝑄𝑒𝑥𝑡 = 𝐺𝐷 × 0,024 × 𝑈𝑖 × 𝐴𝑖
𝑛
𝑖=1
[𝑘𝑊 𝑎𝑛𝑜 ] (19)
em que os diferentes parâmetros têm o seguinte significado:
Ai - Área do elemento (m2);
Ui - coeficiente de transmissão térmica superficial do elemento (W/m2ºC);
GD - Graus-dias de aquecimento na base 20ºC (ºC dias) (função do local e tabelado anexo II do
RCCTE);
- Coeficiente de redução das perdas térmicas associadas aos locais não aquecidos (Tabela
IV.1 do RCCTE);
B; B* - Desenvolvimento da ponte térmica linear (m); Perímetro do pavimento ou
desenvolvimento da parede (m);
; * - Coeficiente de transmissão térmica linear associado à ponte térmica (W/mºC) (Tabela
IV.3 do RCCTE); coeficiente de transmissão térmica linear associado ao pavimento ou parede
em contacto com o solo (W/mºC) (Tabela IV.2 do RCCTE).
2 – QV – as perdas de calor por renovação de ar (ventilação) são obtidas através da seguinte
expressão:
𝑄𝑙𝑛𝑎 = 𝐺𝐷 × 0,024 × 𝑈𝑖 × 𝐴𝑖
𝑛
𝑖=1
× 𝜏𝑖 𝑘𝑊 𝑎𝑛𝑜 (20)
𝑄𝑝𝑒 = 𝐺𝐷 × 0,024 × 𝛹𝑖∗ × 𝐵𝑖
∗
𝑛
𝑖=1
[𝑘𝑊 𝑎𝑛𝑜 ] (21)
𝑄𝑝𝑡 = 𝐺𝐷 × 0,024 × 𝛹𝑖 × 𝐵𝑖
𝑛
𝑖=1
[𝑘𝑊 𝑎𝑛𝑜 ] (22)
24
𝑄𝑉 = 𝐺𝐷 × 0,024 × (𝐴𝑝 × 𝑃𝑑 × 𝑅𝑝 × 0,34) [𝑘𝑊 𝑎𝑛𝑜 ] (23)
em que:
Ap - Área útil de pavimento (m2);
Pd - Pé-direito (m);
Rph – taxa de renovação do ar horária (h-1
) (Quadro IV.1 do RCCTE).
3 – QGU – os ganhos úteis são obtidos através do produto dos ganhos brutos (QG) pelo factor de
utilização dos ganhos (η), como mostra a equação 24:
𝑄𝐺𝑈 = 𝑄𝐺 × 𝜂 [𝑘𝑊/𝑎𝑛𝑜] (24)
sendo os ganhos brutos, por sua vez, o resultado da soma dos ganhos internos (Qi)
(nomeadamente devidos à ocupação e utilização de equipamentos, com excepção dos de
climatização) com os ganhos solares (QS):
𝑄𝐺 = 𝑄𝑆 + 𝑄𝑖 [𝑘𝑊/𝑎𝑛𝑜] (25)
Estas duas categorias de Ganhos são obtidas a partir das seguintes expressões,
respectivamente:
𝑄𝑖 = 𝑞𝑖 × 𝑀 × 𝐴𝑝 × 0,720 [𝑘𝑊/𝑎𝑛𝑜] (26)
𝑄𝑠 = 𝐺𝑠𝑢𝑙 × 𝑀 × 𝑋𝑗 × 𝐴𝑆𝑛𝑗
𝑗
𝑗
[𝑘𝑊/𝑎𝑛𝑜] (27)
Nestas equações os diferentes parâmetros têm as seguintes definições:
qi - ganhos térmicos internos médios por área útil (W/m2) (Quadro IV.3 do RCCTE);
M - duração média da estação de aquecimento (meses) (Anexo II do RCCTE);
Gsul - valor médio mensal da energia solar média incidente numa superfície vertical orientada a
sul de área unitária (kWh/m2.mês) (Quadro III.8 do RCCTE);
X - factor de orientação (Quadro IV.4 do RCCTE),
ASnj - área efectiva colectora da radiação solar da superfície n que tem a orientação j (m2), dada
por:
𝐴𝑆𝑛𝑗 = 𝐴𝑒 × 𝐹𝑆 × 𝐹𝑔 × 𝐹𝑤 × 𝑔┴ [𝑚2] (28)
em que:
25
Ae – área do envidraçado (m2);
Fg – factor fracção envidraçada, que contabiliza a redução da transmissão de radiação solar
devido ao caixilho do envidraçado (Quadro IV.5 do RCCTE);
Fw – factor de correcção da selectividade angular dos envidraçados; este factor é 0,9 para vidros
simples e duplos, enquanto que para vidros especiais devem ser utilizados os valores fornecidos
pelos fabricantes;
g┴ – factor solar do envidraçado, obtido consultando a Tabela IV.4.1 e IV.4.2 do RCCTE,
relativamente a superfícies de vidro ou de plástico, respectivamente;
FS – factor de obstrução, que contabiliza a redução da transmissão de radiação solar devido a
vários obstáculos, dado pela equação 29:
𝐹𝑆 = 𝐹 × 𝐹0 × 𝐹𝑓 (29)
sendo:
Fh – factor de obstrução por obstáculos exteriores ao edifício (Tabela IV.5 do RCCTE);
F0 – factor de obstrução por elementos horizontais sobrepostos ao envidraçado, como palas e
varandas (IV.6 do RCCTE);
Ff – factor de obstrução por elementos verticais adjacentes ao envidraçado, como palas e corpo
do edifício (Tabela IV.7 do RCCTE).
O factor de utilização (η) depende da inércia térmica do edifício, traduzida por um factor (a) -
igual a 1,8 para inércia térmica fraca, 2,6 para inércia térmica média e 4,2 para inércia térmica
forte - e da relação () entre os ganhos térmicos e as perdas térmicas do edifício, da forma que
se indica:
𝜂 =1 − 𝑎
1 − 𝑎+1 𝑠𝑒 ≠ 1 (30)
𝜂 =𝑎
𝑎 + 1 𝑠𝑒 = 1 (31)
com:
𝛾 =𝐺𝑎𝑛𝑜𝑠
𝑃𝑒𝑟𝑑𝑎𝑠=
𝑄𝐺𝑄𝑡 + 𝑄𝑉
(32)
A classe de inércia térmica interior do edifício é obtida a partir de um índice de massa superficial
útil obtido pela equação 33:
𝐼𝑡 = 𝑀𝑆𝑖 × 𝑆𝑖𝑖
𝐴𝑝 [Kg/m2] (33)
26
em que:
MSi - massa superficial útil do elemento i (kg/m2), obtida de acordo com o princípio de cálculo
descrito no Anexo VII do RCCTE;
Si - área da superfície interior do elemento i (m2);
Ap - área do pavimento (m2).
Consoante a gama de valores deste índice, a classe de inércia térmica interior é por sua vez
definida de acordo com a Tabela 3 (Quadro VII.6 do RCCTE).
Classe de Inércia
Massa superficial útil por metro
quadrado da área de pavimento
[Kg/m2]
Fraca It < 150
Média 150 ≤ It ≤ 400
Forte It > 400
Tabela 3 – Classes de inércia térmica interior (Quadro VII.6 do RCCTE)
2.5.2 Tipos de pontes térmicas e formas de contabilização das perdas
Relativamente aos tipos de pontes térmicas, o RCCTE faz a distinção entre pontes térmicas
planas e lineares.
O conceito de ponte térmica linear é o mesmo do já descrito anteriormente, e portanto este ponto
não necessita de explicações adicionais. O RCCTE fornece uma série de coeficientes de
transmissão térmica linear () para os casos mais comuns de pontes térmicas lineares em
função da localização do isolamento térmico, de que a Tabela 4 é um exemplo. Para as pontes
térmicas não contempladas nas tabelas do regulamento, é permitida a adopção de um valor de
=0,5 W/m.ºC. Importa referir que este valor é em geral penalizador do comportamento do
edifício, pelo que existe interesse em quantificar de forma mais rigorosa (Norma ISO14683)
[10]. Pode-se fazê-lo recorrendo a programas específicos como o BISCO. O RCCTE não
contabiliza as pontes térmicas lineares ( = 0) nos casos de paredes interiores intersectando a
cobertura e pavimentos, quer sobre o exterior, quer sobre espaços não-úteis (locais não-
aquecidos), nem nos casos de paredes interiores separando um espaço útil de um espaço não-
útil adjacente desde que < 0,7.
27
Tabela Fr.1 – Valores de [W/m.ºC]
em * [m]
≥ 0,22
0,20
* Se não for em betão, a parede deve ter uma
espessura superior a 0,22m
Tabela 4 - Coeficiente de transmissão térmica linear (ψ) da ponte térmica resultante da ligação entre
duas paredes verticais, com isolamento no interior da caixa de ar (Tabela IV.3 do RCCTE)
Conhecido o valor de , ou através do RCCTE ou através de um programa de cálculo específico
- da forma que se indicou em 2.4.1 -, a contabilização das perdas térmicas associadas à ponte
térmica linear, abrangendo toda a estação de aquecimento, é realizada neste trabalho através da
equação 22.
Relativamente às pontes térmicas planas, o RCCTE define-as como heterogeneidades inseridas
em zona corrente da envolvente, como pode ser o caso de certos pilares e talões de viga. Em
rigor, zonas de pontes térmicas planas também envolvem, nas zonas de contacto com as zonas
correntes, pontes térmicas lineares. Dado que neste caso o efeito da ponte térmica plana se
sobrepõe em muito ao efeito da ponte térmica linear, este último é, do ponto de vista do RCCTE,
desprezado ( = 0). Por consequência, o cálculo das pontes térmicas planas é em tudo similar ao
cálculo das zonas correntes, sendo apenas necessária mais atenção na contabilização das
áreas e dos coeficientes de transmissão térmica, pois normalmente são zonas de singularidades
em que se torna mais morosa a sua determinação.
Para obter o fluxo de calor unitário (W/ºC) que flúi através da ponte térmica plana, basta fazer o
produto da área respectiva pelo valor do seu coeficiente de transmissão térmica superficial. A
contabilização abrangendo a totalidade da estação de aquecimento é, por sua vez, realizada
como se de uma zona corrente se tratasse, aplicando as equações 19 ou 20.
Em pormenores em que simultaneamente haja lugar à consideração de pontes térmicas lineares
e planas, como é o caso do pormenor da Tabela 5, extraído do RCCTE, elas devem ser
contabilizadas separadamente, através do coeficiente para o primeiro tipo, e através do
coeficiente de transmissão térmica superficial específico da heterogeneidade, para o segundo
tipo.
28
Tabela Cr.1 – Valores de sup e inf [W/m.ºC]
em* [m] ep [m]
0,15 0,20 0,25 ≥ 0,35
≥ 0,30 0,15 0,20 0,25 0,30
* Se não for em betão, a parede deve ter uma espessura
superior a 0,22m
Nota: sup = inf
Para compartimentos contíguos de habitações distintas = sup = inf
Para compartimentos contíguos da mesma habitação = sup + inf
Tabela 5 - Coeficiente de transmissão térmica linear (ψ) da ponte térmica resultante da ligação da
fachada com pavimento intermédios, com isolamento no interior da caixa de ar (Tabela IV.3 do
RCCTE)
No caso da utilização do programa BISCO, como é a totalidade do pormenor que é avaliada,
para distinguir a parcela que apenas diz respeito à ponte térmica linear, a equação geral 12
(ponto 2.4.1) deve contemplar a zona corrente (zc) e a ponte térmica plana (ptp), ou seja:
= L2D − Uizc × Ai
zc
𝑖+ Ui
ptp× Ai
ptp
𝑖 [W/m.℃]
(34)
Foi este o processo utilizado nos casos de estudo apresentados seguidamente.
29
3 Casos de Estudo
3.1 Descrição do fogo tipo em análise
O fogo tipo usado nos estudos que se seguem situa-se num edifício destinado à habitação com
um total de 9 pisos, compreendendo 3 pisos enterrados (destinados a estacionamento e
restantes funções técnicas) e 6 pisos acima do nível do solo destinados a habitação. O edifício
tem um total de 12 fogos, distribuídos da seguinte forma, um T0 e um T2 no piso do R/C e um T3
e um T2 nos restantes pisos. Cada piso conta com uma área bruta de 258 m2. Em relação às
zonas comuns, podem-se encontrar ascensores, escadas, garagens, sala de condomínio e
zonas técnicas, nomeadamente, casa das máquinas e uma instalação sanitária. O edifício
encontra-se implantado no terreno, com a fachada principal virada a Norte (Sala e Cozinha)
(Figura 26), e a fachada posterior dos quartos voltada a Sul (Figura 27).
Figura 26 – Alçado Principal
Fogo Tipo
30
Fogo Tipo
Figura 27 – Alçado posterior
Este edifício compreende uma estrutura de pilares e vigas de betão armado, em que as lajes são
maciças e vigadas, com um pé direito livre de 2,60m, e os elementos de preenchimento são em
alvenaria de tijolo cerâmico de barro vermelho. O edifício situa-se em Cascais, numa zona
urbana, e apresenta uma arquitectura bastante regular, com os vãos envidraçados e varandas
nos alçados principal e posterior, e com as paredes de empena comuns a edifícios contíguos,
correspondentes aos lotes 2 e 4.
31
T2 T3
Fogo T
ipo A
nalis
ado
2º Piso
Figura 28 – Planta do 2º piso e identificação do fogo analisado
O estudo recai sobre o T2 situado no 2º piso (Figura 28), pois trata-se de um fogo intermédio
onde o fluxo térmico não é extremo e que, por se enquadrar na classificação de fogo corrente,
serve os objectivos deste trabalho. O fogo contacta, inferiormente, superiormente e lateralmente
com outros fogos adjacentes do mesmo edifício, e lateralmente com o lote adjacente e com as
zonas de circulação comum (caixa de escadas e caixa de elevadores). O fogo tem uma área de
pavimento de 82m2, e é composto por uma sala, uma cozinha, uma dispensa, dois quartos e
duas instalações sanitárias. A zona dos quartos está orientada a Sul e a zona da sala e cozinha
está orientada a Norte (fachada principal).
O edifício é considerado como sendo de inércia térmica forte, em linha com a construção
corrente que se pratica em Portugal. A descrição pormenorizada das soluções construtivas
características de cada época será feita na parte que lhes corresponde neste trabalho.
32
3.1.1 Zonamento Climático
O RCCTE divide o país em três zonas climáticas distintas de Inverno (I1, I2 e I3) e de Verão (V1,
V2 e V3). No presente caso, o edifício em estudo localiza-se em Cascais, que se integra na zona
climática I1-V1.
Neste trabalho, a quantificação das necessidades energéticas foi realizada unicamente para a
estação de aquecimento, pelo que tem interesse apenas apresentar os dados climáticos relativos
a esta estação. Assim, os dados climáticos da estação de aquecimento (Inverno) para a zona
climática I1 localizada no Continente, são:
- duração da estação de aquecimento igual a 6 meses;
- número de graus-dias (GD) igual a 1230ºC.dia;
- energia solar média mensal incidente numa superfície vertical orientada a sul (Gsul) igual a
108kWh/m2.mês;
- temperatura interior (θint) de conforto igual a 20ºC.
Foram estes os dados utilizados no cálculo das necessidades energéticas de aquecimento em
todos os casos estudados.
Para o tipo de análise térmica realizado, embora não fosse absolutamente necessário o
conhecimento das temperaturas interior e exterior, pois foram utilizados os índices térmicos
adimensionais apresentados em 2.4.2, tomaram-se para aquelas temperaturas o valor
característico de conforto (20ºC) e o valor de referência para a estação de aquecimento (3,5ºC)
constante no Quadro III.1, Anexo III do RSECE aprovado em 1998 [11].
3.1.2 Soluções construtivas actuais
Como já foi referido anteriormente, o primeiro caso de estudo recai sobre um edifício corrente de
habitação, o qual pretende ser representativo do parque habitacional nacional actual. Para fazer
face às exigências do novo RCCTE, adoptam-se, como soluções construtivas deste caso,
paredes exteriores duplas com caixa de ar e isolamento térmico no seu interior, correcção de
pontes térmicas em elementos estruturais e caixas de estore, paredes da envolvente interior
(confinantes com locais não aquecidos) também duplas – nalguns casos com e noutros sem
caixa de ar (caso da caixa de elevadores) –, e envidraçados em caixilharia de alumínio e vidro
duplo (U=3,10 W/m2.ºC). Os pavimentos são constituídos por uma laje de betão armado a que
acresce uma betonilha de regularização e um acabamento em parquet de madeira. Os
pormenores destas soluções, com a indicação dos seus elementos constituintes, respectivas
dimensões e coeficientes de transmissão térmica, apresentam-se nas Figura 29, Figura 36 e
Figura 37.
33
No caso das zonas de pontes térmicas planas, a correcção adoptada teve em conta a condição
regulamentar relativa ao coeficiente de transmissão térmica máximo permitido para essas zonas
- não pode ser superior ao dobro do dos elementos homólogos da zona corrente. Para isso
foram usados blocos de betão leve à base de argila expandida (Leca®) e uma camada de
isolamento térmico em poliestireno extrudido, tal como se representa nas Figura 30, Figura 33,
Figura 38 e Figura 39. No tratamento destas zonas de pontes térmicas em elementos estruturais
foi tido em conta a conveniência de ser mantida a espessura final da zona corrente adjacente, ou
seja, o elemento de betão de 20 cm mais o isolamento térmico mais o bloco de betão leve
devem totalizar os 35cm da parede onde se inserem, de modo a que se garanta a
homogeneidade das espessuras. Em relação às pontes térmicas existentes nas caixas de
estore, o seu isolamento foi feito com recurso a 3 cm de isolamento térmico (poliestireno
extrudido), colocado no interior da caixa de estore.
Relativamente ao cálculo das pontes térmicas, apresentam-se também os pormenores do
BISCO - Figura 31, Figura 32, Figura 34 e Figura 35 -, com os valores de Ψ calculados e os
correspondentes valores do RCCTE - Tabela 8, Tabela 10, Tabela 11. De referir que,
relativamente à caixa de estore, devido à complexidade da sua modelação, o programa não foi
utilizado, pelo que se apresenta apenas o valor do RCCTE. Naquelas tabelas apresentam-se
também, para as pontes térmicas analisadas, os valores que resultam para os índices térmicos
definidos em 2.4.2.
O RCCTE despreza as pontes térmicas lineares (Ψ=0) na envolvente interior sempre que o valor
do coeficiente τ seja inferior a 0,7. No caso em estudo o coeficiente τ é igual a 0,6 para a
parede de separação de edifícios adjacentes (Tabela IV.1 do RCCTE) e toma o valor igual a 0
para a parede de separação das circulações comuns (escadas e elevadores). Como estes
valores de τ são inferiores a 0,7, apenas serão contabilizadas as pontes térmicas planas,
desprezando a contribuição das pontes térmicas lineares da envolvente interior (Ψ=0).
Envolvente Opaca Exterior:
Zona Corrente
PE.1 - Parede Exterior
A parede exterior é composta por dois panos de alvenaria de tijolo de 15 e 11 respectivamente, e
caixa de ar parcialmente preenchida com isolamento térmico. O pormenor e a composição da
parede exterior da fachada (zona corrente), bem como as espessuras dos diversos materiais e o
cálculo do coeficiente de transmissão térmica (U), são mostrados a seguir (Figura 29 e Tabela
6).
34
Pontes Térmicas
Vigas de Betão (PT.1)
As vigas encontram-se inseridas nas paredes da envolvente exterior, criando zonas de
heterogeneidades, que dão lugar a pontes térmicas. Convêm salientar que a solução final
totaliza a mesma espessura que a parede onde se insere, ou seja 35cm. O pormenor e a
composição das vigas bem como as espessuras dos diversos materiais e o cálculo do
coeficiente de transmissão térmica (U), são apresentados a seguir (Figura 30 e Tabela 7).
Para o cálculo do coeficiente de transmissão térmica linear (Ψ) da ponte térmica, recorreu-se ao
programa BISCO. Os resultados apresentam-se nas figuras e tabela seguintes (Figura 31, Figura
32 e Tabela 8), juntamente com o valor de retirado do RCCTE e os valores dos índices
térmicos em análise.
ext int
1,5
15
3
3
11
1,5
35
1
2
3
4
5
6
PE.1 - Parede Exterior Espessura Condutibilidade Rj
(m) (W/mºC) (m2ºC/W)
Rse
0,04
1- Reboco 0,015 1,15 0,01
2- Tijolo furado 15 0,15 0,38 0,39
3- Caixa de ar 0,03 - 0,18
4- Poliestireno Extrudido
0,03 0,034 0,88
5- Tijolo furado 11 0,11 0,41 0,27
6- Reboco 0,015 1,15 0,01
Rsi
0,13
Espessura total 0,35
Coeficiente de Transmissão Térmica - U (W/m2ºC) 0,52
Figura 29 - Pormenor da parede
exterior
Tabela 6 – Cálculo do coeficiente de transmissão térmica da
parede exterior
ext
int
int
1,5 1533
11 1,5
60
20
2
10
1,5
35
1 2 3 4 5
25,5
PT.1 - Viga Espessura Condutibilidade Rj
(m) (W/mºC) (m2ºC/W)
Rse
0,04
1- Reboco 0,015 1,15 0,013
2- Betão 0,20 1,75 0,114
3- Poliestireno Extrudido 0,02 0,034 0,588
4- Bloco betão leve (Leca) 0,10 0,25 0,400
5- Reboco 0,015 1,15 0,013
Rsi 0,13
Espessura total 0,35
Coeficiente de Transmissão Térmica - U (W/m2ºC) 0,77
Figura 30 - Pormenor de uma viga,
na ligação do pavimento com a
fachada
Tabela 7 – Cálculo do coeficiente de transmissão térmica das
vigas e pilares
35
Figura 31 – Distribuição de temperaturas de
uma viga, na zona da ligação da fachada com os
pavimentos
Figura 32 – Linhas isotérmicas e de fluxo na
zona da viga
θi
[ºC] θe
[ºC] em [m]
U zona corrente [W/m
2.ºC]
U pte térmica plana [W/m
2.ºC]
L2D
[W/m.ºC] Ψ (RCCTE) [W/m.ºC]
Ψ (BISCO) [W/m.ºC]
μSM μ*S μh
Viga 3,5 20 0,35 0,52 0,77 1,03 0,25 0,22 0,73 0,10 4,5
Tabela 8 – Cálculo do coeficiente de transmissão térmica linear (Ψ) das vigas inseridas em paredes
exteriores e índices térmicos adimensionais
Caixa de Estore (PT.2)
As caixas de estores encontram-se inseridas nas paredes da envolvente exterior, na zona da
viga de bordadura (Figura 33). Foi levado em atenção que o interior da caixa de estore se
encontra a uma temperatura igual à temperatura exterior. Para o cálculo do coeficiente de
transmissão térmica (U), foi apenas considerado o isolamento térmico (poliestireno extrudido) e
desprezou-se o material da própria caixa (Tabela 9).
ext
int
3
10
20
60
20
35
20
20
3
int1
PT.2 Caixa de Estore
Espessura Condutibilidade Rj
(m) (W/mºC) (m2ºC/W)
Rse
0,13
1- Poliestireno Extrudido
0,03 0,034 0,88
Rse
- 0,13
Coeficiente de Transmissão Térmica - U (W/m2ºC) 0,88
Figura 33 - Pormenor da caixa de estore
Tabela 9 – Cálculo do coeficiente de transmissão
térmica da caixa de estore
36
Para a ponte térmica linear existente na caixa de estore não se usou o programa BISCO, dada a
complexidade da modelação da caixilharia, pelo que é apenas apresentado o valor do RCCTE
na Tabela 10.
θi
[ºC] θe
[ºC] em [m]
U zona corrente
[W/m2.ºC]
U pte térmica plana
[W/m2.ºC]
L2D [W/m.ºC]
Ψ (RCCTE) [W/m.ºC]
Ψ (BISCO) [W/m.ºC]
Caixa de Estore
3,5 20 0,35 0,52 0,88 - 1 -
Tabela 10 – Coeficiente de transmissão térmica linear (Ψ) da caixa de estore
Ligação entre duas paredes verticais exteriores (cunhal)
Para o cálculo do coeficiente de transmissão térmica linear (Ψ) da ponte térmica linear existente
na zona do cunhal, recorreu-se ao programa BISCO. Convêm salientar que o RCCTE não faz
distinção entre a situação com e sem pilar na zona do cunhal. Os resultados obtidos são
apresentados na Figura 34, Figura 35 e Tabela 11:
Figura 34 – Distribuição de temperaturas de um
cunhal localizado numa parede exterior
Figura 35 – Linhas isotérmicas e de fluxo na
zona do cunhal
θi
[ºC] θe
[ºC] em [m]
U zona corrente [W/m
2.ºC]
U pte térmica plana [W/m
2.ºC]
L2D
[W/m.ºC] Ψ (RCCTE) [W/m.ºC]
Ψ (BISCO) [W/m.ºC]
μSM μ*S μh
Cunhal 3,5 20 0,35 0,52 - 0,66 0,20 0,14 0,82 0,601 0,27
Tabela 11 – Cálculo do coeficiente de transmissão térmica linear (Ψ) na zona de cunhal em paredes
exteriores
Envolvente Interior:
Parede de Escadas e Edifícios Adjacentes (PI.1)
A parede interior que faz a separação para locais não aquecidos (LNA), como a zona das
escadas e os edifícios adjacentes, situados nos lotes 2 e 4, é composta por dois panos de
alvenaria de tijolo de 11 e uma caixa de ar, sem isolamento térmico. O pormenor e a composição
da parede, bem como as espessuras dos diversos materiais e o cálculo do coeficiente de
transmissão térmica (U), são apresentados a seguir (Figura 36 e Tabela 12):
37
Parede da Caixa de Elevadores (PI.2)
A parede interior da caixa de elevadores, que faz a separação da zona do núcleo dos elevadores
(LNA) e o interior do fogo é constituída por 20cm de betão armado e por um pano de alvenaria
de blocos de betão leve. Este pano de alvenaria foi necessário para que o coeficiente de
transmissão térmica (U) não fosse superior ao dobro do da zona corrente adjacente. O pormenor
e a composição da parede, bem como as espessuras dos diversos materiais e o cálculo do
coeficiente de transmissão térmica (U), são apresentados a seguir (Figura 37 e Tabela 13):
Pontes Térmicas Planas
Pilar e Viga de Betão (PT.3)
As pontes térmicas de pilares e vigas para LNA, encontram-se na parede de separação para os
edifícios adjacentes e na parede das escadas. O pormenor e a composição da parede, bem
como as espessuras dos diversos materiais e o cálculo do coeficiente de transmissão térmica
(U), são apresentados a seguir (Figura 38, Figura 39 e Tabela 14):
lna int
1,5
11
3
11
1,5
1 2 3 4 5
28
PI.1 - Parede LNA Espessura Condutibilidade Rj
(m) (W/mºC) (m2ºC/W)
Rse
0,13
1- Reboco 0,015 1,15 0,01
2- Tijolo furado 11 0,11 0,41 0,27
3- Caixa de ar 0,03 - 0,18
4- Tijolo furado 11 0,11 0,41 0,27
5- Reboco 0,015 1,15 0,01
Rsi
0,13
Espessura total 0,28
Coeficiente de Transmissão Térmica - U (W/m2ºC) 1,00
Figura 36 - Pormenor da parede de
separação para LNA
Tabela 12 – Cálculo do coeficiente de transmissão térmica da
parede de separação para locais não aquecidos (LNA)
int
1,5 1,5
5
lna
28
20
1 2 3
4
PI.1 - Parede LNA Espessura Condutibilidade Rj
(m) (W/mºC) (m2ºC/W)
Rse
0,13
1- Reboco 0,015 1,15 0,01
2- Betão 0,20 1,75 0,11
3- Bloco Betão Leve 0,03 0,25 0,20
4- Reboco 0,015 1,15 0,01
Rsi
0,13
Espessura total 0,28
Coeficiente de Transmissão Térmica - U (W/m2ºC) 1,67
Figura 37 - Pormenor da parede da
caixa de elevadores
Tabela 13 – Cálculo do coeficiente de transmissão térmica da
parede da caixa de elevadores
38
PI.1 - Parede LNA Espessura Condutibilidade Rj
(m) (W/mºC) (m2ºC/W)
Rse
0,13
1- Reboco 0,015 1,15 0,01
2- Betão 0,20 1,75 0,11
3- Bloco Betão Leve 0,05 0,25 0,20
4- Reboco 0,015 1,15 0,01
Rsi
0,13
Espessura total 0,28
Coeficiente de Transmissão Térmica - U (W/m2ºC) 1,67
Tabela 14 - Cálculo do coeficiente de transmissão térmica dos pilares e vigas interiores
Em conformidade com o estipulado no RCCTE, o cálculo do coeficiente de transmissão térmica
linear (Ψ) das pontes térmicas lineares interiores foi dispensado porque o valor do coeficiente τ é
inferior a 0,7 (Ψ=0).
3.1.3 Soluções construtivas década de 90
Como soluções construtivas representativas da década de 90, em que vigorou a anterior versão
do RCCTE [Decreto-Lei Nº40/90, de 6 de Fevereiro], adoptaram-se neste segundo caso de
estudo paredes exteriores duplas com caixa de ar e isolamento térmico no seu interior, correcção
de pontes térmicas em elementos estruturais e caixas de estore, paredes para locais não
aquecidos também duplas com caixa de ar mas sem isolamento térmico, e caixilharia de
alumínio com vidro duplo (U=3,10 W/m2.ºC).
Tal como no caso de estudo anterior, o tratamento das pontes térmicas em elementos estruturais
teve em atenção a condição de assegurar nessas zonas a mesma espessura final da zona
int
11
3
11
5
60lna
28
20
1 2 3
4
int
int
1,5
11
3
11
1,5
60
20
5
1,5
28
40
lna
20
1 2 3
4
Figura 38 - Pormenor do pilar inserido numa
parede de separação para um LNA
Figura 39 - Pormenor da viga inserida numa
parede de separação para um LNA
39
corrente adjacente, ou seja, o elemento de betão mais a correcção térmica, devem totalizar a
espessura da parede onde se inserem, de modo a que se garanta a homogeneidade das
espessuras. Resumidamente, as principais alterações relativamente ao caso de estudo anterior
consistiram numa menor espessura da envolvente opaca exterior, para a qual se tomou 30cm
em vez dos 35cm do caso anterior, e o isolamento das pontes térmicas pelo exterior com recurso
a uma forra térmica do mesmo material da parede (cerâmico).
A constituição das paredes da envolvente opaca exterior, interior e das pontes térmicas planas
são descritas detalhadamente a seguir, assim como o cálculo das diversas grandezas térmicas
em análise neste trabalho.
Envolvente Opaca Exterior:
Zona Corrente
Parede Exterior (PE.1)
A parede exterior é composta por dois panos de alvenaria de tijolo de 11cm e caixa de ar
parcialmente preenchida com isolamento térmico. O pormenor e a composição da parede
exterior da fachada (zona corrente), bem como as espessuras dos diversos materiais e o cálculo
do coeficiente de transmissão térmica (U), são mostrados a seguir (Figura 40 e Tabela 15).
Pontes Térmicas
Vigas de Betão (PT.1)
As vigas encontram-se inseridas nas paredes da envolvente exterior, criando pontes térmicas. A
correcção é feita com recurso a forra térmica de 3cm em material cerâmico colocada pelo
ext int
1,5
11
3
2
11
1,5
30
PE.1 - Parede Exterior Espessura Condutibilidade Rj
(m) (W/mºC) (m
2ºC/W)
Rse
0,04
1- Reboco 0,015 1,15 0,01
2- Tijolo furado 11 0,11 0,42 0,27
3- Caixa de ar 0,03 - 0,18
4- Poliestireno Extrudido
0,02 0,034 0,59
5- Tijolo furado 11 0,11 0,41 0,27
6- Reboco 0,015 1,15 0,01
Rsi
0,13
Espessura total 0,30
Coeficiente de Transmissão Térmica - U (W/m2ºC) 0,56
Figura 40 - Pormenor da parede exterior Tabela 15 – Cálculo do coeficiente de transmissão térmica da
parede exterior
40
exterior. Convêm salientar que a solução final totaliza a mesma espessura que a parede onde se
insere, ou seja 30cm. O pormenor e a composição das vigas e pilares, bem como as espessuras
dos diversos materiais e o cálculo do coeficiente de transmissão térmica (U), são apresentados a
seguir (Figura 41 e Tabela 16).
Para o cálculo do coeficiente de transmissão térmica linear (Ψ) da ponte térmica associada ao
pormenor mostrado, recorreu-se ao programa BISCO, apresentando-se na Tabela 17 o resultado
obtido, juntamente com o valor retirado do RCCTE e os valores dos vários índices térmicos.
Figura 42 – Distribuição de temperaturas de
uma viga, na zona da ligação da fachada com os
pavimentos
Figura 43 – Linhas isotérmicas e de fluxo na
zona da viga
θi
[ºC] θe
[ºC] em [m]
U zona corrente [W/m
2.ºC]
U pte térmica plana [W/m
2.ºC]
L2D
[W/m.ºC] Ψ (RCCTE) [W/m.ºC]
Ψ (BISCO) [W/m.ºC]
μSM μ*S μh
Viga 3,5 20 0,30 0,67 2,47 1,49 0,25 0,22 0,73 0,061 4,5
Tabela 17 – Cálculo do coeficiente de transmissão térmica linear (Ψ) das vigas inseridas em paredes
exteriores e índices térmicos adimensionais
ext
int
int
1,5
11
32
11
1,5
60
20
24
1,5
30
1
2
3 4
3
PT.1 - Pilar e Viga Espessura Condutibilidade Rj (m) (W/mºC) (m
2ºC/W)
Rse
0,04
1- Reboco 0,015 1,15 0,01
2- Forra térmica 0,03 0,42 0,07
3- Betão 0,24 1,75 0,14
4- Reboco 0,015 1,15 0,01
Rsi 0,13
Espessura total 0,30
Coeficiente de Transmissão Térmica - U (W/m2ºC) 2,47
Figura 41 - Pormenor de uma
viga, na ligação do pavimento
com a fachada
Tabela 16 – Cálculo do coeficiente de transmissão térmica das
vigas e pilares
41
Ligação entre duas paredes verticais exteriores (cunhal)
Para o cálculo do coeficiente de transmissão térmica linear (Ψ) da ponte térmica linear existente
na zona do cunhal, recorreu-se ao programa BISCO. Convêm salientar que o RCCTE não faz
distinção entre a situação com e sem pilar na zona do cunhal. O resultado deste cálculo, o valor
do mesmo coeficiente retirado do RCCTE e os valores dos vários índices térmicos são
apresentados na Tabela 18.
Figura 44 – Distribuição de temperaturas de um
cunhal localizado numa parede exterior
Figura 45 – Linhas isotérmicas e de fluxo na
zona do cunhal
θi
[ºC] θe
[ºC] em [m]
U zona corrente [W/m
2.ºC]
U pte térmica
plana [W/m
2.ºC]
L2D
[W/m.ºC]
Ψ (RCCTE) [W/m.ºC]
Ψ (BISCO) [W/m.ºC]
μSM μ*S μh
Cunhal 3,5 20 0,30 0,67 - 0,83 0,20 0,16 0,82 0,601 3
Tabela 18 – Cálculo do coeficiente de transmissão térmica linear (Ψ) na zona de cunhal em paredes
exteriores
Caixa de Estore (PT.2)
As caixas de estores encontram-se inseridas nas paredes da envolvente exterior, na zona da
viga de bordadura (Figura 46). Tendo em conta que a temperatura do interior da caixa de estore
deve ser sensivelmente a mesma do exterior, para o cálculo do coeficiente de transmissão
térmica (U) foi apenas considerado o isolamento térmico (poliestireno extrudido), tendo-se
desprezado o material da própria caixa (Tabela 19).
42
ext
int
int1,5
11 11
40
20
24
1,5
30
1320
2
20
PT.2 Caixa de Estore Espessura Condutibilidade Rj
(m) (W/mºC) (m
2ºC/W)
Rse
0,13
1- Poliestireno Extrudido 0,03 0,034 0,88
Rse
- 0,13
Coeficiente de Transmissão Térmica - U (W/m2ºC) 0,88
Figura 46 - Pormenor da caixa de estore Tabela 19 – Cálculo do coeficiente de transmissão térmica
da caixa de estore
Para a ponte térmica linear existente na caixa de estore não se usou o programa BISCO, dada a
complexidade da modelação da caixilharia, pelo que são apresentados os valores do RCCTE a
seguir:
θi
[ºC] θe
[ºC] em [m]
U zona corrente
[W/m2.ºC]
U pte térmica plana
[W/m2.ºC]
L2D [W/m.ºC]
Ψ (RCCTE) [W/m.ºC]
Ψ (BISCO) [W/m.ºC]
Caixa de Estore
3,5 20 0,30 0,52 1,18 - 1 -
Tabela 20 – Coeficiente de transmissão térmica linear (Ψ) da caixa de estore
Envolvente Interior:
Parede das Escadas e Edifícios Adjacentes (PI.1)
A parede interior que faz a separação para locais não aquecidos (LNA), como a zona das
escadas e os edifícios adjacentes, situados nos lotes 2 e 4, é composta por dois panos de
alvenaria de tijolo de 11 e uma caixa de ar, sem isolamento térmico. O pormenor e a composição
da parede, bem como as espessuras dos diversos materiais e o cálculo do coeficiente de
transmissão térmica (U), são apresentados a seguir (Figura 47 e Tabela 21):
ext int
1,5
22
1,5
25
1 2 3
PI.1 - Parede LNA Espessura Condutibilidade Rj
(m) (W/mºC) (m
2ºC/W)
Rse
0,13
1- Reboco 0,015 1,15 0,01
2- Tijolo furado 22 0,22 0,42 0,52
3- Reboco 0,015 1,15 0,01
Rsi
0,13
Espessura total 0,25
Coeficiente de Transmissão Térmica - U (W/m2ºC) 1,23
Figura 47 - Pormenor da parede de
separação para LNA
Tabela 21 – Cálculo do coeficiente de transmissão térmica da
parede de separação para locais não aquecidos (LNA)
43
Parede da Caixa de Elevadores (PI.2)
A parede interior da caixa de elevadores, que faz a separação da zona do núcleo dos elevadores
(LNA) e o interior do fogo, é constituída por 20cm de betão armado e por um pano de alvenaria
de blocos de betão leve. O pormenor e a composição da parede, bem como as espessuras dos
diversos materiais e o cálculo do coeficiente de transmissão térmica (U), são apresentados a
seguir (Figura 48 e Tabela 22):
Pontes Térmicas Planas
Pilar e Viga de Betão (PT.3)
As pontes térmicas de pilares e vigas para LNA, encontram-se na parede de separação para os
edifícios adjacentes e na parede das escadas. O pormenor e a composição da parede, bem
como as respectivas espessuras dos diversos materiais e o cálculo do coeficiente de
transmissão térmica (U), são apresentados a seguir (Figura 49, Figura 50 e Tabela 23):
int
1,5 1,5
5
lna
28
20
1 2 3
4
PI.1 - Parede LNA Espessura Condutibilidade Rj
(m) (W/mºC) (m2ºC/W)
Rse
0,13
1- Reboco 0,015 1,15 0,01
2- Betão 0,20 1,75 0,11
3- Bloco Betão Leve 0,03 0,25 0,20
4- Reboco 0,015 1,15 0,01
Rsi
0,13
Espessura total 0,28
Coeficiente de Transmissão Térmica - U (W/m2ºC) 1,67
Figura 48 - Pormenor da parede da
caixa de elevadores
Tabela 22 – Cálculo do coeficiente de transmissão térmica da
parede da caixa de elevadores
lna int
25
1,5
60
1 2 3
221,5
lna
int
int
1,5
25
1,5
60
20
1,5
1 2 3
22
Figura 49 - Pormenor do pilar inserido numa
parede de separação para um LNA
Figura 50 - Pormenor da viga inserida numa
parede de separação para um LNA
44
Tabela 23 - Cálculo do coeficiente de transmissão térmica dos pilares e vigas interiores
3.1.4 Soluções construtivas década de 80
A década de 80 é anterior à entrada em vigor da regulamentação térmica, pelo que as
disposições de projecto e construção voltadas para qualidade térmica da envolvente dos
edifícios eram muito incipientes e esporádicas. As soluções construtivas adoptadas neste
terceiro caso de estudo, como representativas dessa época, consistiram em paredes exteriores
simples de alvenaria de tijolo furado sem isolamento térmico, inexistência de correcção de
pontes térmicas em elementos estruturais e caixas de estore, paredes para locais não aquecidos
de alvenaria simples de tijolo furado, e caixilharia de alumínio com vidro simples (U=6,5 W/m2ºC).
A constituição das paredes da envolvente opaca exterior, interior e as pontes térmicas planas
são descritas detalhadamente a seguir, assim como o cálculo das diversas grandezas térmicas
em análise neste trabalho.
Envolvente Opaca Exterior:
Zona Corrente
PE.1 - Parede Exterior
A parede exterior é composta por um pano de alvenaria de tijolo de 22 sem isolamento térmico.
O pormenor e a composição da parede exterior da fachada (zona corrente), bem como as
espessuras dos diversos materiais e o cálculo do coeficiente de transmissão térmica (U), são
mostrados a seguir (Figura 51 e Tabela 24).
PI.1 - Parede LNA Espessura Condutibilidade Rj
(m) (W/mºC) (m
2 ºC/W)
Rse
0,13
1- Reboco 0,015 1,15 0,01
2- Betão 0,22 1,75 0,13
3- Reboco 0,015 1,15 0,01
Rsi
0,13
Espessura total 0,25
Coeficiente de Transmissão Térmica - U (W/m2ºC) 2,43
ext int
1,5
22
1,5
25
1 2 3
PE.1 - Parede Exterior Espessura Condutibilidade Rj
(m) (W/mºC) (m2ºC/W)
Rse
0,04
1- Reboco 0,015 1,15 0,01
2- Tijolo furado 22 0,22 0,42 0,52
3- Reboco 0,015 1,15 0,01
Rsi
0,13
Espessura total 0,25
Coeficiente de Transmissão Térmica - U (W/m2ºC) 1,39
Figura 51 - Pormenor da parede exterior Tabela 24 – Cálculo do coeficiente de transmissão térmica da
parede exterior
45
Pontes Térmicas
Vigas de Betão (PT.1)
As vigas encontram-se inseridas nas paredes da envolvente exterior, criando zonas de pontes
térmicas, relativamente às quais não é realizada qualquer protecção. O pormenor e a
composição das vigas bem como as espessuras dos diversos materiais e o cálculo do
coeficiente de transmissão térmica (U), são apresentados a seguir (Figura 52 e Tabela 25).
Para o cálculo do coeficiente de transmissão térmica linear (Ψ) da ponte térmica associada ao
pormenor mostrado, recorreu-se ao programa BISCO, apresentando-se na Tabela 26 o resultado
obtido e os valores dos vários índices térmicos. De referir que o RCCTE não dispõe deste caso
de ponte térmica, pelo que o valor que lhe corresponde na tabela foi deixado em branco.
Figura 53 – Distribuição de temperaturas de
uma viga, na zona da ligação da fachada com os
pavimentos
Figura 54 – Linhas isotérmicas e de fluxo na
zona da viga
ext
int
int
1,5
25
1,5
60
20
1,5
1 2 3
22
PT.1 - Viga Espessura Condutibilidade Rj (m) (W/mºC) (m
2ºC/W)
Rse
0,04
1- Reboco 0,025 1,15 0,01
2- Betão 0,22 1,75 0,13
5- Reboco 0,025 1,15 0,01
Rsi 0,13
Espessura total 0,25
Coeficiente de Transmissão Térmica - U (W/m2ºC) 3,11
Figura 52 - Pormenor de uma viga, na
ligação do pavimento com a fachada
Tabela 25 – Cálculo do coeficiente de transmissão
térmica das vigas
46
θi
[ºC] θe
[ºC] em [m]
U zona corrente [W/m
2.ºC]
U pte térmica plana [W/m
2.ºC]
L2D
[W/m.ºC] Ψ (RCCTE) [W/m.ºC]
Ψ (BISCO) [W/m.ºC]
μSM μ*S μh
Viga 3,5 20 0,25 1,39 3,11 2,15 - 0,49 0,61 0,18 2,33
Tabela 26 – Cálculo do coeficiente de transmissão térmica linear (Ψ) das vigas inseridas em paredes
exteriores
Ligação entre duas paredes verticais exteriores (cunhal)
Para o cálculo do coeficiente de transmissão térmica linear (Ψ) da ponte térmica linear existente
na zona do cunhal, recorreu-se ao programa BISCO. O resultado deste cálculo e os valores dos
vários índices térmicos são apresentados na Tabela 27. Refira-se que este caso também não é
contemplado pelo RCCTE.
Figura 55 – Distribuição de temperaturas de
um cunhal localizado numa parede exterior
Figura 56 – Linhas isotérmicas e de fluxo
na zona do cunhal
θi
[ºC] θe
[ºC] em [m]
U zona corrente [W/m
2.ºC]
U pte térmica
plana [W/m
2.ºC]
L2D
[W/m.ºC]
Ψ (RCCTE) [W/m.ºC]
Ψ (BISCO) [W/m.ºC]
μSM μ*S μh
Cunhal 3,5 20 0,25 1,39 - 1,55 - 0,16 0,61 0,18 2,33
Tabela 27 – Cálculo do coeficiente de transmissão térmica linear (Ψ) na zona de cunhal em paredes
exteriores
Caixa de Estore (PT.2)
As caixas de estores encontram-se inseridas nas paredes da envolvente exterior, na zona da
viga de bordadura (Figura 57). Tendo em conta que a temperatura do interior da caixa de estore
deve ser sensivelmente a mesma do exterior, para o cálculo do coeficiente de transmissão
térmica (U) foi apenas considerado o material da própria caixa (madeira) (Tabela 28).
47
ext
int
20
40
22
22
20 int
int1,5
25
1,5
PT.2 Caixa de Estore Espessura Condutibilidade Rj
(m) (W/mºC) (m
2ºC/W)
Rse
0,13
1- Madeira 0,02 0,15 0,13
Rse
- 0,13
Coeficiente de Transmissão Térmica - U (W/m2ºC) 2,54
Figura 57 - Pormenor da caixa de estore
Tabela 28 – Cálculo do coeficiente de transmissão térmica
da caixa de estore
Para a ponte térmica linear existente na caixa de estore não se usou o programa BISCO, dada a
complexidade da modelação da caixilharia, pelo que é apenas apresentado o valor do RCCTE
(Tabela 29):
θi
[ºC] θe
[ºC] em [m]
U zona corrente [W/m2.ºC]
U pte térmica plana [W/m2.ºC]
L2D [W/m.ºC]
Ψ (RCCTE) [W/m.ºC]
Ψ (BISCO) [W/m.ºC]
Caixa de Estore
3,5 20 0,35 0,52 0,88 - 1 -
Tabela 29 – Coeficiente de transmissão térmica linear (Ψ) da caixa de estore
Envolvente Interior:
Parede de Escadas e Edifícios Adjacentes (PI.1)
A parede interior que faz a separação para locais não aquecidos (LNA), como a zona das
escadas e os edifícios adjacentes, situados nos lotes 2 e 4, é composta por um pano de
alvenaria de tijolo de 15, sem isolamento térmico. O pormenor e a composição da parede, bem
como as espessuras dos diversos materiais e o cálculo do coeficiente de transmissão térmica
(U), são apresentados a seguir (Figura 58 e Tabela 30):
lna int
1,5
18
1,5
15
1 2 3
PI.1 - Parede LNA Espessura Condutibilidade Rj
(m) (W/mºC) (m
2ºC/W)
Rse
0,13
1- Reboco 0,015 1,15 0,01
2- Tijolo furado 15 0,15 0,38 0,39
3- Reboco 0,015 1,15 0,01
Rsi
0,13
Espessura total 0,18
Coeficiente de Transmissão Térmica - U (W/m2ºC) 1,47
Figura 58 - Pormenor da parede de
separação para LNA
Tabela 30 – Cálculo do coeficiente de transmissão térmica da
parede de separação para locais não aquecidos (LNA)
48
Parede da Caixa de Elevadores (PI.2)
A parede interior da caixa de elevadores, faz a separação da zona do núcleo dos elevadores
(LNA) e o interior do fogo. Esta parede é constituída por 20cm de betão e reboco. O pormenor e
a composição da parede, bem como as espessuras dos diversos materiais e o cálculo do
coeficiente de transmissão térmica (U), são apresentados a seguir (Figura 59 e Tabela 31):
Pontes Térmicas Planas
Pilar e Viga de Betão (PT.3)
As pontes térmicas de pilares e vigas para LNA, encontram-se na parede de separação para os
edifícios adjacentes e na parede das escadas. O pormenor e a composição da parede, bem
como as espessuras dos diversos materiais e o cálculo do coeficiente de transmissão térmica
(U), são apresentados a seguir (Figura 60, Figura 61 e Tabela 32):
int
1,5 1,5
lna
23
20
1 2 3
PI.1 - Parede LNA Espessura Condutibilidade Rj
(m) (W/mºC) (m
2ºC/W)
Rse
0,13
1- Reboco 0,015 1,15 0,01
2- Betão 0,20 1,75 0,11
3- Reboco 0,015 1,15 0,01
Rsi
0,13
Espessura total 0,23
Coeficiente de Transmissão Térmica - U (W/m2ºC) 2,50
Figura 59 - Pormenor da parede da
caixa de elevadores
Tabela 31 – Cálculo do coeficiente de transmissão térmica da
parede da caixa de elevadores
int
1,5
15
1,5
1,5
60lna
18
20
1 2 3
int
int
1,5 1,5
60
20
1,5
18
40
lna
20
1 2 3
15
Figura 60 - Pormenor do pilar inserido numa
parede de separação para um LNA
Figura 61 - Pormenor da viga inserida numa
parede de separação para um LNA
49
PI.1 - Parede LNA Espessura Condutibilidade Rj
(m) (W/mºC) (m2ºC/W)
Rse
0,13
1- Reboco 0,015 1,15 0,01
2- Betão 0,20 1,75 0,11
3- Reboco 0,015 1,15 0,01
Rsi
0,13
Espessura total 0,23
Tabela 32 - Cálculo do coeficiente de transmissão térmica dos
pilares e vigas interiores
3.2 Quantificação das trocas energéticas
Para a quantificação das perdas térmicas globais e necessidades de energia útil dos casos de
estudos representativos das 3 ultimas décadas, aplicou-se a metodologia descrita em 2.5,
através da qual se apuraram as diversas categorias de perdas e ganhos térmicos (Anexos I a
VI). Relativamente às perdas, elas foram divididas em: condução pela envolvente opaca exterior
e interior (lna), onde se incluem as pontes térmicas, condução pelos envidraçados, e convecção
por renovação do ar. Dentro das perdas por condução pela envolvente opaca, separaram-se
ainda as que acontecem em zona corrente das que decorrem de pontes térmicas, de forma a
facilitar a análise de resultados. Relativamente aos ganhos, contabilizaram-se os decorrentes da
radiação solar (ganhos solares) e os resultantes da ocupação e equipamentos (ganhos internos).
Para efectuar os cálculos foi efectuado previamente todo o levantamento dimensional do fogo
(pé-direito, áreas de elementos, comprimentos de pontes térmicas, volume interior).
Nas Tabela 33, Tabela 34 e Tabela 35 listam-se os valores dos diferentes tipos perdas
correspondentes aos dados climáticos e parâmetros térmicos da construção anteriormente
apresentados, nomeadamente, coeficientes de transmissão térmica superficial (U) e linear (Ψ),
que foram calculados, e taxa de renovação horária, para a qual foi tomado o valor unitário
(Rph=1h-1
).
O cálculo das perdas térmicas globais apresenta-se na Tabela 33 e resulta da soma das
seguintes parcelas: perdas térmicas em zonas correntes com o exterior, perdas em zonas
correntes com locais não aquecidos (lna), perdas por ventilação, perdas através dos
envidraçados, perdas através das pontes térmicas lineares, perdas através das pontes térmicas
planas com o exterior e perdas através das pontes térmicas planas com locais não aquecidos
(lna).
50
Década Actual Década 90 Década 80
Pe
rda
s [
kW
h/a
no
]
Zona Corrente c/ Exterior 249,7 319,6 666,3
Zona Corrente c/ LNA 487,4 603,4 717,8
Ventilação 2136,7 2136,7 2136,7
Envidraçados 1442,2 1442,2 3024,0
Pontes Térmicas Planas c/ Exterior 137,2 364,3 507,5
Pontes Térmicas Planas c/ LNA 321,3 468,4 481,8
Pontes Térmicas Lineares 575,0 582,0 696,4
Perdas Térmicas Globais (PTG) 5349,4 5916,7 8230,6
Tabela 33 – Contabilização das Perdas Térmicas Globais, e respectivas perdas parcelares
As perdas através da envolvente opaca, que resultam da soma das perdas em zona corrente e
em pontes térmicas, apresentam-se na Tabela 34. Importa referir o ordem de grandeza das
perdas para os LNA relativamente às perdas com o exterior.
Década Actual Década 90 Década 80
Perd
as
[kW
h/a
no
] Envolvente Opaca c/ Exterior 961,8 1265,9 1870,3
Envolvente Opaca c/ LNA 808,6 1071,8 1199,5
Envolvente Opaca (Total) 1770,5 2337,7 3069,8
Tabela 34 – Perdas através da envolvente opaca
Na Tabela 35 apresentam-se as perdas que têm lugar nas perdas térmicas e o seu valor global
para os períodos de tempo analisados.
Década Actual
Década 90
Década 80
Perd
as
[kW
h/a
no
] Pontes Térmicas Planas 458,5 832,7 989,3
Pontes Térmicas Lineares 575,0 582,0 696,4
Pontes Térmicas (Total) 1033,4 1414,7 1685,7
Tabela 35 – Perdas através das pontes térmicas
A partir dos resultados obtidos calcularam-se vários índices para melhor analisar a importância e
a evolução das perdas por pontes térmicas. Seguidamente são descritos esses índices e sua
forma de cálculo, bem como os valores que tomam para os períodos de tempo analisados
(Tabela 36).
Impacte das perdas por pontes térmicas planas no conjunto total das perdas:
𝐼𝑃𝑇 𝑃𝑙𝑎𝑛𝑎𝑠 = 𝑃𝑒𝑟𝑑𝑎𝑠𝑃𝑇 𝑃𝑙𝑎𝑛𝑎𝑠 𝑐/ 𝐸𝑥𝑡𝑒𝑟𝑖𝑜𝑟 + 𝑃𝑒𝑟𝑑𝑎𝑠𝑃𝑇 𝑃𝑙𝑎𝑛𝑎𝑠 𝑐/ 𝐿𝑁𝐴
𝑃𝑒𝑟𝑑𝑎𝑠 𝑇é𝑟𝑚𝑖𝑐𝑎𝑠 𝐺𝑙𝑜𝑏𝑎𝑖𝑠 [%] (35)
51
Impacte das perdas por pontes térmicas lineares no conjunto total das perdas:
𝐼𝑃𝑇 𝐿𝑖𝑛𝑒𝑎𝑟𝑒𝑠 = 𝑃𝑒𝑟𝑑𝑎𝑠𝑃𝑇 𝐿𝑖𝑛𝑒𝑎𝑟𝑒𝑠
𝑃𝑒𝑟𝑑𝑎𝑠 𝑇é𝑟𝑚𝑖𝑐𝑎𝑠 𝐺𝑙𝑜𝑏𝑎𝑖𝑠 [%] (36)
Impacte das perdas por pontes térmicas no conjunto total das perdas:
𝐼𝑃𝑇 = 𝑃𝑒𝑟𝑑𝑎𝑠𝑃𝑇 𝑃𝑙𝑎𝑛𝑎𝑠 𝑐/ 𝐸𝑥𝑡𝑒𝑟𝑖𝑜𝑟 + 𝑃𝑒𝑟𝑑𝑎𝑠𝑃𝑇 𝑃𝑙𝑎𝑛𝑎𝑠 𝑐/ 𝐿𝑁𝐴 + 𝑃𝑒𝑟𝑑𝑎𝑠𝑃𝑇 𝐿𝑖𝑛𝑒𝑎𝑟𝑒𝑠
𝑃𝑒𝑟𝑑𝑎𝑠 𝑇é𝑟𝑚𝑖𝑐𝑎𝑠 𝐺𝑙𝑜𝑏𝑎𝑖𝑠 [%] (37)
Relação entre perdas por pontes térmicas planas e lineares:
𝐼𝑃𝑇 𝑃𝑙𝑎𝑛𝑎𝑠 /𝑃𝑇 𝐿𝑖𝑛𝑒𝑎𝑟𝑒𝑠 = 𝑃𝑒𝑟𝑑𝑎𝑠𝑃𝑇 𝑃𝑙𝑎𝑛𝑎𝑠
𝑃𝑒𝑟𝑑𝑎𝑠𝑃𝑇 𝐿𝑖𝑛𝑒𝑎𝑟𝑒𝑠 [%] (38)
Década Actual
Década 90
Década 80
Índ
ices
[%
] PT Planas/PTG 8,6% 14,1% 12,0%
PT Lineares/PTG 10,7% 9,8% 8,5%
PT/PTG 19,3% 23,9% 20,5%
PT Planas/PT Lineares 79,7% 143,1% 142,1%
Tabela 36 – Índices comparativos
Para facilitar a análise da evolução das perdas por pontes térmicas calculadas anteriormente,
relativamente à década actual, foram calculadas as relações entre essas mesmas perdas e as
perdas da década actual (Perdas80/Perdasactual e Perdas90/Perdasactual). Os valores dessas
relações são apresentados na Tabela 37.
Ixx/Iactual
Década Actual
Década 90
Década 80
Rela
çõ
es
[%]
PT Planasxx / PT Planasactual 100,0% 181,6% 215,8%
PT Linearesxx / PT Linearesactual 100,0% 101,2% 121,1%
PTxx / PTactual 100,0% 136,9% 163,1%
Tabela 37 – Relações entre índices comparativos
O cálculo das necessidades de energia útil de aquecimento (NAQ) é bastante similar ao das
perdas térmicas globais já descrito anteriormente, havendo apenas a acrescentar uma parcela
52
referente aos ganhos solares e internos que subtrai às perdas para fornecer o valor das
necessidades de energia de aquecimento. Assim, as necessidades de energia de aquecimento
resultam da soma das parcelas: perdas térmicas em zonas correntes com o exterior, perdas em
zonas correntes com locais não aquecidos (lna), perdas por ventilação, perdas através dos
envidraçados, perdas através das pontes térmicas lineares, perdas através das pontes térmicas
planas com o exterior, perdas através das pontes térmicas planas com locais não aquecidos
(lna); e subtracção dos ganhos úteis (solares e internos). Os valores das várias parcelas bem
como das necessidades de energia útil de aquecimento anuais são apresentados na Tabela 38.
Década Actual Década 90 Década 80
Ganhos Úteis (Solares+Internos) 2689,0 2714,2 2932,6
Pe
rda
s [
kW
h/a
no
]
Zona Corrente c/ Exterior 249,7 319,6 666,3
Zona Corrente c/ LNA 487,4 603,4 717,8
Ventilação 2136,7 2136,7 2136,7
Envidraçados 1442,2 1442,2 3024,0
Pontes Térmicas Planas c/ Exterior 137,2 364,3 507,5
Pontes Térmicas Planas c/ LNA 321,3 468,4 481,8
Pontes Térmicas Lineares 575,0 582,0 696,4
Necessidades Aquecimento Anual (NAQ) 2660,4 3202,4 5297,9
Tabela 38 – Contabilização das Necessidades de Energia Útil de Aquecimento Anuais
À semelhança do que já foi feito com as perdas térmicas globais, com base nos resultados
obtidos calcularam-se vários índices relativos as necessidades de energia útil de aquecimento
para melhor analisar a importância e a evolução das pontes térmicas. Seguidamente são
descritos esses índices e a sua forma de cálculo, bem como os valores que tomam para os
períodos de tempo analisados ( Tabela 39 e Tabela 36).
Impacte das perdas por pontes térmicas planas nas necessidades de energia útil de
aquecimento:
𝐼𝑃𝑇 𝑃𝑙𝑎𝑛𝑎𝑠 = 𝑃𝑒𝑟𝑑𝑎𝑠𝑃𝑇 𝑃𝑙𝑎𝑛𝑎𝑠 𝑐/ 𝐸𝑥𝑡𝑒𝑟𝑖𝑜𝑟 + 𝑃𝑒𝑟𝑑𝑎𝑠𝑃𝑇 𝑃𝑙𝑎𝑛𝑎𝑠 𝑐/ 𝐿𝑁𝐴
NAQ [%] (39)
Impacte das perdas por pontes térmicas lineares nas necessidades de energia útil de
aquecimento:
𝐼𝑃𝑇 𝐿𝑖𝑛𝑒𝑎𝑟𝑒𝑠 = 𝑃𝑒𝑟𝑑𝑎𝑠𝑃𝑇 𝐿𝑖𝑛𝑒𝑎𝑟𝑒𝑠
NAQ [%] (40)
53
Impacte das perdas por pontes térmicas nas necessidades de energia útil de
aquecimento:
𝐼𝑃𝑇 = 𝑃𝑒𝑟𝑑𝑎𝑠𝑃𝑇 𝑃𝑙𝑎𝑛𝑎𝑠 𝑐/ 𝐸𝑥𝑡𝑒𝑟𝑖𝑜𝑟 + 𝑃𝑒𝑟𝑑𝑎𝑠𝑃𝑇 𝑃𝑙𝑎𝑛𝑎𝑠 𝑐/ 𝐿𝑁𝐴 + 𝑃𝑒𝑟𝑑𝑎𝑠𝑃𝑇 𝐿𝑖𝑛𝑒𝑎𝑟𝑒𝑠
NAQ [%] (41)
Década Actual
Década 90
Década 80
Índ
ices
[%
] PT Planas/NAQ 17,2% 26,0% 18,7%
PT Lineares/NAQ 21,6% 18,2% 13,1%
PT/NAQ 38,8% 44,2% 31,8%
Tabela 39 – Índices comparativos
Outro tipo de análise efectuada, foi o cálculo do factor de concentração de perdas. Este factor é
obtido através da relação entre as perdas da situação real com pontes térmicas e as perdas da
situação ideal de inexistência de pontes térmicas. Para tal são calculados dois fluxos de calor Q1
e Q2 correspondentes à situação real com pontes térmicas e à situação ideal sem pontes
térmicas, respectivamente. O fluxo de calor correspondente à situação real (Q1) é a soma do
produto da área da zona corrente (Azc) pelo respectivo coeficiente de transmissão térmica (Uzc),
com o produto da área da zona de ponte térmica plana (Apt) pelo respectivo coeficiente de
transmissão térmica (Upt) e com o produto do comprimento da ponte térmica linear (B) pelo
respectivo coeficiente de transmissão térmica linear (), de acordo com a equação 42.
𝑄1 = (Uzc × Azc ) + (Upt × Apt ) + (i
× Bi) ∆θ [W/℃] (42)
O fluxo de calor correspondente à situação ideal (Q2) resulta do produto da soma das áreas da
zona corrente (Azc) e zona de ponte térmica (Apt) pelo coeficiente de transmissão térmica da zona
corrente (Uzc), ou seja, as pontes térmicas são contabilizadas como zona corrente como
demonstra a equação 43.
𝑄2 = Uzc × Azc + Apt ∆θ [W/℃] (43)
A diferença entre os fluxos Q1 e Q2 representa o acréscimo das perdas por pontes térmicas
relativamente à situação ideal da sua não existência. O factor de concentração de perdas (fc)
54
resulta da razão entre os fluxos Q1 e Q2 e permite quantificar a contribuição das pontes térmicas
nas perdas relativamente à situação ideal de existência apenas de zona corrente (equação 44):
𝑓𝑐 =𝑄1
𝑄2= Uzc Azc + Upt Apt + i Bi ∆θ
Uzc × (Azc + Apt )∆θ= UiAi + i Bi
Uzc Ai [%] (44)
O valores dos fluxos Q1 e Q2 bem como do factor de concentração (fc) são apresentados na
Tabela 40.
Década Actual
Década 90
Década 80
Q1 = ∑Ui.Ai+∑i.Bi [W/ºC] 108,83 128,05 206,43
Q2 = Uzc.∑Ai [W/ºC] 83,37 92,07 167,01
fc [%] 1,31 1,39 1,24
Tabela 40 – Factor de concentração de perdas [%]
3.3 Discussão dos resultados
Com base nos resultados obtidos, é de salientar, numa primeira análise, uma redução
considerável quer das perdas térmicas globais (PTG) quer das necessidades de energia útil de
aquecimento (NAQ) anuais, desde a década de 80 até a actualidade (Figura 62 e Figura 63). É
interessante notar que esta redução é cerca de metade, entre a década de 80 e a actualidade, o
que mostra, por um lado, que houve uma melhoria efectiva da qualidade térmica/energética dos
edifícios novos e, por outro, que existe um grande potencial de poupança energética
relativamente aos edifícios mais antigos. Pode-se atribuir como um dos factores que mais
contribuiu para essa redução, a aprovação e a aplicação de legislação cada vez mais restritiva
em matéria de consumos energéticos, em linha com as crescentes preocupações ambientais e
energéticas das sociedades modernas.
Figura 62 – Perdas Térmicas Globais (PTG)
[kWh/m2.ano]
Figura 63 – Necessidade de Energia Útil de
Aquecimento (NAQ) [kWh/m2.ano]
6572
101
0
20
40
60
80
100
120
Década Actual Década 90 Década 80
[kW
h/m
2.a
no]
32
39
65
0
10
20
30
40
50
60
70
Década Actual Década 90 Década 80
[kW
h/m
2.a
no]
55
Na década de 80 não existia legislação que regulamentasse o comportamento térmico dos
edifícios, tendo a primeira legislação sobre esta matéria entrando em vigor no início da década
de 90, com a aprovação do antigo RCCTE (Decreto-Lei Nº40/1990) [7]. Esta legislação manteve-
se até muito recentemente, tendo sido revista e actualizada no ano de 2006 – através da
aprovação do novo RCCTE (Decreto-Lei Nº80/2006) [3] – de forma a adaptar-se às novas
realidades e exigências ambientais. A par da evolução verificada a nível regulamentar, também
surgiram novos materiais e soluções mais eficazes, que contribuíram para a melhoria do
desempenho dos novos edifícios.
Relativamente às perdas por pontes térmicas, também se observa uma redução assinalável das
mesmas entre os anos 80 e o momento actual, quer no que respeita às pontes térmicas planas,
quer no que se refere às lineares (embora neste caso não se tenha registado evolução entre a
década de 90 e a actualidade) e, obviamente, ao conjunto das duas (Figura 64). Esta evolução é
também em parte explicada pela aplicação de legislação cada vez mais eficaz, que preconiza
níveis e formas de isolamento cada vez mais cuidados das pontes térmicas. A maior evolução
registou-se da década de 90 para a actual, fruto de uma maior atenção dada pelo novo RCCTE à
problemática das pontes térmicas, de que é exemplo a limitação dos coeficientes de transmissão
térmica das pontes térmicas planas a um máximo que corresponde ao dobro do da zona corrente
adjacente. O antigo RCCTE, em vigor na década de 90, embora abordasse a temática das
pontes térmicas, fazia-o de uma forma mais simplista, o que explica em parte a evolução
verificada.
Figura 64 – Perdas térmicas por pontes térmicas planas e lineares [kWh/m
2.ano]
Os índices utilizados para avaliar a importância das pontes térmicas (Figura 65, Figura 66, Figura
67, Figura 68, Figura 69, Figura 70 e Figura 71), permitem fazer uma análise em termos relativos
do peso das respectivas perdas sobre o conjunto total das mesmas, demonstrando que esse
peso tem variado de forma não linear e que depende de diversos factores. Pode-se constatar
que o peso das pontes térmicas planas aumentou da década de 80 para 90, apesar de em
termos absolutos as perdas terem diminuído. Tal deve-se ao aumento do isolamento que se tem
verificado em zonas correntes da envolvente, o que potencia o efeito de transmissão marginal de
6
1012
7
7
9
0
5
10
15
20
25
Década Actual Década 90 Década 80
PT Lineares
PT Planas
[kW
h/m
2.a
no]
56
calor nas zonas de heterogeneidades, cujo nível de isolamento não é suficiente para contrariar
aquele efeito. Os gráficos das Figura 66 e Figura 69 mostram que o peso das pontes térmicas
lineares relativamente às perdas térmicas globais (PTG) e às necessidades de energia útil de
aquecimento (NAQ) tem tendência a aumentar à medida que o nível de isolamento aumenta. O
novo RCCTE, ao preconizar uma maior exigência de isolamento térmico para as pontes térmicas
planas, aproximando-o mais do da zona corrente, consegue diminuir o peso das respectivas
perdas de calor relativamente às perdas globais (Figura 65). No entanto, esta medida pouco
adianta relativamente às pontes térmicas lineares e, pelo contrário, os gráficos das Figura 66 e
Figura 69 mostram mesmo que ela é contraproducente. Assim, é interessante verificar que,
apesar das perdas térmicas globais (PTG) e das necessidades de energia útil de aquecimento
(NAQ) terem vindo a diminuir significativamente desde a década de 80, o mesmo já não
acontece com as perdas por pontes térmicas lineares, que, ao contrário, têm vindo a subir
ligeiramente. Esta tendência de crescimento da importância das pontes térmicas lineares no
conjunto global das perdas, que não é acompanhada pelas pontes térmicas planas, é facilmente
observável na Figura 71. Esta Figura mostra que a importância relativa das pontes térmicas
planas face às lineares, que foi grande nas décadas de 80 e 90, inverteu actualmente o seu
sentido, passando as perdas por pontes térmicas lineares a serem superiores às perdas por
pontes térmicas planas.
Figura 65 – Peso das Pontes Térmicas Planas
nas Perdas Térmicas Globais (PTG)
Figura 66 – Peso das Pontes Térmicas Lineares
nas Perdas Térmicas Globais (PTG)
Figura 67 – Peso das Pontes Térmicas nas
Perdas Térmicas Globais (PTG)
Figura 68 – Peso das Pontes Térmicas Planas nas
Necessidades de Aquecimento (NAQ)
8,6%
14,1%
12,0%
0%
2%
4%
6%
8%
10%
12%
14%
16%
Década Actual Década 90 Década 80
10,7%9,8%
8,5%
0%
2%
4%
6%
8%
10%
12%
Década Actual Década 90 Década 80
19,3%
23,9%
20,5%
0%
5%
10%
15%
20%
25%
30%
Década Actual Década 90 Década 80
17,2%
26,0%
18,7%
0%
5%
10%
15%
20%
25%
30%
Década Actual Década 90 Década 80
57
Figura 69 – Peso das Pontes Térmicas Lineares
nas Necessidades de Aquecimento (NAQ)
Figura 70 – Peso das Pontes Térmicas nas
Necessidades de Aquecimento (NAQ)
Figura 71 – Relação entre Pontes Térmicas Planas e
Pontes Térmicas Lineares
Nas figuras Figura 72, Figura 73, Figura 74 e Figura 75, mostram-se as relações entre as
décadas passadas, de 80 e 90, e o momento presente para os diversos tipos de pontes térmicas
(Planas, Lineares e Planas+Lineares). Por sua vez, a Figura 75 mostra a taxa de evolução
decenal das pontes térmicas lineares. De uma forma geral, estes gráficos confirmam as
observações anteriores sobre a tendência de evolução dos dois tipos de pontes térmicas:
evolução positiva no que respeita às pontes térmicas planas, que passaram a estar mais
controladas actualmente, dados os maiores níveis de isolamento térmico que são exigidos;
estagnação relativamente às pontes térmicas lineares, cujas perdas não têm sofridos grandes
alterações com a evolução da regulamentação.
21,6%
18,2%
13,1%
0%
5%
10%
15%
20%
25%
Década Actual Década 90 Década 80
38,8%
44,2%
31,8%
10%
15%
20%
25%
30%
35%
40%
45%
50%
Década Actual Década 90 Década 80
79,7%
143,1% 142,1%
0%
20%
40%
60%
80%
100%
120%
140%
160%
Década Actual Década 90 Década 80
58
Figura 72 – Relação entre as perdas por PT
Planas de 80, 90 e as actuais
Figura 73 – Relação entre as perdas por PT
Lineares de 80, 90 e as actuais
Figura 74 – Relação entre as perdas por PT
de 80, 90 e as actuais
Figura 75 – Relação entre as perdas por PT
Lineares actuais/90 e 90/80
Outro tipo de análise efectuada foi a relativa ao factor de concentração de perdas (fc) (Figura 76).
Este factor, como anteriormente foi referido, permite medir a contribuição das pontes térmicas
face a uma situação ideal em que só exista zona corrente (inexistência de pontes térmicas). Este
factor foi utilizado na antiga versão do RCCTE para contabilizar e limitar as perdas por pontes
térmicas, tendo sido abandonado na versão actual do RCCTE, que o substituiu pela metodologia
já apresentada em capítulo anterior.
Figura 76 – Factor de concentração de perdas (fc)
181,6%
215,8%
160%
170%
180%
190%
200%
210%
220%
Década 90 Década 80
101,2%
121,1%
90%
95%
100%
105%
110%
115%
120%
125%
Década 90 Década 80
136,9%
163,1%
95%
105%
115%
125%
135%
145%
155%
165%
175%
Década 90 Década 80
98,8%
83,6%
75%
80%
85%
90%
95%
100%
Actual/90 90/80
1,31
1,39
1,24
1,15
1,20
1,25
1,30
1,35
1,40
1,45
Década Actual Década 90 Década 80
59
A estimação deste factor para os casos de estudo analisados mostra que as pontes térmicas
tiveram um maior peso na década de 90, o que vem ao encontro das análises já efectuadas de
outros indicadores. É interessante notar que é na década de 80 que esse factor é mínimo, o que
não surpreende, pois o diferencial entre as características isolantes das pontes térmicas e das
zonas correntes era pequeno. À medida que aumenta esse diferencial, maior a relevância das
pontes térmicas. Assim, pode-se concluir com alguma generalidade que:
- na década de 80, o factor de concentração de perdas térmicas foi baixo porque tanto as pontes
térmicas como as zonas correntes estavam igualmente mal isoladas:
- na década de 90, o factor de concentração de perdas térmicas foi mais alto porque o nível de
isolamento térmico da zona corrente aumentou mais que o das pontes térmicas:
- no momento actual, o factor de concentração de perdas térmicas voltou a baixar porque os
níveis de isolamento entre zonas correntes e pontes térmicas se aproximaram.
Por último, é interessante traduzir o peso das pontes térmicas em termos económicos. É uma
análise simplista, mas permite formar uma ideia sobre os gastos de energia anuais, para
assegurar as condições de conforto térmico num fogo de tipologia média (T2 de 82m2), que são
apenas atribuíveis às perdas por pontes térmicas (Figura 77). Os valores que se apresentam na
figura correspondem a tomar a energia eléctrica como referência, a um preço por kWh de 0,1077
€/kWh [12] e a considerar que a taxa de inflação é aproximadamente a mesma que a taxa de
actualização. Verifica-se que um melhor isolamento das pontes térmicas pode dar lugar a uma
diminuição significativa dos gastos em energia, se for tido em conta que um imóvel tem uma vida
útil de varias dezenas de anos. Neste sentido, pode ser compensador o investimento inicial que
é feito em materiais e mão-de-obra no isolamento das pontes térmicas, e este investimento é
tanto mais justificável quanto se sabe que a tendência é para o aumento do custo da energia.
Figura 77 – Gastos energéticos devido às perdas por pontes
térmicas num fogo de tipologia T2 com 82m2
576 €
637 €
886 €
0 €
200 €
400 €
600 €
800 €
1.000 €
Década Actual Década 90 Década 80
60
4 Conclusões e propostas de estudos futuros
Com base nos resultados obtidos neste trabalho foi possível confirmar que a aprovação de
legislação que regulamenta as características e o comportamento térmicos dos edifícios, teve um
efeito muito positivo na redução dos gastos energéticos e, com isso, na minimização dos
problemas de conforto, salubridade e ambientais associados. Esse efeito é notado tanto com a
aprovação do antigo RCCTE (Decreto-Lei Nº40/1990), ajustado a uma realidade que não
conhecia até aí qualquer legislação sobre esta temática, como com a aprovação muito recente
do actual RCCTE (Decreto-Lei Nº80/2006), mais ajustado à realidade actual e com um nível
exigencial acrescido.
Neste trabalho verificou-se que o peso das pontes térmicas depende principalmente do
diferencial de isolamento térmico existente entre as zonas correntes dos elementos construtivos
e as zonas de pontes térmicas. Para garantir um uso racional de recursos energéticos, assim
como a manutenção de bons níveis de conforto, não basta proceder a um isolamento eficaz das
zonas correntes dos elementos da envolvente, ignorando o efeito das zonas de pontes térmicas,
pois ficou demonstrado que quanto maior for o nível daquele isolamento maior será a
importância das pontes térmicas. Daí que um aumento do isolamento em zona corrente deva ser
acompanhado de um aumento de isolamento das pontes térmicas. Numa situação de fraco
isolamento térmico real, as pontes térmicas perdem importância, como ficou evidente na década
de 80, pelo que só faz sentido corrigir e calcular as perdas por pontes térmicas de uma forma
mais precisa e detalhada quando se lida com níveis e isolamento térmico mais elevados. Foi
também interessante notar com este trabalho que, apesar da nova regulamentação ter trazido
uma melhoria no capítulo das perdas por pontes térmicas, este efeito é notado sobretudo ao
nível das pontes térmicas planas, verificando-se que as pontes térmicas lineares se mantiveram
em níveis semelhantes aos de outras épocas.
A maior redução das perdas por pontes térmicas conseguida, com o actual RCCTE (Decreto-Lei
Nº80/2006), deve-se à maior atenção que é dada ao levantamento e cálculo das pontes
térmicas, assim como à limitação do diferencial de coeficiente de transmissão térmica (U) entre a
zona corrente e a zona de ponte térmica: a razão entre os coeficientes das duas zonas (zona de
ponte térmica/zona corrente) não pode ser superior a 2. O regulamento, para ter uma aplicação
relativamente simples recorre a algumas simplificações e aproximações, relativamente aos
coeficientes de transmissão térmica lineares (Ψ), mas verificou-se, através do programa BISCO,
que os valores tabelados pelo regulamento não se afastam muito da realidade, a não ser para
situações particulares que foram assinaladas no trabalho.
Relativamente à análise térmica, verificou-se que a probabilidade de ocorrência de
condensações nos edifícios construídos, quer da década actual, quer da década de 90 é
aproximadamente idêntica. Comparativamente com as anteriores, os edifícios construídos na
década de 80, apresentam probabilidades de ocorrência de condensações muito superiores. Os
61
índices térmicos analisados, μSM, μ*S e μh são superiores aos valores máximos, pelo que a
ocorrência de condensações terá forte probabilidade de se verificar, e com isso o surgimento das
patologias associadas, e consequente degradação dos materiais e das condições de conforto e
salubridade.
Neste trabalho apenas foram analisadas as soluções representativas da construção corrente
praticada em Portugal nas últimas décadas. Mas seria também interessante analisar outro tipo
de soluções, menos convencionais, mas que começam a ter alguma divulgação em Portugal,
como por exemplo: soluções de isolamento térmico contínuo pelo exterior associado a fachadas
ventiladas; soluções de isolamento pelo interior; soluções de isolamento e correcção de pontes
térmicas em reabilitações de edifícios antigos e novos materiais de isolamento, etc.
O caso de estudo recaiu sobre um fogo intermédio, e por conseguinte seria também interessante
analisar um fogo em que as condições fossem mais desfavoráveis, como o caso de um fogo
situado sob a cobertura, onde as perdas seriam certamente maiores. Também uma análise para
várias zonas climáticas poderia ser interessante, para se poder comparar as diferenças de
perdas e o peso que as pontes térmicas assumem para cada zona climática.
Em termos económicos, poderia ser feita uma análise económica e financeira detalhada,
calculando o período de retorno do investimento inicial e chegar a um valor óptimo do rácio
investimento/gastos energéticos. Isto, para optimizar o investimento feito em isolamento de modo
a obter reduções significativas nos gastos energéticos.
Este trabalho permitiu mostrar que o peso das perdas por pontes térmicas pode atingir cerca de
20% das Perdas Térmicas Globais (PTG). Isto demonstra que as pontes térmicas desempenham
um papel importante no desempenho térmico dos edifícios, pelo que é uma área onde se justifica
um maior cuidado no sentido de reduzir as perdas de calor associadas. E é neste sentido que vai
a nova regulamentação aprovada mais recentemente (RCCTE Decreto-Lei Nº80/2006) [3], a qual
é muito mais exigente e restritiva relativamente à anterior (RCCTE Decreto-Lei Nº40/1990) [7],
que contudo teve um papel muito meritório de transição entre uma fase sem regulamentação e a
fase actual, com uma legislação bastante exigente.
62
Referências Bibliográficas
[1] Gore, Al. Uma Verdade Inconveniente. s.l. : Esfera do Caos, 2006.
[2] International Energy Agence. [Online] OECD/IEA , 2007. www.iea.org.
[3] RCCTE - Regulamento das Características de Comportamento Térmico dos Edifícios -
Decreto-Lei Nº80/2006. s.l. : Porto Editora, 2006.
[4] RSECE - Regulamento dos Sistemas Energéticos de Climatização em Edifícios - Decreto-Lei
Nº79/2006. s.l. : Porto Editora, 2006.
[5] European Standard EN ISO 10211-1:1995, Thermal bridges in building construction – Heat
flows and surface temperatures – Part 1: General calculation methods. s.l. : CEN, 1995.
[6] Corvacho, M. Helena, Pontes Térmicas: Importância da existência de um catálogo, 6as
Jornadas de Construções Civis. s.l. : FEUP, Porto, 1998.
[7] RCCTE - Regulamento das Características de Comportamento Térmico dos Edifícios -
Decreto-Lei Nº40/1990. s.l. : Porto Editora, 1990.
[8] Couasnet, Yves, Les Condensations dans les bâtiments, Presses de l’école nationale des
ponts et chaussées, Paris, 1990.
[9] Bisco, Computer program to calculate two-dimensional steady state heat transfer in free form
objects. s.l. : Physibel, 2005.
[10] International Standard ISO 14683-1:1999, Thermal bridges in building construction – Linear
transmittance – Simplified methods and default values. s.l. : ISO, 2005.
[11] RSECE - Regulamento dos Sistemas Energéticos de Climatização em Edifícios - Decreto-
Lei Nº118/1998. s.l. : Porto Editora, 1998.
[12] Grupo EDP. [Online] 2007. www.edp.pt.
[13] Direcção-Geral de Geologia e Energia. [Online] 2007. www.dge.pt.
[14] Portail de l'Énergie en Région wallonne. [Online] Direction Générale des Technologies, de la
Recherche et de l'Énergie, 2007. energie.wallonie.be.
63
[15] Cordis - Community Research & Development Information Service. [Online] European
Communities. cordis.europa.eu/opet/buildings.htm.
[16] Physibel Software. [Online] 2007. www.physibel.be.
[17] Passivhaus Institut. [Online] 2007. www.passiv.de.
[18] P3E - Programa para a Eficiência Energética em Edifícios. [Online] 2007. www.p3e-
portugal.com.
[19] Braga, Marta e Rodrigues, António Moret. A Nova Regulamentação Térmica de Edifícios:
Fundamentos e Aplicação. s.l. : FUNDEC - IST, 2007.
[20] EPBD Buildings Platform: your information resource on the Energy Performance of Buildings
Directive. [Online] European Commission - Directorate General for Energy and Transport, 2007.
www.buildingsplatform.org/cms.
[21] Santos, Carlos Pina dos e Matias, Luís. ITE 50 - Coeficientes de transmissão térmica de
elementos da envolvente dos edifícios. s.l. : LNEC, 2006.
[22] Henriques, F. A. Heterogeneidades em elementos da envolvente exterior de edifícios.
Ingenium. Maio de 2001.
[23] Ward, Tim. BRE Informationa Paper IP 17/01, Assessing the efects of thermal bridging at
junctions and around openings. s.l. : BRE, 2001.
A- 0
Anexos
A- 1
Anexo I: Tabelas de Cálculo do RCCTE: Caso de estudo da
década Actual (c/ Pontes Térmicas)
FICHA N.º 2
REGULAMENTO DAS CARACTERÍSTICAS DE
COMPORTAMENTO TÉRMICO DE EDIFÍCIOS (RCCTE)
Levantamento dimensional
[Nos termos da alínea b) do n.º 2 do artº 12º]
(Para uma única Fracção Autónoma ou para um corpo de um edifício)
Edifício/FA: Lote 3 2º D
Área útil de pavimento 81,88 m
2
Pé-direito médio (ponderado) 2,60 m
Elementos correntes da envolvente
Elementos em contacto com o solo
A
U
Comp.
(m2)
(W/m
2ºC)
(m)
(W/m
2ºC)
PAVIMENTOS
PAVIMENTOS
Sobre exterior
PAREDES
Sobre área não-útil
Total 0,00
Pontes térmicas
PAREDES
Exteriores (total) 16,25
0,52
Comp.
Interiores
52,80
1,00
(m)
(W/m2ºC)
PONTES TÉRMICAS
FACHADA COM
PLANAS
22,25
PAVIMENTO:
Total 91,30
térreo
COBERTURAS
intermédio 14,35
0,22
Terraço
sobre locais não-aquecidos
Desvão
ou
não-ventilado
exteriores
ventilado
Inclinadas
FACHADA COM:
Sobre área não-útil
cobertura
Total 0,00
varanda 2,8
0,40
caixa de estore 7,9
1,00
peitoril/padieira 28,1
0,20
COEFICIENTE DE ABSORÇÃO -
PAREDE COBERTURA
LIGAÇÃO ENTRE
0,4 -
DUAS PAREDES 12,00
0,14
A- 2
ENVOLVENTE OPACA U Áreas (m2) por orientação
(descrição sumária e valor U) W/m2ºC N NE E SE S SW W NW Total
ENVOLVENTE EXTERIOR
PE.1 - Parede Dupla Exterior 0,52 5,69 4,18 5,50 0,88 16,25
Pontes Térmicas Planas:
PT.1 - vigas 0,77 1,74 0,76 1,58 0,16 4,24
PT.2 - caixa de estore 0,88 1,00 0,58 1,58
ENVOLVENTE INTERIOR
PI.1 - Parede de alvenaria caixa de escadas 1,00 11,43
PI.2 - Parede de alvenaria edifício adjacente 1,00 27,59
PI.3 - Parede caixa de elevadores 1,67 13,78
Pontes Térmicas Planas:
PTI.1 - Pilares e vigas caixa de escada 1,67 5,54
PTI.2 - Pilares e vigas edifício adjacente 1,67 10,89
VÃOS ENVIDRAÇADOS (especificação incluindo o tipo de
protecção solar e valor g) - (Uenv=3,10 W/m2ºC)
3,10
ENV.1 - Vidro duplo incolor (6+6+5mm) protegido por estores
exteriores, g(Inverno)=0,63, g(Verão)=0,27 - quarto sul sem varanda
3,08 3,08
ENV.2 - Vidro duplo incolor (6+6+5mm) protegido por estores
exteriores, g(Inverno)=0,63, g(Verão)=0,27 - quarto sul c\ varanda 3,3 3,30
ENV.3 - Vidro duplo incolor (6+6+5mm) protegido por estores
exteriores, g(Inverno)=0,63, g(Verão)=0,27 - cozinha 2,34 2,34
ENV.4 - Vidro duplo incolor (6+6+5mm) protegido por estores
exteriores, g(Inverno)=0,63, g(Verão)=0,27 - sala 7,04 7,04
0,00
ENVIDRAÇADOS m2
HORIZONTAIS
A- 3
Folha de cálculo FC IV.1a
Perdas associadas à envolvente exterior
Paredes exteriores Área U UA
(m2) (W/m
2ºC) (W/ºC)
PE.1 - Parede dupla exterior 16,25 0,52 8,46
PT.2 - Vigas 4,24 0,77 3,27
PT.3 - Caixa de estore 1,58 0,88 1,38
22,07 Total 13,11
Pavimentos exteriores Área U UA
(m2) (W/m
2ºC) (W/ºC)
0,00
0,00
0,00 Total 0,00
Coberturas exteriores Área U UA
(m2) (W/m
2ºC) (W/ºC)
0,00
0,00
0,00 Total 0,00
Paredes e Pavimentos Perímetro B
em contacto com o solo B (m) (W/mºC) (W/ºC)
0,00
0,00
Total 0,00
Pontes térmicas lineares Perímetro B
Ligações entre: B (m) (W/mºC) (W/ºC)
Fachada com pavimentos térreos 0,00
Fachada com pavimentos sobre locais não aquecidos 0,00
Fachada com pavimentos intermédios 14,35 0,22 3,16
Fachada com cobertura inclinada ou terraço 0,00
Fachada com varanda 2,80 0,40 1,12
Duas paredes verticais 12,00 0,14 1,68
Fachada com caixa de estore 7,90 1,00 7,90
Fachada com padieira 28,10 0,20 5,62
Outras 0,00
Total 19,48
Perdas pela envolvente exterior (W/ºC) Total 32,58
da Fracção Autónoma
A- 4
Folha de cálculo FC IV.1b
Perdas associadas à envolvente interior
Paredes em contacto com espaços Área U UA
não-úteis ou edifícios adjacentes (m2) (W/m
2ºC) (W/ºC)
PI.1 - Alvenaria caixa de escadas 11,430 1,00 0,00 0,00
PTI.1 - Betão caixa de escadas (Pilar e Vigas) 5,544 1,67 0,00 0,00
PI.2 - Alvenaria edifício adjacente 27,590 1,00 0,60 16,51
PTI.2 - Betão edifício adjacente (Pilares e Vigas) 10,890 1,67 0,60 10,88
PI.3 - Betão Caixa de Elevadores 13,780 1,67 0,00 0,00
Porta 1,900 0,00 0,00
Total 27,39
Pavimentos sobre espaços Área U UA
não-úteis (m2) (W/m
2ºC) (W/ºC)
0,00
0,00
0,00
Total 0,00
Coberturas interiores (tectos Área U UA
sobre espaços não-úteis) (m2) (W/m
2ºC) (W/ºC)
0,00
0,00
0,00
Total 0,00
Vãos envidraçados em contacto Área U UA
com espaços não-úteis (m2) (W/m
2ºC) (W/ºC)
0,00
0,00
0,00
Total 0,00
Pontes térmicas (apenas para paredes de Comp. B
separação para espaços não-úteis com >0.7) B (m) (W/mºC) (W/ºC)
0,00
0,00
0,00
Total 0,00
Perdas pela envolvente interior
(W/ºC) Total 27,39
da Fracção Autónoma
A- 5
Folha de cálculo FC IV.1c
Perdas associadas aos vãos envidraçados exteriores
Vãos envidraçados exteriores Área U UA
(m2) (W/m
2ºC) (W/ºC)
Verticais:
ENV.1 (6+6+5) Quarto 3,08 3,10 9,55
ENV.2 (6+6+5) Quarto varanda 3,30 3,10 10,23
ENV.3 (6+6+5) cozinha 2,34 3,10 7,25
ENV.4 (6+6+5) Sala 7,04 3,10 21,82
Horizontais:
0,00
0,00
0,00
15,76 Total 48,86
A- 6
Folha de cálculo FC IV.1d
Perdas associadas à renovação de ar
Área útil de pavimento (Ap) 81,88 (m2)
x
Pé-direito médio (Pd)
2,60 (m)
=
Volume (V)
212,89 (m3)
VENTILAÇÃO NATURAL
Cumpre NP 1037-1? (S ou N)
N
Se Sim: RPH = 1
Se Não:
Classe de caixilharia (s/c, 1, 2 ou 3)
2
Taxa de renovação nominal
Caixas de estore? (S ou N)
S
Classe de exposição (1, 2, 3 ou 4)
1
Ver Quadro IV.1
Aberturas auto-reguladas? (S ou N)
N
Área de envidraçados > 15% Ap? (S ou N)
S
Portas exteriores bem vedadas? (S ou N)
N
RPH = 1,00
Volume (m3)
212,89
x
Taxa de renovação nominal (RPH)
1,00
x
(Wh/m3ºC)
0,34
=
Total (W/ºC)
72,38
A- 7
Folha de cálculo FC IV.1e
Ganhos úteis na estação de aquecimento (Inverno)
Ganhos solares:
Orientação
do vão envidraçado
Tipo (simples ou duplo)
Área (m
2)
Factor de orientação
X
Factor solar
do vidro g
Factor de obstrução Fs = FhF0Ff
Fracção envidraçad
a Fg
Factor de sel. angular
Fw
Área
efectiva
As (m2)
ENV.1 - Quarto Sul Duplo 3,08 1,00 0,75 0,33 0,70 0,90 0,48
ENV.2 - Quarto Varanda Sul
Duplo 3,30 1,00 0,75 0,26 0,70 0,90 0,42
ENV.3 - Cozinha Norte Duplo 2,34 0,27 0,75 1,00 0,70 0,90 0,30
ENV.4 - Sala Norte Duplo 7,04 0,27 0,75 1,00 0,70 0,90 0,90
Área efectiva total equivalente na orientação Sul (m
2)
2,10
x
Radiação incidente num envidraçado a Sul na zona climática I
Gsul (kWh/m
2.mês) (de acordo com Quadro III.8)
108
x
Duração da Estação de Aquecimento: M (meses)
6
=
Ganhos Solares Brutos (kWh/ano)
1362,06
Ganhos internos:
Ganhos internos médios: qi (W/m2) (Quadro IV.3) 4,00
x
Duração da Estação de Aquecimento: M (meses) 6
x
Área útil de pavimento: Ap (m
2)
81,88
x
0,72
(kWh/W.mês.ano)
=
Ganhos Internos Brutos (kWh/ano)
1414,89
Ganhos Totais Úteis
g = Ganhos Solares Brutos + Ganhos Internos Brutos = 2776,94
Necessidades Brutas de Aquecimento (FC IV.2)
5349,42
= 0,52
Inércia do edifício: Forte
Þ a = 4,2
Factor de utilização dos ganhos solares: h = (1 - ga)/(1 - g
a+1) = 0,97
x
Ganhos Solares Brutos + Ganhos Internos Brutos (kWh/ano)
2776,94
=
Ganhos Totais Úteis (kWh/ano)
2688,98
A- 8
Folha de cálculo FC IV.1f
Valor mínimo das necessidades de aquecimento (Ni)
Factor de Forma
Áreas (m2) de:
Paredes exteriores (FC IV.1a)
22,07
Coberturas exteriores (FC IV.1a)
0,00 Pavimentos exteriores (FC IV.1a)
0,00
Envidraçados exteriores (FC IV.1c)
15,76
+
Áreas equivalentes [A (m2)] de:
Paredes interiores (FC IV.1b)
27,39
Coberturas interiores (FC IV.1b)
0,00 Pavimentos interiores (FC IV.1b)
0,00
Envidraçados interiores (FC IV.1b)
0,00
=
Área total (m2):
65,22
/ Volume (m
3) (FC IV.1d)
212,89
= FF
0,306373
Graus-Dia no local (ºC.dia/ano)
1230
Ni = 4.5 + 0.0395 GD FF < 0,5
Ni = 4.5 + (0.021 + 0.037 FF) GD
0,5 < FF < 1,0
Ni = [4.5 + (0.021 + 0.037 FF) GD] (1.2 - 0.2 FF)
1,0 < FF < 1,5
Ni = 4.05 + 0.06885 GD FF > 1,5
Nec. Nominais de Aquec. Máximas: Ni (kWh/m2.ano)
53,09
A- 9
Folha de cálculo FC IV.2
Cálculo do indicador Nic
Perdas térmicas associadas a: (W/ºC)
Envolvente exterior (FC IV.1a) 32,58
Envolvente interior (FC IV.1b) 27,39
Vãos envidraçados (FC IV.1c) 48,86
Renovação de ar (FC IV.1d) 72,38
=
Coeficiente Global de Perdas (W/ºC) 181,21
x
Graus-Dia no local (ºC.dia/ano) 1230
x
(kWh/Wdia) 0,024
=
Necessidades Brutas de Aquecimento (kWh/ano) 5349,415
+
Ev (kWh/ano) (FC IV.1d) 0,00
-
Ganhos Totais Úteis (kWh/ano) (FC IV.1e) 2688,98
=
Necessidades de Aquecimento (kWh/ano) 2660,44
/
Área útil de pavimento: Ap (m2) 81,88
=
Necessidades Nominais de Aquecimento: Nic (kWh/m2.ano) 32,49
<
Necessidades Nom. de Aquec. Máximas: Ni (kWh/m2.ano) 53,09
A- 10
Anexo II: Tabelas de Cálculo do RCCTE: Caso de estudo
da década Actual (s/ Pontes Térmicas)
Folha de cálculo FC IV.1a
Perdas associadas à envolvente exterior
Paredes exteriores Área U UA
(m2) (W/m
2ºC) (W/ºC)
PE.1 - Parede dupla exterior 22,07 0,52 11,49
PT.2 - Vigas 0,00 0,00 0,00
PT.3 - Caixa de estore 0,00 0,00 0,00
22,07 Total 11,49
Pavimentos exteriores Área U UA
(m2) (W/m
2ºC) (W/ºC)
0,00
0,00
0,00 Total 0,00
Coberturas exteriores Área U UA
(m2) (W/m
2ºC) (W/ºC)
0,00
0,00
0,00 Total 0,00
Paredes e Pavimentos Perímetro B
em contacto com o solo B (m) (W/mºC) (W/ºC)
0,00
0,00
Total 0,00
Pontes térmicas lineares Perímetro B
Ligações entre: B (m) (W/mºC) (W/ºC)
Fachada com pavimentos térreos 0,00
Fachada com pavimentos sobre locais não aquecidos 0,00
Fachada com pavimentos intermédios 14,35 0,00 0,00
Fachada com cobertura inclinada ou terraço 0,00
Fachada com varanda 2,80 0,00 0,00
Duas paredes verticais 12,00 0,00 0,00
Fachada com caixa de estore 7,90 0,00 0,00
Fachada com padieira 28,10 0,00 0,00
Outras 0,00
Total 0,00
Perdas pela envolvente exterior (W/ºC) Total 11,49
da Fracção Autónoma
A- 11
Folha de cálculo FC IV.1b
Perdas associadas à envolvente interior
Paredes em contacto com espaços Área U UA
não-úteis ou edifícios adjacentes (m2) (W/m
2ºC) (W/ºC)
PI.1 - Alvenaria caixa de escadas 16,974 1,00 0,00 0,00
PTI.1 - Betão caixa de escadas (Pilar e Vigas) 0,00 0,00 0,00 0,00
PI.2 - Alvenaria edifício adjacente 38,480 1,00 0,60 23,03
PTI.2 - Betão edifício adjacente (Pilares e Vigas) 0,00 0,00 0,60 0,00
PI.3 - Betão Caixa de Elevadores 13,780 1,67 0,00 0,00
Porta 0,00 0,00 0,00 0,00
Total 23,03
Pavimentos sobre espaços Área U UA
não-úteis (m2) (W/m
2ºC) (W/ºC)
0,00
0,00
0,00
Total 0,00
Coberturas interiores (tectos Área U UA
sobre espaços não-úteis) (m2) (W/m
2ºC) (W/ºC)
0,00
0,00
0,00
Total 0,00
Vãos envidraçados em contacto Área U UA
com espaços não-úteis (m2) (W/m
2ºC) (W/ºC)
0,00
0,00
0,00
Total 0,00
Pontes térmicas (apenas para paredes de Comp. B
separação para espaços não-úteis com >0.7) B (m) (W/mºC) (W/ºC)
0,00
0,00
0,00
Total 0,00
Perdas pela envolvente interior
(W/ºC) Total 23,03
da Fracção Autónoma
A- 12
Folha de cálculo FC IV.2
Cálculo do indicador Nic
Perdas térmicas associadas a: (W/ºC)
Envolvente exterior (FC IV.1a) 11,49
Envolvente interior (FC IV.1b) 23,03
Vãos envidraçados (FC IV.1c) 48,86
Renovação de ar (FC IV.1d) 72,38
=
Coeficiente Global de Perdas (W/ºC) 155,75
x
Graus-Dia no local (ºC.dia/ano) 1230
x
(kWh/Wdia) 0,024
=
Necessidades Brutas de Aquecimento (kWh/ano) 4597,751
+
Ev (kWh/ano) (FC IV.1d) 0,00
-
Ganhos Totais Úteis (kWh/ano) (FC IV.1e) 2634,27
=
Necessidades de Aquecimento (kWh/ano) 1963,48
/
Área útil de pavimento: Ap (m2) 81,88
=
Necessidades Nominais de Aquecimento: Nic (kWh/m2.ano) 23,98
<
Necessidades Nom. de Aquec. Máximas: Ni (kWh/m2.ano) 53,09
A- 13
Anexo III: Tabelas de Cálculo do RCCTE: Caso de estudo
da década de 90 (c/ Pontes Térmicas)
Folha de cálculo FC IV.1a
Perdas associadas à envolvente exterior
Paredes exteriores Área U UA
(m2) (W/m
2ºC) (W/ºC)
PE.1 - Parede dupla exterior 16,25 0,67 10,83
PT.2 - Vigas 4,24 2,47 10,48
PT.3 - Caixa de estore 1,58 1,18 1,86
22,07 Total 23,17
Pavimentos exteriores Área U UA
(m2) (W/m
2ºC) (W/ºC)
0,00
0,00
0,00 Total 0,00
Coberturas exteriores Área U UA
(m2) (W/m
2ºC) (W/ºC)
0,00
0,00
0,00 Total 0,00
Paredes e Pavimentos Perímetro B
em contacto com o solo B (m) (W/mºC) (W/ºC)
0,00
0,00
Total 0,00
Pontes térmicas lineares Perímetro B
Ligações entre: B (m) (W/mºC) (W/ºC)
Fachada com pavimentos térreos 0,00
Fachada com pavimentos sobre locais não aquecidos 0,00
Fachada com pavimentos intermédios 14,35 0,22 3,16
Fachada com cobertura inclinada ou terraço 0,00
Fachada com varanda 2,80 0,40 1,12
Duas paredes verticais 12,00 0,16 1,92
Fachada com caixa de estore 7,90 1,00 7,90
Fachada com padieira 28,10 0,20 5,62
Outras 0,00
Total 19,72
Perdas pela envolvente exterior (W/ºC) Total 42,88
da Fracção Autónoma
A- 14
Folha de cálculo FC IV.1b
Perdas associadas à envolvente interior
Paredes em contacto com espaços Área U UA
não-úteis ou edifícios adjacentes (m2) (W/m
2ºC) (W/ºC)
PI.1 - Alvenaria caixa de escadas 11,43 1,23 0,00 0,00
PTI.1 - Betão caixa de escadas (Pilar e Vigas) 5,54 2,43 0,00 0,00
PI.2 - Alvenaria edifício adjacente 27,59 1,23 0,60 20,44
PTI.2 - Betão edifício adjacente (Pilares e Vigas) 10,89 2,43 0,60 15,87
PI.3 - Betão Caixa de Elevadores 13,78 1,67 0,00 0,00
Porta 1,90 0,26 0,00 0,00
Total 36,31
Pavimentos sobre espaços Área U UA
não-úteis (m2) (W/m
2ºC) (W/ºC)
0,00
0,00
0,00
Total 0,00
Coberturas interiores (tectos Área U UA
sobre espaços não-úteis) (m2) (W/m
2ºC) (W/ºC)
0,00
0,00
0,00
Total 0,00
Vãos envidraçados em contacto Área U UA
com espaços não-úteis (m2) (W/m
2ºC) (W/ºC)
0,00
0,00
0,00
Total 0,00
Pontes térmicas (apenas para paredes de Comp. B
separação para espaços não-úteis com >0.7) B (m) (W/mºC) (W/ºC)
0,00
0,00
0,00
Total 0,00
Perdas pela envolvente interior
(W/ºC) Total 36,31
da Fracção Autónoma
A- 15
Folha de cálculo FC IV.2
Cálculo do indicador Nic
Perdas térmicas associadas a: (W/ºC)
Envolvente exterior (FC IV.1a) 42,88
Envolvente interior (FC IV.1b) 36,31
Vãos envidraçados (FC IV.1c) 48,86
Renovação de ar (FC IV.1d) 72,38
=
Coeficiente Global de Perdas (W/ºC) 200,43
x
Graus-Dia no local (ºC.dia/ano) 1230
x
(kWh/Wdia) 0,024
=
Necessidades Brutas de Aquecimento (kWh/ano) 5916,661
+
Ev (kWh/ano) (FC IV.1d) 0,00
-
Ganhos Totais Úteis (kWh/ano) (FC IV.1e) 2714,25
=
Necessidades de Aquecimento (kWh/ano) 3202,41
/
Área útil de pavimento: Ap (m2) 81,88
=
Necessidades Nominais de Aquecimento: Nic (kWh/m2.ano) 39,11
<
Necessidades Nom. de Aquec. Máximas: Ni (kWh/m2.ano) 53,09
A- 16
Anexo IV: Tabelas de Cálculo do RCCTE: Caso de estudo
da década de 90 (s/ Pontes Térmicas)
Folha de cálculo FC IV.1a
Perdas associadas à envolvente exterior
Paredes exteriores Área U UA
(m2) (W/m
2ºC) (W/ºC)
PE.1 - Parede dupla exterior 22,07 0,67 14,70
PT.2 - Vigas 0,00 0,00 0,00
PT.3 - Caixa de estore 0,00 0,00 0,00
20,07 Total 14,70
Pavimentos exteriores Área U UA
(m2) (W/m
2ºC) (W/ºC)
0,00
0,00
0,00 Total 0,00
Coberturas exteriores Área U UA
(m2) (W/m
2ºC) (W/ºC)
0,00
0,00
0,00 Total 0,00
Paredes e Pavimentos Perímetro B
em contacto com o solo B (m) (W/mºC) (W/ºC)
0,00
0,00
Total 0,00
Pontes térmicas lineares Perímetro B
Ligações entre: B (m) (W/mºC) (W/ºC)
Fachada com pavimentos térreos 0,00
Fachada com pavimentos sobre locais não aquecidos 0,00
Fachada com pavimentos intermédios 14,35 0,00 0,00
Fachada com cobertura inclinada ou terraço 0,00
Fachada com varanda 2,80 0,00 0,00
Duas paredes verticais 12,00 0,00 0,00
Fachada com caixa de estore 7,90 0,00 0,00
Fachada com padieira 28,10 0,00 0,00
Outras 0,00
Total 0,00
Perdas pela envolvente exterior (W/ºC) Total 14,70
da Fracção Autónoma
A- 17
Folha de cálculo FC IV.1b
Perdas associadas à envolvente interior
Paredes em contacto com espaços Área U UA
não-úteis ou edifícios adjacentes (m2) (W/m
2ºC) (W/ºC)
PI.1 - Alvenaria caixa de escadas 16,974 1,23 0,00 0,00
PTI.1 - Betão caixa de escadas (Pilar e Vigas) 0,00 0,00 0,00 0,00
PI.2 - Alvenaria edifício adjacente 38,480 1,23 0,60 28,51
PTI.2 - Betão edifício adjacente (Pilares e Vigas) 0,00 0,00 0,00 0,00
PI.3 - Betão Caixa de Elevadores 13,780 1,67 0,00 0,00
Porta 0,00 0,00 0,00 0,00
Total 28,51
Pavimentos sobre espaços Área U UA
não-úteis (m2) (W/m
2ºC) (W/ºC)
0,00
0,00
0,00
Total 0,00
Coberturas interiores (tectos Área U UA
sobre espaços não-úteis) (m2) (W/m
2ºC) (W/ºC)
0,00
0,00
0,00
Total 0,00
Vãos envidraçados em contacto Área U UA
com espaços não-úteis (m2) (W/m
2ºC) (W/ºC)
0,00
0,00
0,00
Total 0,00
Pontes térmicas (apenas para paredes de Comp. B
separação para espaços não-úteis com >0.7) B (m) (W/mºC) (W/ºC)
0,00
0,00
0,00
Total 0,00
Perdas pela envolvente interior
(W/ºC) Total 28,51
da Fracção Autónoma
A- 18
Folha de cálculo FC IV.2
Cálculo do indicador Nic
Perdas térmicas associadas a: (W/ºC)
Envolvente exterior (FC IV.1a) 14,70
Envolvente interior (FC IV.1b) 28,51
Vãos envidraçados (FC IV.1c) 48,86
Renovação de ar (FC IV.1d) 72,38
=
Coeficiente Global de Perdas (W/ºC) 164,45
x
Graus-Dia no local (ºC.dia/ano) 1230
x
(kWh/Wdia) 0,024
=
Necessidades Brutas de Aquecimento (kWh/ano) 4854,555
+
Ev (kWh/ano) (FC IV.1d) 0,00
-
Ganhos Totais Úteis (kWh/ano) (FC IV.1e) 2656,55
=
Necessidades de Aquecimento (kWh/ano) 2198,01
/
Área útil de pavimento: Ap (m2) 81,88
=
Necessidades Nominais de Aquecimento: Nic (kWh/m2.ano) 26,84
<
Necessidades Nom. de Aquec. Máximas: Ni (kWh/m2.ano) 53,09
A- 19
Anexo V: Tabelas de Cálculo do RCCTE: Caso de estudo
da década de 80 (c/ Pontes Térmicas)
Folha de cálculo FC IV.1a
Perdas associadas à envolvente exterior
Paredes exteriores Área U UA
(m2) (W/m
2ºC) (W/ºC)
PE.1 - Parede dupla exterior 16,25 1,39 22,57
PT.2 - Vigas 4,24 3,11 13,18
PT.3 - Caixa de estore 1,58 2,54 4,02
22,07 Total 39,77
Pavimentos exteriores Área U UA
(m2) (W/m
2ºC) (W/ºC)
0,00
0,00
0,00 Total 0,00
Coberturas exteriores Área U UA
(m2) (W/m
2ºC) (W/ºC)
0,00
0,00
0,00 Total 0,00
Paredes e Pavimentos Perímetro B
em contacto com o solo B (m) (W/mºC) (W/ºC)
0,00
0,00
Total 0,00
Pontes térmicas lineares Perímetro B
Ligações entre: B (m) (W/mºC) (W/ºC)
Fachada com pavimentos térreos 0,00
Fachada com pavimentos sobre locais não aquecidos 0,00
Fachada com pavimentos intermédios 14,35 0,49 7,03
Fachada com cobertura inclinada ou terraço 0,00
Fachada com varanda 2,80 0,40 1,12
Duas paredes verticais 12,00 0,16 1,92
Fachada com caixa de estore 7,90 1,00 7,90
Fachada com padieira 28,10 0,20 5,62
Outras 0,00
Total 23,59
Perdas pela envolvente exterior (W/ºC) Total 63,36
da Fracção Autónoma
A- 20
Folha de cálculo FC IV.1b
Perdas associadas à envolvente interior
Paredes em contacto com espaços Área U UA
não-úteis ou edifícios adjacentes (m2) (W/m
2ºC) (W/ºC)
PI.1 - Alvenaria caixa de escadas 11,430 1,47 0,00 0,00
PTI.1 - Betão caixa de escadas (Pilar e Vigas) 5,544 2,50 0,00 0,00
PI.2 - Alvenaria edifício adjacente 27,590 1,47 0,60 24,31
PTI.2 - Betão edifício adjacente (Pilares e Vigas) 10,890 2,50 0,60 16,32
PI.3 - Betão Caixa de Elevadores 13,780 2,50 0,00 0,00
Porta 1,900 0,26 0,00 0,00
Total 40,63
Pavimentos sobre espaços Área U UA
não-úteis (m2) (W/m
2ºC) (W/ºC)
0,00
0,00
0,00
Total 0,00
Coberturas interiores (tectos Área U UA
sobre espaços não-úteis) (m2) (W/m
2ºC) (W/ºC)
0,00
0,00
0,00
Total 0,00
Vãos envidraçados em contacto Área U UA
com espaços não-úteis (m2) (W/m
2ºC) (W/ºC)
0,00
0,00
0,00
Total 0,00
Pontes térmicas (apenas para paredes de Comp. B
separação para espaços não-úteis com >0.7) B (m) (W/mºC) (W/ºC)
0,00
0,00
0,00
Total 0,00
Perdas pela envolvente interior
(W/ºC) Total 40,63
da Fracção Autónoma
A- 21
Folha de cálculo FC IV.2
Cálculo do indicador Nic
Perdas térmicas associadas a: (W/ºC)
Envolvente exterior (FC IV.1a) 63,36
Envolvente interior (FC IV.1b) 40,63
Vãos envidraçados (FC IV.1c) 102,44
Renovação de ar (FC IV.1d) 72,38
=
Coeficiente Global de Perdas (W/ºC) 278,81
x
Graus-Dia no local (ºC.dia/ano) 1230
x
(kWh/Wdia) 0,024
=
Necessidades Brutas de Aquecimento (kWh/ano) 8230,57
+
Ev (kWh/ano) (FC IV.1d) 0,00
-
Ganhos Totais Úteis (kWh/ano) (FC IV.1e) 2932,64
=
Necessidades de Aquecimento (kWh/ano) 5297,93
/
Área útil de pavimento: Ap (m2) 81,88
=
Necessidades Nominais de Aquecimento: Nic (kWh/m2.ano) 64,70
<
Necessidades Nom. de Aquec. Máximas: Ni (kWh/m2.ano) 53,09
A- 22
Anexo VI: Tabelas de Cálculo do RCCTE: Caso de estudo
da década de 80 (s/ Pontes Térmicas)
Folha de cálculo FC IV.1a
Perdas associadas à envolvente exterior
Paredes exteriores Área U UA
(m2) (W/m
2ºC) (W/ºC)
PE.1 - Parede dupla exterior 22,07 1,39 30,66
PT.2 - Vigas 0,00 0,00 0,00
PT.3 - Caixa de estore 0,00 0,00 0,00
22,07 Total 30,66
Pavimentos exteriores Área U UA
(m2) (W/m
2ºC) (W/ºC)
0,00
0,00
0,00 Total 0,00
Coberturas exteriores Área U UA
(m2) (W/m
2ºC) (W/ºC)
0,00
0,00
0,00 Total 0,00
Paredes e Pavimentos Perímetro B
em contacto com o solo B (m) (W/mºC) (W/ºC)
0,00
0,00
Total 0,00
Pontes térmicas lineares Perímetro B
Ligações entre: B (m) (W/mºC) (W/ºC)
Fachada com pavimentos térreos 0,00
Fachada com pavimentos sobre locais não aquecidos 0,00
Fachada com pavimentos intermédios 14,35 0,00 0,00
Fachada com cobertura inclinada ou terraço 0,00
Fachada com varanda 2,80 0,00 0,00
Duas paredes verticais 12,00 0,00 0,00
Fachada com caixa de estore 7,90 0,00 0,00
Fachada com padieira 28,10 0,00 0,00
Outras 0,00
Total
Perdas pela envolvente exterior (W/ºC) Total 30,66
da Fracção Autónoma
A- 23
Folha de cálculo FC IV.1b
Perdas associadas à envolvente interior
Paredes em contacto com espaços Área U UA
não-úteis ou edifícios adjacentes (m2) (W/m
2ºC) (W/ºC)
PI.1 - Alvenaria caixa de escadas 16,974 1,47 0,00 0,00
PTI.1 - Betão caixa de escadas (Pilar e Vigas) 0,00 0,00 0,00 0,00
PI.2 - Alvenaria edifício adjacente 38,480 1,47 0,60 33,91
PTI.2 - Betão edifício adjacente (Pilares e Vigas) 0,00 0,00 0,00 0,00
PI.3 - Betão Caixa de Elevadores 13,780 2,50 0,00 0,00
Porta 0,00 0,00 0,00 0,00
Total 33,91
Pavimentos sobre espaços Área U UA
não-úteis (m2) (W/m
2ºC) (W/ºC)
0,00
0,00
0,00
Total 0,00
Coberturas interiores (tectos Área U UA
sobre espaços não-úteis) (m2) (W/m
2ºC) (W/ºC)
0,00
0,00
0,00
Total 0,00
Vãos envidraçados em contacto Área U UA
com espaços não-úteis (m2) (W/m
2ºC) (W/ºC)
0,00
0,00
0,00
Total 0,00
Pontes térmicas (apenas para paredes de Comp. B
separação para espaços não-úteis com >0.7) B (m) (W/mºC) (W/ºC)
0,00
0,00
0,00
Total 0,00
Perdas pela envolvente interior
(W/ºC) Total 33,91
da Fracção Autónoma
A- 24
Folha de cálculo FC IV.2
Cálculo do indicador Nic
Perdas térmicas associadas a: (W/ºC)
Envolvente exterior (FC IV.1a) 30,66
Envolvente interior (FC IV.1b) 33,91
Vãos envidraçados (FC IV.1c) 102,44
Renovação de ar (FC IV.1d) 72,38
=
Coeficiente Global de Perdas (W/ºC) 239,39
x
Graus-Dia no local (ºC.dia/ano) 1230
x
(kWh/Wdia) 0,024
=
Necessidades Brutas de Aquecimento (kWh/ano) 7066,821
+
Ev (kWh/ano) (FC IV.1d) 0,00
-
Ganhos Totais Úteis (kWh/ano) (FC IV.1e) 2913,67
=
Necessidades de Aquecimento (kWh/ano) 4153,15
/
Área útil de pavimento: Ap (m2) 81,88
=
Necessidades Nominais de Aquecimento: Nic (kWh/m2.ano) 50,72
<
Necessidades Nom. de Aquec. Máximas: Ni (kWh/m2.ano) 53,09
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