Térmica dos Edificios

O calor transmite-se por contacto entre as moléculas de um corpo, ou de vários corpos contínuos. Contrariamente à convenção, não há deslocamento de matéria.

Passagem de calor de uma zona para a outra de um fluído através de movimentos relativos das partículas que o formam. Quando este fluído encontra um sólido há troca de calor entre o fluído e o sólido.

Libertação de energia calorifica sob a forma de ondas electromagnéticas semelhantes à luz. Quanto mais quente estiver o corpo, mais energia liberta.

Quantidade de calor que passa através de uma determinada superficie por unidade de tempo

Fluxo de calor que percorre \(1 m^{2}\) de uma parede com 1 metro de espessura desse material, desde que a diferença de temperaturas entre as duas faces dessa parede seja de 1 grau Celsius.

Condutibilidade Térmica depende:

1. Peso especifico
2. Porosidade
3. Humidade
4. Temperatura

Para elementos compostos por uma ou mais camadas de materiais homogéneos:

\[{ R }_{ G }=\frac { 1 }{ { h }_{ i } } +\sum _{ i=1 }^{ n }{ \frac { { e }_{ i } }{ { \lambda }_{ i } } +\frac { 1 }{ { h }_{ e } } } \] em que,

1. \(e\) é a espessura do material
2. \(\lambda\) é a condutibilidade térmica
3. \(\frac { 1 }{ { h }_{ i }}=R_{Si}\), resistência térmica superficial interior
4. \(\frac { 1 }{ { h }_{ e }}=R_{Se}\), resistência térmica superficial exterior.

Resistência devida a uma fina camada de ar em repouso, junto às superficies, em que a transmissão de calor é efetuada por convenção e radiação.

Ver despacho: 15793-K/2013

1. \(R_{si}\) é a Resistência Térmica interior
2. \(R_{se}\) é a Resistência Térmica Exterior

Sentido do Fluxo de Calor	\(R_{se}\)	\(R_{si}\)
Horizontal	0.04	0.13
Vertical Ascendente	0.04	0.10
Vertical Descendente	0.04	0.17

Quantidade de calor por unidade de tempo que atravessa uma camada de uma dada espessura e de área do elemento por unidade de diferença de temperatura entre as duas faces

Quantidade de calor por unidade de tempo que atravessa uma superficie de área unitária desse elemento da envolvente, por unidade de diferença de temperatura entre os ambientes que ele separa. Para elementos compostos por uma ou mais camadas de materiais homogéneos, em camadas de espessura constante:

\begin{equation} U=\frac { 1 }{ { R }_{ G } } =\frac { 1 }{ { R }_{ si }+\sum _{ j }^{ }{ { R }_{ J }+{ R }_{ se } } } \end{equation}

1. \(R_{G}\) é a Resistência do Elemento.
2. \(R_{J}\) é a Resistência Térmica da camada.

Para elementos ou materiais heterogéneos

\begin{equation} { U }_{ P }=\frac { \sum _{ i=1 }^{ n }{ { U }_{ i }\times { S }_{ i } } }{ \sum _{ i=1 }^{ n }{ { S }_{ i } } } \end{equation}

em que \(S_{i}\), em \(m^{2}\), é a área de elemento i com condutância \(U_{i}\)

A resistência térmica dos espaços de ar, é considerada no cálculo de U, se:

1. Para elementos fabricados em obra o espaço de ar é \(\ge\) 15mm.
2. Para elementos pré-fabricados o espaço de ar é \(\ge\) 5mm.

Caracterização do Grau de Ventilação dos espaços

1. Paredes: a partir do quociente entre a área total do orifício de ventilação(s) e o comprimento da parede (L).
2. Coberturas e elementos inclinados : a partir do quociente entre a área total de orifício de ventilação(s) e a área do elemento em estudo (A).

Classificação dos Espaços

1. Não ventilados
2. Fracamente ventilados
3. Fortemente ventilados

Ver Despacho 15793-K/2013, para espaços não ventilados. Em alternativa, pode-se usar os valores indicados na EN ISO 6946 e nas publicações do LNEC, sobre o coeficiente de transmissão térmica.

Para espaços de ar com espessura superior a 300mm, não deve ser considerada uma resistência térmica única. Esse espaço deve ser considerado um espaço não útil, sendo que o balanço de perdas e ganhos deverá ser feito de acordo com a norma EN ISO 13789.

Aprovado pelo DL 118/2013 de 20 de Agosto

• O presente diploma visa assegurar e promover a melhoria de desempenho energético dosedifícios através do Sistema de Certificação Energética (SCE), que integra o Regulamento de Desempenho Energético em Edifícios de Habitação (REH), e o Regulamento de Desempenho Energético em Edifícios de Comércio e Serviços (RECS).
• O presente diploma transpõe para a ordem jurídica nacional a Diretiva n.º 2010/31/EU do Parlamento Europeu e do Concelho, de 19 de maio de 2010, relativa ao desempenho energético dos edifícios.

DEFINIÇÕES

• «Água quente sanitária» ou «AQS», a água potável aquecida em dispositivo próprio, com energia convencional ou renovável, até uma temperatura de 45º, e destinada a banhos, limpezas, cozinhas e fins análogos.
• «Área de cobertura», a área, medida pelo interior, dos elementos opacos da envolvente horizontais ou com inclinação inferior a 60º que separem superiormente o espaço interior útil do exterior ou de espaços não uteis adjacentes.

• Área interior útil de pavimento, o somatório das áreas medidas em planta pelo perímetro interior, de todos os espaços interiores úteis pertencentes ao edifício ou fração em estudo no âmbito do REH. (…)
• Armazéns, estacionamento, oficinas e similares, os edifícios ou frações que, no seu todo, são destinados a usos para os quais a presença humana não é significativa, (…)
• Cobertura inclinada, a cobertura de um edifício que disponha de uma pendente igual ou superior a 8%.

Artigo 22.º

OBJETIVO: O REH estabelece os requisitos para os edifícios de habitação, novos ou sujeitos a intervenções, bem como os parâmetros e metodologias de caracterização do desempenho energético, em condições nominais, de todos os edifícios de habitação e dos seus sistemas técnicos, no sentido de promover a melhoria do respetivo comportamento térmico, a eficácia dos seus sistemas técnicos e a minimização do risco de ocorrência de condensações superficiais nos elementos da envolvente.

Âmbito de Aplicação SCE:

1. Edificios Novos
2. Edificios sujeitos a grande intervenção
3. Todos os edificios (sempre que entrem em venda ou locação)
4. Edificios de comércio e de serviços
5. Edificíos Públicos

Ficam *excluidos do SCE:*

1. As instalações industriais, agricolas ou pecuárias
2. Os edificios utilizados como local de culto
3. Os edifícios ou frações exclusivamente destinadas a armazéns, estacionamento, oficinas e similares.
4. Os edifícios unifamiliares com área igual ou inferior a \(50 m^{2}\).
5. Os edifícios de comércio devolutos, até à sua venda ou locação.
6. Os edifícios em ruínas
7. As infraestruturas militares
8. Os monumentos e os edifícios individualmente
9. Os edifícios integrados em conjunto ou em sítios classificados

Ficam excluidos do REH:

1. Edifícios não destinados a habitação
2. Os monumentos e os edifícios classificados individualmente
3. Os integrados em conjunto ou sítios classificados

A classe energética é determinada pela relação

\begin{equation} R_{Nt}=\frac {N_{tc}}{N_{t}} \end{equation}

onde,

• \(R_{Nt}\) é o rácio de classe energética
• \(N_{tc}\) é o valor das necessidades nominais anuais de energia primária
• \(N_{t}\) é o valor limite regulamentar para as necessidades nominais anuais de energia primária.

A classe energética é classificada de A+ a F.

Despacho 15793-F/2013, sendo retificado pela Declaração de retificação 130/2014.

Zonas Climáticas

Zona Climática de Inverno	Zona Climática de Verão
I1	V1
I2	v2
I3	v3

Zona Climática de Inverno Definida a partir do número de graus-dia (GD) na base de 18 graus celsium, correspondente à estação quente

Critério	GD \(\le\) 1300	1300 < GD \(\le\) 1800	GD > 1800
Zona	I1	I2	I3

Valores de referência:

• Z, cota local
• M, duração de estação de aquecimento
• GD, Número de graus dia, na base de 18 graus
• \( \theta _{ ext,i }\), temperatura exterior média no mês mais frio
• \(G_{sul}\), a energia solar média mensal durante a estação, recebida em uma superfície vertical orientada a sul.

Zona Climática de Verão

Definida a partir da temperatura média exterior, correspondente à estação de arrefecimento

Critério	\({ \theta }_{ ext,v }\le 20C\)	\({ 20C<\theta }_{ ext,v }\le 22C\)	\({ \theta }_{ ext,v }>22C\)
Zona	V1	V2	V3

As zonas climáticas são baseadas na nomeclatura das Unidades Territoriais para fins estatísticos - NUTSIII

Valores de referência:

• Z, cota local
• \(L_{v}\), duração de estação de aquecimento = 4 meses = 2928 horas
• \( \theta _{ ext,v }\), temperatura exterior média no Verão
• \(I_{sol}\), a energia solar acumulada durante a estação, recebida na horizontal (inclinação 0 graus) e em superficies verticais (inclinação 90 graus).

Parâmetros climáticos

1. Os valores dos parâmetros X associados a um determinado local, são obtidos a partir os valores de referencia Xref e ajustados com base na altitude des e local;
2. As correções de altitude, são do tipo linear, com declive a, de acordo com a seguinte expressão:

\begin{equation} X=X_{ref}+a \times (Z-Z_{ref)} \end{equation}

Requisitos da qualidade térmica da envolvente:

• Opaca secção corrente (parede, pavimentos, coberturas);
• Pontes térmicas planas (pilares, talões de viga, caixa de estores)
• Envidraçados

Requisitos de Ventilação

Nos edifícios de habitação, o valor de taxa de renovação horária de ar calculado de acordo com as disposições previstas para o efeito em Despacho do Diretor-Geral de Energia e Geologia, deve ser igual ou superior a 0,4 renovação horária.

\[ R_{ph} \ge 0,4 \]

Requisitos de Necessidade de utilização de energia:

• Aquecimento
• Arrefecimento

• Requisitos Energéticos Limites de energia Primária
• Requisitos de eficiência e funcionamento dos sistemas técnicos
• Requisitos de contributo de energias renováveis

• Os elementos e soluções construtivas de edificios novos e sujeitos a intervenções, devem estar devidamente caracterizados.
• A caracterização térmica deve ser evidenciada através de marcação CE e de etiquetagem energética.

Nenhum elemento da zona corrente da envolvente opaca do edificio, onde se incluem elementos construtivos de tipo paredes, pavimentos ou coberturas, deverá ter um coeficiente de transmissão térmica superior aos valores máximos que constam da Tabela I.05A, relativa a requisitos de qualidade térmica.

Todas as zonas de qualquer elemento opaco que constituem zona de ponte térmica plana (PTP), nomeadamente pilares, vigas, caixa de estores, devem ter um \(U_{PTP}\) calculado de forma unidimensional na direção normal à envolvente, não superior ao dobro dos elementos homólogos adjacentes (verticais ou horizontais) em zona corrente, Ucor, e que respeite sempre os valores máximos indicados na Tabela I.05A, mediante o cumprimento cumulativo das seguintes exigências:

\begin{equation} U_{PTP} \le 2 \times U_{corr} \end{equation}

em que esta verificação pode ser dispensada nas situações em que se verifique que é menor ou igual a o,9W(m2.C).

\begin{equation} U_{PTP} \le U_{max} \end{equation}

sendo o \(U_{max}\), para cada zona climática.

Tabela I.06; Fator solar global do vão envidraçado com todos os dispositivos de proteção solar, permanentes, ou móveis totalmente ativados.

Envolvente O conjunto de elementos de construção do edifício ou fração, compreendendo as paredes, pavimentos, coberturas e vãos, que separam o espaço interior útil do ambiente exterior, dos edifícios ou frações adjacentes, dos espaços não úteis do solo.

Área Interior Útil de Pavimento O somatório das áreas, medidas em planta pelo perímetro interior, de todos os espaços interiores úteis pertencentes ao edifício ou fração em estudo.

Espaço Interior Útil O espaço com condições de referência no âmbito do REH, compreendendo compartimentos que, para efeitos de cálculo das necessidades energéticas, se pressupõe aquecidos ou arrefecidos de forma a manter a temperatura interior de referência de conforto térmico, incluindo espaços que, não sendo usualmente climatizados, devem ser considerados espaços com condições de referência.

Espaço Não Útil (ENU) Todos os locais fechados, fortemente ventilados ou não, que não se destinam a ocupação humana permanente. \newline Exemplo: Circulação comum, espaços comerciais; armazéns, arrecadação; casa das máquinas; arquivos; arrumos; garagens; varandas; marquises; lavandarias; estufa; jardins; coberturas com desvão; desvão sanitário; courettes.

Coeficiente de Redução de perdas. \(b_{tr}\) O cálculo das perdas de calor por transmissão em elementos que separam o espaço com condições de referência de espaços com temperatura ambiente diferente do ar exterior, como é o caso da envolvente interior, será afetado pelo coeficiente de redução de perdas \(B_{tr}\), que traduz a redução de transmissão de calor:

\begin{equation} { B }_{ tr }=\frac { { \theta }_{ int }-{ \theta }_{ enu } }{ { \theta }_{ int }-{ \theta }_{ ext } } \end{equation}

em que,

• \( \theta_{ int}\) = temperatura interior
• \( \theta_{ext}\) = temperatura exterior
• \( \theta_{enu}\) = temperatura do local não útil

Se \(b_{tr} \ge 0,7\) :

Aplicam-se os requisitos minímos definidos para envolvente exterior conforme disposto no anexo da portaria 349-B/2013, ao elemento que separa o espaço interior útil do não útil, sendo então classificado como envolvente interior com requisitos de exterior.

Se \(b_{tr} \le 0,7\) :

Aplicam-se os requisitos definidos para a envolvente interior conforme disposto no anexo I da portaria referida no número anterior, ao envolvente que separa o espaço interior útil do não útil, sendo então classificado como envolvente interior com requisitos de interior.

Elementos em contacto com espaços não úteis:

Na impossibilidade de conhecer com precisão o valor da temperatura do local não útil, dependendo do uso concreto e real de cada espaço, admite-se que para alguns tipos de espaços não úteis pode tomar os valores tabelados do REH, em função da taxa de renovação do ar e de:

\begin{equation} \frac{A_{i}}{A_{u}} \end{equation}

e de \(V_{enu}\).

tabela 03, rectificação 127/2014 \newline

O valor do coeficiente de transmissão térmica de elementos em contacto com o solo, \(U_{bf}\), determina-se com base nas tabelas 03 a 05, em função dos seguintes elementos:

1. Dimensão característica de B'
2. Resistência térmica de todas as camadas do pavimento \(R_{f}\), com exclusão de resistência térmicas superficiais
3. Largura ou profundidade do isolamento D, respetivamente, no caso do isolamento perimetral horizontal ou vertical.

\begin{equation} B'=\frac{A_{p}}{0,5 \times P} \end{equation}

em que,

• \(A_{p}\) é a área interior útil, medida em metros quadrados.
• P é o perimetro exposto, caracterizado pelo desenvolvimento total de parede que separa o espaço aquecido do exterior, ENU, edifício adjacente e com o solo, medido pelo exterior (m).

É uma heterogeneidade inserida em zona corrente da envolvente exterior ou interior, tais como pilares, talões de vigas e caixas de estores, por onde se considera uma perda térmica unidimensional por unidade de área de superfície

Corresponde à ligação de dois elementos construtivos exteriores ou em contacto com um espaço não útil com \(b_{tr} > 0,7\) e é uma singularidade da envolvente em que o fluxo térmico é bi ou tridimensional assimilada a uma perda térmica por unidade de comprimento (Psi) A ponte térmica é quantificada multiplicando valor de \(\psi\) pelo respetivo comprimento.

Despacho 15793-K/2013

Sempre que o edifíco esteja em conformidade com as disposições da norma NP 1037-1 no caso de edifícios com ventilação natural, ou da norma NP 1037-2 no caso de edifícios com ventilação mecânica centralizada. \newline O valor de \(R_{ph}\) a adoptar será o valor indicado no projeto de ventilação requirida por essa norma.

\newline Nos casos não abrangidos pelo disposto anteriormente, a taxa de renovação horária nominal, \(R_{ph}\), para efeitos do balanço térmico e para a verificação do requisito da taxa mínima de renovação de ar poderá ser determinada:

1. De acordo com o método previsto na norma EN 15242, mediante a consideração do efeito da permeabilidade ao ar da envolvente, da existência de dispositivos de admissão de ar nas fachadas, das condutas de ventilação, dos sistemas mecânicos de efeito de chaminé e do efeito da ação do vento.
2. De acordo com outros dados como alternativa ao previsto na alínea anterior, desde que tecnicamente adequados e justificados num projeto de ventilação.

Simplificação:

\begin{equation} \sum { { q }_{ janelas }({ \Delta }p_{ i })+\sum _{ i }^{ }{ { q }_{ cx.estores }({ \Delta p }_{ i })+\sum _{ i }^{ }{ { q }_{ grelhas }({ \Delta p }_{ i })+\sum _{ i }^{ }{ { q }_{ condutas }{ (\Delta p }_{ i })+\sum _{ i }^{ }{ { V }_{ fi }=0 } } } } } \end{equation}

A taxa de renovação de ar, \(R_{ph}\), corresponde à soma dos caudais de ar admitidos no edifício a dividir pelo volume interior útil do edifício.

Despacho 15793-K/2013

Valor necessário para o cálculo de ganhos solares na estação de arrefecimento em paredes e coberturas.

Cor- Tabela do Coeficiente de absorção da radiação solar,a

cor	a
Clara (branca, creme, amarelo, laranja, vermelho-claro)	0,4
Média ( vermelho-escuro, verde-escuro, azul claro)	0,5
Escura (castanho, verde escuro, azul vivo, azul escuro	o,8

Portaria n.349-C/2013 Portaria n.405/2015

Despacho 15793-I/2013

Estabelece as metodologias de cálculo para determinar as necessidades nominais anuais de energia útil para aquecimento e arrefecimento ambiente, as necessidades nominais de energia útil para a produção de águas sanitárias (AQS) e as necessidades nominais anuais globais de energia primária. -> Declaração de Retificação n.128/2014

Portaria n.349-B/2013 //

Define a metodologia de determinação da classe de desempenho energético para a tipologia de pré-certificados e certificados SCE, bem como os requisitos de comportamento técnico e de eficiência dos sistemas técnicos dos edificíos novos e edificios sujeitos a grande intervenção. -> Portaria n.379-A/2015

Portaria n.349-C/2013 // Estabelece os elementos que deverão constar dos procedimentos de licenciamento ou de comunicação prévia de operações urbanisticas de edificação, bem como de autorização de utilização. -> Declaração de Retificação n.4/2014