Edifícios residenciais de energia quase - zero: o contributo de energia de origem renovável numa perspetiva de otimização da relação custo - benefício

Abstract

O setor dos edifícios representa cerca de 40% do total do consumo de energia (União Europeia, 2010). A necessidade de adoção de políticas e o cumprimento de metas para a redução desse consumo tornou-se urgente. Para isso a União Europeia (UE) implementou o conceito de edifícios de energia quase-zero, ou seja, edifícios de baixo consumo energético e consciencializou que para a concretização desses edifícios era imprescindível a utilização de energia renovável, de preferência a disponível localmente. A presente dissertação pretende estudar diferentes edifícios residenciais representativos do parque habitacional português com vista à obtenção do balanço energético nulo. A metodologia adotada neste trabalho tem como objetivo a adição de equipamentos que utilizam ou são geradores de energia de origem renovável ao nível ótimo de rentabilidade, uma vez que a definição nacional de edifícios de energia quase-zero (Decreto-Lei nº 28/2016 de 23 de junho, 2016) assenta nestes pressupostos. O conceito de nível ótimo de rentabilidade estabelece os requisitos mínimos de desempenho energético considerando os custos de ciclo de vida, enquanto o conceito de balanço energético quase nulo implica adicionalmente a utilização de fontes de energia renovável. Assim, com base no relatório nacional relativo ao cálculo dos níveis ótimos de rentabilidade do desempenho energético dos edifícios e seus elementos, para edifícios residenciais, foi possível concluir quais as combinações de medidas/soluções para a envolvente dos edifícios economicamente mais rentáveis, ou seja, quais as soluções de custo ótimo. Adicionando a estas soluções de custo ótimo a utilização de energia de origem renovável, são investigadas as soluções que acrescem o mínimo de custos comparativamente ao nível ótimo de rentabilidade e aproximam-se do balanço energético nulo. A partir dos resultados obtidos é possível concluir, consoante a localização e a época construtiva, quais as soluções, com parte relevante de renováveis, que apresentam um menor custo global e portanto as melhores soluções para cada edifício estudado, fornecendo indicações para o futuro desenvolvimento de edifícios de energia quase-zero.

The building sector represents about 40% of the total energy consumption (European Union, 2010). The need to adopt new policies and to achieve targets for energy consumption reduction has become urgent. Therefore, the European Union (EU) has implemented the concept of nearly zero energy building, i.e., buildings with a high energy performance and that use energy from renewable sources harvested on-site to cover the low energy needs. The following dissertation intends to study different representative residential buildings in the Portuguese housing stock in order to obtain a nearly-zero energy balance. The methodology adopted in this work is based on the addition of systems that use or generate energy from renewable sources to buildings with a cost optimal envelope. This option is based on the current definition of nearly-zero energy building from the Portuguese thermal regulation (Decree-Law nº 28/2016 from June 23rd, 2016). The cost optimal concept establishes the minimum requirements of energy performance considering the life cycle costs, while the nearly zero energy balance concept implies the reduction of energy consumption by using renewable energy sources. So, based on the Portuguese report on the calculation of cost optimal levels of minimum energy performance for residential buildings, it has been possible to investigate which are the most cost-effective measures/solutions, ie, which were the cost optimal solutions. After, renewable energy systems were added in order to investigate which were the most viable solutions, ie, which solutions added minimal costs compared to the cost optimal levels. From the obtained results it can be concluded, depending on the location and construction date, which solutions, with significant part of renewables, have a lower global cost and therefore are the best solutions for each studied building, providing inputs for the future implementation of nearly-zero energy buildings in Portugal.