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A revisão da diretiva europeia relativa ao desempenho energético dos edifícios (EPBD recast), publicada em 19 de maio de 2010, introduziu a obrigatoriedade de todas as novas construções a erigir após 31 de dezembro de 2020 serem edifícios de necessidades quase nulas de energia (nZEB). Devem ainda todos os Estados Membros preparar planos que permitam também aumentar o número de edifícios existentes que se adaptem ao mesmo conceito. De acordo com a diretiva, estes edifícios apresentam um desempenho energético muito elevado e a reduzida energia de que necessitam deverá ser assegurada em grande parte por energia de fontes renováveis, incluindo energia de fontes renováveis produzida no local ou nas proximidades. A significativa indefinição dos vários parâmetros que compõem a redação dada pela diretiva ao conceito deverá ser clarificada por cada Estado Membro. A transposição da diretiva para a regulamentação nacional foi realizada através do regulamento de desempenho energético dos edifícios de habitação, no qual os edifícios com necessidades quase nulas de energia são definidos como sendo aqueles dotados de uma componente eficiente compatível com os resultados decorrentes da aplicação da metodologia de custo ótimo e de formas de captação local de energias renováveis, preferencialmente no edifício ou na parcela de terreno onde está construído, que cubram grande parte do remanescente das necessidades energéticas previstas. Ambas as definições, da diretiva e da regulamentação nacional, apresentam ainda um elevado grau de indefinição, cenário que se verifica repetido em muitos dos restantes Estados Membros da União Europeia. Cumulativamente, as definições não perspetivam qualquer diferenciação entre os edifícios novos e os edifícios existentes, sendo que, para estes últimos, os constrangimentos do ponto de vista técnico e de rentabilidade económica, poderão dificultar de forma relevante a adaptação ao novo conceito. Neste contexto, tendo por base os estudos elaborados para a identificação dos níveis ótimos de rentabilidade do desempenho energético dos edifícios residenciais em Portugal utilizando o quadro metodológico comparativo desenvolvido pela Comissão Europeia, são identificados os níveis ótimos de rentabilidade dos requisitos energéticos aplicáveis na reabilitação do parque residencial português e explorados os conjuntos de medidas que permitem converter esses edifícios em edifícios com necessidades quase nulas de energia. Estas análises permitem dar um contributo para a futura clarificação da definição de edifícios de necessidades quase nulas de energia, com base em critérios de racionalidade económica.

Na Europa, o uso de energia para arrefecimento dos edifícios residenciais, apesar de ainda apresentar uma relevância limitada, tem vindo a crescer nos últimos anos. Em Portugal, também corresponde a uma pequena fração do total da energia usada em edifícios residenciais, mas a expansão da instalação de sistemas técnicos para fornecer arrefecimento é esperada devido à combinação de diferentes razões. Além disso, cenários para a evolução das temperaturas durante as próximas décadas devido às mudanças climáticas indicam que Portugal será um dos países mais afetados na Europa com um aumento de 3,5 a 4 ° C na temperatura média do ar em 2080. Apesar destes dados que fomentam o crescimento contínuo da instalação de sistemas técnicos para fornecer arrefecimento, Portugal apresenta características naturais que podem ser utilizadas para evitar a sua necessidade.

High performance glass and Trombe walls in the façade was studied in this research. The paper reports results of an ongoing investigation on a new façade system concept, designed as: “Façade Modules for Eco-Ef! cient Refurbishment of Buildings”, especially on energy ef! - ciency of Trombe wall and glazing modules arrangement. Computational simulation was carried out by using the software DesignBuilder. Two double glazing types and Trombe walls were considered for three different climates in Portugal and four solar orientations. Results obtained for heating energy needs were compared to all façade con! gurations. The use of Trombe wall and the double self-cleaning glass in the façade point towards a signi! cant decrease of heating energy needs. The great majority of the façades combinations presented energy needs lower than the maximum allowed by the Portuguese regulation (RCCTE)., Esta investigación aborda el estudio de fachadas con cristales de altas prestaciones y muros Trombe. El artículo presenta los resultados de la investigación en curso sobre un nuevo concepto en sistemas de fachada, denominado "Módulos de fachada para el acondicionamiento ecoe ! ciente de edi! cios", especialmente enfocado a la e! ciencia energética de muros Trombe y módulos con doble acristalamiento. Haciendo uso del software DesignBuilder se realizaron simulaciones de una estancia, analizando distintos conjuntos de fachadas modulares. Para la realización de las simulaciones se consideraron dos tipos de módulos de doble acristalamiento, dos con! guraciones de muros Trombe, tres climas diferentes en Portugal y cuatro orientaciones solares. Se compararon los requerimientos de calefacción de cada una de las con! guraciones, observándose que tanto los muros Trombe como los módulos de doble acristalamiento presentaron disminuciones signi! cativas en cuanto a requerimientos de calefacción. De las con! guraciones analizadas, la mayoría presentó demandas energéticas de calefacción menores a lo especi! cado en la normativa portuguesa (RCCTE).

Apresenta-se neste estudo parte do desenvolvimento de um novo sistema de fachadas: “Módulos de Fachada para Reabilitação Eco-Eficiente de Edifícios” destinado inicialmente a Portugal, focando nesta fase, no desempenho térmico de elementos modulares compostos por vidros duplos. Os elementos modulares analisados nesta fase são compostos por vidros de elevado desempenho térmico. Para o desenvolvimento da pesquisa em questão foi empregado o software DesignBuilder (interface gráfica para o software EnergyPlus), considerando: três tipos de vidros duplos, quatro orientações solares; dois tipos de envolvente e quatro climas portugueses (Bragança, Coimbra, Évora e Faro). São apresentados os resultados de simulações computacionais de desempenho térmico para um modelo típico (25m²). Foram calculadas as necessidades de aquecimento e arrefecimento para climas analisados de acordo com o Regulamento das Características do Comportamento Térmico dos Edifícios (RCCTE) de Portugal. Tais valores foram utilizados na análise dos resultados. Os resultados indicaram um melhor desempenho térmico para os módulos que combinam vidro de controle solar verde e vidro de auto-limpeza com vidro float extra claro. E ainda, pode ser indicado um tipo de vidro duplo ideal para as localidades nas quais a prioridade são as necessidades de aquecimento (invernos rigorosos); e outro tipo para as localidades onde são maiores as necessidades de arrefecimento (invernos menos rigorosos)., Programa Erasmus Mundus ISAC - Improving Skills Across Continents

A reabilitação energética tem ganho notoriedade devido aos requisitos impostos pela Comissão Europeia e pelo Parlamento Europeu, relacionados com a eficiência energética, bem como pela consciência do impacto da produção e transporte de energia nas alterações climáticas. A melhoria do desempenho energético dos edifícios permite utilizar a energia de modo mais eficiente e reduzir os gases com efeito de estufa, para além de melhorar as condições de conforto do utilizador. O intuito do trabalho foi avaliar o potencial de reabilitação energética de alguns edifícios residenciais, construídos antes de 1990, data da entrada em vigor da primeira regulamentação térmica. O estudo incluiu quatro edifícios, os quais foram caracterizados em termos de desempenho energético e analisados em relação à incorporação de medidas de reabilitação energética numa perspetiva de otimização da relação custo/benefício. Os resultados mostram que é possível reduzir os consumos de energia e os respetivos desperdícios, melhorando as condições de conforto, com recuperação do investimento realizado num período relativamente curto.

Planet Earth is facing nowadays an environmental crisis without precedents. This is a matter of extreme importance and measures that allow reducing this problem have been discussed all over the world. One of the measures that have been appointed more often is the energy efficiency. In order to increase the energy efficiency, several technologies and legal documents have been developed. However, our society is facing, not only severe and unprecedented environmental crisis but also an economic crisis with similar magnitude. Therefore, it is of extreme importance to find methods that allow minimizing the environmental and economic impacts of the construction sector. The aim of this study is to find a method that allows the study of different measures relating their energy and economic performance.

Os sistemas de fachada influenciam diretamente no consumo energético, uma vez que contribuem significativamente para a transferência de calor entre exterior e interior. Apresenta-se neste estudo parte do desenvolvimento de um novo sistema de fachadas: “Módulos de Fachada para Reabilitação Eco-Eficiente de Edifícios”, destinado inicialmente à Portugal. Os elementos modulares analisados nesta fase são compostos por vidros de elevado desempenho térmico. São apresentados resultados de simulações computacionais de desempenho térmico para um modelo (25m²), para quatro climas portugueses (Funchal-Madeira, Lajes-Açores, Lisboa e Porto), utilizando módulos compostos por vidros duplos. Foi empregado o software Design Builder (interface gráfica para o software EnergyPlus), considerando: três tipos de vidros duplos, quatro orientações solares e dois sistemas construtivos. Os resultados foram analisados com base no RCCTE- Regulamento das Características do Comportamento Térmico dos Edifícios, normalização Portuguesa de conforto térmico, e a escolha do envidraçado feita de acordo com os meses de duração de verão e inverno. Os resultados indicaram uma diminuição das necessidades nominais de aquecimento e de arrefecimento em função do tipo de vidros utilizado (principalmente para o uso de envidraçados duplos compostos por vidros low-e, auto-limpante e de controle solar verde).

A habitação cooperativa em Portugal tem vindo a mudar processos construtivos, no sentido de implementar uma construção sustentável. Contudo, a construção e reabilitação a custos controlados condicionam as soluções construtivas, pois algumas são demasiado dispendiosas ou estão ainda em fase de desenvolvimento. Neste contexto, o projecto de investigação que se apresenta, com base num estudo de caso de empreendimentos cooperativos, tem por objectivo averiguar de que forma é possível construir e reabilitar a custos controlados e utilizar de forma sustentável a habitação cooperativa, dentro das regras do cooperativismo habitacional. Assim, neste artigo, serão apresentados resultados a nível de poupança de energia eléctrica, gás natural e água potável de empreendimentos, que mostram um efectivo contributo para a melhoria do respeito pelo meio ambiente e conforto ambiental, relacionando-os com os benefícios obtidos através do uso de equipamentos e sistemas construtivos energeticamente, The housing cooperative sector in Portugal have been changing constructive processes in order to implement a sustainable construction. However, the construction and rehabilitation under controlled costs restrict constructive solutions, because some are too expensive or are still in a development phase. In this context, the research project that is herewith presented, on the basis of a case study of cooperative ventures, aims to investigate how it is possible to construct and rehabilitate under controlled costs and how to provide sustainable use of the cooperative housing, within its specific rules. So, in this article, it will be presented the savings in electricity, natural gas and drinking water in several building settlements, which show an effective contribution to the improvement of the environment and environmental comfort, linking them with the benefits obtained through the use of efficient building systems and equipment, taking also into consideration their maintenance costs.

A busca por novas tecnologias para a eficiência energéticas de edifícios é urgente uma vez que as tecnologias convencionais atualmente usadas na reabilitação de edifícios não atendem a essa necessidade em grande parte dos casos. Este artigo apresenta os estudos iniciais para um novo sistema de fachadas: “Módulos de Fachada para Reabilitação Eco-Eficiente de Edifícios”. Espera-se que este novo sistema possa ser um dos novos e crescentes produtos que atenda aos requisitos funcionais e estéticos. Estes novos elementos deverão resultar num sistema modular, cujos módulos possam ser utilizados de forma separada ou agrupados, através de um processo simples, flexível e versátil. Nesta fase foram feitos estudo iniciais por meio de simulação computacional no software Design Builder, para uma célula isolada (25m²) com diferentes combinações de módulos de fachada com soluções passivas (parede de trombe) e envidraçados para a cidade de Guimarães e orientação solar sul. Os resultados preliminares indicaram uma diminuição no consumo energético dos casos analisados, o que representa uma vantagem da adição de sistemas solar passivos.

Há um grande potencial de redução do consumo energético de edifícios habitacionais e de serviços na União Européia (UE). Os sistemas de fachada podem influenciar diretamente na redução de consumo energético, uma vez que contribuem significativamente para a transferência de calor entre exterior e interior. Apresenta-se neste estudo parte do desenvolvimento de um novo sistema de fachadas: “Módulos de Fachada para Reabilitação Eco-Eficiente de Edifícios” destinado inicialmente a Portugal, focando nesta fase, elementos modulares compostos por vidros. Serão apresentados alguns resultados iniciais de simulações computacionais de desempenho térmico para um modelo (25m!), para 4 cidades portuguesas, utilizando módulos compostos por vidros de elevado desempenho. Para o desenvolvimento da pesquisa em questão foi empregado o software Design Builder (interface gráfica para o software EnergyPlus), considerando: 3 tipos de composição de vidros, 4 orientações solares e 2 tipos de envolvente. Os resultados indicaram uma diminuição das necessidades nominais de aquecimento e arrefecimento com o uso de determinados tipos de vidro.

A necessidade de se caminhar no sentido da construção sustentável engloba uma série medidas, entre elas a procura de novas tecnologias para a eficiência energética dos edifícios. Os sistemas de fachada influenciam directamente no consumo energético, uma vez que contribuem significativamente para a transferência de calor entre exterior e interior. Apresenta-se neste estudo parte do desenvolvimento de um novo sistema de fachadas: “Módulos de Fachada para Reabilitação Eco-Eficiente de Edifícios” destinado inicialmente a Portugal, focando nesta fase, elementos modulares compostos por vidros. Serão apresentados alguns resultados iniciais de simulações computacionais de empenho térmico para um modelo (25m2), para 5 cidades portuguesas (Funchal Madeira, Lajes-Açores, Lisboa e Porto), utilizando módulos compostos por vidros de elevado desempenho. Para o desenvolvimento da pesquisa em questão foi empregado o software Design Builder (interface gráfica para o software EnergyPlus), considerando: três tipos de composição de envidraçados, quatro orientações solares e dois tipos de envolvente. Os resultados indicaram uma diminuição das necessidades nominais de aquecimento e de arrefecimento em função do tipo de vidros utilizado (principalmente para o uso de envidraçados duplos compostos por vidros low-e, de auto-limpeza e de controlo solar verde).

O aumento exponencial dos custos da energia e o elevado valor da fatura energética que os cidadãos têm que pagar, faz com que todas as questões relacionadas com a energia e a eficiência energética ganhem uma importância cada vez maior para toda a sociedade. O elevado peso relativo do consumo de energia dos edifícios existentes no consumo energético global no sector dos edifícios, adquire assim um papel cada vez mais relevante. Em Portugal existem 2 560 911 de edifícios construídos antes de 1990 (ano da publicação do 1º regulamento relativo ao comportamento térmico dos edifícios), representando 76.6% do total de edifícios existentes. Devido à falta de exigências e preocupações térmicas, estes apresentam-se como altamente consumidores de energia quando se pretende que eles proporcionem condições de conforto mínimas. Existem previsões de que os edifícios construídos em Portugal até 1990 contribuirão em 2050 com mais de 80% dos consumos neste setor, se neles não forem feitas quaisquer intervenções de reabilitação energética. No âmbito do Projecto de Investigação “Reabilitação Energética em Edifícios”, financiado pela FCT no âmbito do programa COMPETE, e liderado pela Universidade do Minho sob a coordenação da Prof.ª Doutora Manuela Almeida, foram estudadas diversas soluções tecnológicas que permitem uma reabilitação energética eficaz de edifícios e cuja divulgação vai permitir que não só os especialistas mas também o público em geral tenham acesso a informação potencialmente relevante para a vida e a economia de toda a sociedade. Assim, esta publicação apresenta os principais resultados obtidos no âmbito do projeto em epígrafe, contribuindo para disseminação de soluções que contribuam para a melhoria da eficiência energética assim como com a sustentabilidade de edifícios.

O peso do consumo de energia dos edifícios existentes no consumo energético global do sector da construção é cada vez mais relevante. Isto deve-se à qualidade cada vez maior da envolvente dos novos edifícios, conseguida principalmente através do uso generalizado de isolamento, de janelas mais eficientes e de melhores técnicas de conservação de energia, o que resulta em edifícios com cada vez menores necessidades de aquecimento e de arrefecimento quando comparadas com as necessidades energéticas dos edifícios existentes. Por outro lado, o estado de degradação de grande parte do edificado Português reduz a qualidade de vida das populações e provoca a deterioração do património construído. Nos últimos anos, Portugal investiu apenas 13% do orçamento do sector da construção na reabilitação dos edifícios. Na Europa, em média, este investimento é de cerca de 40%. Em geral, o país não está ainda recetivo à necessidade e importância da reabilitação, valorizando ainda em demasia a construção nova. Foi neste contexto que surgiu o projeto Reabilitação Energética de Edifícios, financiado pela FCT (FCOMP-01-0124-FEDER-007189), que pretendia desenvolver soluções eficazes para a reabilitação energética de edifícios existentes, aumentando o valor desta atividade e incentivando a sua prática. Este projeto nacional surge enquadrado por um projeto internacional desenvolvido no âmbito da Agência Internacional de Energia - projeto IEA ECBCS Annex 50. No decurso deste projeto, a equipa portuguesa desenvolveu uma solução pré-fabricada para a reabilitação energética de fachadas de edifícios cujas linhas orientadoras para o seu desenvolvimento são as a seguir referidas. O módulo de reabilitação desenvolvido tinha como objetivos principais: • Aumentar a eficiência energética dos edifícios de habitação existentes através da aplicação generalizada de materiais de isolamento que contribuíssem para consumos energéticos de aquecimento e arrefecimento inferiores a 50 kWh/(m²•a); • Constituir uma solução de reabilitação integrada, de elevada qualidade e com viabilidade económica que permitisse a inclusão de tubos e condutas no interior do módulo para distribuição de água quente, ventilação, climatização, etc.; • Utilizar materiais com elevado potencial de reutilização /reciclagem e com baixa energia incorporada de modo a diminuir os impactos ambientais da sua utilização; • Constituir uma solução capaz de reduzir o tempo de execução e aplicação bem como os transtornos causados aos ocupantes e envolvendo um menor investimento financeiro, contribuindo para uma maior aceitação da solução por parte dos potenciais interessados; • Cumprir com as exigências regulamentares no que se refere ao desempenho térmico dos edifícios., FCT (FCOMP-01-0124-FEDER-007189)

Dissertação de mestrado em Sustainable Built Environment, The building stock is responsible for 40% of the energy consumption and 36% of greenhouse gas emissions in Europe. The European Energy Performance of Building Directive (EPBD) established instructions to promote building energy performance to mitigate this problem. Since its first publication in 2002, energy efficiency has been increasingly promoted. In particular, the 2010 recast introduced the nearly zero energy building concept (nZEB), a cost-effective building with low energy demand while having most of its energy demand supplied by renewable energy sources (RES). The procedure for developing a nZEB building includes a cost-optimal assessment of the elements and systems of the buildings, which is the cost-effective comparison between reference building solutions and the proposed building solutions. The cost-optimal assessment has fomented researches aiming to find more cost-effective and energy-efficient building solutions. Furthermore, building methods such as modular and offsite construction have been studied for their possible contribution to increasing cost-effectiveness, energy efficiency, and sustainability. In this context, this study focused on developing a modular solution for the external walls to be used in prefabricated housing. The methodology developed in this dissertation includes developing a catalogue for existing modular solutions, designing the studied building, simulating, and optimizing results, and the cost-optimal analysis of the achieved results for a single-family housing. The data was gathered through a Building Energy Model (BEM) analysis in the software Design-Builder running the Energy-Plus engine simulation. The cost-optimal analysis was performed by comparing different combinations of optimised external envelope options and building solutions. The study analysis shows that an external building envelope can be achieved with lower initial and global costs and lower energy needs than traditional construction. This study shows that the cost-optimal solution for the designed building is a light steel frame panel with an MDF wood façade panel of 22mm, an internal OSBIII panel of 15mm and 90mm Mineral wool insulation material., O ambiente construído é responsável por 40% da energia consumida e 36% das emissões de gases com efeito de estufa na Europa. A Diretiva para o Desempenho Energéticos dos Edifícios (EPBD) estabeleceu instruções para promover o desempenho energético e térmico de edifícios para mitigar este problema. Desde a primeira publicação em 2002, a eficiência energética vem sendo fomentada. Em particular, a reformulação em 2010 introduziu o conceito de edifícios com necessidades quase nulas de energia (nZEB), um edifício custoeficaz com baixas necessidades energética que tem a maior parte dessas necessidades sendo fornecida por energias renováveis. O procedimento de desenvolvimento de um nZEB inclui a análise de custo óptimo dos sistemas e elementos do edifício, comparando entre a solução de referência e as soluções propostas. A análise de custo óptimo fomenta pesquisas focadas em achar mais soluções de melhor custo eficácia e de eficiência energética. Ademais, métodos de construção como edifícios modulares e pré-fabricados são estudados por possíveis contribuições para aumento de custo eficácia, eficiência energética e sustentabilidade. Neste contexto, este estudo focou-se no desenvolvimento de uma solução modular para paredes externas para ser utilizada em habitações pré-fabricadas. A metodologia desenvolvida nesta dissertação inclui o desenvolvimento de um catálogo para soluções modulares existentes, a criação do projeto de estudo, simulação e optimização, e análise de custo ótimo para uma habitação unifamiliar. Os dados foram recolhidos por meio de uma análise de um modelo energético de construção (BEM) pelo software Design-Builder utilizando o motor de simulação do Energy-Plus. A análise de custo óptimo foi feita comparando diferentes combinações de envolvente externa optimizada. A análise de estudo mostrou que é possível alcançar uma envolvente com custo inicial, custo total e necessidades energéticas menores quando comparada com a construção tradicional que se pratica no contexto português. Este estudo mostra que a solução de custo óptimo para o edifício projetado é um painel com estrutura em construção metálica leve (LSF), com um placa de madeira MDF de 22 mm na fachada, uma placa interna de painel estrutural com fibras orientadas de madeira (OSB) III de 15 mm, e o isolamento em lã mineral de 90 mm.

Dissertação de mestrado integrado em Engenharia Civil, Face ao elevado consumo de energia e emissão de gases com efeito de estufa do parque edificado, existe, como consequência, a necessidade de fomentar políticas que providenciem uma melhoria do desempenho energético do mesmo. Nesta perspetiva, a reabilitação de edifícios existentes e o aumento da eficiência energética dos mesmos é de uma importância fundamental para o alcance dos objetivos definidos em termos de desenvolvimento sustentável. Em 2010, com a reformulação da EPBD, a Comissão Europeia tomou uma posição bastante exigente neste sentido, estabelecendo o conceito de edifícios de necessidades quase nulas de energia (nZEB), que se caracterizam como edifícios com elevado desempenho energético e baixas necessidades energéticas, suportadas por fontes de energia renovável, produzida preferencialmente no local. Em termos de reabilitação energética de edifícios existentes, existem evidências de que uma intervenção ao nível de um grupo de edifícios pode trazer vantagens significativas do ponto de vista de combinação entre medidas de eficiência energética e fornecimento de energia renovável, para além da possibilidade de obtenção de economias de escala. Assim, o objetivo do desenvolvimento desta dissertação é a definição de uma metodologia para a avaliação do efeito de escala na rentabilidade de intervenções de reabilitação, com vista ao objetivo nZEB. Como objetivo adicional, a investigação pretende ainda a determinação de pacotes de soluções de reabilitação com o nível ótimo de rentabilidade à escala de bairro, com o intuito de aproveitar as potenciais sinergias entre as medidas a adotar nos diferentes cenários de reabilitação. Com o propósito de pôr em prática a metodologia desenvolvida, foi selecionado um grupo de edifícios num contexto de habitação social como caso de estudo – O Bairro de Santa Tecla em Braga. O estudo realizou-se através da utilização de uma tipologia representativa (fração com maior representação no bairro) e posterior avaliação do seu desempenho energético e financeiro com o intuito de apoiar a transição para a escala de bairro. Os resultados, decorrentes da aplicação da metodologia, sugerem que uma intervenção integrada, que contempla medidas de melhoria na envolvente, sistemas de climatização e fontes de energia renovável, é extremamente vantajosa e pode atingir valores interessantes de rentabilidade, em comparação com a intervenção de referência. Para uma perspetiva privada, com vista ao apoio de escolha de soluções, nos cálculos efetuados para a tipologia representativa desenvolvida para este estudo, a intervenção que contempla uma solução ETICS com EPS de 60 mm, vão envidraçado duplo com caixilharia de PVC e o conjunto de Sistemas S3 (bomba de calor) é a solução de custo ótimo. Quando se considera uma intervenção no grupo de edifícios, os cálculos sugerem que a solução de custo ótimo é a mesma solução de envolvente e envidraçados com o sistema S3, verificando-se que a intervenção ao nível do grupo de edifícios permitiu uma redução de custos globais de cerca de 46% devido à alteração de sistemas técnicos e consequente diminuição nas quantidades dos mesmos, e ainda às economias de escala conseguidas pela compra de elevadas quantidades de materiais utilizados em soluções de paredes exteriores e de vãos envidraçados., In view of the high energy consumption and greenhouse gas emissions of the existing buildings stock, there is, as consequence, the need to promote policies that provide an improvement of their energy performance. In this perspective, the retrofitting of existing buildings and the increase of their energy efficiency are of fundamental importance for achieving the objectives defined in terms of sustainable development. In 2010, with the EPBD recast, the European Commission took a very demanding position in this regard, establishing the concept of nearly zero-energy buildings (nZEB), which are characterized as buildings with high energy performance and low energy needs, sustained by renewable energy sources, preferably produced on site or neaby. In terms of energy retrofitting of existing buildings, there is evidence that an intervention at the group of buildings level can bring significant advantages from the point of view of a combination between energy efficiency measures and renewable energy supply, in addition to the possibility of obtaining economies of scale. Thus, the objective of the development of this dissertation is the definition of a methodology for the assessment of the scale effect on the retrofitting interventions cost-effectiveness, towards the nZEB objective. As an additional objective, the research also aims to determine the cost-optimal packages of renovation solutions at the neighbourhood level, in order to take advantage of the potential synergies between the measures to be adopted in the different retrofitting scenarios. With regard to the development of the methodology, a group of buildings was selected in the context of a social housing as a case study - The Neighbourhood of Santa Tecla in Braga. The study was carried out through the use of a representative typology (building unit with most representation in the neighbourhood) and subsequent evaluation of its energy and financial performance in order to support the transition to the group of buildings level. The results, arising from the application of the methodology, suggest that an integrated intervention that includes retrofitting measures in the envelope, air conditioning systems and renewable energy sources is extremely advantageous and cost-effective when compared to the reference intervention. For a private perspective, in order to support the selection of solutions, in the calculations made for the representative typology developed for this study, the intervention that contemplates an ETICS solution with EPS of 60 mm, double glazed windows with PVC frames and the set of S3 systems (heat pump) is the cost-optimal solution. When considering an intervention in the group of buildings, the calculations suggest that the cost-optimal solution is the same envelope and window solution with the S3 system, verifying that the intervention at the group of buildings level allowed a reduction of global costs of around 46% due to the alteration of technical systems and consequent decrease in their quantities, and also to the economies of scale provided by the purchase of high quantity of materials used in solutions of exterior walls and windows.

Dissertação de mestrado integrado em Engenharia Civil, Em 2011, o número de alojamentos em Portugal superou em 45% o número de famílias sendo que cerca de 32% dos alojamentos existentes eram residências secundárias ou estavam desocupados. Além disso, os edifícios são responsáveis por uma percentagem muito significativa de emissões de gases que contribuem para o efeito de estufa bem como de energia consumida, devido às elevadas necessidades energéticas dos mesmos. Assim, torna-se imperativo proceder à reabilitação do parque habitacional em detrimento da construção nova. Esta mudança de paradigma contribuirá para um desenvolvimento mais sustentável do setor da construção, para uma valorização do nosso património, bem como para uma melhoria do conforto térmico dos ocupantes dos edifícios. Com este estudo pretende-se identificar, avaliar e analisar materiais e soluções construtivas, aplicáveis em situações de reabilitação que visem melhorar o conforto térmico e desempenho energético dos edifícios, aliado a um custo de ciclo de vida reduzido. Para tal, realizou-se uma pesquisa de mercado de modo a identificar as soluções construtivas e respetivas características técnicas para posteriormente serem simuladas no software de simulação numérica EnergyPlus, bem como avaliadas segundo uma análise multicritério baseada na metodologia MARS-SC. Deste modo, foi possível avaliar o desempenho térmico, energético e económico de cada solução construtiva individualmente, mas também conjugando algumas soluções simultaneamente segundo propostas de cenários de reabilitação. Espera-se assim que este trabalho contribua de forma positiva e significativa, não só em obras de reabilitação, mas também em obras novas para a seleção de soluções construtivas por parte dos projetistas que pretendam proporcionar, em simultâneo, uma otimização do desempenho energético, térmico e económico do edifício, visando também uma reabilitação mais sustentável., In 2011, the number of accommodations in Portugal overcame in 45% the number of families, being that about 32% of the existing accommodations were secondary residences or they were unoccupied. Moreover, the buildings are responsible for a very significant percentage of pollutant emissions that contribute for the greenhouse effect as well as the energy consumed, due to their energy needs. Thus, it is imperative to proceed with the rehabilitation of the existing stock in detriment of the new construction. This paradigm shift will contribute to a more sustainable development of the construction sector, a valuation of our heritage, as well as an improvement in the thermal comfort of the occupants of the buildings. This study intends to identify, evaluate and analyze constructive materials and solutions applicable in rehabilitation situations that aim to improve thermal comfort and energy performance of buildings, together with a reduced life cycle cost. For that, a market research was carried out in order to identify the construction solutions and their technical characteristics to be simulated later in the EnergyPlus numerical simulation software, as well as evaluated according to a multicriteria analysis based on the MARS-SC methodology. In this way, it was possible to evaluate the thermal, energy and economic performance of each construction solution individually, but also to conjugate some solutions simultaneously according to rehabilitation scenarios proposals. It is hoped that this work will contribute positively and significantly, not only to rehabilitation works but also to new works, for the selection of constructive solutions on the part of the designers who wish to simultaneously provide an optimization of the energy, thermal performance and economic development of the building, aiming also for a more sustainable rehabilitation.

Dissertação de mestrado integrado em Engenharia Civil, O consumo energético e as emissões de gases com efeito de estufa têm assumido ao longo do tempo um grande destaque. O sector dos edifícios distingue-se como um dos maiores consumidores de energia, consequentemente representa um forte contributo para as emissões de gases com efeito de estufa. Deste modo, e sabendo que existe uma grande necessidade de reabilitação do parque habitacional, é possível afirmar que a reabilitação tem um papel determinante no sentido da eficiência energética e uma forma de tornar a economia, numa economia segura e sustentável. A presente dissertação tem como principal objetivo a otimização das soluções de reabilitação de um edifício multifamiliar, localizado em Vila Nova de Gaia. As diferentes medidas de reabilitação implementadas visam a obtenção de um edifício eficiente a custos reduzidos. Para tal, efetuou-se uma abordagem de otimização da relação custo-benefício, ao mesmo tempo que foi ponderada a viabilidade de três cenários de reabilitação diferentes: redução em 80% das necessidades energéticas face à situação inicial, nível nZEB (edifício com necessidades quase nulas de energia) e nível ZEB (edifício com necessidades nulas de energia). Numa primeira fase, foi avaliado o desempenho térmico do edifício na situação atual de acordo com a metodologia da regulamentação térmica em vigor (Regulamento de Desempenho Energético dos Edifícios de Habitação - REH). Definiram-se diferentes soluções de reabilitação da envolvente, bem como diferentes sistemas técnicos (sistemas de climatização, sistemas solares térmicos e fotovoltaicos), e comparou-se a redução das necessidades energéticas conseguidas com a implementação das diferentes soluções de reabilitação estudadas. Por fim, avaliou-se o potencial do contributo de fontes de energia renovável associado à integração de sistemas solares térmicos e fotovoltaicos. A análise do conjunto de medidas de reabilitação definidas permitiu obter um conjunto de soluções de custo ótimo. Por outro lado, conseguiu-se atingir o nível ZEB e, embora o nZEB ainda não se encontre completamente definido, é possível alcança-lo, uma vez que diversas soluções estudadas potenciam reduções dos consumos energéticos na ordem dos 90% e 95% face à situação inicial., Energy consumption and greenhouse gas emissions have become more significant over time. The building sector is one of the largest energy consumers and consequently as a major contributor to greenhouse gas emissions. Thus, knowingly that there is a great need for renovation of the housing stock, it is possible to affirm that renovation plays a decisive role in improvement of the energy efficiency and a way of developing a safe and sustainable economy. The present work main objective was the optimization of the renovation solutions of a multi-family building, located in Vila Nova de Gaia (Portugal). The different renovation measures implemented aim to obtain an efficient building at a reduced cost. A cost optimal approach was carried out while the feasibility of three different scenarios was considered: 80% energy needs reduction compared to the initial situation, reaching the nZEB (nearly Zero Energy Building) and ZEB (Zero Energy Building) levels. Initially, the thermal performance of the building current situation was evaluated using the methodology defined in the Portuguese thermal regulation. Different renovation solutions of the envelope were defined and their impact in the building’s energy efficiency was analyzed. Different technical systems were also defined based on their efficiencies and availability in the market. Finally, the potential contribute of renewable energy sources (solar thermal and photovoltaic systems) was also evaluated. The analysis of the wide range of renovation measures defined for the building allowed to obtain a set of optimum cost solutions. It was possible to reach the ZEB level and, although the nZEB is not yet quantitatively defined in Portugal, it is possible to reach this efficiency level since several solutions potentiate reductions in the energy needs around 90% and 95% compared to the initial situation.

Dissertação de mestrado integrado em Engenharia Civil (área de especialização em Perfil de Construções), O setor dos edifícios é central para a política de eficiência energética da UE, sendo responsável por cerca de 40% do uso total de energia e de 36% das emissões de CO2 em toda a Europa1 . Melhorar o desempenho energético do stock de edifícios europeus é, portanto, crucial não só para alcançar as metas europeias 20/20/202 mas também para o cumprimento de metas a longo prazo, nomeadamente a estratégia climática europeia de economia de baixo carbono 2050. Neste sentido, apesar do reconhecimento do enorme potencial das medidas de reabilitação energética de edifícios, tem sido difícil a sua eficaz exploração em virtude de uma visão demasiado redutora por onde decisores/promotores/proprietários se guiam. Consideram (maioritariamente) como contrapartidas inerentes à aposta em medidas de renovação de eficiência energética de edifícios, a poupança de consumo de energia e dos custos com a energia (efeitos diretos), negligenciando todos os outros benefícios (positivos ou negativos) também eles bastante relevantes denominados de co-benefícios como a melhoria geral da qualidade da construção, melhoria do bem-estar dos ocupantes, etc. Isto conduz a que o valor integral da melhoria do edifício reabilitado seja subestimado a vários níveis, nomeadamente a nível financeiro (Ürge-Vorsatz, Novikova, & Sharmina, 2009), social e ambiental (IEA, 2012), com repercussões ao nível dos ocupantes/proprietários como ao nível da sociedade. Neste sentido, a presente dissertação foi desenvolvida com o objetivo de identificar e avaliar os co-benefícios decorrentes de uma reabilitação energética através de inquéritos aos moradores de um caso de estudo (Vila d’ Este). Também era objetivo medir um conjunto de parâmetros ambientais (humidade relativa do ar, temperatura ambiente e acústica) que pudessem suportar essa avaliação subjetiva (inquéritos) dos moradores. Os resultados obtidos (inquéritos e medições) permitiram constatar que de facto os moradores reconhecem os efeitos benéficos do conjunto de medidas de reabilitação energética implementadas muito além dos benefícios diretos o que traduz a importância de promover a integração dos co-beneficios da reabilitação energética no processo de decisão., The Buildings sector is central to the energy efficiency strategy of the EU. The sector is responsible for 40% of the energy consumption and 36% of the CO2 emissions in all of Europe. Improving the energetic performance of the european building stock is thus crucial to achieve the 20/20/20 goal, but also to fulfil the long term goals of the european climate strategy for a low carbon economy by 2050. Despite the almost unanimous acknowledgment of the enormous potential of building renovation measures to improve energy efficiency, their implementation has been slow due to the short sighted vision of decision makers and owner alike. Those consider (mainly) as counterparts, inherent to the investment of building renovation measures to improve energy efficiency, the savings from a lower energy consumption and energy costs (direct effects), neglecting all other relevant benefits also called co-benefits as the general improvement of building quality, improve the well-being of the occupants, etc.The full benefits of building rehabilitation are underestimated, namely on the financial (Ürge-Vorsatz, Novikova, & Sharmina, 2009), social and environmental level (IEA, 2012). This underestimation has repercussion to building residents and the wide economic system. Thus, the present dissertation was developed with the goal of evaluating the co-benefits of an energy rehabilitation through surveys as well as with environmental parameters measurements (relative humidity, ambient temperature and acoustic) that support the analysis of the survey results, using a case study in which a set of buildings has undergone energy rehabilitation works (Vila d'Este). The results obtained by the subjective evaluation of the residents (surveys) as well as the measurement of environmental parameters showed that it in fact residents of the analyzed rehabilitated buildings recognize the beneficial effects of the set of energy rehabilitation measures implemented beyond the direct benefits. This reflects the importance of promoting the integration of co-benefits of energy rehabilitation in the decision process.

Dissertação de mestrado integrado em Engenharia Civil, Com o acelerado crescimento populacional do passado século, a indústria da construção teve necessidade de se reajustar para acompanhar este crescimento. Consequentemente, isto trouxe um acréscimo do consumo de recursos naturais e que levou à deterioração dos ecossistemas. Este aumento de consumo também levou à produção excessiva de resíduos e naturalmente a uma alteração das condições do planeta. A crescente utilização de combustíveis fósseis também conduziu a uma dependência externa de energia por parte de muitos países da União Europeia. A indústria da construção precisa de uma mudança profunda, pois é necessário reduzir o consumo de recursos naturais e também a dependência energética. Esta transformação surge aquando do conceito de renovação energética, onde é possível utilizar o edificado existente, tornando-o menos dependente de combustíveis fósseis. Esta solução não só produz menos resíduos, mas também tenta explorar a redução dos gases de efeito de estufa na atmosfera. A par da reabilitação energética é preciso pensar na rentabilidade económica de cada uma das soluções aplicadas, para que cada medida possa dar um sentido de alcance a conceitos como nZEB (nearly Zero Energy Building – Edifício com necessidades quase nulas de energia) e ZEB (Zero Energy Building – Edifício com necessidades nulas de energia). Na presente dissertação são estudadas medidas comuns de reabilitação energética do edificado português, e também a comparação destas com as medidas propostas pelo projeto MORE-CONNECT para um edifício piloto em Portugal. O projeto prevê a aplicação de painéis pré-fabricados para a renovação da envolvente do edifício. Estes elementos não só vão permitir melhorar o desempenho térmico do edifício, como lhe estão associados custos reduzidos e um tempo de aplicação curto. A meta a atingir com esta dissertação é não só avaliar o impacto, em termos térmicos e económicos, da aplicação dos painéis desenvolvidos no âmbito do projeto MORECONNECT, mas também avaliar se a sua aplicação conduz a um edificado mais perto das metas da União Europeia para 2020., With the population growth observed on the last century, the construction industry needed major changes to keep up with this growth. This, consequently, brought an increase in the consumption of natural resources which led to a deterioration of the ecosystems. This increased consumption also led to excessive production of waste, and thus, to changes in the planet. The increasing use of fossil fuels also led to a dependence on external energy by many countries of the European Union. The construction industry needed a deep change, as it is necessary to reduce the consumption of natural resources and energy dependence. Energy rehabilitation is the promising concept that brings a new look into reducing energy consumption of existing buildings. With this concept, it is possible to make improvements on existing buildings, thus making them less dependent on fossil fuels. This solution not only produces less waste, but also tries to explore the reduction of greenhouse gases in the atmosphere. Along with energy rehabilitation, it is essential to consider the economic viability that such rehabilitation solutions can bring, so that these solutions can reach nZEB (nearly Zero Energy Building) and ZEB (Zero Energy Building) levels. In this thesis, typical Portuguese energy rehabilitation solutions are studied, as well as their comparison with the measures proposed by the MORE-CONNECT project for a pilot building in Portugal. This project consists on the development of prefabricated panels for the renovation of the building’s facade. These elements not only help to improve the thermal performance of the building, but also have reduced costs and have a short application time. The main goal of this dissertation is to evaluate the viability of the measures proposed by the MORE-CONNECT project and understand if they promote the 2020 goals of the European Union.

Dissertação de mestrado integrado em Engenharia Civil, Com o passar do século XX e em virtude de um crescimento populacional exponencial a nível global, a indústria da construção no geral sofreu grandes alterações que contribuíram em enorme escala para o consumo desmedido de recursos naturais, a degradação de ecossistemas, a produção excessiva de resíduos, a poluição atmosférica e consequente degradação do planeta. Como consequência, ainda existe atualmente uma grande dependência dos combustíveis fósseis que, juntamente com as elevadas necessidades energéticas da indústria da construção, levou a uma dependência energética externa na UE. Neste contexto têm vindo a ser feitos esforços para a redução do impacto da indústria da construção na deterioração do planeta e na dependência energética externa, sendo o decréscimo do consumo e a alteração das fontes de energia utilizadas nos edifícios parte essencial da solução. Como tal, a reabilitação energética é fundamental na redução do consumo energético. É fulcral o estudo da reabilitação energética não só numa vertente de obtenção da maior rentabilidade possível, mas também no sentido de alcançar os níveis de custo ótimo de rentabilidade. A realização da presente dissertação tem como objetivo a avaliação das melhores soluções de reabilitação energética no setor da construção à luz da metodologia europeia de cálculo dos níveis ótimos de rentabilidade. O estudo é direcionado ao cálculo das soluções de custo ótimo de edifícios residenciais multifamiliares. Através da utilização da metodologia é obtida a otimização de custos, consumos energéticos e emissão de gases de efeitos de estufa para edifícios residenciais multifamiliares. Em suma, a meta a atingir com esta dissertação é a identificação dos níveis ótimos de rentabilidade do desempenho energético para alguns edifícios multifamiliares em Portugal., Over the last century and due to the exponential population growth worlwide, the construction industry has undergone major changes that contributed in large scale to the excessive consumption of natural resources, ecosystem degradation, excessive waste generation, air pollution and consequent degradation of the planet. As a result, there is currently a large dependency on fossil fuels, which together with the high demand of energy of the construction industry, led to an external energy dependency in the EU. In this context, efforts have been made to reduce the impact of the construction industry on the deterioration of the planet and external energy dependency, being the decrease in energy consumption and the change of energy sources used in the buildings an essential part of the solution. As such, energy rehabilitation is assumed as a fundamental piece for reducing energy consumption. It is crucial to study the energy rehabilitation not only as a mean of achieving higher profitability, but also in order to achieve more adequate primary energy consumption levels in response to future requirements. This work has as main purpose the evaluation of the best energy efficiency measures in construction industry obtained under the application of the European methodology for the calculation of cost optimal levels. This study used the methodology for the calculation of cost optimal solutions in residential multifamily buildings. With this methodology, the cost optimal solutions, the energy consumption and greenhouse gas emissions in multifamily building were obtained. So, the goal to achieve with this study was the identification of the cost optimal levels of profitability in the energy performance of some multifamily buildings in Portugal.

Dissertação de mestrado integrado em Engenharia Civil (área de especialização em Perfil de Construções), Portugal foi alvo de uma grande evolução no mercado da construção. Com a aprovação de novos regulamentos, cada vez mais abrangentes quer a nível estrutural, quer a nível do conforto do utilizador, e a entrada na Comunidade Económica Europeia construiu-se cada vez mais, suprindo assim a necessidade de habitações para os Portugueses. No entanto, olhando para a situação atual do país e do planeta verifica-se que a maioria dos edifícios necessita de intervenção para os tornarem mais eficientes e sustentáveis, ou seja, é necessário reabilitar. No entanto, verifica-se que, para os edifícios existentes, a informação relativa à reabilitação energética e sustentável é quase nula. No intuito de contrariar esta situação e de promover a reabilitação têm surgido projetos como o Annex 56, no qual esta Dissertação se insere, que propõe desenvolver regras e procedimentos, como base para as futuras normas, de forma a permitir a reabilitação com um custo otimizado e dentro dos compromissos internacionais para reduzir as emissões de gases de efeito estufa, ou mesmo, para emissões quase zero. A Dissertação abordou este tema analisando um caso de estudo de grandes dimensões, 242 frações, na vertente da eficiência térmico-energética e da sustentabilidade. A análise da eficiência térmico-energética foi feita recorrendo ao Regulamento das Características de Comportamento Térmico dos Edifícios e a da sustentabilidade ao Guia de avaliação da metodologia SBToolH-PT. Foi feito o estudo anterior à reabilitação e, posteriormente, baseada nos resultados obtidos, foram feitas propostas de reabilitação que foram estudadas de forma a ilustrar quais seriam as mais eficientes. No final pretende-se chegar a uma metodologia que auxilie o processo de tomada de decisões para o projeto de reabilitação., The construction market in Portugal experienced a big evolution with the approval of new regulations and the entrance in the European Economic Community. The rhythm that construction took decreased the Portuguese shortage in houses, but, looking at the current situation of the country and the planet it’s visible that the majority of the buildings require intervention so they can become more efficient and sustainable. However, for the existing buildings, the information concerning the energetic and sustainable rehabilitation it’s almost none existing. In order to mend this situation projects like the Annex 56 have been appearing. Annex 56 wants to develop rules and procedures, as the basis for future standards, enabling cost effective rehabilitation of existing buildings within the international commitments to reduce greenhouse gas emissions and climate change mitigation. This implies rehabilitation towards nearly-zero emission buildings. The Dissertation will address this issue by analyzing a case study with 242 fractions, studying the thermal-energy efficiency and sustainability. The thermal-energy efficiency will be analyzed using the Thermal Performance Building Regulation and the sustainability using SBToolPT-H. Analysis will be made prior to rehabilitation and based on the results rehabilitation proposals will be made and studied in order to illustrate what will be more efficient. In the end it’s intended to achieve a methodology to assist in the decision making process for the rehabilitation project.

Dissertação de mestrado integrado em Engenharia Civil (área de especialização em Perfil de Construções), Ao longo do século passado, em virtude de um crescimento populacional exponencial, a indústria da construção sofreu grandes alterações que contribuíram em larga escala para o consumo desmedido de recursos naturais, a degradação de ecossistemas, a produção excessiva de resíduos, a poluição atmosférica e consequente degradação do planeta. A par disto existe atualmente uma grande dependência dos combustíveis fósseis, o que, conciliado com as elevadas necessidades energéticas da indústria da construção, originou uma dependência energética externa na UE. Neste contexto têm vindo a ser feitos esforços para a redução do impacto da indústria da construção na degradação do planeta e na dependência energética externa, sendo a diminuição do consumo e a alteração das fontes de energia, utilizada nos edifícios, parte fundamental da solução. Como tal, a reabilitação energética assume-se como fulcral em nome da redução do consumo energético e na mudança das fontes de energia. É portanto relevante o estudo da reabilitação energética não só numa vertente de obtenção da maior rentabilidade, mas também no sentido de impor níveis de consumo de energia primária mais ambiciosos, como resposta às exigências futuras. A presente dissertação tem como finalidade a avaliação e caracterização técnicoeconómica de medidas de eficiência energética e de produção/utilização de energia renovável local no parque habitacional unifamiliar Português na aplicação a cada tipo de edifício e para um determinado nível de energia e de emissões de carbono pretendido., Over the last century, due to an exponential population growth, the construction industry has suffered great changes, which had huge influence on the overconsumption of natural resources, the ecosystem degradation, the excessive waste generation, the air pollution and on the earth’s degradation. In addition, there is a major dependence on fossil fuels, which combined with the construction industry high energy needs, has caused an external energy dependence on EU. Whereby efforts have been made towards the restriction of the influence of the construction industry regards the earth’s degradation and the external dependence on energy, with the energy consumption restriction and the energy sources change, on buildings, as a central part of the solution. As such, the energy retrofit has an essential role in such solutions. Therefore, the study of the energy retrofit has an important role not only on the pursuit of the best profitability but also on the restriction of primary energy consumption as a response to the future demands. This thesis has as goal the techno-economic evaluation and characterization of the energy efficiency measures and of the renewable energy production/utilization measures on the energy retrofit of the single family Portuguese building stock for each type of building and for preset levels of energy and carbon emissions.

Dissertação de mestrado integrado em Engenharia Civil (área de especialização em Perfil de Construções), Com a necessidade iminente de redução de gases com efeito estufa, gerados na produção de energia consumida pelos edifícios, surgiram na União Europeia dois conceitos: O conceito de custo ótimo e de edifícios com balanço energético quase nulo. Estes conceitos apresentam-se como fundamentais dentro das atuais políticas de desempenho energético e redução do consumo de recursos não renováveis propostos pela União Europeia para o ano de 2050. Enquanto o conceito de custo ótimo visa estabelecer os requisitos mínimos de desempenho energético com base nos custos durante o ciclo de vida do edifício, o conceito de balanço energético quase nulo apresenta como principais objetivos obter baixos níveis de consumo energético e aumentar a autonomia de combustíveis fósseis, através da produção de energia renovável no local ou nas suas proximidades. No entanto, é importante referir que, por si só, a produção de energia renovável torna-se insustentável quando o edifício a alimentar apresenta elevadas perdas. Assim, é necessário numa primeira fase, proceder a um melhoramento da eficiência energética, recorrendo a novas tecnologias/materiais e posteriormente produzir energia capaz de tornar o balanço energético próximo de zero. Contudo, as diversas medidas de melhoria apresentam um patamar limite no qual a compensação económica do investimento deixa de existir, como se verifica através do conceito de custo ótimo. Tendo em consideração o contexto supracitado, o presente trabalho desenvolve uma análise da viabilidade técnico-económica da implementação em Portugal de edifícios residenciais com necessidades quase nulas de energia, analisando edifícios caraterísticos da construção portuguesa em diferentes localizações e comparando estes com os mesmos edifícios numa perspetiva de custo ótimo sem uso de energias renováveis., With the imminent need to reduce greenhouse gas emissions generated in the production of energy consumed by buildings emerged in the European Union two concepts: the concept of cost optimality and nearly zero energy buildings. They are presented as fundamental concepts within current European policies for the energy performance of buildings and reduced consumption of non-renewable resources proposed by the European Union for the year 2050. While the concept of cost optimality is looking forward to establish minimum requirements for energy performance based on costs during the life cycle of the building, the concept of nearly zero energy buildings shows as main objectives to obtain low levels of energy consumption and increase the autonomy of fossil fuels, through the production of renewable energy on site or nearby. However, it should be noted that, alone, the renewable energy becomes untenable when the building has low energy performance. Thus, it is necessary to start by carrying out an improvement of energy efficiency, using new technologies/materials and subsequently produce renewable energy that can make the energy balance close to zero. However, the various improvement measures have a threshold level at which the economic return on the investment ceases to exist, as seen through the concept of cost optimality. Given the above context, this work develops an analysis of the technical and economic feasibility of the implementation in Portugal of residential buildings into nearly zero energy concept by analyzing characteristic Portuguese buildings in different locations and comparing these with the same buildings in a cost optimal perspective without use of renewable energy.

Dissertação de mestrado integrado em Arquitectura, Este trabalho procura perceber a influência da regulamentação de eficiência energética e comportamento térmico dos edifícios na prática da arquitetura, bem como refletir sobre o seu futuro. O Regulamento das Características de Comportamento Térmico dos Edifícios (RCCTE) surge em 1991, com um intuito principal de melhorar a qualidade das novas habitações. Já com a revisão em 2006, foram aumentadas as exigências, porém a atualização foi alvo de grande ceticismo. Foi novamente revisto com entrada em vigor em Dezembro de 2013, entretanto renomeada para o Regulamento de Desempenho Energético dos Edifícios de Habitação (REH), apresenta novos requisitos e mais exigências de forma a Portugal atingir as metas 20-20-20 da União Europeia. A presente dissertação procura contextualizar e sintetizar as principais influências do RCCTE na prática da arquitetura, através da análise à evolução do edificado nacional e da diversidade dos sistemas construtivos existentes. Pretende-se sobretudo contribuir, de uma forma proativa, para a otimização deste regulamento, estudando a sua relação com o sector da construção, com a especificidade do parque habitacional português e com os intervenientes na prática de projeto e classificação. Com este trabalho foi possível identificar a existência de uma larga margem de melhoria e evolução da legislação, em especial o RCCTE. Preconiza-se que o aumento dos seus requisitos será bastante oportuno, pois este parece ser o principal dinamizador do atual mercado nacional para o sector da construção, em que a reabilitação terá no futuro um papel mais importante. Para garantir a sua própria sustentabilidade e do sector, o regulamento deverá cada vez mais ter em conta a sustentabilidade e não apenas um foco na eficiência energética. Deverá ter como objetivo último, uma leitura mais ampla e de responsabilidade social, que consolide edifícios e cidades mais sustentáveis, mas também melhores, fortalecendo assim todo o país., This paper attempts to understand the influence of Characteristics of Thermal Performance of Buildings Regulation (RCCTE) on practice of architecture as well as to reflect on their future. With the revision in 2006, the requirements were increased, but there are still many voices of scepticism. It has been revised again in December 2013, but renamed for the Regulation of Energy Performance of Buildings Housing (REH), and introduces also new requirements and more demands in order to achieve the goals of 20-20-20 EU. This dissertation intends to analyse and synthesize the major influences RCCTE in the practice of architecture by analysing the evolution of buildings and national diversity of existing building systems. It is intended primarily contribute pro-actively to the optimization of this Regulation, studying their relationship with the construction industry, with stakeholders in design practice,classification and also the specificity of the Portuguese housing. With this it was possible to show that there is a large margin for improvement and evolution of the regulation beyond that extending the rehabilitation is very appropriate, as this seems to be the main driving force of the current national market for the construction industry. To ensure their own sustainability and sector, the regulation should increasingly take into account sustainability and not just a focus on energy efficiency. Should aim ultimately a wider reading and social responsibility, which consolidates more sustainable buildings and cities, but also strengthens the entire country.

Dissertação de mestrado integrado em Engenharia Civil, Atendendo à crescente importância da eficiência energética, surgem cada vez mais iniciativas com o objetivo de a alcançar nos mais diversos domínios. Um importante campo de intervenção passa pelo setor da construção e da utilização de edifícios, cujos consumos energéticos elevados carecem de redução, de forma a diminuir a fatura energética e o seu impacto ambiental. Através da ponderação de trinta faturas da eletricidade de habitações multifamiliares de tipologia T3 no concelho de Braga, o presente estudo pretendeu analisar os diferentes consumos elétricos de cada habitação, com o intuito de compreender de que modo e a que níveis está a energia a ser utilizada. Para além disso, através de questionários realizados foi determinado o perfil de utilização das habitações analisadas, o que permitiu conhecer os hábitos dos ocupantes relativamente aos equipamentos que utilizam e também os diversos fatores relacionados com o próprio edifício. Tal estudo permitiu constatar que o setor dos edifícios de habitação apresenta ainda um grande potencial de redução dos consumos energéticos e que ações individuais poderão ser determinantes para alcançar a eficiência energética. Também os equipamentos instalados no interior dos edifícios têm um grande impacto nos consumos energéticos, pelo que a sua redução mediante uma seleção criteriosa do tipo de equipamentos e uma utilização racional dos mesmos é essencial., Taking into account the increasing importance given to energy efficiency, it is necessary to take steps in order to achieve such efficiency in several sectors. The construction industry and the use of buildings represent an important area in this field of intervention due to its high energy consumptions that must be studied to reduce the energy bill and environmental impacts. This study aimed to analyze the energy consumption patterns in different multifamily residential buildings through the analysis of thirty electricity bills. The buildings studied are three bedroom dwellings located in the district of Braga. In addition, through the analysis of the survey made to the occupants, it was possible to determine the users’ profile of all analyzed households, which allowed acknowledging the occupants’ behavior in what concerns equipments and appliances and also in what concerns to the aspects related to the building itself. This study allowed to verify that the residential buildings sector still has great energy consumptions reduction potential and that individual actions are essential to achieve energy efficiency. The energy consumptions reduction might also be accomplished through a wise selection of the type of devices and by their rational use.

Dissertação de mestrado em Construção e Reabilitação Sustentáveis, O tema da reabilitação energética tem ganho notoriedade face às alterações climáticas e consequentemente às novas exigências da Comissão Europeia e do Parlamento Europeu, em relação à eficiência energética. A eficiência energética nos edifícios é um fator determinante para a poupança de energia, redução das emissões de carbono e para contenção de custos em energia, por parte dos consumidores. O facto de se melhorarem as condições de conforto térmico é também uma mais-valia, tendo em conta os novos padrões de conforto e de consumo das sociedades modernas. Perante estes factos, o presente trabalho pretende discutir a reabilitação energética dos edifícios do setor residencial, existentes em Portugal, uma vez que estes apresentam algumas condicionantes que serão alvo de estudo nesta dissertação. Neste contexto, de forma a verificar quais as possibilidades e entraves das reabilitações energéticas do setor residencial, foram estudados quatro casos reais de edifícios Portugueses construídos antes da entrada em vigor da regulamentação térmica, mais concretamente da década de 70 e 80. O estudo engloba uma análise das características construtivas dos edifícios, seguindo-se uma análise de acordo com o RCCTE, ao desempenho atual dos edifícios e consequentemente quais as principais oportunidades de melhoria. Após determinadas as oportunidades de melhoria são analisadas quais as soluções que mais se adaptam aos edifícios em estudo e qual o seu efeito relativamente às necessidades energéticas. Com a determinação destas, é feita a análise custo/benefício das soluções de reabilitação selecionadas, para se perceber qual o potencial deste setor de reabilitação. Para além da análise das propostas a nível individual também é feita uma análise para a aplicação de três níveis de isolamento, 4cm, 6cm e 8cm, na envolvente opaca, incluindo sistemas mais eficientes de preparação águas quentes e com melhorias na envolvente envidraçada. Os resultados mostram que é possível reduzir os consumos energéticos e os desperdícios de energia, melhorando o desempenho e o conforto dos edifícios, ou frações. A análise custo/benefício reforça esta premissa com referência aos tempos de retorno do investimento que é necessário realizar para obter estas mais-valias., The theme of energetic rehabilitation has gained notoriety in part due to the climate changes and therefore the new requirements of the European Commission and the European Parliament, related to energy efficiency. The energy efficiency of buildings proved to be important for saving energy, reduction of carbon emissions, and reduction of the energy bill paid by consumers. The fact that you can improve thermal comfort conditions is also an advantage, taking into account the new standards of comfort and consumption of modern societies. Given these facts, this paper aims to discuss the energy rehabilitation of buildings in the residential sector, in Portugal, as they have some conditioning factors that are the subject of study of this dissertation. In this context, in order to verify the possibilities and barriers to the energy rehabilitation of the residential sector, four real Portuguese buildings constructed before the implementation of thermal regulation (specifically in the 70’s and 80’s) were used as case studies. The study includes an analysis of the construction characteristics of the buildings, followed by an analysis, in accordance with the Portuguese Thermal Regulation, of the performance of existing buildings and consequently what are the main opportunities for improvement. After determining those opportunities for improvement, the solutions that are best adapted to the buildings studied are analyzed in terms of its effect on energy demands. With its determination, a cost/benefit analysis of those solutions is made to best perceive the potential of this rehabilitation sector. In addition to the individual examination of the referred proposals, an analysis is made for the application of three levels of insulation on the opaque areas, 4cm, 6cm e 8cm, including more efficient systems for hot water preparation and improvements in the glazing areas. The results show that it is possible to reduce the energy consumption and waste, improving the performance and the perception of comfort in this type of buildings. The cost/benefit analysis reinforces this idea, with the indication of the payback time of the initial investment made to achieve these benefits.

Dissertação de mestrado em Engenharia Civil (área de especialização em Materiais, Reabilitação e Sustentabilidade da Construção), O desperdício energético constitui um dos factores de maior impacto sobre o desequilíbrio ambiental enfrentado pelo planeta. Actualmente, em Portugal o sector de edifícios consome aproximadamente 31% da energia final utilizada no país, situando-se como o sector mais importante, logo a seguir ao dos transportes. Deste valor o sector residencial é responsável por cerca de 18% do consumo, contribuindo significativamente para a emissão de gases com efeito de estufa. O consumo de energia depende de muitas variáveis, contudo pode-se afirmar que a componente principal resulta do uso quotidiano do edifício. No geral, o consumo provém de duas condições: uso intensivo de instalações (aquecimento e arrefecimento, iluminação, equipamentos, etc.) e um comportamento extremamente dissipativo do edifício (edifícios sem isolamento térmico e ou sem inércia térmica). O parque habitacional português supera actualmente os 5,5 milhões de alojamentos familiares clássicos, pelo que o potencial de poupança neste sector é muito significativo. O presente trabalho consistiu no estudo da reabilitação energética de edifícios existentes pela redução do consumo energético, através de medidas de reforço térmico na envolvente. Com efeito apesar de não existir qualquer obrigatoriedade dos proprietários procederem à realização de obras, tendo em vista a melhoria do desempenho energético, esta dissertação demonstra que existem vantagens objectivas que podem tornar essa decisão bastante favorável. Um dos argumentos mais decisivos será a evidência de que o investimento inicial é recuperado num período de tempo relativamente curto, considerando o tempo de vida útil dos edifícios. Para compreender a importância da reabilitação energética recorreu-se a dois casos de estudo representativos da construção corrente, para habitação, praticada em Portugal nas últimas décadas. A metodologia desenvolvida atende aos trabalhos de caracterização do desempenho energético do existente e o diagnostico preciso das deficiências apresentadas, propondo soluções de reabilitação térmica e energética, percebendo se as mesmas reduzem o consumo de energia ao ponto de se tornarem económica e ambientalmente sustentáveis. Adoptou-se a metodologia simplificada usada no actual RCCTE. Foram consideradas variações de reforço e de espessura de isolamento para efectuar as simulações às fracções consideradas mais exigentes. Dessa forma, é possível investigar a interdependência de vários parâmetros e estabelecer análises comparativas. Os resultados mostraram que, através da aplicação de medidas de reabilitação, pode-se conseguir poupanças assinaláveis de energia consumida para aquecimento. O estudo sublinha que o investimento em requalificação energética de edifícios deve ser realizado caso a caso, através de um levantamento rigoroso dos consumos energéticos de cada fracção. Finalmente foi desenvolvido um modelo financeiro que possibilita a previsão do tempo de retorno do investimento, juntamente com a análise do rácio benefício/custo para perceber a rentabilidade do investimento face à poupança total do consumo de energia., The waste of energy is one of the factors of greatest impact on the environmental imbalance that the planet is facing. Currently, in Portugal the buildings’sector consumes approximately 31% of the final energy used in the country, standing as the most important sector, immediately after transportation. Of this amount the household is responsible for about 18% of the consumption, contributing significantly to the emission of greenhouse gases. The energy consumption depends on many variables, but we can say that the principal component results from the everyday use of the buildings. Overall, the consumption comes from two conditions: intensive installations (heating and cooling, lighting, equipment, etc.) and an extremely dissipative behavior of the buildings (buildings without insulation or without thermal inertia). The housing Portuguese currently outstrips the 5.5 million dwellings, so the potential savings in this sector is very significant. This work was the study of energy rehabilitation of existing buildings by reducing energy consumption through measures to enhance the thermal environment. In fact although there is no requirement for owners to carry out works, with a view to improving the energy performance, this work demonstrates that there are objective advantages that can make that decision quite favorable. One of the arguments will be the most decisive evidence that the initial investment is recovered over a relatively short time, considering the lifespan of buildings. To understand the importance of rehabilitation energy two case studies were used as representative of current construction, housing, practiced in Portugal in recent decades. The methodology addresses the work of characterization of the energy performance of existing and accurate diagnosis of the deficiencies presented by proposing solutions for thermal rehabilitation and energy, knowing if they reduce energy consumption to the point of becoming economically and environmentally sustainable. Adopted the methodology used in the current simplified RCCTE. We considered variations of reinforcement and insulation thickness to perform simulations at fractions considered more demanding. Thus, it is possible to investigate the interdependence of various parameters and establish benchmarks. The results showed that through the implementation of rehabilitation measures, we can achieve remarkable savings of energy consumed for heating. The study notes that investment in upgrading energy efficiency building should be done case by case basis, through a rigorous assessment of energy consumption of each fraction. Finally we developed a financial model that provides the weather forecast for return on investment, along with analysis of the benefit cost ratio to realize the return on investment compared to the total savings in energy consumption.

Dissertação de Mestrado em Engenharia Civil – Gestão, Tecnologia e Física das Construções, Este trabalho de investigação faz parte do projecto Janela Eco Eficiente (JEE). Este projecto surge do consórcio criado entre a Armadilha Solar (Arqt.º Miguel Veríssimo, autor e director do projecto) e a Universidade do Minho. À primeira coube a tarefa da criação/desenvolvimento do conceito, execução do protótipo e coordenação do projecto e à segunda a investigação tecnológica e monitorização do protótipo com definição técnica das soluções a implementar. A ideia desenvolvida aponta directamente para os vãos exteriores, como elementos fundamentais nas transferências térmicas, lumínicas, ventilação e acústica, que ocorrem entre o interior e o exterior das habitações. Procurou-se assim, com a JEE, criar um objecto de “design”, “standard”, ergonómico, que optimizasse a prestação funcional dos vãos exteriores, melhorando a sua eficiência energética e o desempenho ambiental dos sistemas construtivos, utilizando materiais recicláveis. A investigação concentra-se no estudo das soluções que melhor se adequam aos objectivos traçados para o projecto. As soluções solares passivas, de ganho directo e indirecto, constituíram os diversos casos de estudo objecto de simulação computacional. Terminado o processo de optimização das suas componentes e encontrada a solução mais adequada do ponto de vista de eficiência energética, cumprindo todos os outros requisitos, iniciou-se a construção do protótipo. Uma vez construído, fez-se à sua montagem numa Célula de Teste Convencional (CTC) pertencente ao laboratório e Física e Tecnologia das Construções da Universidade do Minho com vista a sua instrumentação de modo a ser testado o seu desempenho “in situ” e calibrado o modelo da JEE nos programas de simulação utilizados. Para além da instrumentação realizada na JEE foram realizados diversos ensaios pontuais para caracterizar o seu desempenho. A JEE deve cumprir todos os requisitos ou recomendações existentes., This research is part of the project Eco Efficient window (JEE). This Project appeared from the consortium created between Armadilha Solar (Arch. Miguel Veríssimo, the project author and director) and Minho University. The first part involved the creation/development of the concept, execution of the prototype and coordination of the project, and the second part of this project involved the technological investigation of the prototype, with the technical definition of the solutions that must be implemented. The idea developed is aimed directly at the exterior window-opening, with fundamental elements in the thermal, luminous, and acoustical transferences that occur between the inside and outside of the buildings. The aim of the JEE, was then to create an object of design, standard, ergonomic, that optimises a functional render of the exterior window-opening, improving the energetic efficiency and the environmental performance of the constructive systems, using recyclable materials. The investigation is focused on the study of solutions that are the better fit for the objectives set for the project. The passive solar solutions, of direct and indirect gain, constituted the diverse key studies of the computational simulation. Once finished, the process of optimisation of their components and founded the most suitable solution from the point of view of energy efficiency, satisfying all the other requirements, was initiated the prototype construction. Once constructed, it was installed in a conventional test cell (CTC), belonging to the laboratory of Physics and Technology of Constructions of University of Minho, where it was tested. Behind the realized instrumentation of the JEE, used to assess the performance in situ and to calibrate the model of JEE used on simulation programmes, diverse tests were used to characterise and compare the performance. The JEE should accomplish all requests and existing recommendations.