Modelação estatística do desempenho energético do parque habitacional português

Tese de mestrado integrado em Engenharia da Energia e do Ambiente, Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências, 2015A presente dissertação tem como principal objetivo apresentar uma metodologia que permita modelar estatisticamente o desempenho energético do parque habitacional português (PHP), reproduzindo as distribuições de frequência das necessidades nominais de energia, dos seus valores máximos e das classes energéticas dos vários edifícios de habitação de Portugal Continental. A metodologia proposta baseia-se no Regulamento de Desempenho Energético dos Edifícios de Habitação (REH) com aplicação do método de Monte Carlo. Nesse sentido, foi necessário caracterizar as variáveis de input do modelo, obtidas através da base de dados do Sistema de Certificação Energética (SCE) disponibilizada pela ADENE – Agência para a Energia. Dada a natureza complexa associada a um modelo deste tipo também foi necessário proceder a aproximações e simplificações que tornaram as simulações mais eficientes. Os resultados obtidos mostram que o modelo simula com precisão a realidade obtida através da base de dados do SCE, apresentando valores de RMSE (Root Mean Squared Error) entre 0,12% e 1,45% para as várias distribuições de probabilidade geradas. A distribuição de classes energéticas simulada também apresenta percentagens muito próximas da realidade do SCE. Dada a robustez e flexibilidade do modelo desenvolvido, este constitui uma ferramenta de apoio à formulação de políticas energéticas, uma vez que é possível simular alterações ao nível dos inputs e/ou da metodologia de cálculo. Com o intuito de ilustrar a sua aplicabilidade foram testados dois cenários: a) estudo de medidas de intervenção na envolvente opaca e envidraçada do PHP no âmbito do acordo Portugal 2020; e b) análise do impacte da alteração das condições do edifício de referência indicadas no REH. Em a) foi demonstrado que reduções até 30% dos coeficientes de transmissão térmica da envolvente permitem melhorar o desempenho energético do PHP, com a subida de, pelo menos, uma classe energética em 75% dos edifícios, com um potencial de poupança energética nacional na ordem dos 140 GWh/ano. Em b) foi possível verificar que as alterações realizadas são significativamente mais exigentes para o desempenho energético das habitações, aumentando em 25% o número de edifícios nas duas classes energéticas mais baixas.The aim of this master thesis is to present a new approach for modelling the energy performance of Portugal’s residential building stock. This characterization consists in presenting the frequency distributions of the nominal energy needs, its maximum values and the energy classes for the residential buildings in Portugal mainland. The proposed method is based on the Regulation on the Energy Performance of the Residential Buildings (REH) with the use of Monte Carlo method. Thus, it was necessary to characterize the input variables that were obtained in the Energy Certificate System’s (SCE) database, provided by ADENE – Energy Agency. Due to the complex nature of a model like that it was also necessary to make some approximations and simplifications in order to increase the simulations efficiency. The results show that the model simulates with precision the reality presented by SCE’s database, showing values of RMSE between 0,12% and 1,45% for all the generated distributions. The simulated distribution for the energy classes is also really similar to SCE’s reality. Due to the model’s robustness and flexibility it becomes a useful tool for energy policies, since it’s possible to modify the inputs and the calculation methodology. Therefore, two case studies were made: a) study of rehabilitation measures on the opaque envelope and glazing of the residential building stock, under the agreement Portugal 2020; and b) analysis of the impact on changing the reference building conditions specified in REH. In a) it was shown that 30% decreases of the heat transfer coefficients of the buildings envelope increases the energy performance – improving the energy class at least by one level on 75% of the buildings and contributing to 140 GWh/year of national energy savings. In b) it was possible to find that the made changes are demanding for the residential buildings energy performance, increasing by 25% the number of buildings with the two lowest energy classes