Projeto de edifício de serviços com balanço de energia nulo

Tese de mestrado integrado, Engenharia da Energia e do Ambiente, Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências, 2019O reforço à legislação realizado pela Diretiva 2010/31/UE, relativa ao desempenho energético dos edifícios, surge num cenário onde os edifícios são “participantes” ativos no consumo de energia, introduzindo no quadro legal o conceito de nearly Zero Energy Buildings (nZEB) com a premissa de que os novos edifícios após 2020 sejam classificados como tal. No âmbito da introdução da nova classificação dos edifícios mencionada anteriormente, demonstrou-se que com a introdução do conceito de construção bioclimática aliado a uma escolha cuidada dos materiais e estratégias de construção, e sistemas técnicos de climatização, é possível conceber quer um nZEB quer um Net Zero Energy Building (NZEB) por iniciativa privada na presente atualidade. Verificou-se que a integração renovável permite que o edifício opere com menores custos em regime de produção isolado (Off-grid), onde se consegue atingir um balanço nulo ou parcialmente nulo, face aos cenários de operação do edifício em que a RESP é parte integrante, indicando que o atual Regime de Produção Distribuída é penalizador para os produtores que a utilizem. A avaliação do desempenho energético do edifício foi realizada por simulação dinâmica com recurso ao EnergyPlus®, onde o sistema de ventilação natural foi modelado com recurso aos perfis de coeficientes de pressão das aberturas exteriores obtidos em ensaio de túnel de vento com e sem urbanizações vizinhas. No entanto, resultados relativos à avaliação do desempenho do sistema de ventilação natural evidenciam que o Airflow Network do EnergyPlus® apresenta fragilidades em simular modelos multizonas mais complexos, não permitindo aferir qual o impacto das urbanizações na qualidade da ventilação natural. A presente tese sugere a adoção do conceito de Edifícios de Alto Desempenho Energético (EADE), em detrimento da definição de nZEB presente na legislação atualmente, em conjunto com a introdução de um novo sistema de classificação de desempenho energético para os edifícios, que permite uma visão real da dependência energética dos edifícios impossibilitando que edifícios que apresentem uma produção renovável nula sejam classificados como nZEB.The strengthening of the legislation implemented by Directive 2010/31/EU on the energy performance of buildings arises in a scenario where the buildings are active “participants” in energy consumption, introducing into the legal framework the concept of nearly Zero Energy Buildings (nZEB) on the premise that new buildings after 2020 are classified as such. As part of the introduction of the new classification of the buildings mentioned above, it has been demonstrated that by introducing the concept of bioclimatic construction combined with a careful choice of materials and building strategies, and climatization systems, it is, currently, both economically feasible and achievable from a private investor’s perspective, to conceive either an nZEB or a Net Zero Energy Building (NZEB). Renewable integration has been found to allow the building to operate with lower costs in isolated production, which is designated as being off-grid, where the energy balance is reached at zero or nearly zero, against the operational scenarios of the building in which the electrical grid is an integral part, indicating that the current Distributed Production Regime penalises producers using it. The evaluation of the energy performance of the building was performed by dynamic simulation using EnergyPlus®, where the natural ventilation system has been modelled using the pressure coefficient profiles of the external openings obtained in the wind tunnel test, with and without neighbouring urbanisations. However, results from the assessment of the performance of the natural ventilation system show that the EnergyPlus® Airflow Network has weaknesses in the simulation of complex multi-zone models, by not making it possible to assess the impact of urbanisation on the quality of natural ventilation. The present thesis suggests the adoption of the concept of High Energy Performance Buildings (HEPB), which replaces the present legislated nZEB definition, associated with the introduction of a new energy performance classification system for buildings, which allows a real view of energy dependency of buildings, by impairing building with no renewable production to be classified as nZEB