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Publicação
Estudo de uma habitação sustentável baseado em materiais de construção natural
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Resumo(s)
As alterações climáticas são um tema cada vez mais preocupante, sendo necessário tomar medidas que reduzam o consumo de energia e consequentemente a emissão de gases de efeito de estufa. O sector dos edifícios e especificamente a sua construção tem um grande peso no consumo global de energia. É, por isso, fundamental encontrar soluções que permitam diminuir a energia inerente à construção, bem como, os consumos de energia nos edifícios. A construção sustentável pressupõe a utilização de materiais naturais, existentes perto do local de construção, permitindo assim, diminuir não só a energia de produção, mas também a energia de transporte dos materiais. A simulação energética é igualmente importante para diminuir o consumo, uma vez que permite analisar o efeito de medidas de construção e uso de energia no consumo total do edifício. Tendo em conta este contexto, neste trabalho pretende-se estudar um edifício de habitação sustentável através de um caso de estudo. Portanto, será feita a otimização do edifício em vários parâmetros: escolha de materiais, em particular bale cob ou fardos de palha, pé direito, área de envidraçado, inclinação do telhado, tamanho da pala e produção de energia. Para esta otimização foi escolhido o software Rhinoceros 5 para desenho e as extensões do Grasshopper, DIVA e Archsim para a simulação energética. Os resultados obtidos mostram que relativamente à construção, os dois materiais possuem comportamentos térmicos muito semelhantes, por isso a sua escolha pode ser feita relativamente aos restantes parâmetros. O pé direito que apresentou melhores resultados a nível da climatização foi de 2 metros. Quanto à área de envidraçado (otimização com o Galapagos), esta deve ser muito elevada na orientação a Sul, mas praticamente desprezável nas restantes orientações, por forma a reduzir a energia de aquecimento e iluminação no período de Inverno. A inclinação do telhado de 59º permite a produção máxima de energia solar fotovoltaica no período de Inverno. No entanto, uma pala a Sul com comprimento de 2 metros reduz bastante o arrefecimento no Verão. Por fim, nenhum dos cenários de produção de energia permite suprir o consumo durante todo o ano. Portanto, existe a necessidade de produção suplementar de energia renovável ou diminuição dos consumos no período de Inverno, para que o edifício seja totalmente sustentável.
The climate change is an increasingly worrying theme, therefore it is necessary to take measures to reduce energy consumption and consequently the emission of greenhouse gases. The buildings sector and specifically your construction has a large importance in the global energy consumption. It is, for that matter, essential to find solutions to reduce the energy intrinsic to the construction, as well energy consumption in buildings. Sustainable construction requires the use of natural materials, existing nearby the construction site, allowing the reduction not only of the energy production, but also the energy associate with the transport of materials. The energy simulation is also important to reduce consumption, for it allows to analyze the effect of construction measures and energy use in the total building consumption. Following this context, this work aims to study a sustainable house through a case of study. Thus, it will be a building optimization work with various parameters: choice of materials, particularly bale cob or straw bales, height, glass area, roof inclination, blade size and energy production. In this optimization was chosen the Rhinoceros 5 for design and the extensions of Grasshopper, DIVA and Archsim for energy simulation. The results shows that for construction, the two materials have very similar thermal behavior, so the choice can be made considering another parameters. The height that showed the best results in terms of climatization was 2 meters. Regarding the glass area (optimization with Galapagos), this should be very high in the south, but practically negligible in remaining directions to reduce heating and lighting in winter period. The 59º roof slope allows maximum production of photovoltaic solar energy in the Winter period. However, the existence of south shadow with 2 meters reduze the cooling in the summer. Finally, none of the energy production scenarios can compensate consumption during a year. Therefore, it is necessary the production of additional renewable power or having the consumption decreased in winter, for that the building is fully sustainable.
The climate change is an increasingly worrying theme, therefore it is necessary to take measures to reduce energy consumption and consequently the emission of greenhouse gases. The buildings sector and specifically your construction has a large importance in the global energy consumption. It is, for that matter, essential to find solutions to reduce the energy intrinsic to the construction, as well energy consumption in buildings. Sustainable construction requires the use of natural materials, existing nearby the construction site, allowing the reduction not only of the energy production, but also the energy associate with the transport of materials. The energy simulation is also important to reduce consumption, for it allows to analyze the effect of construction measures and energy use in the total building consumption. Following this context, this work aims to study a sustainable house through a case of study. Thus, it will be a building optimization work with various parameters: choice of materials, particularly bale cob or straw bales, height, glass area, roof inclination, blade size and energy production. In this optimization was chosen the Rhinoceros 5 for design and the extensions of Grasshopper, DIVA and Archsim for energy simulation. The results shows that for construction, the two materials have very similar thermal behavior, so the choice can be made considering another parameters. The height that showed the best results in terms of climatization was 2 meters. Regarding the glass area (optimization with Galapagos), this should be very high in the south, but practically negligible in remaining directions to reduce heating and lighting in winter period. The 59º roof slope allows maximum production of photovoltaic solar energy in the Winter period. However, the existence of south shadow with 2 meters reduze the cooling in the summer. Finally, none of the energy production scenarios can compensate consumption during a year. Therefore, it is necessary the production of additional renewable power or having the consumption decreased in winter, for that the building is fully sustainable.
Descrição
Tese de mestrado integrado, Engenharia da Energia e do Ambiente, Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências, 2016
Palavras-chave
Construção sustentável Materiais naturais Simulação energética Rhinoceros 5 DIVA e Archsim Teses de mestrado - 2016