Casa - Laboratório termicamente optimizada - CTO (casa solar)

A plataforma do Observatório de Energia está já em fase de implementação prevendo-se um potencial de poupança imediata de 5% dos valores associados à utilização de energia nos Municípios da AMP-ND, sem qualquer tipo de investimento.
Uma plataforma com estas caraterísticas tem surgido como uma necessidade pelas várias funcionalidades que apresenta e por um custo por instalação reduzido.

Destacam-se as seguintes funções:

  • Redução expectável de custos
    • Otimização de tarifários;
    • Otimização da potência contratada;
    • Promoção da utilização nos períodos horários favoráveis;
  • Redução de emissões de GEE;
  • Verificação correta da faturação;
  • Apoio na decisão de implementação de medidas de eficiência energética;
  • Deteção e correção de anomalias (em tempo útil, por monitorização em tempo real);
  • Replicação de boas práticas;
  • Sistematização do cadastro georreferenciado de infraestruturas, registando e monitorizando intervenções de eficiência energética implementadas;
  • Acompanhamento de metas assumidas;
  • Agilização de procedimentos contratuais;
  • Informação e consciencialização sobre a utilização de energia.

Orientação a Sul

A arquitectura com a maior fachada exposta a Sul, a que estão adossados todos os compartimentos com maior utilização, por um lado, favorece os ganhos solares de Inverno e, por outro, facilita o sombreamento no Verão.

Protecção da fachada Norte

 A elevação do terreno nas traseiras simboliza a possibilidade e a vantagem de ter fachadas (quase) cegas (sem aberturas) a Norte porque é desse quadrante que provêm os ventos frios dominantes. O terreno, com elevada estabilidade térmica ao longo do ano tem um papel favorável quer no Inverno quer no Verão.

Isolamento exterior

O isolamento exterior e contínuo da envolvente permite reduzir as perdas térmicas, incluindo as pontes térmicas que são particularmente gravosas e facilita a redução das infiltrações causadoras de perdas de calor por renovação de ar não controlada.

A CTO, em detalhe, tem:

as fachadas opacas (de 20 cm de espessura) de parede simples são revestidas exteriormente com 5 cm de espessura de poliestireno expandido;

na parte superior da laje do tecto foi colocada uma manta isolante também com 5 cm de espessura;

adoptaram-se vidros duplos de forma generalizada;

aplicou-se isolamento móvel nocturno por estores exteriores em todos os vãos envidraçados;

foram cuidadosamente tratadas todas as pontes térmicas, em especial, as caixilharias, as juntas (beirais, por exemplo) e as caixas de estores;

as caixas de estores são, na sua maioria, montadas exteriormente à fachada;

foi prestada particular atenção ao isolamento do perímetro enterrado da casa, neste caso, também, por causa da humidade;

as infiltrações de ar são combatidas e minimizadas (apontando-se para 1/2 renovação por hora) reduzindo as aberturas a Norte, adoptando caixilharias especiais, protegendo a entrada com dupla porta e alimentando a lareira com ar directamente do exterior.
 

Sombreamento exterior

O conforto nas residências em Portugal requer, em geral, algum aquecimento complementar (mesmo neste caso) e raramente ar condicionado. Tendo em conta que a temperatura e a humidade relativa em Portugal não atingem valores extremos conjugados, a utilização de ar condicionado deverá ser limitada aos casos absolutamente necessários. Então, mostra-se, no caso da CTO, como o conforto no Verão é possível, através de medidas simples:

Redução das aberturas a Este e a Oeste onde o controlo da incidência solar é mais difícil e se faz por sombreadores móveis (estores);

Utilização de protecções solares por dispositivos sombreadores exteriores móveis ou fixos; a opção entre os diversos dispositivos é sobretudo função da orientação do envidraçado; no caso da CTO usam-se estores, para as janelas e portas envidraçadas também por razões de segurança; as palas, por sua vez, asseguram um sombreamento efectivo próprio das fachadas a Sul na estação quente, enquanto permitem o acesso dos ganhos solares na estação de aquecimento; assim, no 1.º andar, a pala fixa é materializada pelo ‘overhang’ que resulta da extensão da cobertura enquanto que no r/c a pala é realizada com pérgula de folhagem caduca.

Inércia térmica

Os edifícios com grande inércia térmica são particularmente adequados à habitação em climas temperados como o nosso. Sendo as amplitudes de temperatura exterior relativamente elevadas, a energia dos ganhos solares diúrnos que a inércia térmica do edifício permite armazenar e transferir pode reduzir ou mesmo eliminar a necessidade de energias complementares para aquecimento nocturno. No entanto, a existência de grandes áreas de captação solar (envidraçados), sem a promoção de suficiente capacidade de armazenamento, pode conduzir a sobreaquecimentos inconvenientes.



Na CTO, a inércia térmica (armazenamento e difusão, desfasada no tempo, do calor) é conseguida por várias vias:

O pavimento do r/c, exposto à maior área envidraçada do edifício, é em laje maciça revestida a ladrilho cerâmico e coberta parcialmente com tapetes leves;

Ventilação e iluminação natural

Ventilação e iluminação natural

Na CTO, a inércia térmica (armazenamento e difusão, desfasada no tempo, do calor) é conseguida por várias vias:

O pavimento do r/c, exposto à maior área envidraçada do edifício, é em laje maciça revestida a ladrilho cerâmico e coberta parcialmente com tapetes leves;

Dada a grande área de captação, admitiu-se, em fase de projecto, que a capacidade de armazenamento poderia ser reforçada com a adição de seis colunas de água pintadas de cor escura (maior coeficiente de absorção da radiação solar) dispostas estrategicamente para aquecerem pela radiação do sol e favorecerem a privacidade; tal efeito veio a verificar-se ser desnecessário por ser supérfluo;

No 1º andar, cujo pavimento é de madeira e cujas janelas são de menor dimensão, usaram-se paredes de Trombe com a tripla função de captação, armazenamento e distribuição do calor;

Por sua vez, também as paredes divisórias, são mais espessas que o normal, constituindo, assim, um núcleo de inércia térmica central da casa; uma das paredes tem ainda embebido o canal da chaminé da lareira.

Apoio à água quente sanitária (AQS )

Mesmo numa casa não optimizada o consumo de energia para água quente sanitária tende a ser um dos mais significativos, senão mesmo o mais significativo. Numa casa optimizada impõe-se por isso recorrer ao aquecimento solar da água sanitária. Os colectores solares asseguram um apoio no aquecimento da água sanitária tendo a arquitectura procurado integrá-los e não simplesmente “pousá-los” no telhado.


Apoio da lareira

Apesar dos cuidados com o isolamento térmico e dos esforços para intensificar os ganhos solares, conforme a experiência veio a provar, há ainda a necessidade de um apoio energético para aquecimento em algumas (poucas) horas. Dado que as necessidades de energia de apoio são baixas, não se justifica, mesmo em termos económicos, o investimento num sistema de aquecimento. Daí que, em coerência, e sem descartar a possibilidade de se poder usar um ou outro aquecedor pontual, eléctrico ou a gás, tenha sido projectada uma lareira optimizada cuja chaminé está embebida nas paredes divisórias da mesma prumada dos dois pisos. A lenha, energia renovável, permite:

O aquecimento directo, de baixo rendimento térmico, é certo, mas, sempre, com um efeito psicológico muito apreciado;

O aquecimento desfasado por massas inerciais envolvendo a chaminé, através da inclusão desta na “alma térmica” da casa, embebida numa das paredes divisórias, fazendo destas autênticos painéis radiantes com inércia térmica significativa;



O aquecimento à distância por recuperador de água quente que alimenta um radiador instalado em divisão não adjacente àquelas paredes;

Também, que o ar que alimenta a lareira venha directamente do exterior e não da sala o que provocaria depressão nesta e, consequentemente, afluência de ar frio.


Intensificação dos ganhos solares

As já referidas paredes de Trombe são colectores solares cuja principal característica assenta na sua capacidade de armazenamento de calor e no desfasamento temporal do pico de temperatura entre a parede exposta ao sol e a parede interior. A superfície de captação, pintada de cor negra, é protegida do exterior por uma superfície envidraçada que, por sua vez, pode ser coberta com estore para impedir os ganhos solares em período estival e reduzir as perdas em período de aquecimento (Inverno) durante a noite. O sol atravessa o vidro e aquece a parede de Trombe que acumula o calor e, passado algum tempo, transmite-o ao espaço interior.

Em algumas zonas climáticas muito mais frias é mais importante aquecer o ar instantaneamente do que o armazenamento com desfasamento no tempo, isso é conseguido através de aberturas que, neste caso, se verificou serem desnecessárias no nosso clima.

Data de construção 1984
Área 140 m2
Volume 326 m3
Envidraçados 43 m2
Comprimento dos cabos de medição 30 km
Pontos medição 600
Temperatura miníma no Inverno 15º C
Temperatura máxima no Verão 25º C
Renovações de ar 0,5 rph
Ver CTO - Casa Térmicamente Optimizada num mapa maior
Mais informações: geral@adeporto.eu
As instalações da Casa-Laboratório Termicamente Optimizada encontram-se em manutenção.