Avaliação das taxas de infiltração de ar no sector residencial - estudo experimental de campo pelo método do CO2 metabólico

Abstract

O consumo de energia final no sector residencial em Portugal tem aumentado desde há duas décadas, contra a tendência da maioria dos países da União Europeia. A actual legislação portuguesa sobre o desempenho térmico dos edifícios (RCCTE) também considera os aspectos da Qualidade do Ar Interior (QAI). A taxa mínima regulamentar é de 0,6 renovações horárias mas persiste a incerteza da sua magnitude nos edifícios novos e existentes. Devido aos esforços para melhorar o isolamento da envolvente exterior dos edifícios residenciais, a renovação do ar interior tornou-se um mecanismo relevante de dissipação de energia. Pretende-se a avaliação das taxas de infiltração de ar no sector residencial, em condições de ventilação natural, para uma melhor caracterização do parque habitacional e para a delineação de estratégias de melhoria do desempenho energético dos edifícios e de poupança de energia. Realizaram-se várias medições de campo em 20 residências do Distrito do Porto, em condições de ocupação regular, utilizando as técnicas transientes do método dos gases traçadores e o CO2 metabólico dos residentes como gás traçador. As taxas de infiltração de ar obtidas variaram entre 0,15h-1 e 0,46h-1. Para a amostra estudada, as taxas regulamentares actuais de renovação do ar variam entre 0,87h-1 e 1,2h-1, e entre 0,3h-1 e 2,65h-1 no futuro regulamento. Neste último, algumas das habitações de uma só fachada não cumprem a nova taxa mínima regulamentar (0,4h-1) por inibirem a ventilação cruzada. As restantes não cumprem a taxa de referência do novo regulamento (0,6h-1) por se considerarem muito permeáveis ao ar mas verifica-se uma sobrestimação da pressão dinâmica do vento nas fachadas. Não se obteve qualquer correlação com a extensão linear das caixilharias, possivelmente devido à sua fraca permeabilidade ao ar. Excepto em três habitações, as concentrações máxima absolutas de CO2 interiores são inferiores a 1500ppmv apesar de mais de metade das habitações não cumprir os caudais de referência de ar novo por ocupante (30m3.h-1 para salas de estar e quartos de edifícios residenciais, definidos no Regulamento dos Sistemas Energéticos de Climatização em Edifícios-RSECE). Considera-se haver condições ideais para a promoção e implementação de soluções inovadoras de ventilação natural controlada baseadas em critérios exigenciais definidos pelos ocupantes residenciais, embora também seja necessária uma pesquisa sobre a QAI percepcionada através de métodos indirectos.

Final energy use in households in Portugal has been increasing for the last two decades, against the tendency in most EU countries. The current Portuguese regulation on the thermal performance of buildings (RCCTE) also considers Indoor Air Quality aspects (IAQ). The regulatory minimum infiltration rate is 0,6 air exchanges per hour but some uncertainty persists about its magnitude in the existing and newly built houses. Due to the efforts carried out to better insulate the envelopes of buildings, the indoor air renovation became a relevant mechanism of energy dissipation. The aim of this study is the assessment of air infiltration rates in the naturally ventilated residential buildings in order to design the strategies to improve energy performance and promote energy savings. Several series of trials were performed to measure the infiltration rate at 20 dwellings in the Oporto District, under regular occupation, using the tracer gas method by the metabolic CO2 of the residents as tracer gas. The obtained air infiltration rates varied between 0,15h-1 and 0,46h-1. For the studied sample, the regulatory air change rates rates vary between 0,87h-1 and 1,2h-1 and between 0,3h-1 and 2,65h-1 in the current and the future regulation, respectively. In the last one, some dwellings with a single facade do not meet the new minimum regulatory rate (0,4h-1) because they inhibit the cross ventilation. The others do not meet the reference air change rate of the future regulation (0,6h-1) because they are considered little airtight but there is an overestimation of the wind dynamic pressure on the facades. There is no correlation between the obtained infiltration rates and the window frame length factor, possibly due to its good air tightness. Except in three dwellings, the maximum indoor CO2 concentrations were lower than 1500ppmv, although more than half of the dwellings do not reach the reference fresh air flow rate per occupant (30m3.h-1 for living rooms and bedrooms in residential buildings, defined in the Regulation of Energy Systems for Climate Control in Buildings - RSECE). There are ideal conditions for the promotion and implementation of innovative solutions about demand controlled natural ventilation applied to the residential buildings, set up by their occupant’s requirements, although also a post-occupancy survey on the perceived IAQ through indirect methods is required.