Guia da Reabilitação Térmica de Edifícios com Aplicações em EPS | Acepe, 2014

 

Embed or link this publication

Description

Guia Técnico para a Reabilitação Térmica de Edifícios com Soluções Construtivas em EPS

Popular Pages


p. 1

1

[close]

p. 2

Agradecimentos Especiais: ANAPE (Asociación Naciona de Poliestireno Expandido) pela colaboração e cedência das fotos ilustrativas. ……………………………………………………………………........... Está permitida a reprodução, parcial ou total, da presente publicação, sempre que destinada ao exercício profissional por técnicos do sector. Caso contrário, deve contar sempre com a aprovação por escrito da ACEPE, quando destinada a fins editoriais em qualquer suporte impresso ou electrónico. eps@acepe.pt …………………………………………………………………………… Lisboa, 02 de Junho de 2014 2

[close]

p. 3

3

[close]

p. 4

4

[close]

p. 5

GUIA DE REABILITAÇÃO TÉRMICA DE EDIFÍCIOS COM APLICAÇÃO DE EPS 5

[close]

p. 6

ÍNDICE – Guia de Reabilitação ACEPE 1. 2. 2.1 2.2 2.2.1 2.3 2.4 2.5 3. 4. 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 5. 6. 6.1 6.1.1 6.1.2 6.2 6.2.1 6.2.2 6.2.3 6.3 7. 7.1 7.2 8. + Introdução ............................................................................................................................................ 8 Propriedades e tipos de EPS ............................................................................................................. 10 Processos utilizados na transformação do EPS ............................................................................ 10 Propriedades Físicas ..................................................................................................................... 11 Rótulo marcação CE do EPS......................................................................................................... 20 Propriedades Químicas ................................................................................................................. 23 Propriedades biológicas ................................................................................................................ 24 Sustentabilidade ............................................................................................................................ 24 Aplicações do EPS em reabilitação ................................................................................................... 26 Descrição das soluções construtivas ................................................................................................. 28 Isolamento de fachadas pelo exterior (ETICS) .............................................................................. 29 Isolamento de fachadas pelo exterior (fachadas ventiladas) ......................................................... 33 Isolamento de fachadas pelo interior ............................................................................................. 35 Isolamento de coberturas planas sobre a impermeabilização ....................................................... 38 Isolamento de cobertura inclinada sobre a estrutura resistente da vertente ................................. 41 Isolamento de cobertura inclinada sobre a laje de esteira ............................................................. 43 Detalhes construtivos para a correcção das pontes térmicas ............................................................ 45 Estudo de rentabilidade económica ................................................................................................... 51 Descrição do edifício em estudo .................................................................................................... 51 Desempenho do edifício de referência .......................................................................................... 53 Análise económica do edifício de referência ................................................................................. 53 Soluções de reabilitação energética .............................................................................................. 54 Rentabilidade económica .............................................................................................................. 55 Cenário com sistema de alta eficiência ......................................................................................... 56 Cenário com sistema de baixa eficiência....................................................................................... 63 Conclusões .................................................................................................................................... 70 Bibliografia ......................................................................................................................................... 72 Referêncais de base ...................................................................................................................... 72 Referências para o Estudo de Rentabilidade Económica .............................................................. 73 Anexos ............................................................................................................................................... 74 6

[close]

p. 7

PREFÁCIO A ACEPE - Associação Industrial do Poliestireno Expandido é uma organização de âmbito nacional e sem fins lucrativos, que representa a generalidade das empresas portuguesas transformadoras de Poliestireno Expandido (cerca de 94% do mercado). Associada desde 1999 da EUMEPS – European Manufacturers of Expanded Polystyrene, a ACEPE tem como objecto controlar e promover a qualidade do EPS – Poliestireno Expandido – em Portugal e implementar uma estratégia de desenvolvimento sustentável do mercado. O Poliestireno Expandido permite o fabrico de produtos e soluções que podem ser usadas em áreas muito diversificadas, tais como área da saúde, agro-alimentar, indústria automóvel e também na construção de edifícios. A sua utilização na área dos edifícios deve-se às excelentes propriedades térmicas que o material apresenta. As soluções possíveis de comercializar podem contribuir na concretização das medidas contidas nos Planos de Acção para a Eficiência Energética, exigidos pela Directiva 2006/32/CE, sobre a eficiência do uso final da energia e os serviços energéticos. Com este enquadramento é importante valorizar a reabilitação da envolvente térmica dos edifícios existentes, com o fim de reduzir as necessidades energéticas de aquecimento e arrefecimento. Para que a aplicação da normativa seja adequada e para que as medidas de reabilitação dos edifícios existentes sejam executadas adequadamente, requer-se um esforço adicional de informação, formação e consciencialização dirigido aos profissionais que intervêm no sector da construção para que seleccionem os materiais mais adequados e apliquem correctamente as técnicas construtivas. É necessário ainda sensibilizar os cidadãos para que procurem estas medidas. O presente documento foi desenvolvido em colaboração com o ITeCons – Instituto de Investigação e Desenvolvimento Tecnológico em Ciências da Construção, utilizando-se para o efeito um conjunto de documentos de referência, nomeadamente o referencial normativo e estudos da ANAPE e da ANDIMAT Asociación Nacional de Industriales de Materiales Aislantes Este guia técnico é dirigido a profissionais do sector da construção, com informação mais detalhada do ponto de vista técnico. Este guía é também dirigido a proprietários de edifícios, analisando-se aspectos práticos e providenciando orientações sobre as possíveis intervenções de melhoria do isolamento térmico em coberturas, fachadas, pavimentos e paredes divisórias interiores. ACEPE 7

[close]

p. 8

1. Introdução O sector da construção, do ponto de vista energético, inclui os serviços que têm um maior peso sobre o consumo energético dos edifícios, representando 17% do consumo final de energia interna, correspondendo 10% ao sector doméstico e 7% ao sector terciário. Destes, o consumo de energia para aquecimento e ar condicionado é responsável por cerca de metade do consumo total de energia do edifício. A melhoria do isolamento térmico de um edifício pode corresponder a poupança energética, económica e de emissões CO2 relativos ao consumo para aquecimento e ar condicionado, por redução das perdas. As grandes reabilitações de edifícios existentes são uma boa oportunidade para tomar medidas eficazes, com a finalidade de melhorar o seu desempenho energético, como propõe a Directiva 2010/31/UE relativa ao desempenho energético dos edifícios. A transposição para o direito nacional da Directiva n.º 2010/31/UE constitui o Decreto-Lei n.º 118/2013, que para além da transposição da directiva em referência contém também revisão da legislação nacional, reunindo num único diploma o Sistema de Certificação Energética dos Edifícios (SCE), o Regulamento de Desempenho Energético dos Edifícios de Habitação (REH) e o Regulamento de Desempenho Energético dos Edifícios de Comércio e Serviços (RECS). Como consequência desta nova legislação foi aprovado em 2013 o Plano Nacional de Acção para a Eficiência Energética para o período 2013-2016 (Resolução do Conselho de Ministros n.º 20/2013). O PNAEE 2016 abrange seis áreas específicas relacionadas com a actividade económica nacional: Transportes, Residencial e Serviços, Indústria, Estado, Comportamentos e Agricultura. O cumprimento dos seus objectivos até 2016 prevê a poupança de 1,5 milhões de toneladas equivalentes de petróleo e uma redução de 2,6 milhões de toneladas de emissões de CO2. Destaca-se no plano de acção o programa “Renove Casa & Escritório” que integra um conjunto de medidas destinadas a potenciar a eficiência energética na iluminação, electrodomésticos e reabilitação de espaços. Neste programa, a medida R&S4M6 – Isolamento Eficiente, “está inserida nas medidas de remodelação do sector residencial, contemplando intervenções relacionadas com a envolvente dos edifícios no que diz respeito ao isolamento térmico, visando a sua aplicação em coberturas, pavimentos e paredes.” Para a compreensão geral deste guia, entender-se-á como envolvente térmica do edifício, tanto a envolvente do edifício que separa espaços úteis do ambiente exterior (coberturas e fachadas) como as divisórias interiores que separam os espaços úteis dos espaços não úteis, que por sua vez estejam em contacto com o ambiente exterior. O objectivo deste guia é auxiliar os proprietários de edifícios de habitação e projectistas na execução de projectos de reabilitação de edifícios de um modo eficiente do ponto de vista energético. Em particular, o presente Guia abrange diversos procedimentos utilizados na reabilitação da envolvente do edifício com produtos de poliestireno expandido (EPS), com o objectivo de que o edifício seja mais eficiente, mediante a redução das suas necessidades energéticas de aquecimento e arrefecimento, respondendo a questões como: • Como se pode poupar energia? • Que custo tem e qual o período de retorno do investimento? 8

[close]

p. 9

•Que recomendações construtivas se devem adoptar? Todos os edifícios devem tender a ser energeticamente eficientes com o fim de: • Reduzir a factura energética dos seus proprietários; • Proporcionar o bem-estar e conforto necessários aos utilizadores; • Minimizar os custos de manutenção; • Aumentar o valor do imóvel; • Reduzir as emissões de gases com efeito estufa; • Conservar os recursos não renováveis. 9

[close]

p. 10

2. Propriedades e tipos de EPS O EPS, sigla de Expanded PolyStyrene (Poliestireno expandido, em português), é um plástico celular e rígido, tecnologicamente avançado, económico e respeitador do ambiente, que se pode apresentar numa amplitude de formas e aplicações. Simplificando, o EPS é 98% de ar e 2% de matéria plástica. Obtido a partir da transformação de espuma de poliestireno expansível, o seu material de base é um monómero de estireno (hidrocarboneto aromático não saturado). O monómero é um subproduto do petróleo e da nafta produzida durante a refinação de petróleo, e que constitui uma fonte pronta e contínua. A polimerização do estireno, juntamente com agentes de expansão, dá origem ao EPS. O EPS é uma espuma de poliestireno moldada, constituída por um aglomerado, que pode ser a solução para placas de isolamento térmico, cofragens ou enchimentos na construção civil, para embalagens de electrodomésticos e produtos electrónicos ou, embalagens de produtos alimentares como as caixas de peixe. No entanto, a utilização do EPS não encerra o potencial de aplicação no sector da construção e fabrico de embalagens, podendo-se estender praticamente a todos os sectores da actividade. A sua versatilidade permite ainda conceber peças técnicas para a indústria automóvel, aeronáutica ou indústria de precisão, como também possibilita a sua utilização na criação de inúmeras soluções para as áreas desportivas, de lazer, design e decoração, e muito mais. Desde capacetes de protecção para ciclistas e motociclistas, a cadeiras auto para bebés, bóias, pranchas de surf e salva-vidas são diversas as suas utilizações. As características do EPS, permitem fabricar produtos leves, protectores e seguros que, em algum momento, podem salvar vidas, tais como as caixas frigoríficas de transporte de órgãos humanos destinados a transplantes ou, produtos de segurança rodoviária. Existe também uma variante do poliestireno expandido clássico, denominado de EPS Grafitado, pela introdução de partículas de grafite na sua produção. O EPS Grafitado permite a produção de placas de isolamento com propriedades mecânicas e higrotérmicas que podem apresentar melhorias até 20% relativamente a um EPS convencional. 2.1 Processos utilizados na transformação do EPS Para a produção de EPS, a matéria-prima é sujeita a um processo de transformação física, já não alterando as suas propriedades químicas. O processo de transformação da matéria-prima (poliestireno expansível) em poliestireno acabado é realizado em três fases: Fase 1: Pré-Expansão A matéria-prima é aquecida por contacto em máquinas especiais, os pré-expansores, com vapor de água a temperaturas entre 80 e 110° C. Dependendo da temperatura e do tempo de exposição do material a sua densidade diminui, podendo chegar a ser até 40 a 50 vezes menor. No processo de pré-expansão, as pérolas compactas da matéria-prima são transformadas em esferas de plástico celular com pequenas células fechadas que contém ar no seu interior. Obtém-se assim o granulado de EPS. 10

[close]

p. 11

Fase 2: Repouso intermédio e Estabilização Ao arrefecer as partículas recém-expandidas cria-se um vácuo no seu interior que é necessário compensar com a penetração de ar de difusão. Desta forma, os grânulos alcançam uma maior estabilidade mecânica e melhoram a sua capacidade de expansão, o que é vantajoso para a próxima etapa do processo. Este processo ocorre durante o repouso intermédio do material pré-expandido em silos ventilados. Ao mesmo tempo os grânulos são secos. Fase 3: Expansão e Moldagem Final Nesta fase, o granulado pré-expandido e estabilizado é introduzido em moldes onde são novamente aquecidos com vapor de água havendo a união do granulado entre si, e criando o formato desejado. Assim obtém-se um material expandido, que é rijo e contém uma grande quantidade de ar. Desta forma, pode obter-se grandes blocos paralelepipédicos de EPS, posteriormente cortados nas formas desejadas (placas, arcos, cilindros, e outros para a Construção Civil) ou produtos moldados, sendo o granulado insuflado para dentro de moldes com a geometria e forma das peças pretendidas. A escolha do tipo de matéria-prima e a regulação do processo de fabrico permitem a obtenção de uma ampla gama de tipos de EPS, com diversas densidades, cujas características se adaptam às aplicações previstas. Os processos de produção incluem uma combinação de calor e pressão com recurso a tecnologias limpas e uma minimização de entradas de energia e de água, através de um circuito fechado de reciclagem de energia. Durante este processo não são criados resíduos sólidos, já que os desperdícios e off-cuts são reintroduzidos no lote de produção seguinte. Por todas estas razões, a fabricação do EPS é um processo altamente eficiente. 2.2 Propriedades Físicas O EPS utilizado como produto de isolamento térmico, deve ser caracterizado de acordo com as indicações da norma de produto harmonizada EN 13163:2012. A especificação do produto propõe classes ou níveis associados a determinados requisitos, o que apresenta a vantagem de facilitar a escolha de um produto, já que torna possível a sua avaliação qualitativa. Resistência térmica e condutibilidade térmica (Propriedade de declaração obrigatória) Normas de ensaio: EN 12667:2001 e EN 12939:2000 para produtos de elevada espessura. Cada fabricante deve declarar o valor da resistência térmica e condutibilidade térmica. Estas propriedades devem ser determinadas de acordo com o Anexo A da norma EN 12667:2001, através da aplicação de um processo de análise estatística com os valores obtidos no ensaio de, pelo menos, 10 provetes, de modo a que os valores indicados representem, pelo menos, 90 % de produção a um nível de 90 % de confiança. Com eles obtém-se os valores de resistência térmica R90/90 e de condutibilidade térmica λ90/90. Estes valores 11

[close]

p. 12

são arredondados para baixo e para cima, respectivamente, de modo a obter-se os valores declarados RD e λD. Estas propriedades são obtidas para a temperatura média de 10ºC, sendo que a resistência térmica é expressa em m2.K/W e a condutibilidade térmica em W/m.K. A resistência térmica declarada também pode ser obtida a partir do valor da espessura nominal e da condutibilidade térmica λ90/90. Na Figura 1, reproduz-se a curva apresentada no Anexo F da norma de produto harmonizada. Esta curva é um exemplo da relação entre a condutibilidade térmica (para uma espessura de referência de 50 mm e uma temperatura média de 10ºC) e a massa volúmica aparente. A curva é válida apenas para os produtos de EPS obtidos com matérias-primas padrão. Outros produtos obtidos através de matérias-primas especiais que incorporem aditivos para melhorar o comportamento térmico e comportamento ao fogo, têm uma curva distinta. 0,050 Condutibilidade Térmica, λ (W/(m.K)) 0,045 0,040 0,035 0,030 5 10 15 20 25 30 35 40 (kg/m3) 45 50 55 Massa Volúmica Aparente, ρa Figura 1 – Relação entre condutibilidade térmica e massa volúmica aparente Na linha contínua é indicada a condutibilidade térmica média λmed, e na linha descontínua é indicada a condutibilidade térmica prevista λprev. As curvas anteriores são resultado da aplicação das seguintes fórmulas (válidas para valores de massa volúmica aparente compreendidos entre 8 kg/m3 e 55 kg/m3): λmed = 0,025314 + 5,1743 x 10-5 x ρa + 0,173606 / ρa λprev≈ 0,027174 + 5,1743 x 10-5 x ρa + 0,173606 / ρa (λmed em W/(m.K) e ρa em kg/m3) (λmed em W/(m.K) e ρa em kg/m3) Em qualquer dos casos, devem ser utilizados no cálculo da condutibilidade térmica os valores declarados pelo fabricante, utilizando a informação anterior apenas para obter valores de referência. De seguida apresenta-se a Tabela 1, com os valores mais habituais de condutibilidade térmica, para uma gama de massas volúmicas aparentes. 12

[close]

p. 13

Tabela 1 – Relação da condutibilidade térmica média e prevista, com a massa volúmica aparente Massa volúmica aparente (kg/m3) 9 10 12 15 18 20 22 25 28 30 32 35 38 40 42 45 48 50 52 55 Tolerâncias dimensionais Normas de ensaio: EN 822:2013 (comprimento e largura), EN 823:2013 (espessura), EN 824:2013 (esquadria) e EN 825:2013 (planeza). As tolerâncias dimensionais dos produtos manufacturados de poliestireno expandido não podem exceder as tolerâncias indicadas na Tabela 2, em função da classe declarada pelo fabricante. Condutibilidade Térmica (W/(m.K)) Média Prevista 0,045 0,047 0,043 0,045 0,040 0,042 0,038 0,040 0,036 0,038 0,035 0,037 0,034 0,036 0,034 0,035 0,033 0,035 0,033 0,035 0,032 0,034 0,032 0,034 0,032 0,034 0,032 0,034 0,032 0,034 0,032 0,033 0,031 0,033 0,031 0,033 0,031 0,033 0,031 0,033 13

[close]

p. 14

Tabela 2 – Tolerâncias dimensionais para os produtos manufacturados de EPS Propriedade Comprimento Classe Tolerâncias Placa Rolo ± 2 mm -1% + sem restrições ± 0,6 % ou ± 3 mm a ± 1 mm ± 0,6 % ou ± 1 mm a ± 2 mm ± 0,6 % ou ± 3 mm a ± 0,6 % ou ± 3 mm a ± 1 mm ± 2 mm ± 1 mm/m ± 2 mm/m ± 5 mm/m 3 mm 5 mm 10 mm 15 mm 30 mm L(2) L(3) W(1) Largura W(2) W(3) T(1) Espessura b T(2) S(1) Esquadria em S(2) comprimento e largura S(5) P(3) P(5) Planeza c P(10) P(15) P(30) a O que apresente a maior tolerância numérica b Para outras classes ver 4.3.15.1 da norma EN 13163:2012 c A planeza é expressa por metros lineares Estabilidade dimensional Normas de ensaio: EN 1603:2013 (condições constantes de laboratório) e EN 1604:2013 (condições específicas de temperatura e humidade). Existem dois tipos de estabilidade dimensional. A primeira refere-se à obtida em condições constantes de laboratório (23 ºC e 50% de humidade relativa), e a segunda obtida sob condições específicas de temperatura e humidade, aplicadas durante um determinado período de tempo (habitualmente 48 horas). A estabilidade dimensional indica a alteração do material de acordo com as alterações ambientais, e pode ser utilizada para testar a durabilidade do EPS contra o calor, condições climatéricas, o envelhecimento e a degradação. As alterações relativas em comprimento, Δεl, largura, Δεb e na espessura Δεd, não devem exceder as tolerâncias indicadas na Tabela 3, para a classe declarada. 14

[close]

p. 15

Tabela 3 – Requisitos para as diferentes condições dos ensaios de estabilidade dimensional Nível DS(N)5 DS(N)2 DS(23,90) DS(70,-)1 DS(70,-)2 DS(70,-)3 DS(70,-)5 DS(70,90)1 DS(70,90)5 Condições 23 ºC, 50 % HR 23 ºC, 50 % HR 48 h, 23 ºC, 90 % HR 48 h, 70 ºC 48 h, 70 ºC 48 h, 70 ºC 48 h, 70 ºC 48 h, 70 ºC, 90 % HR 48 h, 70 ºC, 90 % HR Norma ensaio EN 1603 EN 1603 EN 1604 EN 1604 EN 1604 EN 1604 EN 1604 EN 1604 EN 1604 Requisitos Comprimento, Δεl, Espessura Δεd, % e largura Δεb, % ± 0,5 --± 0,2 --1 1 1 1 2 2 3 3 5 5 1 1 5 5 Não é necessário realizar o ensaio para DS(70,-) e DS(23,90) quando é realizado para DS(70,90). Deformação sob condições definidas de compressão e temperatura Normas de ensaio: EN 1605:2013. Esta propriedade indica o comportamento do material submetido a uma determinada carga. O comportamento da deformação do material depende da temperatura ambiente, sendo maior a deformação quanto maior for a temperatura. Para cada condição, a deformação total sob condições de compressão e temperatura específicas, não deve exceder as tolerâncias indicadas na Tabela 4, para a nível declarado. O requisito indicado na tabela, expressa o valor máximo da diferença entre a deformação relativa depois da etapa A e a deformação relativa depois da etapa B. A temperatura na etapa A é sempre de (23 ± 5) ºC. Tabela 4 – Requisitos para o ensaio de deformação sob condições definidas de compressão e temperatura Condições Carga: 20 kPa DLT(1)5 temperatura: (80 ± 1) ºC tempo: (48 ± 1) h Carga: 20 kPa DLT(2)5 temperatura: (70 ± 1) ºC tempo: (168 ± 1) h Carga: 20 kPa DLT(3)5 temperatura: (60 ± 1) ºC tempo: (168 ± 1) h a Para espessuras menores que 20 mm o requisito é 1 mm em vez de 5 %. Nível Requisito (%) ≤ 5a ≤ 5a ≤ 5a 15

[close]

Comments

no comments yet