A pressão para enfrentar a ameaça da mudança climática, reduzindo a emissão de gases de efeito estufa, particularmente dióxido de carbono, está crescendo continuamente.
O Reino Unido se comprometeu a uma redução de 80% nas emissões de CO2 até 2050.
No início das discussões, foi reconhecido que os edifícios são os principais contribuintes para essas emissões, portanto, os esforços para melhorar a eficiência energética de nossos edifícios existentes estão se intensificando. Mas, para muitas pessoas, o interesse na reforma de edifícios também é, e talvez principalmente, motivado pelo desejo de melhorar as condições de vida em casas antigas.
A maioria dos novos edifícios tem paredes cavadas, mas muitos edifícios anteriores a 1919 são construídos com pedra natural sólida ou tijolo.
Esses edifícios apresentam um desafio particular quando se trata de melhorar o desempenho térmico, pois qualquer melhoria pode alterar a aparência do edifício ou reduzir o espaço interno.
No entanto, como cerca de 35 por cento do calor das residências é perdido através de paredes externas sólidas, melhorar o desempenho térmico desse tipo de parede é visto como a chave para atingir a desafiadora meta de emissões definida pelo governo.
A pesquisa mostrou que o potencial de redução de emissões (e economia de dinheiro) em casas antigas é considerável. Análise da última Pesquisa de Condições da Casa Inglesa dados (2007) mostram que 4,8 milhões de moradias na Inglaterra (21,5% do estoque habitacional inglês) foram construídas antes de 1919 e a proporção no resto do Reino Unido é semelhante.
A classificação média atual do Procedimento de Avaliação Padrão (SAP) do estoque anterior a 1919 é 40 (uma baixa eficiência energética ou classificação ‘E’ na escala do Certificado de Desempenho Energético (EPC)).
Isso é aproximadamente dez pontos SAP abaixo da média de estoque de 50, e 50 pontos abaixo da nova construção, que atende ao Código para Casas Sustentáveis Nível 3 (um ‘B’ na escala EPC).
MELHORANDO A EFICIÊNCIA DE ENERGIA
A chave para melhorar a eficiência energética é adotar uma abordagem de ‘toda a casa’. Isso significa considerar o tipo de construção, explorar todas as medidas de eficiência energética adequadas, examinar as opções de energias renováveis e implementar medidas de economia de água e redução de resíduos.
Muitas melhorias simples, como proteção contra correntes de ar, podem ser feitas, mas as evidências mostram que, para as moradias de paredes sólidas alcançarem economias significativas de CO₂, o desempenho térmico das paredes externas deve ser melhorado.
Quando se trata de edifícios tradicionais e históricos, é necessária uma consideração cuidadosa se o desempenho deve ser melhorado sem comprometer seu valor patrimonial, danificando o tecido histórico ou minando o bem-estar dos ocupantes, alterando a forma como os edifícios respiram e respondem aos seus ambientes internos e externos.
ISOLAMENTO DE PAREDE
A construção de parede sólida tradicional é provavelmente o elemento de construção mais difícil e, freqüentemente, o menos econômico de isolar.
Para edifícios classificados, qualquer forma de isolamento de parede provavelmente exigirá autorização para edifícios classificados e, para a maioria dos edifícios, o isolamento externo geralmente exigirá permissão de planejamento.
O isolamento externo pode ser particularmente difícil de incorporar em edifícios existentes, pois muitas vezes são necessárias adaptações auxiliares caras, como mudanças nos beirais e beiradas dos telhados.
Os benefícios potenciais da instalação de isolamento interno ou externo devem ser considerados cuidadosamente, juntamente com as restrições de planejamento, o impacto potencial na estrutura das obras de reparação e o impacto nas condições internas.
O isolamento interno é geralmente aplicado diretamente na face interna da parede externa, seguido por um acabamento como placa de gesso 3D.
Freqüentemente, é necessário realocar os serviços de encanamento e elétricos e ajustar rodapés, arquitraves de portas e móveis ajustados.
As cornijas também precisarão ser modificadas, o que pode resultar na perda do gesso original.
Qualquer que seja o material de isolamento usado, a parede melhorada normalmente precisa atingir um valor U de não mais do que 0,30 W / m²K, embora um padrão mais baixo possa ser aceitável dependendo do edifício.
(O valor U é uma medida de transferência de calor através de um elemento de construção, portanto, quanto menor o valor, melhor.) Sistemas de isolamento interno mais espessos podem alterar significativamente o tamanho dos quartos, corredores, etc.
Os sistemas de isolamento externo geralmente compreendem uma camada de isolamento fixada à parede existente e um revestimento ou revestimento protetor instalado na parte superior para proteger o isolamento do tempo e de danos mecânicos.
O aumento da profundidade de um reboco externo ou sistema de isolamento exigirá adaptação das junções do telhado e da parede, aberturas de janelas e portas e água da chuva.
Detalhes decorativos como cordas e colinas também podem ser afetados, e materiais naturais como pedra ou tijolo serão ocultados, efetuando uma mudança significativa no caráter.
Como os sistemas de isolamento externo mais adequados também precisam ser protegidos da chuva e de danos mecânicos, eles normalmente devem ser considerados como um sistema de dois componentes em que todas as camadas devem trabalhar juntas.
Existem materiais disponíveis que podem ser usados como uma única camada, como rebocos de cal isolante que contêm vermiculita expandida, mas eles tendem a fornecer valores de isolamento significativamente mais baixos.
Eles podem, no entanto, às vezes ser aplicados em circunstâncias em que outros tipos de isolamento externo seriam inaceitavelmente prejudiciais ao caráter de um edifício histórico. Novamente, qualquer material de isolamento usado.
PREVISÃO DOS RISCOS E BENEFÍCIOS POTENCIAIS
É necessário compreender desde o início como as mudanças propostas podem alterar o comportamento do edifício.
A maior área de preocupação é a umidade, tanto na parede quanto no prédio como um todo. A adição de material de isolamento a uma parede pode alterar a maneira como a umidade passa por ela.
Por exemplo, se materiais não respiráveis são adicionados a uma parede porosa mais antiga, sua capacidade de respirar e regular a umidade fica comprometida.
Isso pode resultar em umidade e até mesmo danos estruturais. Mesmo que as paredes estejam secas quando o trabalho é executado, pode haver evidências de problemas anteriores e o risco de sua recorrência.
As principais fontes de umidade externa incluirão o escoamento de calhas e canos de queda, defeitos no tecido, como rufos de telhado e umidade penetrante de chuva torrencial.
O aumento da umidade também pode ser um problema, mas apenas na base da parede. Internamente, a condensação é o problema mais provável.
Também é necessário considerar o estado de reparo das paredes, pois a umidade está frequentemente associada à cristalização ou eflorescência de sal. Juntos, esses processos podem acelerar a deterioração de superfícies de pedra ou tijolo, interna ou externamente.
O teor de umidade de uma parede depende das condições climáticas prevalecentes, época do ano e exposição do local.
Se a parede estiver úmida ou em más condições, esses problemas precisam ser superados antes de instalar o isolamento da parede.
Se houver alguma dúvida sobre o estado das paredes existentes, elas devem ser inspecionadas profissionalmente antes de qualquer obra de melhoria ser considerada.
Antes de qualquer trabalho ser realizado, também é importante estimar o potencial de economia em termos de uso de energia, emissões de CO₂ e contas de aquecimento reduzidas.
O método mais comum de prever os benefícios é modelar o desempenho do edifício antes e depois das melhorias. O modelo usual é SAP ou RDSAP (procedimento de avaliação padrão de dados reduzidos).
O SAP usa uma série de valores de entrada para a condutividade térmica dos diferentes elementos do edifício, uma série de valores aceitos e um conjunto de equações que representam a física ambiental do edifício.
Os valores aceitos são fornecidos como parte do método de avaliação e são usados quando informações específicas de desempenho do produto ou sistema não estão disponíveis.
No entanto, quando informações específicas de desempenho estão disponíveis para paredes, pisos, telhados e outros elementos, elas devem ser usadas em preferência aos dados das tabelas.
UMIDADE
O movimento da umidade e sua medição em paredes são estudados há muitos anos.
Vários métodos de medição foram desenvolvidos e testados, mas o mais confiável parece ser coletar uma pequena amostra fazendo um orifício e, em seguida, pesando, secando e repesando a amostra.
Essa é uma boa maneira de determinar o teor de umidade, mas para começar a mapear a umidade e medir as mudanças ao longo do tempo, é necessário fazer muitos furos para ser prático.
No entanto, os avanços na computação permitiram o desenvolvimento de modelos complexos em 1 e 2 D, que podem ser validados por um programa limitado de medições intrusivas no local.
O modelo mais utilizado parece ser o WUFI ( Wärme und Feuchte Instationär ou Transient Heat and Moisture), desenvolvido pelo IBP na Alemanha.
Este modelo é validado usando dados derivados de testes externos e de laboratório. Ele permite o cálculo realista do comportamento higrotérmico transitório de componentes de construção de várias camadas expostos às condições climáticas naturais, modelando a transferência de calor e umidade acoplada em componentes de construção.
Existem vários projetos que aplicam a modelagem WUFI a edifícios de paredes sólidas tradicionalmente construídos.
Um deles é o projeto SUSREF (reforma sustentável de fachadas de edifícios e paredes externas) financiado pela UE. Este projeto inclui a modelagem de edifícios no País de Gales por BRE Wales e Cardiff University para examinar a distribuição de umidade em uma parede sólida e as mudanças que ocorrem quando são feitas melhorias no desempenho térmico da parede.
Outro projeto está sendo coordenado pela Sociedade de Proteção de Edifícios Antigos (SPAB). Os resultados foram relatados em reunião realizada em junho de 2011.
Um exemplo de equipamento utilizado é mostrado na Figura 1 e uma das saídas pode ser vista na Figura 2, que mostra as mudanças de temperatura, teor de água e umidade relativa.
Compreender a distribuição de umidade e temperatura em uma parede é importante se mudanças como a adição de isolamento interno forem feitas nela.
Essas mudanças podem alterar o ponto em que ocorre a condensação intersticial ou a temperatura mínima no inverno. (A condensação intersticial ocorre quando o ar carregado de umidade relativamente quente se difunde em um material permeável ao vapor – se estiver relativamente quente de um lado e abaixo da temperatura do ponto de orvalho do outro, o ar carregado de umidade pode atingir o ‘ponto de orvalho’ dentro do material e depósito de água).
Essas mudanças podem afetar a durabilidade a longo prazo dos materiais das paredes e de quaisquer materiais de estrutura de madeira ou aço, que podem ser particularmente vulneráveis. A pesquisa realizada pela SPAB também mostrou que o teor de umidade pode afetar o valor U medido da parede entre 10 e 40 por cento.
CONDUTIVIDADE TÉRMICA
A maioria dos cálculos de desempenho térmico baseia-se em uma série de valores assumidos, geralmente baseados em valores medidos e, em seguida, extrapolados para cobrir uma gama mais ampla de materiais de construção.
No caso da pedra natural, os valores usados são frequentemente baseados na densidade do material e presumem que a parede é de pedra sólida, enquanto, é claro, as paredes de pedra raramente são sólidas e incluem vários números de vazios que podem ou não ser preenchidos com entulho e / ou argamassa.
Dois estudos recentes, The SPAB Research Report 1: U-value Report (2010) e Historic Scotland’s U-values and Traditional Buildings (2011) concentraram-se nos valores U como um indicador de desempenho térmico e envolveram a comparação de medições in situ com Valores U calculados com programas de software e valores U ‘padrão’ usados com frequência.
Um objetivo principal era ajudar os profissionais da construção e os avaliadores do desempenho energético da construção a tomar decisões mais informadas e equilibradas ao avaliar e melhorar o desempenho energético de edifícios tradicionais.
U-valores são normalmente calculados com programas de computador desenvolvidos com a construção não-tradicional moderna em mente que seguem as convenções estabelecidas na BR 443: Convenções para cálculos U-valor.
Para os estudos, as medições do valor U in situ foram realizadas principalmente em paredes sólidas não isoladas, mas, para comparação, algumas paredes vazadas e elementos de construção adaptados com isolamento também foram medidos.
As medições não invasivas foram geralmente feitas em elementos de construção com seus acabamentos internos e externos intactos.
Os estudos então compararam os valores U medidos in situ com seus equivalentes calculados usando o programa BuildDesk U v3.4.
A pesquisa da SPAB sugere que 73 por cento das paredes tradicionalmente construídas amostradas (incluindo construção de madeira, sabugo, calcário, ardósia e granito, 59 paredes no total) realmente tiveram um desempenho melhor do que o esperado (ver Figura 3).
Um foco particular da comparação da Escócia Histórica foi o impacto do núcleo de cal e pedra de uma parede de pedra sólida tradicional no desempenho térmico.
Esta pesquisa não é uma crítica à metodologia de cálculo ou software de modelagem do valor U, mas destaca a dificuldade de modelar e calcular o desempenho térmico de paredes tradicionais usando técnicas convencionais.
Esses estudos demonstram que os programas de software para cálculos de valor U tendem a superestimar os valores U de elementos de construção tradicionais.
Em outras palavras, os elementos de construção tradicionais tendem a ter um desempenho térmico melhor do que o esperado a partir dos cálculos do valor U.
POTENCIAIS ARMADILHAS
Embora os edifícios históricos muitas vezes sejam preciosos demais para serem alterados adicionando isolamento de parede sólida, eles são adequados para muitos edifícios não listados ou convertidos anteriores a 1919.
Nestes casos, é importante primeiro estabelecer que a alteração trará um benefício significativo e, então, entender seu provável impacto.
No geral, o trabalho recente sobre umidade e valores térmicos mostrou que, para fazer planos bons e confiáveis para a melhoria térmica de paredes sólidas, precisamos ter um bom entendimento de como as paredes de um edifício estão se saindo agora: como está a umidade é distribuída, como e quanto as paredes estão respirando e quão bom é o desempenho térmico atual.
Só então é possível fazer planos bons e de baixo risco para melhorar o desempenho térmico das paredes, o que vai melhorar a eficiência térmica do edifício sem ameaçar sua estrutura.
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