Modelação do desempenho do ciclo de vida de edifícios vernáculos portugueses: avaliação e contributos para a construção sustentável

Autor: Fernandes, Jorge Emanuel Pereira
Přispěvatelé: Mateus, Ricardo, Gervásio, Helena Maria Santos, Universidade do Minho
Jazyk: portugalština
Rok vydání: 2020
Předmět:
Zdroj: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal
Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (RCAAP)
instacron:RCAAP
Popis: Doctoral Thesis Civil Engineering
Vernacular architecture is characterised by embodying and expressing a plurality of factors - geographic, climatic, economic and cultural - of the places in which it is located. In its long evolution, and inserted in a context of scarcity, a range of pragmatic strategies and building techniques of adaptation to the surrounding environment were developed. These strategies/materials are usually simple, low-tech and have a low potential environmental impact. From a sustainability point of view, several studies highlight them as having the potential to reduce the environmental impacts of buildings. In Portugal, there are many expressions of vernacular architecture, whose specificities are an identity factor of several regions. However, there is a lack of quantitative studies on the thermal and environmental performance of vernacular buildings and materials in the Portuguese context. In this sense, this research work presents a qualitative and quantitative study of i) climate-responsive strategies; ii) the thermal performance and comfort conditions of different Portuguese vernacular buildings throughout the different seasons; and iii) the environmental performance of vernacular materials. The research focused on the study of three case studies, with specific features and located in three different zones of mainland Portugal. The thermal performance and comfort conditions of the case studies were evaluated through in situ monitoring of hygrothermal parameters, surveys on occupants’ thermal sensation, and the data analysed according to an adaptive model of comfort. To compare the influence of some strategies on the annual energy demand for heating and cooling, simulations under dynamic conditions for different scenarios were carried out. In the case of vernacular materials, although these are seen as ecological, the quantitative studies available are scarce and that allow establishing an equative comparison with conventional materials. Thus, the life cycle assessment of two earthen materials, rammed earth and compressed earth blocks (CEBs), was carried out and based on specific life cycle inventory values obtained from a producer company, following the guidance provided by the standard EN15804. From the results, in general, it was found that the case studies have shown a good thermal performance by passive means alone and that the occupants feel comfortable, except during winter when there was a need to use heating systems. In the case of materials, in a cradle-to-gate analysis of different walls, the use of earthen building elements can result in reducing the potential environmental impacts by about 50%, when compared to the use of conventional ones. Additionally, earthen materials have the advantage that they can be recycled/reused in a closed-loop approach.
A arquitetura vernácula caracteriza-se por incorporar e expressar uma pluralidade de fatores - geográficos, climáticos, económicos e culturais - dos locais em que se encontra. Na sua longa evolução, e inserida num contexto de escassez de recursos, foram desenvolvidas estratégias/técnicas pragmáticas de adaptação ao meio envolvente. Estas estratégias/técnicas são geralmente simples, possuem um baixo índice tecnológico e potencial impacte ambiental reduzidos, pelo que vários estudos as destacam como tendo potencial para melhorar o desempenho ambiental dos edifícios. O contexto português é profuso nos tipos de arquitetura vernácula, cujas especificidades acabam por ser identitárias das diversas regiões, mas há um hiato de estudos sobre o seu desempenho térmico e ambiental. Neste sentido, o presente trabalho de investigação apresenta um estudo qualitativo e quantitativo sobre i) as estratégias passivas de mitigação dos efeitos do clima; ii) o desempenho térmico e as condições de conforto de diferentes edifícios vernáculos portugueses ao longo das diferentes estações do ano; iii) e o desempenho ambiental de ciclo de vida de materiais vernáculos. A investigação centrou-se em três casos de estudo, com características distintas e localizados em diferentes zonas de Portugal Continental. O desempenho térmico e as condições de conforto dos casos de estudo foram avaliados através da monitorização in situ dos parâmetros higrotérmicos, de questionários aos ocupantes sobre a sua sensação térmica, e os dados analisados segundo um modelo de conforto adaptativo. Para comparar a influência das estratégias nas necessidades anuais de energia para aquecimento e arrefecimento, foram realizadas simulações em condições dinâmicas para diferentes cenários. No caso dos materiais vernáculos, embora sejam percecionados como ecológicos, são parcos os estudos quantitativos disponíveis e que permitam estabelecer uma comparação equitativa com os materiais convencionais. Assim, a avaliação do ciclo de vida de dois materiais em terra, taipa e blocos de terra comprimida (BTCs), foi realizada com base em valores específicos de inventário de ciclo de vida obtidos numa empresa produtora, seguindo a metodologia preconizada na norma EN15804. Dos resultados obtidos, em geral, verificou-se que os casos de estudo demonstraram um bom desempenho térmico recorrendo apenas a meios passivos, exceto durante o inverno, em que houve a necessidade de utilizar sistemas de aquecimento. No caso dos materiais, numa análise “do berço ao portão” de diferentes tipos de paredes, quando comparados com materiais convencionais, o uso de materiais em terra pode reduzir os impactes ambientais em cerca de 50%. Adicionalmente, os materiais em terra têm a vantagem de poderem ser reciclados/reutilizados numa abordagem circular.
Apoio nacional da Fundação para a Ciência e Tecnologia (FCT) e do Governo Português, e os apoios comunitários no âmbito do Fundo Social Europeu e do Programa de Financiamento POCH, bem como do Programa Operacional Regional Norte2020, através da atribuição da bolsa de doutoramento PD/BD/113641/2015, no âmbito do Programa Doutoral Eco-Construction and Rehabilitation. Gostaria também de agradecer ao Programa Doutoral EcoCore, aos colegas e amigos que conheci nas iniciativas do mesmo e ao seu Director, o Professor Jorge de Brito, pela motivação e oportunidade de apresentar e discutir o trabalho nas diversas etapas do seu desenvolvimento.
Databáze: OpenAIRE
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