Formas de betão isolado Desempenho energético e valores de R

Facto ou Ficção: "O valor R diz-me quanta energia o meu edifício vai usar, certo?" O valor R mede a resistência que um material tem à transferência de calor condutiva, isto é verdade. O valor R, contudo, por si só, NÃO descreve completamente o desempenho energético de um edifício. Todos na comunidade ICF sabem que os edifícios ICF têm um desempenho muito superior aos edifícios emoldurados com valores R declarados comparáveis em termos de eficiência energética e nível de conforto, mas porquê? Vejamos os principais factores que afectam o desempenho energético real de um edifício: Condução Térmica, Conveção, Radiação e Massa.

Condução Térmica é a transferência de calor através de um material por contacto de uma molécula para a seguinte. Isto é o único factor que mede o valor de R.

• Basicamente é um poder isolante de um material e da sua capacidade de deixar passar calor por condução. Quantas vezes nos queimamos por deixarmos uma colher metálica dentro de um tacho quente. Tal condução não depende da espessura do material. Exemplo uma parede de tijolo de 30 cm tem a mesma resistência térmica de 1cm de lã.
   
• As paredes em ICF consistem numa cavidade central para conter betão entre duas camadas de EPS que fornecem duas camadas contínuas de isolamento classificadas em R-22 e superiores. De uma perspectiva de parede inteira, as paredes em ICF correspondem efectivamente aos valores R anunciados, uma vez que as pontes térmicas estão ausentes..

A condução térmica não é o único modo de perda de energia num edifício. De facto, perde-se muito mais energia por meio de conveção, que nem sequer é medida por valores R.

Conveção térmica é a transferência de calor por movimento de correntes dentro de fluidos ou gases. Ao considerar o desempenho energético dos edifícios, é o ar que se move entre o interior e o exterior ou "infiltração de ar". Uma medida comum é "Mudanças de Ar por Hora" a um diferencial de pressão induzida por porta de ventilador de 50 Pascal (ACH₅₀). As normas para Portugal é de 0.5 ACH₅₀ ou menos .

• Em edifícios de estrutura convencional, a conveção pode ser sentida como correntes de ar e é geralmente a maior fonte de perda de energia.. A infiltração de ar é responsável por 40% das perdas de energia de uma estrutura convencional. A energia escapa através de fugas de ar através de milhares de fendas, aberturas e juntas entre todos os componentes da envolvente do edifício. Os principais culpados incluem sótãos ventilados, ligações de molduras, intersecções de paredes, pavimentos e telhados, retracção de madeira e calafetagem, e má instalação de componentes e isolantes.
   
• As paredes e coberturas da ICF são uma barreira de ar eficaz porque o betão é sólido e estanquesimpossibilitando a infiltração de ar, eliminando assim uma grande percentagem de infiltração de ar. Os edifícios de ICF obtêm consistentemente resultados de 0.5 to 1.5 ACH₅₀, dependendo em grande parte do tipo de telhado instalado e da estanqueidade. A maior parte da infiltração de ar numa casa de ICF é através de um telhado convencional e em torno de janelas e portas, por isso preste atenção a estas áreas, por exemplo, use o Quad-Deck para a cobertura ou piso do sótão do edifício.

A troca de ar adequada deve ser assegurada em edifícios herméticos, normalmente com ventilação mecânica que pode ser combinada com unidades de "recuperação de calor/energia" ou permutadores de calor no solo para economias adicionais onde as condições e orçamentos o permitam. A filtragem de alergénios é também fácil de incorporar, e em edifícios 100% ICF podem ser adicionados humidificadores de ar devido ao risco muito baixo de condensação no invólucro do edifício.

A Radiação Térmica transfere calor através de ondas electromagnéticas, que para os edifícios são, na sua maioria, os raios solares. Dependendo de factores como o local e a localização do edifício e o clima predominante, a Concepção Passiva de Edifícios Solares ajuda a optimizar a absorção e reflexão da radiação solar num edifício através da orientação solar, colocação de janelas e elementos de sombreamento, escolha de acabamentos, e incorporação de massa térmica.

A Massa Térmica refere-se à capacidade de um material de armazenar calor. O betão e os tijolos têm uma massa térmica elevada, que pode funcionar como uma bateria para o calor. A utilização clássica da massa térmica é em climas desérticos onde as temperaturas exteriores oscilam acima das temperaturas no interior do edifício durante o dia e abaixo das temperaturas no interior do edifício durante a noite. As estruturas dos edifícios de massa elevada podem armazenar o calor do exterior durante o dia e libertar algum desse calor para o interior durante a noite - mantendo o interior confortável utilizando quase zero energia. Em climas temperados, a massa térmica é melhor utilizada em combinação com os princípios da concepção solar passiva, por exemplo, deixar o calor do sol de inverno aquecer pisos de alta massa através das janelas.

• Os edifícios com uma Massa Térmica quase inexistente como edifícios de estrutura de madeira ou LSF - Light Steel Frame quase não têm massa térmica - a menos que tenham sido acabados exteriormente com tijolo, o que em termos de isolamento o tijolo fica no lado errado do isolamento para ser eficaz.
   
• A construção de edifícios com uma massa térmica alta como as paredes e coberturas em ICF reduz consideravelmente o consumo de aquecimento e arrefecimento activo em muitos climas e projectos. Outro benefício é evidente durante cortes de energia, quando a temperatura interior dos edifícios de ICF leva dias a mudar em vez de horas.

O desempenho térmico superior das formas de betão isolado foi comprovado em testes recentes lado a lado, de acordo com as normas ASTM:

• A parede de ICF foi 58% mais eficaz em valor R do que uma parede em estrutura de madeira.
   
• Os gráficos das duas últimas páginas do relatório do estudo ilustram que as paredes de ICF forneceram um valor R infinito e instantâneo aparente, literalmente "fora do gráfico", nos primeiros DOIS DIAS. Depois as paredes da ICF levaram mais 3 DIAS a passar de R-90 para abaixo de R-50! E outros 5-6 DIAS para finalmente alcançar um estado estável de cerca de R-24. Em contraste, as paredes de madeira de aproximaram-se do seu estado estável de cerca de R-15 em cerca de um dia - contra 10 dias para as paredes da ICF.

Tudo isto se traduz em poupanças significativas e contínuas de energia utilizando equipamentos mais baratos e eficazes..

Voltando às perguntas originais, as respostas são...
 
"Não - O valor R de um só componente não lhe diz como é que o seu edifício irá desempenhar". Lembre-se, as normas apenas indicam os mínimos e há muitos factores que influenciam o desempenho energético real.

"Sim - os edifícios da ICF têm um desempenho muito superior aos restantes tipos de edifícios, apesar de apresentarem valores R semelhantes". The secret lies in the O segredo reside na combinação de condução reduzida e ponte térmica, menos conveção, e massa térmica elevada.. O resultado é um edifício com menor apetite por energia e muito mais conforto no interior do edifício devido a temperaturas mais consistentes e à falta de correntes de ar. Além disso, obtém-se uma absorção sonora superior e um risco muito reduzido de condensação, deterioração e bolor.

Cada edifício deve ser considerado a partir de uma perspectiva de "um sistema único" e concebido utilizando uma abordagem de sistemas integrados. Além de paredes, telhado e laje, as janelas também têm um impacto significativo no desempenho, uma vez que normalmente representam 10% a 20% da área total das paredes e variam muito no desempenho energético. Alguns arquitectos e engenheiros oferecem agora serviços de modelização energética que irão retratar de forma muito mais precisa o desempenho real do seu edifício. Um pequeno investimento numa análise informática ajuda a formular a melhor concepção de um edifício para poupar dezenas de milhares em custos de energia, e centenas de milhares para edifícios maiores, , ao longo da vida útil de um edifício.

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Imagem Térmica revela a verdade oculta

Escritório recentemente construido de maniera convencional:

Igreja construida em ICF Quad-Lock:

Claro = Perda de calor / alta energia (ao aquecer)
Escuro = Frio / Baixa perda de energia (quando aquecido)
As imagens destes dois edifícios próximos foram tiradas no mesmo dia de Inverno. A igreja Quad-Lock é em grande parte fresca no exterior devido às paredes eficientes e às janelas eficientes. As paredes do edifício convencional são quase tão quentes (claro) como as suas janelas - estão a aquecer o ambiente exterior e quase podemos ver Euros a serem atirados para fora das janelas.

* Fonte: Informação Tecnológica da Associação do Cimento de Portland