Nearly Zero Energy Detached Single Family Houses in Portugal and Hungary

Abstract

O aquecimento global é uma preocupação ambiental séria que está relacionada com o aumento da temperatura média da superfície da Terra, e tem como principal origem a acumulação de gases com efeito de estufa na atmosfera. Uma vez que o consumo de energia associado ao sector residencial europeu representa uma grande porção da energia consumida na União Europeia, várias medidas e legislações energéticas e climáticas têm sido publicadas com vista a melhorar o desempenho energético do parque imobiliário residencial da UE. Para reduzir o consumo de energia do sector residencial, a Energy Performance of Buildings Directive (EPBD) introduziu o conceito Nearly Zero-Energy Building, que é um edifício que apresenta um desempenho energético muito elevado e que o consumo energético quase nulo deve ser garantido de forma muito significativa por energia proveniente de fontes renováveis. Mesmo com a introdução destes requisitos para que os novos edifícios apresentem uma performance energética muito eficiente, existe ainda um enorme problema associado com o parque imobiliário existente e o seu elevado consumo de energia. A renovação dos edifícios, tanto públicos como privados, é uma ação essencial e um fator-chave para atingir os objetivos de redução de energia.A presente tese, através da Modelação Energética de Edifícios (BEM), tem como objetivo investigar medidas de reabilitação para transformar edifícios típicos do parque residencial existente na Hungria e em Portugal em NZEBs. Para isso, com base em dados estatísticos sobre o parque imobiliário de ambos os países, foram concebidos dois modelos de habitações típicos. Os edifícios modelados foram simulados em duas zonas climáticas diferentes, Coimbra e Budapeste. Para a caracterização do consumo energético dos edifícios modelados, foram estudadas as duas legislações que regem a caraterização energética dos edifícios residenciais em Portugal e na Hungria. Posteriormente, foram aplicadas medidas de reabilitação para melhorar a envolvente exterior dos edifícios, para melhorar a eficiência energética dos sistemas técnicos e foi estudada a integração de fontes de energia renováveis em ambos os edifícios modelados. No final, foi efetuado o cálculo do desempenho energético de acordo com cada legislação, e foram comparados os requisitos impostos em cada legislação para os NZEBs com os consumos finais obtidos.

Global warming is a serious environmental hazard that is related to the rise in the average surface temperature on the Earth, which is principally driven by the accumulation of greenhouse gases in the atmosphere. Since energy consumption associated with the European residential sector accounts for a significant portion of total energy end-use in the European Union, several energy and climate policy packages have been released to improve the EU residential building stock energy performance. To reduce the energy demand from the residential sector, the Energy Performance of Buildings Directive (EPBD) introduced the concept of Nearly Zero-Energy Building, which means a building that has a very high energy performance, and the nearly zero amount of energy required should be covered by a very significant extent by energy from renewable sources. Even with these requirements for new buildings to be very energy efficient, there is still a huge problem related to the existing building stock and their high energy consumption. Renovating both public and private buildings is an essential activity and is a key driver for achieving energy reduction goals.The present thesis, using Building Energy Modelling (BEM), aims to investigate retrofit measures to turn typical buildings from the existing residential stock in Hungary and Portugal into NZEBs. To achieve this goal, two representative dwelling simulation models were created based on statistical data about the national residential building stock of both countries. These buildings were simulated in two different climate zones, Coimbra, and Budapest. To characterize the energy consumption of the modelled buildings, both legislations that rule the energy characterization of residential buildings in Portugal and Hungary were studied. After that, retrofit measures were applied to improve the buildings' exterior envelope, improve the energy efficiency of the technical building systems, and integrate renewable energy sources into the modelled buildings. In the end, the energetic performance calculation according to each legislation was done, and the requirements imposed in each legislation for NZEBs were compared to the results obtained.