Energy performance for a residential building: comparison between seasonal method (national) and monthly method (PHPP)

Abstract

Sob pressão de poupar energia, o mundo procura diferentes maneiras de alcançar um conceito de desenvolvimento sustentável. Os edifícios constituem o sector que desempenha o papel mais importante no consumo de energia. Um passo importante para reduzir este consumo de energia descontrolado neste sector foi o desenvolvimento dos edifícios de baixo consumo. Recentemente foi publicada uma norma europeia, EN ISO 13790:2008, que descreve quatro metodologias para simular as necessidades energéticas de um edifício: método sazonal, método mensal, método horário simplificado e método horário. A simulação das necessidades energéticas de um edifício requere um conjunto de informação acerca dos materiais e soluções de construção de maneira a obter o desempenho do edifício. O objectivo desta tese é comparar os resultados das necessidades energéticas obtidos pelos dois métodos quase-estacionários presentes na EN ISO 13790:2008 (método sazonal e mensal). Para a simulação dos dois métodos foram usados os dados de um edifício residencial com certificação Passive House construída em Portugal. Os resultados da simulação provaram a existência de diferenças entre as duas metodologias. As principais razões para essas diferenças foram explicadas e discutidas. Foi feita igualmente uma comparação entre os requisitos nacionais e os requesitos Passive House. Adicionalmente, aplicando o metódo sazonal foi simulado para diferentes climas em Portugal, as necessidades energéticas do edificio. No final, provou-se que esta Passive House tem um bom desempenho em todas as cidades escolhidas em Portugal. Finalmente, foi analisado, para o metodo mensal, o impacto que diferentes zonas climáticas na Europa têm na verificação dos critérios Passive House. Concluiu-se que cidades com um clima similar ao de Portugal, como por exemplo Roma, só necessitam de poucas ou até mesmo nenhumas alterações para satisfazer os Standards estipulados para a Passive House. No entanto, em outras cidade como por exemplo, Berlin, Dublin, Madrid e Helsinquia, a casa necessitará de alguns melhoramentos a fim de satisfazer os Standards da Passive House.

Under the pressure of saving energy, the world is seeking different ways to pursue a sustainable development concept. Buildings are a sector which plays one of the most important role in energy consumption. One important step to slow down this uncontrolled energy consumption in this sector is the development of the low energy buildings. A recently published European norm, the EN ISO 13790:2008, describes four methodologies to simulate the energy demand of a building: seasonal method, monthly method, simple hourly method and detailed hourly method. The simulation of the energy demand of a building requires a set of information about construction materials and solutions in order to assess the performance of a building. The aim of this thesis is to compare the final energy demand results obtained by the two quasi-steady-state methods presented in EN ISO 13790:2008 (seasonal and monthly method). For the simulation of both methods the data of a residential Passive House built in Portugal was used. The main differences between the two methodologies were identified and the main reasons for those differences between the simulation results were discussed. Moreover, a comparison between the national and the Passive House requirements will be elaborated. Additionally, upon application of the seasonal method, the energy demand of the building for different climate conditions in Portugal was simulated. At the end, it was proved that this Passive House has a great performance in all cities chosen in Portugal. Finally, the impact of different climate zones around Europe have in the Passive House criteria verification were analysed and it was proved, using the monthly method, that cities with a similar climate, like Rome, only need a few or no changes to achieve the Passive House Standard. Nevertheless, in other cities in Europe like Berlin, Dublin, Madrid and Helsinki, the building will need some improvements in order to achieve the Passive House standard.