Habitações Acessíveis e Energeticamente Sustentáveis

O projecto de habitação eCasa foi concebido para fornecer uma série de protótipos de habitação sustentável e acessível em Washington, D.C., para famílias de baixos rendimentos. Utilizando o Sefaira, o gabinete de arquitectura sem fins lucrativos "Inscape Publico" equilibrou o desempenho do revestimento do edifício e a geração de energia renovável na fase final de concepção para alcançar um consumo de energia líquido nulo. 

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A Mi Casa Inc., uma organização sem fins lucrativos, providencia oportunidades de habitação acessível a famílias de rendimentos baixos e médios para sustentar comunidades diversificadas e saudáveis nas áreas de Washington D.C. e Baltimore. Para fazer face às complexas mudanças que afectam os bairros da área da grande D.C. e assegurar a escalabilidade, a Mi Casa colaborou com o Departamento de Habitação e Desenvolvimento Comunitário.

Tipo de projecto: Habitação acessível para famílias desfavorecidas
Localização: Washington D.C., EUA
Programa de construção: Residencial
Área de pisos/ocupação: 2 blocos com 6 unidades de habitação
Objectivo de desempenho: energia líquida nula

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Navegar as ​limitações do projecto

Planta que mostra a localização de ambos os blocos nas ruas adjacentes.

A Inscape Publico concebeu e especificou os blocos de construção mas queria compreender o seu desempenho e optimizar o projecto sempre que possível. Era necessário gerir um orçamento limitado, uma paleta limitada de materiais de construção, e um cronograma apertado. A utilização da ferramenta de análise do Sefaira permitiu à equipa optimizar os factores de mudança dentro do projecto e demonstrar que o projecto estava no bom caminho para alcançar uma energia líquida nula.

​Para atingir os seus objectivos, a equipa de design precisava de:

• calcular o desempenho de base do edifício com base em materiais de construção especificados;
• minimizar o consumo de energia para atingir o desempenho líquido zero, utilizando uma construção de alto desempenho e especificando electrodomésticos e sistemas de alta eficiência;
• calcular a quantidade de energia renovável produzida pelos painéis solares fotovoltaicos pré-especificados para confirmar a quantidade necessária para alcançar o consumo de energia líquido nulo;
• minimizar os custos anuais de funcionamento para os habitantes, especificando instalações de água de alta eficiência.
  

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​Para começar, a equipa de design montou o modelo de análise, introduzindo valores pré-determinados de revestimento e AVC, e variáveis de base como ocupação, densidade de potência de luz, carga da tomada, pontos de ajuste de temperatura, e factores de diversidade. De seguinte, foram investigadas as seguintes estratégias potenciais:

Tipo e profundidade de sombra: Usando as curvas de resposta do Sefaira, foi especificada uma projecção horizontal óptima de 2,5 pés de profundidade sobre cada abertura envidraçada. Isto reduziu o arrefecimento anual do espaço em 14%.

Instalações de água: Para reduzir o desperdício e os custos operacionais, foram especificados equipamentos de água de alta eficiência. 

Os custos operacionais anuais foram reduzidos em 37% porque foi necessária menos energia para aquecer água e o consumo de água foi muito inferior no geral.

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Unidade de Habitação de Minnesota Street e o seu correspondente Gráfico Mensal de Consumo de Energia

Ao especificar valores de alto desempenho para sombreamento e instalações de água, a equipa de design garantiu que o valor final do consumo anual de energia seria tão baixo quanto 21.372 kBTU/ano para a Minnesota Street  e 21.073 kBTU/ano para a 27th Street.​

Tendo optimizado o revestimento do edifício para o melhor desempenho possível, o passo seguinte foi compensar a energia consumida, gerando tanta ou mais energia no local. A análise do Sefaira confirmou que duas matrizes de 18 painéis fotovoltaicos por bloco gerariam 21.473 kBTU/ano para a Minnesota Street e 22.025 kBTU/ano para a 27th Street, assegurando assim que o projecto atingiria o estatuto de energia líquida nula.

Eu utilizaria o Sefaira numa fase mais inicial para optimizar o revestimento em vez de simplesmente analisar os materiais e detalhes que já tínhamos definido", disse Stefan Schwarzkopf, Director de Design da Inscape Publico.

​Por exemplo, o valor R pré-determinado da montagem do telhado era bastante elevado; contudo, o Sefaira mostrou que uma montagem do telhado com um valor R mais baixo também teria um bom desempenho. Conhecer esta informação mais cedo teria permitido à equipa fazer escolhas mais rentáveis em termos de material de construção e de pormenores.

O Sefaira permitiu às equipas Inscape Publico e Mi Casa calcular o consumo anual de energia, investigar estratégias de poupança de energia, e aplicar a geração de energia renovável, ajudando o projecto a atingir o estatuto de energia líquida nula.

​"O Sefaira retira a suposição do processo de avaliação de várias escolhas de design, de forma a encontrar as que têm um impacto óptimo, ajudando a equipa de design a refinar fluidamente não só o design do projecto em si, mas também os objectivos do projecto", concluiu Schwarzkopf.

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