8 - metodologia do trabalho científico e orientação de tcc - tcc_raquel_r._m._nerone_floripa_iii
TRANSCRIPT
FACULDADES OSWALDO CRUZ CURSO DE ILUMINAÇÃO E DESIGN DE INTERIORES
Raquel Rejane Mostiack Nerone
CONSTRUÇÃO SUSTENTÁVEL: UMA ANÁLISE DOS REQUISITOS RELACIONADOS À EFICIÊNCIA ENERGÉTICA ALIADA AO
CONFORTO AMBIENTAL
FLORIANÓPOLIS 2010
RAQUEL REJANE MOSTIACK NERONE
CONSTRUÇÃO SUSTENTÁVEL: UMA ANÁLISE DOS REQUISITOS RELACIONADOS À EFICIÊNCIA ENERGÉTICA ALIADA AO
CONFORTO AMBIENTAL Monografia apresentada as Faculdades Oswaldo Cruz como parte dos requisitos exigidos para a Conclusão do Curso de Iluminação e Design de Interiores.
FLORIANÓPOLIS 2010
AGRADECIMENTOS
Agradeço à minha família, aos professores, aos colegas e a todos que contribuíram para a realização deste trabalho. Agradeço a Deus, por sempre iluminar o meu caminho.
“Você deve ser a própria mudança que
deseja ver no mundo."
Mahatma Gandhi
RESUMO
Este trabalho foi elaborado com o objetivo de analisar os requisitos da construção sustentável relacionados à eficiência energética em edificações. Neste contexto, foi feita uma pesquisa bibliográfica sobre as soluções apresentadas pela arquitetura bioclimática que propiciam conforto ambiental com redução do consumo de energia elétrica. Em seguida foram apresentadas algumas tecnologias que efetivamente reduzem o consumo de energia elétrica e na sequência, um resumo sobre os principais sistemas existentes para avaliação ambiental de edificações e alguns detalhes da regulamentação brasileira para classificação do nível de eficiência energética para edifícios, com foco para edificações comerciais e públicas. Por fim, conclui-se o trabalho reafirmando-se que a busca por maior eficiência energética nas edificações é conveniente para o construtor, para o usuário e para a sociedade como um todo. Com relação à classificação das edificações, conclui-se que ela poderá representar uma importante ferramenta para a diminuição do impacto ambiental gerado pela construção civil. Palavras-chave: Conforto Ambiental. Bioclimatologia. Eficiência Energética.
ABSTRACT The present paper has been developed with the intent of analyzing the concepts of sustainable construction related to energy efficiency in buildings. In this context, we performed a bibliographic research on the solutions presented by bioclimatic architecture that provide environmental comfort while reducing energy consumption. Some technologies that effectively reduce energy consumption were presented, as well as an overview of the major existing systems for environmental classification of buildings and some details of Brazilian regulations to classify the level of energy efficiency for buildings (commercial and public). In conclusion, the paper affirms that the pursuit of greater energy efficiency in buildings is convenient for the manufacturer, the user and society as a whole. Regarding the classification of buildings, it appears that it may represent an important tool for reducing the environmental impact generated by construction. Key words: Environmental Comfort. Bioclimatology. Energy Efficiency
LISTA DE FIGURAS
Figura 1 Carta bioclimática adotada para o Brasil, diagrama de Givoni..................................13
Figura 2 Zona de conforto ........................................................................................................13
Figura 3 Zona de ventilação .....................................................................................................14
Figura 4 Zona de resfriamento evaporativo..............................................................................14
Figura 5 Zona de massa térmica para resfriamento..................................................................14
Figura 6 Zona de ar condicionado ............................................................................................15
Figura 7 Zona de umidificação.................................................................................................15
Figura 8 Zona de massa térmica com aquecimento solar.........................................................15
Figura 9 Zona de aquecimento solar passivo............................................................................16
Figura 10 Zona de aquecimento artificial.................................................................................16
Figura 11 Mapa climático do Brasil .........................................................................................17
Figura 12 Exemplo de etiqueta de eficiência energética do Programa Brasileiro de
Etiquetagem..............................................................................................................................21
Figura 13 Selo Procel ...............................................................................................................22
Figura 14 Uma solução de iluminação eficiente para cada segmento de mercado ..................23
Figura 15 Modelo da Etiqueta Nacional de Conservação de Energia, ENCE..........................37
Figura 16 Casa Eficiente ..........................................................................................................39
Figura 17 Edifício Primavera Office Green .............................................................................40
Figura 18 Projeto do edifício do Cetragua. Divulgação Agecom – UFSC...............................40
Figura 19 Faculdade de Tecnologia Nova Palhoça – FATENP, em Palhoça (SC) ..................41
SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO ................................................................................................ 9 2 CONSTRUÇÃO SUSTENTÁVEL............................................................... 11 3 ARQUITETURA BIOCLIMÁTICA............................................................ 12 3.1 DESEMPENHO TÉRMICO DA EDIFICAÇÃO......................................... 17 3.2 CONFORTO AMBIENTAL......................................................................... 18 3.3 VENTILAÇÃO NATURAL......................................................................... 18 3.4 ILUMINAÇÃO NATURAL E ILUMINAÇÃO ARTIFICIAL EFICIENTE............................................................................................................................. 19 4 APARELHOS E SISTEMAS ENERGETICAMENTE EFICIENTES.... 21 4.1 ILUMINAÇÃO ............................................................................................. 22 4.2 AUTOMAÇÃO E CONTROLE................................................................... 24 4.3 CONDICIONAMENTO DE AR E VENTILAÇÃO.................................... 25 4.4 ELEVADORES E ESCADAS ROLANTES................................................ 26 4.5 USO DE RECURSOS RENOVÁVEIS ........................................................ 26 4.5.1 Cogeração.................................................................................................. 27 4.5.2 Geração Distribuída................................................................................. 28 4.5.3 Edifícios com consumo zero de energia.................................................. 29 5 AVALIAÇÃO AMBIENTAL E CLASSIFICAÇÃO DE EFICIÊNCIA ENERGÉTICA DE EDIFICAÇÕES .............................................................. 30 5.1 REGULAMENTAÇÃO BRASILEIRA PARA ETIQUETAGEM DE EFICIÊNCIA ENERGÉTICA PARA EDIFÍCIOS COMERCIAIS .................. 34 5.2 MERCADO DE CONSTRUÇÃO CIVIL BRASILEIRO............................ 38 6 CONCLUSÕES .............................................................................................. 42 REFERÊNCIAS ................................................................................................ 44 ANEXO 1............................................................................................................ 45
9
1 INTRODUÇÃO
A elaboração de projetos arquitetônicos pode apontar soluções adaptadas às
condições climáticas e características do local a ser construído, utilizando os recursos
disponíveis na natureza com o objetivo de proporcionar conforto aos usuários, minimizando
os impactos ambientais e reduzindo o consumo energético da edificação. Assim se define a
arquitetura bioclimática.
Aquecimento solar de água, aproveitamento da luminosidade natural, uso mais
racional da iluminação artificial, ventilação natural, proteção térmica das fachadas e telhados
estão entre os conceitos utilizados em projetos bioclimáticos. Uma edificação bioclimática
pode reduzir o consumo de energia elétrica e ser sustentável.
A construção sustentável é definida pelo IDHEA, Instituto para o Desenvolvimento
para a Habitação Ecológica, como “Um sistema construtivo que promove alterações
conscientes no entorno, de forma a atender as necessidades da habitação do homem,
preservando o meio ambiente e os recursos naturais, garantindo a qualidade de vida para as
gerações futuras”.
A economia de eletricidade conseguida por meio de arquitetura bioclimática,
segundo a Eletrobrás, pode chegar a 50% em prédios novos que contemplem essas
tecnologias desde a fase de projeto e a 30% em edificações já existentes, se passarem por
readequação e modernização
Assim como as normas, há selos e certificados de eficiência energética ou
sustentabilidade emitidos por órgãos oficiais e extra-oficiais de diversos países. Atualmente,
praticamente cada país europeu, além de Estados Unidos, Canadá, Austrália, Japão e Hong
Kong, possui um sistema de avaliação de edifícios.
No Brasil, em 2009, a Eletrobrás, por meio do Programa Nacional de Conservação
de Energia Elétrica (Procel) e em parceria com o Instituto Nacional de Metrologia,
Normalização e Qualidade Industrial (Inmetro), lançaram a Etiqueta Nacional de Eficiência
Energética em Edificações (ENCE), para edifícios comerciais, de serviços e públicos.
10
Analisando projetos arquitetônicos das edificações atuais constata-se que várias
soluções apresentadas pela arquitetura bioclimática poderiam ser incorporadas, se não
totalmente, parcialmente, em projetos novos e também em projetos existentes. E dentro deste
contexto, surge o problema deste estudo: verificar quais iniciativas devem ser adotadas para
transformar a construção convencional em construção sustentável quanto ao consumo de
energia elétrica.
Os objetivos deste trabalho foram:
- Analisar os requisitos de construção sustentável relacionados à eficiência energética
em edifícios;
- Verificar quais medidas podem ser tomadas para minimizar as cargas de iluminação
e condicionamento de ar em projetos de edifícios através do melhor aproveitamento da luz
natural e ventilação;
- Verificar a viabilidade do uso de equipamentos eficientes energeticamente;
- Verificar quais entidades classificam os edifícios como energeticamente eficientes e
quais são os critérios para a classificação.
A metodologia utilizada para a realização deste trabalho foi a pesquisa bibliográfica de
abordagem qualitativa.
O trabalho realizado está estruturado em seis capítulos. Neste primeiro capítulo tem-se
a introdução, relacionando os conceitos da construção sustentável à eficiência energética em
edificações. No segundo capítulo há um breve histórico da construção sustentável. O terceiro
capítulo apresenta algumas soluções da arquitetura bioclimática que propiciam conforto
ambiental com economia de energia elétrica. Em seguida, no quarto capítulo são apresentadas
algumas tecnologias que visam a redução do consumo de energia elétrica. Na sequência, o
quinto capítulo apresenta um resumo sobre os principais sistemas existentes para avaliação
ambiental de edificações e alguns detalhes da regulamentação brasileira para etiquetagem da
eficiência energética para edifícios comerciais, e por fim, no sexto e último capítulo são
apresentadas as conclusões finais deste trabalho.
11
2 CONSTRUÇÃO SUSTENTÁVEL
A crise energética do petróleo trouxe a idéia de desenvolvimento sustentável no Clube
de Roma em 1968, como uma contestação ao modelo econômico adotado pelos países
industrializados.
A publicação “Our common future” definiu em 1987 o desenvolvimento sustentável
como aquele que deve responder às necessidades do presente sem comprometer a capacidade
das gerações futuras de satisfazer às suas (GOULART, 2007, p2).
A ECO-92, Conferência sobre Meio Ambiente e Desenvolvimento, realizada no Rio
de Janeiro em 1992, consolidou o conceito de desenvolvimento sustentável. Nela foi
desenvolvida a Agenda 21, um amplo e abrangente programa de ação, visando a
sustentabilidade global no século 21.
Muitas reuniões têm acontecido após a Eco 92, Kyoto em 1996, Joanesburgo em 2002,
entre outras, e a sustentabilidade tem sido o tema central para direcionar o desenvolvimento
de muitos países que vêm produzindo leis e incentivos para edificações que sejam projetadas
considerando variáveis que as deixem mais sustentáveis.
Um projeto sustentável deve ser ecologicamente correto, socialmente justo e
economicamente viável, envolvendo com isto muitas variáveis, entre as quais o uso racional
da energia se destaca como uma das principais premissas (GOULART, 2007, p. 3).
Através da bioclimatologia, com a utilização da inter-relação entre o clima, o homem e
o habitat é possível melhorar as condições de conforto ambiental e contribuir para a eficiência
energética das edificações.
12
3 ARQUITETURA BIOCLIMÁTICA
A eficiência energética pode ser entendida como a obtenção de um serviço com baixo
dispêndio de energia. Portanto, um edifício é mais eficiente energeticamente que outro
quando proporciona as mesmas condições ambientais com menor consumo de energia.
(LAMBERTS ET AL., 1997, p. 14)
Existem estratégias de concepção e construção de edifícios através das quais a
eficiência energética dos mesmos pode ser melhorada. Algumas destas estratégias levam em
conta as condições climáticas do local e proporcionam a adequação do edifício ao clima.
Considerando que a eficiência energética é um dos pré-requisitos para se alcançar a
sustentabilidade, para que haja uma melhor apresentação do tema eficiência energética em
edificações foi necessário fazer um levantamento sobre as variáveis associadas à
bioclimatologia.
A economia de eletricidade conseguida por meio de arquitetura bioclimática,
segundo a Eletrobrás, pode chegar a 30% em edificações já existentes, se passarem por
readequação e modernização, e a 50% em prédios novos, que contemplem essas tecnologias
desde a fase de projeto.
Os irmãos Olgyay, relacionaram o estudo do clima aplicado à arquitetura, lançando
na década de sessenta o conceito de bioclimatologia ou projeto bioclimático. A
bioclimatologia busca melhorar as condições de conforto dos seres humanos nas edificações
através de estratégias de projeto apropriadas de acordo com o clima de cada local,
proporcionando conforto térmico com baixo consumo de energia. Usando a inter-relação entre
o clima, o homem e o habitat, a bioclimatologia aproveita-se de todas as condicionantes
climáticas como orientação solar, ventos, iluminação natural, água, dimensionamento de
aberturas, proteções solares, escolha de matérias e proporção dos espaços interiores e
exteriores.
Entre as ferramentas existentes para o desenvolvimento de projetos baseado na
bioclimatologia a carta bioclimática de Givoni é adotada para o Brasil.
13
A Carta de Givoni, mostrada na Figura 1, baseia-se nas temperaturas internas do
edifício, trabalhando com variáveis de temperatura e umidade relativa do ar, sobre a qual
foram definidos o limite da zona de conforto e as zonas com as principais estratégias
construtivas para adequação da arquitetura ao clima.
1 – zona de conforto 2 – zona de ventilação 3 – zona de resfriamento evaporativo 4 – zona de massa térmica para resfriamento 5 – zona de ar condicionado 6 – zona de umidificação 7 – zona de massa térmica com aquecimento solar 8 – zona de aquecimento solar passivo 9 – zona de aquecimento artificial
Figura 1 Carta Bioclimática adotada para o Brasil, diagrama de Givoni Fonte: Lamberts et al (1997)
As nove zonas demarcadas na carta de Givoni indicam as estratégias de projeto a
serem adotadas de acordo com o clima do local são mostradas nas Figuras 2 a 10 a seguir.
Zona de conforto (zona 1): Entre os limites de umidade relativa de 20% a 80% e os
limites de temperatura de 18oC a 29oC há uma grande probabilidade que as pessoas se sintam
em conforto térmico no ambiente interior. Em temperaturas próximas de 18oC deve-se evitar
o impacto do vento e próximas de 29oC deve-se controlar a incidência de radiação solar sobre
as pessoas.
Figura 2 Zona de conforto Fonte: Lamberts et al (1997)
Zona de ventilação (zona 2): Para temperatura interior maior que 29oC ou umidade
relativa superior a 80%, a ventilação pode melhorar a sensação térmica. A estratégia de
ventilação cruzada é indicada para o clima quente e úmido até o limite de 32oC, pois a partir
daí os ganhos térmicos por convecção a tornam indesejável.
14
Figura 3 Zona de ventilação Fonte: Lamberts et al (1997)
Zona de resfriamento evaporativo (zona 3): O resfriamento evaporativo é usado em
climas muito quentes e muito secos para reduzir a temperatura do ar através da evaporação da
água e aumentar a umidade relativa do ambiente. O uso de vegetação conjugado à ventilação
natural permite otimizar as condições de conforto.
Figura 4 Zona de resfriamento evaporativo Fonte: Lamberts et al (1997)
Zona de massa térmica para resfriamento (zona 4): Estratégia usada para diminuir a
amplitude da temperatura interior em relação à exterior, evitando os picos de temperatura pelo
uso da inércia térmica da edificação. O calor armazenado na estrutura térmica da edificação
durante o dia é devolvido ao ambiente somente à noite, quando as temperaturas externas
diminuem. Além do uso da massa térmica dos fechamentos pode-se tirar partido também da
massa térmica da terra ou do emprego de materiais isolantes nas construções.
Figura 5 Zona de massa térmica para resfriamento Fonte: Lamberts et al (1997)
15
Zona de ar condicionado (zona 5): Para climas muito quentes indica-se o uso de
aparelhos de ar condicionado para climatização. Deve ser associado ao uso de sistemas
naturais para resfriamento por implicar em maior consumo de energia.
Figura 6 Zona de ar condicionado Fonte: Lamberts et al (1997)
Zona de umidificação (zona 6): Para umidade relativa do ar muito baixa e
temperatura inferior a 27oC haverá desconforto térmico devido à secura do ar. A umidificação
do ar melhora a sensação de conforto, mas deve-se evitar o uso de ventilação para manter o
vapor de água.
Figura 7 Zona de umidificação Fonte: Lamberts et al (1997)
Zona de massa térmica com aquecimento solar (zona 7): Para temperaturas situadas
entre 14oC e 20oC pode-se utilizar a massa térmica junto ao aquecimento solar passivo,
armazenando-se o calor, ou o aquecimento solar passivo com isolamento térmico para evitar a
perda de calor.
Figura 8 Zona de massa térmica com aquecimento solar Fonte: Lamberts et al (1997)
16
Zona de aquecimento solar passivo (zona 8): Para temperaturas situadas entre 10oC e
14oC o uso de aquecimento solar passivo é indicado. Dispositivos construtivos devem ser
integrados aos edifícios com o objetivo de contribuir para o seu aquecimento ou arrefecimento
natural promovendo o isolamento térmico para evitar as perdas de calor. Superfícies
envidraçadas devem ser orientadas ao sol e as aberturas devem ser reduzidas nas orientações
menos favoráveis. As proporções dos espaços exteriores devem ser apropriadas para
conseguir o sol do inverno.
Figura 9 Zona de aquecimento solar passivo Fonte: Lamberts et al (1997)
Zona de aquecimento artificial (zona 9): O aquecimento artificial é necessário para
locais muito frios, com temperatura inferior a 10oC. Deve-se fazer uso do sistema de
aquecimento solar passivo em conjunto com o aquecimento artificial para reduzir o consumo
de energia.
Figura 10 Zona de aquecimento artificial Fonte: Lamberts et al (1997)
O Laboratório de Eficiência Energética da Universidade Federal de Santa Catarina
desenvolveu um programa, chamado ANALYSIS BIO, através do qual podem ser plotados
sobre a carta de Givoni os valores com os dados do local para um determinado período que
pode ser de um mês, uma estação ou o ano inteiro. Este programa tem a disposição dados para
várias cidades brasileiras e pode usar os dados horários do Ano Climático de Referência
(TRY) ou os valores das Normas Climatológicas.
17
Como exemplo, o Anexo 1 mostra a carta bioclimática e as estratégias a serem
utilizadas para a cidade de Florianópolis, SC, material desenvolvido para a utilização na
disciplina de Conforto Ambiental, ministrada pela professora Thais Borges Sanches Lima no
curso de pós graduação em Iluminação e Design de Interiores.
O Brasil, por suas dimensões, apresenta uma grande diversidade de climas, razão
pela qual os projetos devem responder de maneira diferente em cada local do país. A Figura
11 mostra o mapa climático do Brasil.
Figura 11 Mapa Climático do Brasil Fonte: IBGE
3.1 DESEMPENHO TÉRMICO DA EDIFICAÇÃO
O objetivo principal da bioclimatologia é obter um melhor desempenho térmico da
edificação utilizando-se de estratégias conforme as zonas bioclimáticas ainda na fase de
concepção do projeto e com isso conseguir diminuir o gasto energético com condicionamento
artificial ao longo do seu ciclo de vida. De acordo com este conceito, vários critérios devem
ser analisados por terem influência direta no desempenho térmico da edificação. Entre eles,
podem ser citados:
- O tipo de materiais e cores a serem empregados;
- A necessidade ou não do uso de materiais isolantes em paredes e cobertura;
- O tamanho, a orientação e o tipo de material usado nas aberturas;
18
- As cargas térmicas internas provenientes do uso de iluminação artificial, número de
usuários e equipamentos.
3.2 CONFORTO AMBIENTAL
Visando um projeto mais sustentável pode-se ampliar a preocupação com o conforto
humano, acrescentando ao conforto térmico variáveis como a qualidade do ar, o nível de
iluminação e o ruído, buscando assim, o conforto ambiental.
Pela definição da ASHRAE (American Society Of Heating, Refrigerating Na Air
Conditioning Engineeers), conforto térmico é um estado de espírito que reflete a satisfação
com o ambiente térmico que envolve a pessoa, e este depende de variáveis ambientais como a
temperatura do ar, umidade relativa, ventos, da atividade física desempenhada no local e da
vestimenta usada.
As condições para se ter conforto visual na edificação relacionam-se com um nível
de iluminação suficiente, boa distribuição das iluminâncias, ausência de ofuscamento,
contrastes adequados entre a proporção de luminâncias e um bom padrão e direção de
sombras dependendo da tarefa visual (LAMBERTS ET AL, 1997, p. 44).
Em relação ao conforto acústico, os níveis de ruído permitidos são estabelecidos por
normas conforme a ocupação do ambiente. Algumas técnicas construtivas como paredes
duplas, câmaras de ar e maior isolamento dos materiais garantem um bom desempenho
térmico e ajudam também no desempenho acústico.
3.3 VENTILAÇÃO NATURAL
A ventilação natural é uma das estratégias bioclimáticas a ser adotada em projetos.
Através da análise da direção, da velocidade e freqüência de ocorrência dos ventos
predominantes de região a ser construída a edificação, podem-se projetar os ambientes, as
19
áreas de aberturas e seu posicionamento. Havendo uma boa distribuição no fluxo de ar interno
obter-se-á uma temperatura interna dentro de valores confortáveis para ambientes fechados,
com melhoria na qualidade do ar pela troca promovida e conseqüente redução do consumo de
energia elétrica pelo uso de sistemas naturais.
Para que a ventilação seja uma estratégia de projeto efetiva, a concentração de
poluentes externos deve ser menor que a dos poluentes internos, a temperatura externa deve
estar dentro dos limites de conforto e a ventilação natural não deve causar problemas como
ruído ou falta de privacidade.
A ventilação natural se dá através do movimento do ar entre a edificação e o exterior,
expresso como número de renovações de ar em metros cúbicos por hora. O vento provoca
uma pressão positiva sobre a face incidente na edificação (sotavento) e uma pressão negativa
na face oposta (barlavento), o que depende da geometria do edifício, do posicionamento das
janelas e da velocidade e ângulo de incidência do vento. O uso de elementos direcionadores
ou captadores do vento pode alterar as condições de pressão na fachada da edificação.
Para períodos de calmaria, o uso de ventilação mecânica complementar deve ser
conjugado ao uso da ventilação natural.
3.4 ILUMINAÇÃO NATURAL E ILUMINAÇÃO ARTIFICIAL EFICIENTE
A iluminação natural, além de ser importante quando se busca a eficiência energética
da edificação através da redução do consumo de energia elétrica é um dos principais pontos
para se ter uma sensação de bem estar dentro das edificações, sendo também relevante para a
saúde.
As aberturas da edificação devem ser projetadas de acordo com a trajetória solar do
local para um maior aproveitamento da iluminação natural. Utilizando-se a carta de Givoni,
para zonas bioclimáticas para temperaturas maiores que 20oC deve-se considerar também a
estratégia de sombreamento para os projetos, sendo que o sombreamento pode ser obtido
através de elementos da própria geometria da edificação ou através de protetores solares como
20
brises, fachada dupla, pergolados, persianas e espaços intermediários, como varandas, de tal
forma que seja determinado um sombreamento ótimo para cada abertura, permitindo a
iluminação sem o ganho solar.
Devido à extensão do país, os locais apresentam diferentes relações com a trajetória
solar e com o comportamento do sol em cada fachada da edificação, influindo no desenho das
aberturas e do sombreamento nas mesmas.
É importante também:
- Fazer uso de cores claras no interior dos espaços, assim como na cobertura por
refletirem mais a luz;
- Fazer uso da iluminação natural em todos os ambientes, incluindo cozinhas,
banheiros e áreas de serviço;
- Projetar ambientes com menor número de divisões para, além de garantir maior
iluminação no ambiente, garantir a ventilação.
A iluminação natural deve ser projetada integrada com a iluminação artificial para
garantir uma maior eficiência energética na edificação. A iluminação artificial deve buscar um
menor consumo de energia através de:
- Uso de lâmpadas, luminárias e equipamentos mais eficientes;
- Eficiência do sistema, por meio da separação em diferentes circuitos de acordo com
o uso dos espaços;
- Uso de luz de tarefa para complementação de atividades visuais mais específicas.
Alguns sistemas de controle da iluminação, como sensores fotoelétricos de presença,
programadores de tempo ou variadores de intensidade luminosa podem ser usados para
reduzir o uso da iluminação artificial, limitando-o à quantidade necessária e à função
desejada. Em ambientes com janela voltada para o ambiente externo podem ter instalado
controle, manual ou automático, para o acionamento independente da fileira de luminárias
mais próxima à janela de forma a propiciar o aproveitamento da luz natural disponível.
21
4 APARELHOS E SISTEMAS ENERGETICAMENTE EFICIENTES
O PROCEL (Programa Nacional de Conservação de Energia Elétrica) foi criado em
1985, sendo coordenado pela Eletrobrás, com o objetivo de criar programas para o uso
racional da energia elétrica.
Com o objetivo de orientar o consumidor no ato da compra indicando os produtos
que apresentam os melhores níveis de eficiência energética dentro de cada categoria, alguns
eletrodomésticos, como geladeiras, freezer, aparelhos de ar-condicionado, motores, coletores
solares, e lâmpadas têm o consumo medido por centros de pesquisas do governo.
Dois certificados ajudam o consumidor a escolher os aparelhos que gastam menos
energia: a Etiqueta Nacional de Conservação de Energia e o selo Procel.
A Etiqueta Nacional de Conservação de Energia, concedida pelo Inmetro, classifica o
consumo de energia dos produtos em uma escala de eficiência que vai de A a G. A Figura 12
mostra a seguir um exemplo de etiqueta de eficiência energética do Programa Brasileiro de
Etiquetagem para um refrigerador.
Figura 12 Exemplo de etiqueta de eficiência energética do Programa Brasileiro de Etiquetagem Fonte: Projeto FINEP
22
Entre os aparelhos etiquetados como A pelo Inmetro, alguns recebem ainda o selo
Procel, conferido anualmente àqueles mais eficientes no consumo de energia, por categoria.
Desta forma, o selo Procel também estimula a fabricação e a comercialização de produtos
mais eficientes, contribuindo para o desenvolvimento tecnológico e a preservação do meio
ambiente. O selo Procel é mostrado abaixo na Figura 13.
Figura 13 Selo Procel Fonte: Eletrobrás
4.1 ILUMINAÇÃO
Buscando um menor consumo de energia elétrica, os equipamentos especificados em
projetos como fontes de iluminação artificial devem indicar lâmpadas e sistemas de controle
de iluminação mais eficientes energeticamente.
Grandes melhorias foram alcançadas em eficiência energética no mercado de
iluminação. A nova geração de lâmpadas fluorescentes compactas é composta de modelos
menores, mais baratos e que oferecem melhor luminosidade.
Muitas opções de lâmpadas estão disponíveis, mas o grande destaque é o led, diodo
semicondutor emissor de luz, que está na linha de frente de uma grande revolução na indústria
da iluminação. Tem maior rendimento em lúmen por watt consumido. Sua vida útil estimada
é de 50 mil horas ou mais, com baixa depreciação do fluxo luminoso. Não contêm substâncias
23
nocivas à saúde humana e à natureza (tais como mercúrio ou ácido fluorídrico). Sem calor e
sem UV (Ultra Violeta) no raio luminoso, o led não atrai insetos e não ataca objetos
iluminados por sua irradiação, evitando o envelhecimento precoce, além do fato da baixa taxa
de manutenção, entre outras. Mesmo com um custo de aquisição mais elevado do que
qualquer tecnologia que tenha recentemente alcançado o mercado, o uso de leds proporciona
uma grande economia de energia e, com produção em escala, o valor tende a cair ainda mais.
O controle da iluminação artificial para um melhor aproveitamento da luminosidade
natural pode ser obtido através de sensores de presença e sensores de luminosidade, que
atuando em conjunto com reatores apropriados podem regular o fluxo luminoso das lâmpadas,
podendo estar integrados ao sistema de automação predial.
A Figura 14 apresenta uma comparação entre tecnologias antigas e atuais para
diversos segmentos de mercado, com a economia de energia e redução de CO2 por lâmpada
por ano correspondente.
Figura 14 Uma solução de iluminação eficiente para cada segmento de mercado Fonte:WEB (1)
24
4.2 AUTOMAÇÃO E CONTROLE
Há várias décadas já existe algum tipo de controle nos edifícios. Inicialmente, foram
desenvolvidos controles específicos, isolados, para cada uma das utilidades instaladas, como
os controles de temperatura dos condicionadores de ar, os controles das máquinas de
refrigeração e aquecimento, e os controles dos elevadores. Os sistemas de segurança,
especialmente os de detecção e alarme de incêndio, são bastante antigos. Na década de 80, a
microinformática viabilizou a integração entre as diversas funções de supervisão, controle e
segurança em um edifício. Os controladores específicos passaram a ser microprocessados e,
através de meios de comunicação de dados, foram integrados a estações centralizadas de
operação e supervisão.
Os edifícios modernos, chamados inteligentes, são dotados de um conjunto integrado
de ferramentas, equipamentos computacionais, softwares, controladores e instrumentos, que
formam os sistemas de automação predial. Estes sistemas visam otimizar funcionalidade,
conforto, manutenção, flexibilidade de uso, segurança e energia. Todas as partes do edifício
cooperam para o atendimento otimizado das necessidades de seus usuários, proporcionando
benefícios energéticos, otimizando a supervisão dos equipamentos e facilitando o processo de
manutenção.
As funções de um sistema de automação predial podem ser divididas em dois grupos:
subsistemas de supervisão e controle das utilidades, que realizam o controle das instalações
elétricas, de refrigeração e aquecimento, de instalações hidráulicas, de gás e controle dos
transportes verticais; e subsistemas de segurança, ou seja, de proteção contra incêndio, contra
intrusão e a monitoração visual centralizada.
Entre os controles de utilidades a tecnologia de gestão de fachadas dinâmicas já é
realidade no setor da construção. Os fluxos de luz e calor entre os ambientes externo e interno
dos ambientes são controlados pela atuação dos sistemas móveis das fachadas (brises,
persianas, cortinas e as próprias janelas), otimizando a entrada de luz e calor e reduzindo a
necessidade de luz artificial e o do uso de ar condicionado e conseqüentemente reduzindo o
consumo de energia elétrica. Sensores climáticos fornecem informações para uma central de
comando que, de forma automática, aciona os elementos móveis em função de parâmetros
25
programados. Em caso de interrupção do fornecimento de energia sistemas auxiliares de
geração de energia fornecem a energia necessária para a atuação dos motores, cujo consumo é
muito baixo.
4.3 CONDICIONAMENTO DE AR E VENTILAÇÃO
A etiqueta de eficiência energética permite comparar o consumo dos aparelhos
condicionadores de ar disponíveis no mercado para uma mesma categoria.
Os aparelhos de ar condicionado com sistema inverter trazem uma inovação para os
condicionadores de ar convencionais. O aparelho inverter é capaz de atingir a temperatura
desejada rapidamente e a mantêm constante, com pouca oscilação. A economia de energia
desses aparelhos é até 40% maior que o convencional. A operação do compressor varia em
função da temperatura desejada sendo que a rotação do compressor aumenta gradativamente
evitando picos de energia. Já a função de secagem de serpentina evita a formação de mofo e
de odor. O nível de ruído do aparelho é menor comparando aos aparelhos tradicionais devido
ao sistema de operação, que habilita o compressor a operar em baixa rotação quando a
temperatura fica estabilizada, reduzindo potencialmente o ruído e prolongando o tempo de
vida útil do compressor. Estes novos aparelhos utilizam o gás ecológico R-410A, que não
emite CFC, causador de agressões na camada de Ozônio.
Além da escolha de aparelhos mais eficientes, o uso dos aparelhos pode ser
otimizado através de automação predial, ou simplesmente, em casos individuais, também se
pode poupar energia elétrica através do uso da programação liga/desliga no próprio aparelho,
ou usando programadores horários para ligar/desligar os equipamentos de aquecimento,
ventilação ou ar condicionado com programação diária e semanal. A otimização também pode
ser obtida través de sensores de ocupação que sejam capazes de desligar o sistema caso
nenhum ocupante seja detectado por um período de até 30 minutos ou através de separação
em zonas de ocupação, onde o aquecimento ou resfriamento de ar sejam controlados
individualmente através de termostatos que respondam à temperatura do ar de cada zona
térmica.
26
O sistema de condicionamento de ar central é indicado quando a área condicionada
apresenta carga térmica superior a 350 kW, a menos que seja comprovado que sistemas
individuais consumam menos energia para as condições de uso previstas para a edificação.
4.4 ELEVADORES E ESCADAS ROLANTES
Segundo os fabricantes de elevadores, os equipamentos utilizados atualmente como
meio de transporte vertical consomem 70% menos que os antigos, utilizados três décadas
atrás, e a modernização de equipamentos existentes pode reduzir o consumo de energia
elétrica em até 40%. Esta economia se deve à utilização de acionamento micro processado
com inversor de freqüência e frenagem regenerativa para o acionamento dos motores onde os
controles eletrônicos fornecem aos equipamentos somente a energia necessária para operarem.
Também o cabo de aço passou a ser envolto em um elemento de borracha plano flexível que
adere melhor ao conjunto de polias de tracionamento do elevador, o que permite que o
sistema de tração passe a ser mais eficaz, absorvendo toda a energia gerada pelo motor.
Inversores de freqüência também são utilizados para o acionamento de escadas e
esteiras rolantes de tal forma que, através de controladores, têm sua velocidade de operação
reduzida durante os períodos nos quais não há passageiros.
4.5 USO DE RECURSOS RENOVÁVEIS
O esgotamento previsto do estoque de combustíveis fósseis do planeta e dos recursos
minerais devido à extração é uma preocupação particular na maior parte da literatura sobre
sustentabilidade (GOULART, 2007, p.16).
Entre as fontes renováveis, cujos recursos são considerados inesgotáveis dentro da
nossa escala de tempo, estão energia solar, energia eólica, biomassa e energia hidráulica.
27
Entre as fontes não renováveis estão os combustíveis fósseis, óleo, gás natural e
carvão, e a energia nuclear.
O principal recurso renovável de energia usado atualmente nas edificações é a
energia solar. A energia solar térmica utilizada para aquecimentos de fluídos a baixas
temperaturas já é bastante utilizada. A energia fotovoltaica, obtida pela conversão de energia
solar em energia elétrica é ainda um sistema considerado caro, sendo por enquanto pouco
utilizado.
A energia eólica é obtida através do aproveitamento da energia cinética contida nos
ventos. São utilizados equipamentos chamados de aerogeradores, instalados em locais de
grandes dimensões, com ventos constantes, com velocidade média de aproximadamente
7,5m/s.
Na produção de energia através da biomassa óleos vegetal, madeira e resíduos
agrícolas são utilizados em substituição ao combustível fóssil através da queima para a
produção de calor ou eletricidade ou convertidos em álcool, gás metano ou hidrogênio.
A geração de energia elétrica através da energia hidráulica tem tido incentivos legais
na forma de centrais hidrelétricas de pequeno porte (até 10MW de potência) por serem fontes
alternativas de energia onde os investimentos e os impactos ambientais são menores.
4.5.1 Cogeração
Por mais eficiente que seja um gerador termelétrico, a maior parte da energia contida
no combustível usado para seu acionamento é transformada em calor e perdida para o meio-
ambiente. Trata-se de uma limitação física que independe do tipo de combustível (diesel, gás
natural, carvão, etc.) ou do motor (a explosão, turbina a gás ou a vapor etc.). Por esta razão,
no máximo 40% da energia do combustível do diesel usado em um gerador podem ser
transformados em energia elétrica.
28
Como muitas indústrias e prédios comerciais necessitam de calor (vapor ou água
quente), foi desenvolvida uma tecnologia denominada cogeração ou geração combinada de
energia térmica e energia elétrica, em que o calor produzido na geração elétrica é usado no
processo produtivo sob a forma de vapor. A vantagem desta solução é que o consumidor
economiza o combustível que necessitaria para produzir o calor do processo. A eficiência
energética é, desta forma, bem mais elevada por tornar útil até 85% da energia do
combustível.
Por representar uma alternativa de elevada eficiência energética e de baixo custo, este
tipo de produção de energia elétrica tem sido bastante estimulada nos últimos anos, o que
contribuiu para haver um grande aperfeiçoamento da tecnologia da cogeração, inclusive para
pequeno porte.
4.5.2 Geração Distribuída
A geração distribuída (GD) consiste basicamente na descentralização da geração de
energia elétrica, fazendo com que se obtenha eletricidade nas proximidades do mercado
consumidor. Entre os motivos que tornam atraente a instalação de sistemas de GD, destaca-se
o baixo custo e o aumento da confiabilidade no fornecimento de energia (desde que a
manutenção ocorra adequadamente e não exista problema de fornecimento dos insumos que
irão gerar energia elétrica). Um dos maiores atrativos da geração distribuída para o
consumidor está no fato de que o custo da energia não inclui custos de transmissão,
distribuição e perdas no transporte.
Há uma tendência crescente para que as edificações tenham geração própria.
Evoluções tecnológicas em curso, a disponibilidade crescente de gás natural
distribuído e a nova legislação energética indicam a possibilidade de haver instalações
prediais cada vez mais auto-suficientes na produção de energia elétrica, frio e/ou calor, o que
pode tornar certas edificações não apenas auto-suficientes em matéria de energia elétrica,
como potenciais exportadoras de energia para o sistema.
29
4.5.3 Edifícios com consumo zero de energia
Em todo o mundo, e também no Brasil, a busca pela alta eficiência energética alcança
o conceito do edifício Zero NET, ou, consumo líquido de energia. Trata-se da edificação que
gera a energia que consome, e que pode comprar ou não da rede pública, ou ainda vender o
excedente.
Lamberts explica na entrevista dada à redação da AECweb que o primeiro conceito de
Zero NET se refere às casas autônomas que produzem toda a energia de que necessitam. “Só
faz sentido quando não se está conectado na rede, como na Amazônia, onde o programa do
governo federal ‘Luz para Todos’ vem instalando painéis fotovoltaicos nas moradias e
permitindo acesso aos bens da civilização. O painel fotovoltaico só capta energia durante o
dia e precisa de uma bateria para armazenar”. Em áreas urbanas, os painéis fotovoltaicos
funcionam como fonte complementar de energia. Os edifícios geram o que consomem durante
o dia e compram da concessionária para o período noturno. A adoção em ampla escala dos
painéis fotovoltaicos que permitiriam aos edifícios atingirem o Zero NET esbarra em dois
obstáculos: por serem importados, têm ainda preços elevados, além da questão legal que
impede pessoas físicas de exportarem o excedente de energia para as concessionárias.
Em metrópoles, como Nova York ou Berlim, painéis fotovoltaicos são instalados nos
vidros das fachadas dos prédios para gerar energia.
No Brasil, a UFSC e o Instituto Ideal desenvolvem o projeto do estádio solar para a
Copa de 2014 e de aeroportos solares. “O estudo dos estádios foi apresentado para a
Eletrobrás, mostrando a viabilidade econômica. O Maracanã, por exemplo, exigirá a
instalação de um gerador solar fotovoltaico integrado na cobertura, com capacidade geradora
de 4 mega watts e atendimento do consumo de mais de 2.500 residências no entorno do
estádio”, explica Lamberts, assegurando que “os estádios podem se tornar energeticamente
independentes, podendo virar um zero NET”.
Um projeto de estudo dos aeroportos está no CNPq, com a aprovação em andamento, e
envolve seis aeroportos de São Paulo, Rio de Janeiro, Brasília e Florianópolis.
30
5 AVALIAÇÃO AMBIENTAL E CLASSIFICAÇÃO DE EFICIÊNCIA
ENERGÉTICA DE EDIFICAÇÕES
Os métodos para avaliação ambiental de edifícios surgiram na década de 1990 na
Europa, EUA e Canadá com a intenção de encorajar o mercado a obter níveis superiores de
desempenho ambiental.
Assim como as normas, há selos e certificados de eficiência energética ou
sustentabilidade emitidos por órgãos oficiais e extra-oficiais de diversos países. Atualmente,
praticamente cada país europeu, além de Estados Unidos, Canadá, Austrália, Japão e Hong
Kong, possui um sistema de avaliação de edifícios.
A Tabela 1, desenvolvida por SILVA (2003), apresenta um resumo dos principais
sistemas existentes para avaliação ambiental de edifícios:
Tabela 1 Resumo dos principais sistemas existentes para avaliação ambiental de edifícios
País Sistema Comentários
BREEAM (BRE Environmental Assessment Method)
Sistema com base em critérios e benchmarks (desempenhos de referência), para várias tipologias de edifícios. Um terço dos itens avaliados é parte de um bloco opcional de avaliação de gestão e operação para edifícios em uso. Os créditos são ponderados para gerar um índice de desempenho ambiental do edifício. O sistema é atualizado regularmente (a cada 3-5 anos) (BALDWIN et al.,1998).
BRE EcoHomes
Sistema com base em critérios e benchmarks, seguindo a estrutura de categorias do BREEAM for Offices e o conceito de avaliação de edifício-base, projeto e aquisição, gestão & operação. Os créditos são ponderados para gerar um índice global de desempenho ambiental. (BRE, 2003).
Reino Unido
PROBE (Post-occupancy Review of Building Engineering)
Projeto de pesquisa para melhorar a retro-alimentação sobre desempenho de edifícios, através de avaliações pós-ocupação (com base em entrevistas técnicas e com os usuários) e de método publicado de avaliação e relato de energia (COHEN et al., 2001).
Internacional iiSBE
GBC (Green Building Challenge) GBTool
Sistema com base em critérios e benchmarks hierárquicos. Ponderação ajustável ao contexto de avaliação (COLE; LARSSON, 2000).
31
Tabela 1 continuação País Sistema Comentários
Hong Kong
HK-BEAM (Hong Kong Building Environmental Assessment Method)
Adaptação do BREEAM 93 para Hong Kong, em versões para edifícios de escritórios novos (CET, 1999a) ou em uso (CET, 1999b) e residenciais (CET, 1999c).
LEED (Leadership in Energy and Environmental Design)
Inspirado no BREEAM. Sistema com base em critérios e benchmarks. O sistema é atualizado regularmente (a cada 3-5 anos) e versões para outras tipologias estão em estágio piloto. Na versão para edifícios existentes, a linguagem ou as normas de referência foram modificados para refletir a etapa de operação do edifício (USGBC, 2001)
LEED for Homes
Variação atualmente em desenvolvimento do LEED especificamente para a avaliação de unidades residenciais. Objetiva reconhecer e premiar as residências que incorporem práticas de excelência ambiental. Mantém os níveis de desempenho do LEED e praticamente as mesmas categorias de avaliação, exceto “localização e conexões” e “conscientização do usuários”, que foram adicionadas (USGBC, 2005)
Estados Unidos
MSDG (Minnesota Sustainable Design Guide)
Sistema com base em critérios (emprego de estratégias de projeto ambientalmente responsável). Ferramenta de auxílio ao projeto (CARMODY et al. 2000).
EcoEffect
Método de LCA para calcular e avaliar cargas ambientais causadas por um edifício ao longo de uma vida útil assumida. Avalia uso de energia, uso de materiais, ambiente interno, ambiente externo e custos ao longo do ciclo 2 de vida (LCC ). A avaliação de uso de energia e de uso de materiais é feita com base em LCA; enquanto a avaliação de ambiente interno e de ambiente externo é feita com base em critérios. Um software de apoio, no momento com base de dados limitada, foi desenvolvido para cálculo dos impactos ambientais e para apresentação dos resultados (GLAUMANN, 1999)
Suécia
Environmental Status of Buildings
Sistema com base em critérios e benchmarks, modificado segundo as necessidades dos membros. Sem LCA ou ponderação (GLAUMANN; VON PLATEN, 2002)
Dinamarca
BEAT 2002 (Building Environmental Assessment Tool)
Método de LCA, desenvolvido pelo SBI , que trata os efeitos ambientais da perspectiva do uso de energia e materiais (GLAUMANN; VON PLATEN, 2002)
Noruega EcoProfile
Sistema com base em critérios e benchmarks hierárquicos, influenciado pelo BREEAM. Possui duas versões: edifícios comerciais e residenciais (PETTERSEN, 2002; GLAUMANN; VON PLATEN, 2002)
Finlândia
PromisE Environmental Classification System for Buildings
Sistema com base em critérios e benchmarks, com ponderação fixa para quatro categorias: saúde humana (25%), recursos naturais (15%), conseqüências ecológicas (40%) e gestão de risco (20%) (AHO, 2002; HUOVILA et al., 2002).
32
Tabela 1 continuação País Sistema Comentários
BEPAC (Building Environmental Performance Assessment Criteria)
Inspirado no BREEAM e dedicado a edifícios comerciais novos ou existentes. O sistema é orientado a incentivos, e distingue critérios de projeto e de gestão separados para o edifício-base e para as formas de ocupação que ele abriga (COLE; ROUSSEAU; THEAKER, 1993)
Canadá
BREEAM Canada
Adaptação do BREEAM (SKOPEK, 2002)
Áustria Comprehensive Renovation
Sistema com base em critérios e benchmarks, para residências para estimular renovações abrangentes em vez de parciais (GEISSLER, 2002)
Alemanha EPIQR
Avaliação de edifícios existentes para fins de melhoria ou reparo (LUTZKENDORF. 2002)
NF Bâtiments Tertiaires Démarche HQE
Sistema com base em critérios e benchmarks. Sua ponderação é baseada no perfil de desempenho específico definido para cada projeto. Inclui avaliação da gestão do desenvolvimento do empreendimento. O resultado é um perfil de desempenho global, detalhado pelas 14 preocupações ambientais definidas pela Associação HQE (CSTB, 2005)
França
Certification Habitat & Environnement
Sistema desenvolvido especificamente para a certificação de edifícios habitacionais novos, coletivos e multifamiliares. O resultado apresenta-se sob a forma de um perfil de desempenho mínimo considerando 7 temas (QUALITEL, 2005)
CASBEE (Comprehensive Assessment System for Building Environmental Efficiency)
Sistema com base em critérios e benchmarks. Composto por várias ferramentas para diferentes estágios do ciclo de vida. Inspirada na GBTool, a ferramenta de projeto trabalha com um índice de eficiência ambiental do edifício (BEE), e aplica ponderação fixa e em todos os níveis (JSBC, 2002).
Japão
BEAT (Building Environmental assessment Tool)
Ferramenta LCA publicada pelo BRI (Building Research Institute), em 1991.
NABERS (National Australian Building Environment Rating Scheme)
Sistema com base em critérios e benchmarks. Para edifícios novos e existentes. Atribui uma classificação única, a partir de critérios diferentes para proprietários e usuários. Em estágio-piloto. Os níveis de classificação são revisados anualmente (VALE et al , 2001)
Austrália
Green Star
Sistema com base em critérios e benchmarks, que pretende abranger várias tipologias de edifícios. No momento, apenas a versão para escritórios está implementada. (GBCA, 2005)
Fonte: SILVA (2003)
Alguns empreendimentos brasileiros vêm adquirindo, nos últimos anos, o certificado
norte-americano do Green Building Council, LEED - Leadership in Energy and
Environmental Design.
33
O certificado LEED é concedido a prédios que atingem uma determinada pontuação
em requisitos distribuídos ao longo de sete categorias: localização sustentável, eficiência no
uso da água, energia e atmosfera, materiais e recursos, qualidade ambiental interna, projeto
inovador e prioridades regionais. Estes requisitos abordam aspectos tais como escolha do
local da construção, proteção de áreas verdes, habitats e recursos naturais, reabilitação de
áreas degradadas, possibilidade de deslocamento a pé e uso de transporte público como
alternativa ao transporte individual, maximização de áreas não construídas, espaço prioritário
para o estacionamento de bicicletas e veículos não poluentes, redução das áreas de solo
cobertas e maximização da infiltração da água, redução do uso de água potável e utilização de
tecnologias inovadoras para o tratamento das águas servidas, estabelecimento de padrões
mínimos de desempenho energético, utilização de fontes renováveis de energia, uso da
iluminação natural, implantação de sistemas individuais de medição do consumo de energia,
facilidades para coleta e armazenamento de materiais recicláveis, minimização da poluição
provocada pela atividade de construção, gestão ambientalmente adequada dos resíduos da
construção, utilização de materiais reaproveitados ou reciclados, de materiais disponíveis na
região e de madeira certificada, garantia da qualidade ambiental interior das edificações e
atendimento a prioridades ambientais específicas de cada região.
No Brasil, em abril de 2008 foi lançada a certificação para empreendimentos
sustentáveis Alta Qualidade Ambiental (AQUA), para atender as características ambientais do
país. O AQUA avalia a gestão ambiental das obras e as especificidades técnicas e
arquitetônicas através de 14 critérios:
Eco-construção: relação do edifício com o seu entorno, escolha integrada de
produtos, sistemas e processos construtivos e canteiro de obras com baixo impacto ambiental.
Gestão: da energia, da água, dos resíduos de uso e operação do edifício e
manutenção: permanência do desempenho ambiental.
Conforto: higrotérmico, acústico, visual e olfativo.
Saúde: verifica a qualidade sanitária dos ambientes, do ar e da água.
A Fundação Vanzolini é quem emite o selo AQUA para edificações novas ou para
grandes reformas. A Fundação Vanzolini é instituição privada, sem fins lucrativos, criada e
gerida pelos professores do Departamento de Engenharia de Produção da Escola Politécnica
da Universidade de São Paulo (USP).
34
O AQUA faz a avaliação a partir dos critérios citados acima e a obra recebe uma
classificação entre bom, superior e excelente:
Bom: corresponde ao desempenho mínimo aceitável para um empreendimento de
Alta Qualidade Ambiental.
Superior: corresponde a boas práticas de sustentabilidade.
Excelente: corresponde aos desempenhos máximos constatados em empreendimentos
de Alta Qualidade Ambiental.
Os benefícios de um Empreendimento Certificado Processo AQUA são:
- Qualidade de vida do usuário;
- Economia de água;
- Energia;
- Disposição de resíduos e manutenção;
- Contribuição para o desenvolvimento sócio, econômico e ambiental da região.
5.1 REGULAMENTAÇÃO BRASILEIRA PARA ETIQUETAGEM DE EFICIÊNCIA ENERGÉTICA PARA EDIFÍCIOS COMERCIAIS
Em 2009, a Eletrobrás, por meio do Programa Nacional de Conservação de Energia
Elétrica (Procel), e em parceria com o Instituto Nacional de Metrologia, Normalização e
Qualidade Industrial (Inmetro), lançaram a Etiqueta Nacional de Eficiência Energética em
Edificações (ENCE), para edifícios comerciais, de serviços e públicos.
A etiqueta, que faz parte do Programa Brasileiro de Etiquetagem (PBE), vai
reconhecer as edificações que, comprovadamente, reduzam o consumo de energia elétrica e
água. Para receber a etiqueta, as edificações são avaliadas a partir do desempenho de três
requisitos aos quais são atribuídos diferentes pesos:
- eficiência e potência do sistema de iluminação com peso 30%,
- eficiência do sistema de condicionamento de ar com peso 40%, e
- desempenho da envoltória com peso 30%.
35
De forma resumida, os métodos de cálculo de eficiência para a avaliação dos três
sistemas nas edificações são:
Iluminação: Método de cálculo com limites para a densidade de potência de
iluminação interna para cada ambiente da edificação
Condicionamento de Ar: Classificação baseada no Programa Nacional de
Etiquetagem do INMETRO (aparelhos e janela e split) ou na eficiência dos resfriadores de
líquido para sistemas centrais
Envoltória: o Indicador de Consumo referente à envoltória do edifício proposto deve
ser calculado com uma equação considerando área de janelas, existência e dimensões de
proteções solares, tipo de vidro, dimensões da edificação e zoneamento bioclimático.
Para a classificação geral as avaliações parciais recebem pesos, atribuídos de acordo
com a Tabela 2:
PT Classificação A 5 B 4 C 3 D 2 E 1
Tabela 2: Equivalente numérico para cada nível de eficiência Fonte: RTQ-C
A classificação geral do edifício é calculada de acordo com a distribuição dos pesos e
as classificações final e parciais são apresentadas na ENCE – Etiqueta Nacional de
Conservação de Energia, conforme mostra a Tabela 3 abaixo:
PT Classificação Final
≥4,5 a 5 A ≥3,5 a <4,5 B ≥2,5 a <3,5 C ≥1,5 a <2,5 D <1,5 E
Tabela 3: Classificação Geral Fonte: RTQ-C
A classificação geral do edifício varia, portanto, de nível A (mais eficiente) até nível
E (menos eficiente).
36
Algumas iniciativas, desde que justificadas e que a economia gerada seja
comprovada, podem aumentar em até um ponto a classificação geral da edificação. Essas
iniciativas podem ser:
- sistemas e equipamentos que racionalizem o uso da água, tais como
economizadores de torneiras com arejadores e/ou temporizadores, sanitários com sensores,
aproveitamento de água pluvial e de outras fontes alternativas de água, devem proporcionar
uma economia mínima de 40% no consumo anual de água do edifício;
- sistemas ou fontes renováveis de energia em edificações em que a parcela de água
quente representa um percentual igual ou maior a 10% do consumo de energia e que utilizem
aquecimento solar de água devem provar atendimento com fração solar igual ou superior a
70%. Para o caso da utilização de energia eólica ou painéis fotovoltaicos estes devem
proporcionar economia mínima de 10% no consumo anual de energia elétrica do edifício;
- sistemas de cogeração e inovações técnicas ou de sistemas, tais como iluminação
natural, que comprovadamente aumentem a eficiência energética da edificação,
proporcionando uma economia mínima de 30% do consumo anual de energia elétrica.
De acordo com a Eletrobrás, por enquanto, a etiquetagem é voluntária e aplicável a
edifícios com área total útil mínima de 500 m2 e/ou com tensão de abastecimento superior ou
igual a 2,3 kV.
A etiquetagem poderá ser concedida na fase de projeto de novas edificações, para
edificações concluídas após o habite-se ou para edificações existentes após a reforma com
vistas à melhoria da eficiência energética. Ela pode ser concedida para o edifício completo ou
para parte dele, quando é avaliado o nível de eficiência da sua envoltória ou combinando a
envoltória com um dos outros sistemas – iluminação ou condicionamento de ar.
A Etiqueta Nacional de Conservação de Energia (ENCE) é obtida através de
avaliação dos requisitos contidos no Regulamento Técnico da Qualidade do Nível de
Eficiência Energética de Edifícios Comerciais, de Serviços e Públicos (RTQ-C) para o
edifício usando o método descrito no Regulamento de Avaliação da Conformidade do Nível
de Eficiência Energética de Edifícios Comerciais, de Serviços e Públicos (RAC-C). O RTQ-C
apresenta os critérios para classificação completa do nível de eficiência energética do edifício
através de classificações parciais da envoltória, do sistema de iluminação e do sistema de
condicionamento de ar.
37
A metodologia aplicada para a certificação foi desenvolvida por meio de um
convênio entre a Eletrobrás, no âmbito do Procel Edifica, e o Laboratório de Eficiência
Energética em Edificações (LabEEE), da Universidade Federal de Santa Catarina, com a
participação de uma comissão com representantes do Inmetro, do Centro de Pesquisa de
Energia Elétrica (Cepel), do Instituto dos Arquitetos do Brasil (IAB), da CEF, de
universidades e associações de fabricantes de materiais de construção.
O Laboratório de Eficiência Energética (LabEEE) da UFSC foi designado pelo
Inmetro, juntamente com o Centro de Pesquisas de Energia Elétrica (CEPEL) do Sistema
Eletrobrás, para realizar as primeiras avaliações enquanto trabalha paralelamente na
capacitação de outros laboratórios.
Os prédios que receberem classificação A nos três sistemas ganharão o selo Procel
Edifica. A Figura 15 mostra um modelo do selo da Etiqueta Nacional de Conservação de
Energia, ENCE, neste caso, apresentando nível de eficiência A para o edifico completo, com
pontuação 4,5 obtida pela Caixa Econômica Federal, agência dos Ingleses, em
Florianópolis/SC.
Figura 15 Modelo da Etiqueta Nacional de Conservação de Energia, ENCE
Fonte: WEB (2)
38
Por enquanto, a etiqueta só está disponível para prédios comerciais, de serviços e
públicos, e a previsão do Inmetro é que a partir de 2010 sejam incluídos também os edifícios
residenciais.
Atualizações dos regulamentos deverão ocorrer de forma periódica para que as
versões futuras dos regulamentos permitam que inovações sejam incorporadas, métodos de
avaliação sejam melhorados e que o nível de eficiência ótimo seja gradualmente elevado de
forma a acompanhar a evolução tecnológica.
5.2 MERCADO DE CONSTRUÇÃO CIVIL BRASILEIRO
A sustentabilidade na construção civil vem sendo bastante debatida e várias medidas
para aumentar a eficiência energética e promover o uso racional da água já são percebidas na
construção civil.
Soluções como o sistema de aquecimento de água por energia solar, reuso da água
dos chuveiros e dos lavatórios (após tratamento feito no local) nas bacias sanitárias e o uso do
hidrômetro individual têm sido adotadas em projetos de edifícios novos e também em
edifícios existentes.
A indústria da construção civil responde às novas necessidades produzindo bacias
com caixas de descarga de 6 litros acopladas, torneiras de menor vazão, chuveiros com
aeradores que possibilitam economia de água, entre outros produtos já disponíveis no
mercado.
A Figura 16 apresenta uma vista externa de uma casa modelo construída em
Florianópolis, SC, chamada de Casa Eficiente. O professor Roberto Lamberts e a arquiteta
Alexandra Maciel, do LabEEE, projetaram e coordenaram a sua construção para que esta casa
mostre o que pode ser feito hoje em termos de conservação de energia. A casa também
funciona como laboratório de testes da eficácia das medidas implantadas. A Casa Eficiente,
foi desenvolvida em uma parceria entre LabEEE, UFSC, Eletrosul, Procel e Eletrobrás
39
Florianópolis, com 206 metros quadrados de área útil, foi idealizada para uma família de
quatro pessoas. Como soluções, foram utilizadas:
- Estratégias de adequação climática (orientação solar, materiais de construção de
alto desempenho ambiental, cobertura com vegetação para conforto térmico, ventilação
cruzada e iluminação natural);
- Água potável para uso na pia, lavatório, chuveiro e ducha manual;
- Água pluvial para uso no vaso sanitário, tanque de roupas e irrigação;
- Água de reuso para o sistema de aquecimento dos quartos e irrigação;
- Aquecimento solar de água e
- Energia fotovoltaica interligada à rede da Eletrosul, com suprimento de 1,9 kW. O
excedente de energia elétrica é comercializado.
Figura 16 Casa Eficiente Fonte: LabEEE
Também em Santa Catarina, na SC-401 em Palhoça, na região da Grande
Florianópolis, encontra-se o edifício Primavera Office Green, mostrado na Figura 17 a
seguir. Com 13.000 metros quadrados de área construída, sua concepção e especificações
técnicas visaram à obtenção da certificação LEED. Foi construído pela Construtora Bautec e
apresenta as seguintes características:
- Estratégias de adequação climática (orientação solar, materiais de construção de
alto desempenho ambiental);
- Equipamentos economizadores de água;
- Sistemas de captação de água de chuva para reaproveitamento;
- Sistema de climatização com automação e supervisão por computador e
- Prioridade para a iluminação natural.
40
Figura 17 Edifício Primavera Office Green Fonte: WEB(3)
Uma revisão do Procel Edifica foi publicado recentemente pela Eletrobrás e o Instituto
Nacional de Metrologia, Normalização e Qualidade Industrial (Inmetro). A revisão foi feita
no RTQ-C, Regulamento Técnico da Qualidade, referente ao nível de eficiência energética de
edifícios comerciais, de serviços e públicos.
Atualmente há no Brasil 12 edifícios etiquetados e aproximadamente 40 em avaliação.
Entre os etiquetados estão o projeto do edifício do Centro de Tecnologias Sociais para Gestão
da Água (Cetragua), em Florianópolis (SC) e a Faculdade de Tecnologia Nova Palhoça –
FATENP, em Palhoça (SC), mostrados nas figuras 18 e 19 a seguir:
Figura 18 Projeto do edifício do Cetragua. Divulgação Agecom – UFSC Fonte:WEB (4)
41
Figura 19 Faculdade de Tecnologia Nova Palhoça – FATENP, em Palhoça (SC) Fonte: WEB (4)
O Regulamento Técnico da Qualidade do Nível de Eficiência Energética de
Edificações Residenciais (RTQ-R), tem previsão de lançamento para o final de 2010. Tem
como objetivo criar condições para a etiquetagem do nível de eficiência energética de
unidades habitacionais autônomas, de edificações residenciais multifamiliares e de áreas de
uso comum de edificações multifamiliares ou de condomínios residenciais. O RTQ-R
especificará os requisitos técnicos e os métodos para classificação de edificações residenciais
quanto à eficiência energética, permitindo a obtenção da Etiqueta Nacional de Conservação de
Energia (ENCE) do Inmetro.
42
6 CONCLUSÕES
Através dos estudos feitos para o desenvolvimento deste trabalho pontos importantes
foram observados quanto à eficiência energética em edificações. Os conceitos da arquitetura
bioclimática apresentados durante o trabalho são conhecidos pelos profissionais da engenharia
de construção de edifícios, mas ainda existe maior preocupação com os aspectos estéticos em
relação aos aspectos de adequação climática. As estratégias de projeto adequadas ao clima do
local podem garantir conforto aos ocupantes da edificação minimizando as cargas de
iluminação e condicionamento de ar. Para isso o projeto deve buscar a eficiência energética
desde a sua concepção até a etapa de ocupação e todos os profissionais envolvidos no projeto
devem trabalhar em busca de um mesmo objetivo.
De um modo geral, a preocupação com a qualidade de vida das gerações futuras vem
aumentando e a sociedade tem se interessado cada vez mais por soluções que reduzam o
consumo de energia elétrica. Existem várias tecnologias que melhoram o desempenho
ambiental das edificações, e, embora o custo adicional da adoção de equipamentos mais
eficientes energeticamente seja amortizado pela redução dos gastos operacionais da
edificação, o seu uso ainda não é um atrativo para o mercado da construção civil.
Praticamente cada país desenvolvido possui uma metodologia de avaliação de
desempenho ambiental de edifícios e os países em desenvolvimento estão desenvolvendo a
sua. A classificação dos edifícios através de certificações de eficiência energética estabelece
requisitos de desempenho que auxiliam na elaboração de novos projetos e consequentemente
o nível de desempenho da sustentabilidade dos edifícios tende a aumentar.
No Brasil, o programa de etiquetagem de eficiência energética para edificações
comerciais, de serviços e públicas foi lançado em 2009 e ainda tem adesão voluntária. Com a
obrigatoriedade da certificação as práticas da construção sustentável deverão ser adotadas
pelos profissionais envolvidos, o mercado da construção poderá agregar valor às edificações
comercializadas e os consumidores deverão se tornar mais exigentes na medida em que se
conscientizarem da necessidade e dos benefícios da construção sustentável.
43
A concepção adequada do edifício e sua certificação irão permitir a sua eficiência
energética, mas somente com a conscientização do usuário final é que as soluções projetadas e
instaladas para a redução do consumo de energia elétrica vão ser realmente eficazes.
Recomenda-se, então, pesquisar quais ações devem ser tomadas para instruir os
ocupantes dos edifícios no sentido de criar uma consciência que os leve a um compromisso
pessoal em favor do ambiente.
44
REFERÊNCIAS
CASA EFICIENTE. Projeto Casa Eficiente. [Homepage do Projeto]. Disponível em: http://www.casaeficiente.com.br. Acesso em: 24 jun. 2009.
GOULART, Solange. Sustentabilidade nas Edificações e no Espaço Urbano. Florianópolis: UFSC, 2007.
LABORATÓRIO DE EFICIÊNCIA ENERGÉTICA EM EDIFICAÇÕES. UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA. [Homepage do Laboratório de Pesquisa]. Disponível em http://www.labeee.ufsc.br/. Acesso em 10 out. 2009
LAMBERTS, Roberto, DUTRA, Luciano, PEREIRA, Fernando Oscar Ruttkay. Eficiência energética na arquitetura. São Paulo: PW, 1997.
LAMBERTS, Roberto, TRIANA, Maria Andrea. Levantamento do estado da arte: Energia. São Paulo: 2007.
PARANOÁ: Cadernos de Arquitetura e Urbanismo/Revista do Programa de Pesquisa e Pós Graduação da FAU-UnB. Ano 6, n. 3 (agosto 2007) – Brasília: FAU UnB, 2007 – v:il; 30cm
SILVA, V. G. Avaliação da sustentabilidade de edifícios de escritórios brasileiros: diretrizes e base metodológica. Tese (Doutorado em Engenharia Civil). Escola Politécnica da Universidade de São Paulo, Departamento de Engenharia de Construção Civil. São Paulo, 2003.
WEB (1) - Disponível em <http://www.sustentabilidade.philips.com.br/desafio-energetico/lampadas-mais-eficientes.htm>. Acesso em 06 nov. 2010 WEB (2) – Disponível em <http://www.inmetro.gov.br/consumidor/produtosPBE/ etiquetas/ENCE_Caixa_ingleses>. Acesso em 06 nov. 2010 WEB (3) - Disponível em http://www.spheraquattro.com.br/conteudos/projetos.php? COD_PROJETO=18&PHPSESSID=49ab289e172ad9854f3d1da7f14f40fb>. Acesso em 14 nov. 2010 WEB (4) - Disponível em <http://engenhariaearquitetura.com.br/wp/?p=6178>. Acesso em 15 nov. 2010
45
ANEXO 1
Iluminação e Design de Interiores Conforto Ambiental
1
CONFORTO AMBIENTAL
Professora: Thais Borges Sanches Lima
ANEXO – FLORIANÓPOLIS
1. Clima Mesotérmico úmido, com chuvas distribuídas uniformemente durante o ano. As estações do ano são bem caracterizadas, verão e inverno bem definidos, sendo o outono e primavera de características semelhantes. Fevereiro, mês mais quente, apresenta uma média mensal de 24,5 ºC e julho, mês mais frio, 16,4 ºC. A umidade relativa do ar é alta e sua média anual 82%. Coordenadas Geográficas :
Latitude 27º 35´S Longitude 48º 32´W
2. Carta Bioclimática
Fonte: Lamberts, 1997
Iluminação e Design de Interiores Conforto Ambiental
2
Estratégias - Programa Analysis 1.5 (http://www.labeee.ufsc.br/software/analysisBIO.html)
3. Estratégias de Conforto Térmico e Ventilação Zoneamento bioclimático de Florianópolis segundo a norma NBR 15220-3 (ABNT, 2005).
• Zona Bioclimática 3 – Aberturas para ventilação
• Médias (<15% área de piso < 25%) – Aberturas devem permitir entrada de sol no Inverno – Vedações externas:
• Parede leve refletora • Cobertura leve isolada
– Estratégias de condicionamento térmico passivo • Verão
– J) Ventilação cruzada • Inverno
– B) Aquecimento solar da edificação – C) Vedações internas pesadas (inércia térmica)
Iluminação e Design de Interiores Conforto Ambiental
3
Gráfico de ventilação (Fonte: Programa Analysis Sol-Ar)
− Ventos por freqüência de ocorrência
− Velocidades predominantes por direção
Iluminação e Design de Interiores Conforto Ambiental
4
4. Carta Solar – Florianópolis
Fonte: Adaptado do Programa Luz do Sol Bibliografia ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS, Rio de Janeiro. NBR 15220-3: Desempenho térmico de edificações – Parte 3: Zoneamento bioclimático brasileiro e diretrizes construtivas para habitações unifamiliares de interesse social. Rio de Janeiro, 2005. PROGRAMAS Analysis Bio - http://www.labeee.ufsc.br/software/analysisBIO.html Luz do sol - http://www.labeee.ufsc.br/software/luzDoSol.html Analysis Sol-Ar - http://www.labeee.ufsc.br/software/analysisSOLAR.htm Analysis 1.5 - http://www.labeee.ufsc.br/software/analysisBIO.html)