Custo no ciclo de vida das edificações

“Como o termo usualmente indica, as intervenções de habitações de interesse social buscam custos iniciais baixos por unidade entregue, com mínima consideração pelo custo no ciclo de vida da casa dada aos usuários, à comunidade e sociedade em geral” (CIB; UNEP, 2002, p.30, tradução nossa).

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Segundo Carlo (2008), a avaliação econômica permite mostrar se os investimentos em eficiência energética de uma edificação trazem benefícios econômicos reais, imediatos ou em longo prazo. A autora analisou métodos que são usados para essas avaliações, quais sejam: análise de retorno de investimento, avaliação do custo do ciclo de vida (CCV), custo-benefício e custo da energia conservada (CEC). Os cálculos realizados por custo do ciclo de vida e custo de energia conservada (quando considerada a variável tempo) mostraram-se os mais adequados, por integrarem a variável da vida útil no cálculo com as suas variações de custos. De igual forma, para Fuller e Petersen (1995), comparações de alternativas de projetos de conservação de energia em edifícios são excelentes para a aplicação do método de CCV, sendo buscada a opção com o menor custo.

A pesquisa de Gluch e Baumann (2004) abordou o uso de análise de custo no ciclo de vida como uma ferramenta para tomada de decisão ambiental. Eles identificaram áreas de pesquisa necessárias, entre as quais se encontram o desenvolvimento maior de ferramentas que integrem considerações ambientais e micro-econômicas, assim como o alongamento das fronteiras de metodologias como o CCV com ferramentas que focam em medidas físicas como a ACV, enfoque já apontado por outros pesquisadores.

A CCV é um método econômico de avaliação de projetos que leva em consideração todos os custos das fases do ciclo de vida da edificação, como construção, operação, manutenção e final da vida, sendo especialmente indicado para avaliação de alternativas de projeto de edifícios com diferentes opções (BSI, 2008; DEPARTMENT OF ENERGY; FULLER, 2005; SCHADE, 2003). Pode ser aplicado, entre outros, para tomada de decisão com comparação de possíveis projetos de edifícios, determinação de poupanças em energia ou água com retrofit de edificações, determinação de formas mais econômicas de alcançar alvos de energia ou determinação de tamanhos adequados de sistemas de edificações (DEPARTMENT OF ENERGY; FULLER, 2005). A CCV é, por vezes, confundida com Whole Life Costing (WLC); entretanto, a diferença entre os dois é de que o WLC pode considerar também custos de externalidades e outros custos que não estão associados à construção (BSI, 2008).

A ISO 15686-5 é uma norma internacional para a metodologia de custos no ciclo de vida em edificações, que mostra os princípios da metodologia e da definição de termos, fazendo parte da série ISO 15686 “Buildings and constructed assets - Service life planning” (KÖNIG et al.,

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2010). Há algumas normas, iniciativas e programas disponíveis para introdução do conceito de CCV nas primeiras etapas de projeto das edificações. As normas da ASTM em economia para edifícios e, em especial, a E917, atualizada em 2013, “Standard Practice for Measuring Life-Cycle Costs of Buildings and Building Systems”, contêm documentos para avaliar o desempenho econômico dos investimentos nos edifícios. Por outro lado, o Departamento de Energia dos Estados Unidos criou um programa de distribuição gratuita, o Building Life-Cycle Cost Program (BLCC), que realiza análises econômicas, utilizando a avaliação dos custos relativos efetivos de alternativas de edifícios, especialmente medidas de conservação de energia e projetos de energias renováveis. O programa também estima emissões no ciclo de vida de gases de efeito estufa relacionados ao uso de energia dos edifícios (DOE, 2013).

No CCV são importantes, entre outros, termos como custos iniciais ou capitais, que podem ser os mesmos; custo descontado, que resulta do custo real considerando uma taxa de desconto real, ou do custo nominal descontado por uma taxa de desconto nominal. O custo nominal é o preço esperado a ser pago e pode incluir mudanças como inflação, entre outras. O custo real é o valor na data-base, o qual exclui inflação. Igualmente, a taxa de desconto, que reflete o valor do dinheiro no tempo, pode ser usada tanto para converter valores futuros ao tempo presente quanto para o contrário. E valor residual é o valor de um componente ou sistema no final do período de análise (BSI, 2008). Um dos métodos mais conhecidos para aplicação do CCV é o de Valor Presente Líquido (VPL) ou Net Present Value (NPV) e mostra-se, segundo Schade (2003), como o mais apropriado para a indústria da construção, ao aplicar fatores de desconto com base em uma taxa de retorno requerida para cada fluxo de caixa nos anos projetados, de forma que os fluxos de caixa sejam descontados a valor presente. Porém, o VPL não é aplicável para comparação de alternativas com diferente duração de vida (FULLER; PETERSEN, 1995). No VPL consideram-se custos como valor inicial no ano 0, custos no final da vida, custos de manutenção e valor residual como preços fechados, enquanto custos de energia operacional como custos recorrentes anuais.

Pesquisas como a de Ibn–Mohammed et al. (2014), Morrissey e Horne (2011) e Kneifel (2010) incluíram a variável econômica junto à análise do ciclo de vida para avaliação de estratégias de eficiência energética em edificações. A justificativa foi considerar uma real redução dos impactos no ciclo de vida.

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O estudo de Kneifel (2010) avaliou economias energéticas, emissão de CO2 e custos efetivos das medidas de eficiência energética no

ciclo de vida; entretanto, seu estudo foi sobre prédios comerciais. O autor usou uma abordagem de projeto integrado para estimar as implicações do custo das emissões de carbono, com base na energia, usando ACV com CCV e simulações de energia no Energy Plus para doze edificações típicas comerciais estabelecidas de acordo com dados nacionais, cada uma em dezesseis cidades americanas. As análises de CCV foram realizadas para quatro períodos diferentes, considerando 1, 10, 25 e 40 anos. O autor informa que períodos de tempo mais longos são melhores para considerar custos relevantes de operação; contudo, aumentam incertezas pelas suposições realizadas em relação aos custos e ao comportamento de usuários no futuro. Na pesquisa, o caso base foi comparado com três alternativas de projetos energeticamente eficientes. O método usado para CCV foi economia líquida, e taxa interna de retorno ajustada (ATIR). Foi usado o software BEES da NIST para verificar as diferentes alternativas em relação a custos e para a análise do ciclo de vida. Como resultado, obtiveram-se uso da energia, custo da energia, custo no ciclo de vida, emissões de carbono e custo do carbono das diferentes alternativas. Os resultados mostraram reduções efetivas na aplicação de estratégias convencionais de eficiência energética, como isolamento térmico, vidros de baixa emissão, sombreamento nas janelas e controles de iluminação natural, tanto no consumo de energia (20-30%), quanto nas emissões de CO2 (16% na média). Para algumas cidades, essas

estratégias foram efetivas no ciclo de vida, independentemente do período de estudo; entretanto, prazos maiores de estudos mostraram-se mais efetivos no custo. A redução da pegada de carbono também foi observada, em especial, em estados em que a matriz tem menor uso de energia renovável. Igualmente, foi verificado que a introdução do custo no carbono aumentou a taxa de retorno nos investimentos em todos os edifícios e cidades.

Similar ao estudo anterior, Morrissey e Horne (2011) usaram uma abordagem integrada de simulação termoenergética e CCV em uma amostra de residências na Austrália para investigar as implicações de CCV em um clima temperado. Para CCV, foi usado o método de valor presente líquido. O software usado para as simulações foi o AccuRate da certificação australiana NatHERS (Nationwide House Energy Rating Scheme), com o qual estimaram as necessidades de aquecimento e resfriamento (MJ/m2_{/ano). O software apresenta interação entre}

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dos usuários. Partindo de um caso base, foram modelados quatro cenários com melhoria gradual de desempenho térmico, obtido, inicialmente, pela adição de materiais. No total foram analisadas 80 casas. As estratégias para a melhoria da eficiência energética incluíram novos materiais, considerando custos ascendentes, tais como: isolante no forro, controle de infiltração, sombreamento, isolante externo nas paredes, vidro com melhor desempenho e isolante interno nas paredes. Foi considerada uma vida útil de 40 anos. O estudo foi realizado para quatro horizontes de tempo: 5, 10, 25 e 40 anos. A taxa de desconto real diminuiu após 30 anos, com base em outros estudos e ainda foram comparados dois cenários de custo energético. O comportamento do usuário foi mantido padrão. Os resultados mostraram que, no horizonte de 40 anos, as casas com envoltórias com melhor desempenho térmico (8 estrelas no NatHERS8₎

apresentam um custo ótimo, tanto para o cenário com alto e baixo preço da energia; no entanto, não foi considerada a energia incorporada. As poupanças energéticas do cenário da casa de 8 estrelas foram três vezes maiores do que as da casa de 6 estrelas em um período de 40 anos, mas o custo inicial foi mais do que cinco vezes maior. A análise de sensibilidade aplicada mostrou que o custo no ciclo de vida pode variar muito em função do valor residual do mercado atribuído ao investimento de eficiência energética. Assim, o estudo sugeriu que investimentos em eficiência energética têm poupanças significativas ao considerar horizontes de 25 e 40 anos, em especial, quando se considera o aumento no preço da energia. Os resultados confirmaram que o projeto do edifício com melhor custo é sempre um projeto mais eficiente que o requerido pelo código de energia nacional, isto quando considerado um horizonte de tempo maior.

No Brasil, poucas pesquisas têm abordado questões econômicas para incorporação de várias estratégias simultâneas de eficiência energética nas habitações. Recentemente, Invidiata e Ghisi (2016a) propuseram a análise energética e econômica de quatro sistemas de janelas com sombreamento considerando o ciclo de vida. A análise foi realizada com simulação computacional na fase de uso para uma residência em Florianópolis. A energia incorporada nos materiais foi

8 _{O rating do NatHERS varia de 0 até 10 com base na demanda de aquecimento} e resfriamento em MJ/m2_{. A partir de cinco estrelas é considerada uma}

edificação com eficiência energética mínima de 182 MJ/m2_{, representando um}

cenário base. Portanto, oito estrelas representa uma casa com alta eficiência energética, com 64 MJ/m2_.

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obtida de pesquisas internacionais e nacionais. A análise econômica tomou como base a metodologia de custos no ciclo de vida.

A pesquisa de Bodach e Hamhaber (2010) relacionou maior eficiência energética nas habitações de interesse social com redução nas contas de energia, porém as análises de custos foram associadas somente ao custo capital. Os autores propuseram estratégias de melhoria de eficiência energética com benefícios e custos em um estudo de caso de uma edificação residencial multifamiliar de quatro andares, em uma comunidade de baixa renda no Rio de Janeiro. A tipologia foi considerada por eles como recorrente nesse setor no contexto urbano. Também foram realizadas entrevistas com especialistas do setor habitacional e da área de eficiência energética, as quais revelaram que os custos iniciais são uma das principais barreiras para obter maior eficiência energética nas edificações, pois não são considerados os custos no ciclo de vida, devido à falta de interesse do construtor na redução do preço da obra, em virtufe da conta de energia futura ser do usuário final. As estratégias de eficiência energética do projeto foram estimadas por meio de uma matriz que considerava o local de implantação (redução de ilhas de calor, sombreamento das fachadas, aumento da ventilação), conforto térmico e visual (melhoria do desempenho térmico da envoltória, aumento da ventilação natural, garantia de iluminação natural e redução de ganhos solares diretos), equipamentos (uso de aquecimento solar, redução na demanda de equipamentos e de iluminação artificial) e critérios de eco- eficiência (redução ambiental por meio do uso da terra, redução no consumo de água, redução no impacto dos materiais e na necessidade de transporte). As áreas foram relacionadas com critérios desejáveis de serem alcançados e foi avaliada a situação atual do projeto em relação ao seu desempenho atual. Posteriormente, foram propostas estratégias com medidas de implementação para melhoria dos itens tidos como necessários. Entretanto, a metodologia não abordou métodos de simulação ou outros mais específicos que demonstrem, de forma efetiva, a melhoria alcançada no conforto do usuário ou considerem consumos ao longo do tempo.Como resultado, obteve-se um custo total inicial de R$ 4.570,31 de aumento por unidade habitacional para a implantação das medidas propostas, mas os autores ressaltaram que, enquanto estratégias, como a instalação de um aquecedor solar, poderia aumentar o pagamento mensal do usuário em R$14,47 na época do estudo, a poupança seria de R$22,55 por mês. Assim, deveriam ser vistos os custos e os benefícios alcançados.

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Com relação a custos de implantação de estratégias de eficiência energética em projetos de HIS, Triana e Lamberts (2013) fizeram também um estudo para a Companhia de Habitação de Santa Catarina, que propunha alterações com relação a estratégias de uso racional de energia e água para a casa padrão de 36 m2 _{da Cohab SC. As estratégias para uso}

da energia foram propostas com relação à envoltória e ao uso de aquecimento solar por meio de uma torre anexa a casa que também incorporava soluções para captação de água da chuva. Com relação ao desempenho termoenergético da envoltória, foram avaliadas medidas em relação à melhoria dos graus-hora para resfriamento e aquecimento tomando como base os níveis estimados no RTQ-R. Foram propostas alterações para a envoltória com relação à melhoria na ventilação, no sombreamento e no isolamento da cobertura. O melhor resultado foi obtido com o isolamento da cobertura. Com as estratégias propostas, passava-se de nível D da envoltória no verão conforme avaliação no RTQ-R, para nível B, com custo total inicial estimado em torno de R$ 3.780,00 por unidade. Isso, considerando valores de 2009. Entretanto, foi avaliado somente o custo capital.

3.2 MUDANÇAS CLIMÁTICAS E SUA INTERAÇÃO COM A