Redução do consumo de energia primária

Desafios ambientais

Consumo de energia primária

O consumo de energia de uma construção é expresso em energia primária, que indica a provisão de recursos energéticos necessários (sobretudo combustíveis não renováveis), independentemente de a produção de energia ter origem local ou remota (caso da rede pública de eletricidade). Além do trabalho na concepção arquitetônica, é possível limitar o impacto de um empreendimento no esgotamento dos recursos energéticos e nas emissões de poluentes atmosféricos atuando-se também nos produtos e sistemas empregados. Este trabalho intervém nas fases relativamente avançadas da concepção, pois implica em simulações que requerem dados precisos sobre os componentes do projeto.

Dividindo-se a oferta pelo consumo total de energia elétrica, com dados de documento preliminar do Balanço Energético Nacional (BEN 2013) brasileiro referente ao ano de 2012, obtém-se o valor 1,19. Este é o coeficiente para conversão de energia consumida em energia primária.

Outros esforços para diminuir o consumo de energia primária, enfim, também podem ser empreendidos em relação a aspectos específicos, tais como: limitação dos consumos de equipamentos de escritório ou de cozinha, limitação das potências da iluminação não regulamentar, consideração de eventuais equipamentos eletromecânicos (elevadores, esteiras rolantes, portas automáticas, etc.), etc..

Recurso às energias renováveis

O recurso às energias renováveis de todos os tipos é medido indiretamente via consumos que são deduzidos no cálculo do consumo de energia primária não renovável. No entanto, o referencial chama a atenção para a escolha da modalidade energética adotada, e valoriza os empreendimentos nos quais o recurso às energias renováveis locais constitui uma opção verdadeiramente razoável e coerente.

Preocupações

4.2.1 Reduzir o consumo de energia primária devida ao aquecimento, ao resfriamento, à iluminação, ao aquecimento da água, à ventilação, e aos equipamentos auxiliares ligados ao conforto dos usuários

O objetivo desta preocupação é avaliar os consumos de energia primária do edifício para:  aquecimento dos ambientes,

 resfriamento dos ambientes,  aquecimento da água,  a ventilação dos ambientes,

 os equipamentos auxiliares de distribuição e geração de elementos para os sistemas de aquecimento, resfriamento e água quente,

 a iluminação artificial dos ambientes.

Nota: os aparelhos considerados nesta preocupação são aqueles ligados ao conforto dos usuários. É

por isto que a energia consumida nos locais de processamento ou nos estacionamentos não é considerada neste requisito. Estes espaços estão excluídos do escopo da preocupação 4.2.1.

Para esta preocupação, o nível BASE requer uma nota justificativa dos princípios construtivos adotados e indicativa dos equipamentos especificados.

Esta nota aborda as seguintes temáticas:

 concepção bioclimática visando reduzir as necessidades de aquecimento, resfriamento e iluminação artificial

 desempenho térmico de vedações verticais e horizontais, opacas e envidraçadas  estanqueidade ao ar da envoltória do edifício

 sistema de aquecimento para o tratamento dos ambientes  descrição do sistema de aquecimento e de emissão  desempenho dos geradores de aquecimento

 sistema de resfriamento para o tratamento dos ambientes  descrição do sistema de resfriamento e de emissão  desempenho dos geradores de frio

 sistema de ventilação para o tratamento dos ambientes  descrição dos sistemas de ventilação e exaustão presentes

 desempenho das centrais de tratamento de ar, difusores e insufladores  sistema de aquecimento da água

 isolamento dos dutos de ventilação

 isolamento das redes de aquecimento e de resfriamento

 potência da iluminação artificial, interna e externa, para o conforto dos usuários e valorização de objetos ou mercadorias

 medições dos diferentes aparelhos de consumo (para aquecimento, resfriamento, equipamentos auxiliares para ventilação, água quente),

 definição do sistema de gestão energética do edifício  regulagem (aquecimento, frio, ventilação)

 regulagem da iluminação artificial (interruptor, detecção de presença, gradação)  consideração das energias renováveis

 efeitos colaterais destas diferentes temáticas no conjunto das categorias do referencial

O conjunto destas temáticas deverá levar em conta as restrições climáticas, assim como o uso do edifício. Além disso, deve ser fornecida uma nota definindo as boas práticas atuais para esse tipo de uso nesse país e permitirá avaliar o edifício em relação às práticas locais atuais.

Este nível também requer o respeito aos patamares abaixo, quanto aos consumos de energia primária em kWhep/m²/ano para esses pontos. Estes consumos, detalhados por aparelho, devem ser calculados com o auxílio de uma simulação termodinâmica (exceto o Nível BASE, que poderá ser uma estimativa), e depois comparados ao consumo de referência com eficiência classificada como C pelo RTQ-C do Inmetro.

Como alternativa, os valores a serem considerados para o cálculo dos desempenhos de referência do edifício são os parâmetros do Padrão 90.1 da ASHRAE [D].

Os patamares visados são os seguintes: Nível BASE: Ganho de 10% 5 PONTOS: Ganho de 20% 6 PONTOS: Ganho de 30% 7 PONTOS: Ganho de 40% 8 PONTOS: Ganho de 50% 9 PONTOS: Ganho de 60% 10 PONTOS: Ganho de 70% 15 PONTOS: Ganho de 80%

20 PONTOS: Edifício de energia positiva

A superfície a ser levada em conta na transformação dos consumos em kWh/m²/ano é a superfície regulamentar no país considerado. Se tal superfície não estiver estabelecida, a superfície definida na introdução deste guia para o estudo dos indicadores será utilizada.

Para justificar o atendimento desta preocupação dois cálculos de simulação termodinâmica serão realizados, o primeiro para o «edifício projeto, Cep», e o segundo para um «edifício de referência, Cepmáx». Estes dois cálculos definem respectivamente os consumos de energia primária Cep do edifício projeto assim como os consumos de energia primária Cepmáx do edifício considerado como referência.

O edifício de referência será idêntico ao edifício projeto nos seguintes critérios:  superfície,

 medidas,

 superfície de paredes envidraçadas,  volumetria,

 zona climática,

 arquivo de dados meteorológicos,  cenários.

O edifício de referência assumirá, por convenção, os seguintes elementos:

 características térmicas de referência da Regulamentação Térmica local - como alternativa, podem ser assumidos os parâmetros do Padrão 90.1 da AHSRAE;

 os sistemas (geração, emissão e distribuição de calor e de frio, ventilação, energia não renovável) têm como características de referência as descritas na Regulamentação Térmica local - como alternativa, podem ser assumidos os parâmetros do Padrão 90.1 da AHSRAE.

Um relatório final deve ser apresentado descrevendo as hipóteses (projeto e referência) e os resultados obtidos (ganho do edifício projeto com relação ao edifício de referência), assim como sua análise.

Utilização possível de um cálculo regulamentar local: O cálculo pode ser feito baseado na metodologia do RTQ-C do Inmetro, indicando invariavelmente todas as informações já mencionadas. Se este cálculo levar em conta os pontos suplementares, estes deverão ser isolados, para que se possa observar o ganho energético unicamente dos sistemas e equipamentos relacionados neste requisito. Os softwares utilizados para o cálculo de simulação termica dinâmica não devem resumir-se a uma simples planilha. A título indicativo, esta simulação pode ser efetuada por um dos softwares listados

abaixo (ou equivalentes): TRNSYS, CoDyBA, T.A.S, DesignBuilder, Virtual Environment, dentre outros semelhantes (esta lista é apresenta a título de exemplo, não sendo, portanto, exaustiva).

Exemplos de evidências a serem apresentadas nas auditorias: Nível BASE e diversos PONTOS

Auditoria do PRÉ-PROJETO: objetivo indicado no programa; definição da regulamentação

térmica que será adotada para justificativa desse requisito.

Auditoria do PROJETO: projeto executivo arquitetura e sistemas prediais ; memoriais

descritivos ; memórias de cálculo contendo notas justificativas dos princípios e o descritivo dos equipamentos especificados ; cálculo dos consumos de referência e real ; avaliação do desempenho energético em termos de ganhos do edifício real em relação ao edifício de referência – estimativa (BASE) ou simulação termodinâmica (diversos PONTOS).

Auditoria da EXECUÇÃO: atualização dos estudos a partir dos materiais e equipamentos

efetivamente adotados ; visita local ; documentos de vistoria de entrega da obra ; manual destinado aos usuários/gestores.

4.2.2 Limitar o consumo de energia elétrica na iluminação artificial

O objetivo desta preocupação é limitar os consumos de energia elétrica para a iluminação artificial não destinada ao conforto visual diretamente relacionado às atividades específicas desempenhas nos ambientes da edificação.

A primeira preocupação dessa exigência, diz respeito às medidas tomadas para limitar o consumo de energia para a iluminação artificial não levados em conta na preocupação anterior 4.2.1.

A iluminação visada por esta preocupação refere-se:

 à iluminação de segurança: obtenção de 1 PONTO*,

 à iluminação especializada destinada à execução de um processo determinado: obtenção de 1 PONTO*, por exemplo, a iluminação de palco em ambientes utilizados para espetáculos e lazer, à condição de que esta iluminação venha como complemento a uma iluminação geral e seja comandada por um sistema de comando específico acessível apenas ao pessoal autorizado,

 a iluminação destinada a valorizar objetos ou mercadorias: obtenção de 2 PONTOS*.  a iluminação dos estacionamentos: obtenção de 2 PONTOS*,

 a iluminação externa: obtenção de 2 PONTOS*,

Esta exigência recai sobre a iluminação dos objetos de arte, tais como pinturas e esculturas, objetos de arte com iluminação incorporada (lustres…) mas não as luminárias decorativas, ou a iluminação localizada destinada a valorizar as mesas de restaurante. Ela não cobre, tampouco, os elementos arquitetônicos que fazem parte do edifício, tais como paredes, portas, escadas, teto.

Nenhum dos outros dispositivos de iluminação devem ser levados em conta nesta preocupação. Para atender às exigências desta preocupação, é preciso demonstrar que foram tomadas medidas para limitar os consumos nestas iluminações, diretamente pelo empreendedor, ou redigidas à atenção da «organização» na forma de um caderno de encargos ou Manual.

Essas medidas adotadas podem ser relativas à potência e/ou à gestão da iluminação artificial. Podendo ser, por exemplo:

 utilização de LEDs para a sinalização externa e das saídas de emergência;

 utilização de lâmpadas com baixo consumo de energia ou LEDs para a iluminação do ambiente (valorização de expositores, vitrines, prateleiras…);

 limitação da iluminação das áreas de estacionamento;  limitação da iluminação (intensidade, zonas, duração);  implementação de iluminação fracionada por zona;

 implantação de detectores de presença e de detectores de movimento;

 implantação de uma gestão da iluminação com gradação (variação da intensidade em função da luz do dia);

 iluminação externa realizada a partir de energia renovável;

 limitação da iluminação (intensidade, zonas, duração) de objetos, nichos decorativos, etc.;  etc.

Evidentemente, estas medidas também devem levar em conta as exigências associadas às pessoas com mobilidade reduzida, assim como as regulamentações aplicáveis em termos de segurança.

► * Os diferentes pontos desta preocupação podem ser acumulados. O número máximo de pontos no conjunto da primeira parte desta preocupação é, portanto, 8 PONTOS.

A segunda preocupação dessa exigência se refere à limitação da potência elétrica instalada para a iluminação. Seu princípio é limitar os consumos relativos à iluminação de ambientes de ocupação permanente e alguns temporários, funcionando no período de abertura do edifício (áreas consideradas, horários e dias de funcionamento).

As limitações para as densidades de potência de iluminação limite (DPIL), dada em (W/m2), e do índice de ambiente (K) ou Room Cavity Ratio (RCR) previstos pelo RTQ-C (tabela 4.1 ou 4.2– limites para DPIL) devem respeitar os seguintes níveis de desempenho:

 Nível C do RTQ-C (Nível BASE),  Nível B do RTQ-C (1 PONTO*),  Nível A do RTQ-C (2 PONTOS*).

Nota : Para a obtenção da pontuação, deve-se alcançar o nível de eficiência energética final para o sistema de iluminação segundo o RTQ-C.

IMPORTANTE: Em caso da construção ser entregue “livre”, esta exigência é tratada por meio das

prescrições nos cadernos de encargos da “organização” ou Manuais para cada espaço de sua responsabilidade.

► * Os diferentes pontos desta preocupação não podem ser acumulados. O número máximo de pontos no conjunto da segunda parte desta preocupação é, portanto, 2 PONTOS.

Exemplos de evidências a serem apresentadas nas auditorias: Nível BASE e diversos PONTOS

Auditoria do PRÉ-PROJETO: objetivo indicado no programa ; diretrizes projeto instalações

elétricas e luminotécnica.

Auditoria do PROJETO: projeto de arquitetura ; projeto de instalações elétricas ; projeto de

luminotécnica ; projeto de automação, se houver ; memoriais descritivos dos projetos específicos e equipamentos especificados ; cálculo das DPIs.

Auditoria da EXECUÇÃO: visita local, ficha técnica dos equipamentos instalados nos

sistemas de iluminação ; documentos de vistoria de entrega da obra ; manual destinado aos usuários / gestores incluindo recomendações claras para limitar os consumos de eletricidade nos sistemas de iluminação.

4.2.3 Limitar os consumos de energia dos equipamentos eletromecânicos

O objetivo desta preocupação é garantir que os equipamentos eletromecânicos eventualmente instalados sejam econômicos em termos de consumo de energia.

Para obter o ponto desta preocupação, devem ter sido tomadas medidas para limitar o consumo de energia destes equipamentos. Estas medidas podem ser, por exemplo:

 escolha dos elevadores, monta-cargas, esteiras, escadas rolantes, portas automáticas, etc., em função de seus consumos;

 alternativas para não uso de escadas rolantes descendentes;

 exigências nos cadernos de encargos da “organização” a respeito das escolhas das persianas metálicas, portas, etc.

 etc.

Exemplos de evidências a serem apresentadas nas auditorias: 1 PONTO

Auditoria do PRÉ-PROJETO: objetivo indicado no programa ; diretrizes projeto instalações

prediais.

Auditoria do PROJETO: especificação técnica dos equipamentos eletromecânicos com

consumo reduzido de energia elétrica e sistemas de automação relacionados.

Auditoria da EXECUÇÃO: visita local, documento de vistoria de entrega da obra, catálogos

técnicos dos equipamentos instalados, manual destinado aos usuários / gestores.

4.2.4 Recurso a energias renováveis

O objetivo desta preocupação é garantir que o uso das energias renováveis locais foi estudado e aplicado, se verificada sua viabilidade.

O nível BASE desta preocupação requer a realização de um estudo de viabilidade do recurso às energias renováveis, (na França há regulamentação para tal estudo - Diretiva 2010/31/UE do Parlamento Europeu e do Conselho de 19 de maio de 2010 [E]).

Para isto, o empreendedor:

1) escolhe um sistema que utilize um tipo de energia entre os definidos a seguir. O projeto de edifício equipado com o sistema escolhido é chamado sistema projetado. Os projetos de edifícios equipados com outros sistemas são, então, chamados de variantes;

2) realiza um estudo de viabilidade técnica e econômica comparando o sistema projetado com os variantes, utilizando os seguintes tipos de energia:

 solar,  geotérmica,  aerotérmica,  hidrotérmica,  maremotriz,  hidráulica,

 proveniente da biomassa, de gases de expurga, de gases de estações de tratamento de águas servidas e do biogás (a biomassa é a fração biodegradável dos produtos e resíduos provenientes da agricultura, inclusive das substâncias vegetais e animais provenientes da terra e do mar, da silvicultura e das indústrias conexas, assim como a fração biodegradável dos resíduos industriais e domésticos).

O estudo de viabilidade técnico e econômico deve incluir os seguintes elementos:

1. Sistema projetado - Para o sistema projetado, o estudo deve mostrar:

 o consumo de energia do sistema projetado, em kWh de energia primária por metro quadrado e por ano, e em MWh de energia primária por ano;

 as emissões de gás de efeito estufa do sistema projetado, em kgCO2 por metro quadrado e por ano, e em toneladas de CO2 por ano, calculadas com base nos consumos de energia determinados en 1. a e em coeficientes de conversão determinados na preocupação 4.3.1;  a classificação do sistema de iluminação obtida pelo sistema projetado, segundo o Programa

Brasileiro de Etiquetagem;

 a classificação do sistema de condicionamento do ar obtida pelo sistema projetado, segundo o Programa Brasileiro de Etiquetagem;

 o custo anual de uso e operação do sistema projetado. O custo anual de uso e operação do sistema projetado é obtido somando-se as despesas ligadas ao consumo anual de energia às assinaturas e aos custos de manutenção, exceto a substituição de produtos ou equipamentos, assim como as receitas ligadas a uma eventual revenda da energia produzida.

2. Variantes não possíveis - Se uma variante não for possível devido à indisponibilidade do recurso

nas proximidades, o estudo deve mostrar, para as variantes possíveis :

 a diferença de custo de investimento entre a variante e o sistema projetado;

 a diferença de consumo de energia entre a variante e o sistema projetado, em kWh de energia primária por metro quadrado e por ano, e em MWh de energia primária por ano;  a diferença de emissões de gás de efeito estufa entre a variante e o sistema projetado, em kgCO2 por metro quadrado e por ano, e em toneladas de CO2 por ano - estas diferenças nas emissões são calculadas com base nos consumos de energia determinados acima e em coeficientes de conversão determinados na preocupação 4.3.1;

 a classificação do sistema de iluminação obtida pelo sistema projetado, segundo o Programa Brasileiro de Etiquetagem;

 a classificação do sistema de condicionamento do ar obtida pelo sistema projetado, segundo o Programa Brasileiro de Etiquetagem;

 a diferença de custos anuais de uso e operação entre a variante e o sistema projetado – o custo anual de uso e operação da variante e o do sistema projetado são obtidos somando-se as despesas ligadas aos consumos anuais de energia, às assinaturas e aos custos de manutenção, exceto a substituição de produtos ou equipamentos, assim como as receitas ligadas a uma eventual revenda da energia produzida;

 o tempo de retorno bruto, em anos, da variante em relação ao sistema projetado, igual à relação entre o valor determinado em 3. a. e o determinado acima;

 as outras vantagens e inconvenientes ligados à variante, sobretudo relativos a suas condições de gestão, em relação ao sistema projetado.

Para cada uma das variantes, o estudo deve levar em conta o conjunto de elementos inerentes a ela que tenham impacto técnico ou econômico nos indicadores, como, por exemplo, a adaptação da estrutura do edifício ou do sistema de distribuição, emissão ou regulagem energética. Aliás, se o empreendedor o desejar, ele pode fazer figurar os seguintes indicadores no estudo de cada uma das variantes possíveis, ao levar em conta:

 o acúmulo das emissões de gás de efeito estufa evitados pela variante em relação ao sistema projetado, durante trinta anos, em kgCO2 por metro quadrado, e em toneladas de CO2;

 o custo global atualizado da variante, durante trinta anos, em euros TTC (TTC=todas as taxas incluídas) e em euros TTC por metro quadrado na Europa (fora da Europa a divisa escolhida será a do país considerado);

 o custo global anualizado da variante, em euros TTC por ano e em euros TTC por ano e por metro quadrado (fora da Europa a divisa escolhida será a do país considerado);  a taxa de rentabilidade interna da variante, em porcentagem.

Observações : As emissões de gás de efeito estufa consideradas não levam em conta as emissões

de fluidos frigoríficos.

A superfície a ser levada em conta para reduzir os consumos, as emissões e os custos por unidades por metro quadrado de área útil* é a superfície regulamentar no país considerado. Se tal superfície não estiver estabelecida, será utilizada a superfície definida na introdução deste guia para o estudo dos indicadores (área útil em m²). Assim, para fins deste referencial técnico será adotada a definição do Regulamento Técnico da Qualidade do Nível de Eficiência Energética de Edifícios Comerciais, de Serviços e Públicos (RTQ-C), publicado pelo Inmetro que é definida como a área disponível para ocupação, medida entre os parâmetros internos das paredes que delimitam o ambiente, excluindo garagens.

A análise da modalidade energética também pode ser feita no momento da análise do local do empreendimento (cf. anexo A do SGE), a partir dos elementos de estudo de viabilidade acima. A pertinência da modalidade é avaliada questionando-se:

 a porcentagem de cobertura das necessidades: abaixo de certa porcentagem, é preciso indagar se não valeria mais a pena investir em outro ponto ou em outra modalidade;

 os equipamentos ou sistemas para os quais a modalidade é utilizada;  a eficácia dos equipamentos;

 o impacto ambiental global da solução energética;  o tempo de retorno do investimento.

Para obter os pontos relativos a este requisito, é necessário, além do estudo realizado para o atendimento do nível BASE, explorar realmente uma modalidade de energia de origem renovável. É necessário analisar e justificar a pertinência da modalidade escolhida.

Para o percentual de atendimento das necessidades totais do edifício relativas a aquecimento, resfriamento, iluminação artificial e aquecimento de água são atribuídos os seguintes pontos :

10% obtenção de 1 PONTO 20% obtenção de 2 PONTOS 30% obtenção de 3 PONTOS 40% obtenção de 4 PONTOS

Exemplos de evidências a serem apresentadas nas auditorias: Nível BASE

Auditoria do PRÉ-PROJETO: análise do local do empreendimento ; estudo de viabilidade do

recurso às energias renováveis.

Auditoria do PROJETO: revisão no estudo de viabilidade, caso necessário. Auditoria da EXECUÇÃO: comprovado nas auditorias anteriores.

Níveis 1 a 4 PONTOS

Auditoria do PRÉ-PROJETO: análise do local do empreendimento ; estudo de viabilidade do

recurso às energias renováveis ; objetivo indicado no programa.

Auditoria do PROJETO: projeto de uso de energia renovável ; memorial descritivo contendo

análise e justificativa para a(s) modalidade(s) escolhida(s) ; memória de cálculo contendo a expressão do percentual de cobertura da demanda.

Auditoria da EXECUÇÃO: visita local ; documentos de vistoria de entrega da obra ; manual

No documento GUIA PRÁTICO DO REFERENCIAL DE AVALIAÇÃO DA QUALIDADE AMBIENTAL DO EDIFÍCIO (páginas 143-152)