Análise da viabilidade técnica e financeira do contêiner marítimo para
habitação social.
Analysis of the technical and financial feasibility of the shipping container for social
housing.
Yasmim Mayuri Asahide 1, Marlon Leão 2
Resumo: A construção civil é uma das maiores geradoras de resíduos na atualidade, uma das soluções é a
reutilização. Devido a grande quantidade de contêineres marítimos descartados e a necessidade de utilizar materiais mais sustentáveis, a reutilização desse sistema na construção civil, especialmente para residenciais, pode apresentar grande potencial. Porém, como os contêineres são construídos apenas com aço, o uso de isolamento térmico é indispensável para utiliza-lo como habitação. A avaliação termo energética do contêiner marítimo foi realizada utilizando os valores preconizados nas normas ABNT 15575 e ASHRAE 55. O software de simulação termo energética DesignBuilder foi calibrado através de medições locais e utilizado na modelagem e geração de dados para análise. Este estudo comparou inicialmente as temperaturas internas do contêiner comum com uma habitação de interesse social construída em alvenaria e verificou-se que ambas apresentam comportamentos muito semelhantes e insatisfatórios. Como solução, foi proposta uma nova habitação de contêiner marítimo, revestida com materiais adequados estrategicamente. O seu desempenho térmico foi satisfatório para a cidade de Sinop-MT e para todas as zonas bioclimáticas brasileiras. Este contêiner também apresentou um consumo energético e custo total de construção inferior às habitações tradicionais de alvenaria, comprovando que os contêineres marítimos podem oferecer condições de habitabilidade para seus usuários, além de gerar economia e qualidade de vida para a população.
Palavras-chave: Desempenho térmico; Conforto térmico; Consumo energético.
Abstract: Civil construction is one of the largest waste generators today, one of the solutions is reuse. Due to the large
number of shipping containers discarded and the need to use more sustainable materials, the reuse of this system for civil construction, especially residential, can present great potential. However, since the containers are constructed only with steel, the use of thermal insulation is indispensable for use as a dwelling. The thermo energy assessment of the shipping container was carried out using the values recommended in the standards ABNT 15575 and ASHRAE 55. The DesignBuilder thermal energy simulation software was calibrated through local measurements and used in the modeling and generation of data for analysis. This study initially compared the internal temperatures of the common container with a housing of social interest built in masonry and it was verified that both present similar and unsatisfactory behaviors. As a solution, a new container housing was proposed, lined with strategically adequate materials. Its thermal performance was satisfactory for the city of Sinop-MT and for all Brazilian bioclimatic zones. This container also presented an energy consumption and total cost of construction inferior to the traditional dwellings of masonry, proving that the shipping containers can offer conditions of habitability for its users, besides generating economy and quality of life for the population.
Keywords: Thermal performance; Thermal comfort; Power consumption. 1 Introdução
A construção civil brasileira é caracterizada por produzir um grande volume de resíduos resultantes do desperdício, que impactam de maneira negativa o meio ambiente. De acordo com Santos et al., (2010), estes representam cerca de 50% do volume de resíduos sólidos urbanos. Uma solução a essa situação é a reutilização, reaproveitamento de materiais.
Para Araújo (2012), existe a necessidade de que estudos sejam feitos para o desenvolvimento de novos métodos construtivos, a fim de amenizar o impacto ambiental causado por resíduos de construção.
Como alternativa construtiva, o trabalho propõe a reutilização de contêineres marítimos. Estes são constituídos de aço, o que proporciona uma boa resistência mecânica, e contribui para a durabilidade do material, porém possui elevada transmitância e baixa inércia térmica que ocasiona grandes ganhos de calor e oscilações de temperatura, por isso o tratamento térmico
para melhorar o desempenho desse material como moradia é indispensável.
Segundo Lamberts et al. (2014), ao serem revestidos com materiais isolantes térmicos os contêineres podem se transformar em moradias com bom desempenho, e para isso é necessário que sejam utilizados materiais compatíveis com o clima da região.
No Estado de Mato Grosso, assim como em todo o Brasil, existem poucas pesquisas que comprovam que a habitação feita de contêiner marítimo seja adequada para garantir uma moradia de qualidade à população. Devido à escassez de informações técnicas, surge a necessidade de desenvolver trabalhos científicos que possibilitem a comprovação dos dados por meio de simulação computacional e de forma técnica.
Assim, este trabalho teve como o objetivo a analise termo energética e financeira de uma habitação de contêiner marítimo.
2 Revisão Bibliográfica
2.1 Habitação de contêiner marítimo.
Existe uma grande diversidade de modelos de contêineres, variando sua forma, tamanho ou resistência.
1Acadêmica do curso de Engenharia Civil, Universidade do
Estado de Mato Grosso, Sinop-MT, Brasil, mayasahide@gmail.com
2Doutor, Professor, Universiversidade do Estado de Mato Grosso,
Eles são normatizados de acordo com determinadas dimensões e características pela International Organization for Standardization (ISO, 668:2013). Os modelos mais utilizados no transporte marítimo e na construção civil são os de 20 e 40 pés, do modelo Dry, que são os que não possuem revestimentos e conseguem se adaptar a qualquer volume. Na face frontal do contêiner, existem duas portas com travas. O piso é composto por chapas compensadas de madeira de 28 mm, fixadas por parafusos. Na estrutura, os perfis verticais e horizontais são em aço. Os fechamentos nas faces laterais e na posterior são de painéis em chapa corrugada. Observa-se então que grande parte de constituição é o aço, um material de baixa resistência térmica.
Conforme afirmado por Fossoux et Chevriot (2013), o isolamento térmico é indispensável quando se constrói em contêiner, pois o aço é um ótimo condutor térmico. Considerando as características térmicas e unindo-as com recentes tecnologias presentes no mercado para melhoramento de desempenho, existe a possibilidade de revesti-los, tanto as paredes quanto a cobertura, com materiais adequados que garantam maior conforto ao usuário.
2.2 Desempenho térmico
O desempenho térmico está diretamente relacionado com o conforto humano, podendo ou não melhorar o conforto ambiental, proporcionar condições adequadas para o sono e outras atividades normais em uma habitação. Além disso, edificações com um bom desempenho térmico, tendem a demandar menos energia elétrica, o que pode resultar em economia, e a melhorar o conforto térmico do usuário.
No Brasil existem duas normas que abordam o cálculo de desempenho térmico com o intuito de aprimorar a qualidade das habitações: A NBR 15220-3 (ABNT, 2005): Zoneamento Bioclimático brasileiro de diretrizes construtivas para habitação unifamiliares de interesse social e a mais recente, a NBR 15575 (ABNT, 2013) Edificações Habitacionais – Desempenho.
2.2.1 NBR 15575
A ABNT NBR 15575 (2013) estabelece que a edificação deva atender as exigências de desempenho térmico de acordo com o comportamento interativo entre áreas externas, cobertura e piso, considerando o zoneamento bioclimático estabelecido na ABNT NBR 15220-3 (2005). São estabelecidos três procedimentos de avaliação: simplificado (prescritivo), simulação e medição.
No procedimento simplificado verifica-se o atendimento de requisitos e critérios para os sistemas de vedação conforme estabelecido na ABNT NBR 15575-4 (2013) e para os sistemas de cobertura conforme a ABNT NBR 15575-5 (2013), referentes a características de transmitâncias e capacidade térmica. No procedimento por simulação os requisitos e critérios são estabelecidos na ABNT NBR 15575-1 (2013) por meio de simulação computacional do desempenho térmico global do edifício. E, por fim, o procedimento de medição verifica os requisitos e critérios estabelecidos por meio de medição a serem realizadas na edificação real ou em protótipos construídos.
2.3 Conforto térmico
O conforto térmico, definido pela ABNT (NBR 15220-1, 2005, p.6), “...é a satisfação psicofisiológica de um individuo com as condições térmicas do ambiente”.
O estabelecimento do conforto térmico humano está relacionado com algumas variáveis que devem ser consideradas na avaliação das condições que irão determinar um equilíbrio entre o corpo e meio envolvente. Estas variáveis estão relacionadas com a atividade desenvolvida, a vestimenta, a tipologia física dos indivíduos, e também, as variáveis climáticas envolvendo a temperatura, a umidade, o movimento de ar, a radiação solar e a radiação infravermelha. Que segundo Corbella e Yannas (2003) a correlação entre estes fatores irá definir o estabelecimento do conforto térmico.
Existem vários estudos que possibilitam a determinação de parâmetros que proporcionam o conforto térmico, entre eles o Modelo Adaptativo. Este modelo propõe o parâmetro de conforto para ambientes ventilados naturalmente. Tem por fundamento a capacidade de aclimatização, adaptação fisiológica humana as condições ambientais e a capacidade de reação consciente do individuo em alterar uma situação de desconforto, buscando situações mais confortáveis, como: abrir ou fechar janelas e portas, acionar ventiladores ou trocar vestimenta. (DEAR e BRAGNER, 2001)
O Modelo Adaptativo foi incorporado á ASHRAE 55 com base nos resultados da pesquisa ASHRAE RP-884, Developing an Adaptive Model of Thermal Confort and Preference, desenvolvida por Dear et al. (1998), com o objetivo de comprovar o modelo adaptativo e definir um padrão para a temperatura de conforto em ambientes ventilados naturalmente. Nesta pesquisa foi definida uma temperatura confortável para ambientes ventilados naturalmente, expressa pela temperatura operativa do ambiente (Top), obtida em função da temperatura efetiva externa. O novo modelo adaptativo foi incorporado a ASHRAE 55 (2004) definido por um uma função linear com variação de ± 2,5°C para 90% e de ± 3,5°C para 80% de ocupantes satisfeitos, representada pelas retas da Figura 1.
Figura 1 - Intervalo para Temperaturas Operativas aceitáveis para edificações naturalmente ventiladas. Fonte: Adaptado de
ASHRAE 55, 2004.
2.4 Softwares de simulação termo-energética
Muitas ferramentas computacionais de simulação têm sido desenvolvidas com o objetivo de facilitar a análise e
avaliação do desempenho energético e térmico de projetos de edifícios. Elas estão se tornando cada vez mais importantes, se destacando em pesquisas de diversos países. (LAMBERTS et al, 2010).
2.4.1 DesignBuilder
O DesignBuilder é um software comercial desenvolvido pela empresa britânica DesignBuilder Ltda. Esta ferramenta consiste em uma interface gráfica de modelagem para suprir as limitações do EnergyPlus. Contém um grande acervo de materiais de construção para modelagem de edifícios e mais de dois mil arquivos climáticos em diversas regiões do mundo.
O software combina as funcionalidades de modelação de edifícios com simulações energéticas dinâmicas de ponta, oferecendo uma plataforma de modelagem de habitação em 3D de rápida manipulação. Nele, não há restrições quanto a limitações geométricas tridimensionais, e estão disponíveis elementos realísticos que fornecem de forma visual e imediata de detalhes como espessura de paredes, janelas, lajes, entre outros.
Ao criar um modelo, o DesignBuilder permite que sejam definidos automaticamente os dados mediante às plantas baixas pré-determinadas. Uma vez criado, é possível fazer alterações no nível global ou específico, no nível edifício, bloco e zona. Também é possível controlar o nível de detalhe de cada modelo, o que faz do referido software uma ferramenta útil em qualquer etapa do processo de projeto.
3 Metodologia
O método aqui proposto compreende o estudo do desempenho e conforto térmico de uma habitação feita de contêiner marítimo para a cidade de Sinop - MT. Feito tanto através de medição e estudo em campo, quanto por simulação computacional. Ele consiste, portanto, das seguintes etapas:
1. Medições de temperaturas internas e dados climáticos no contêiner marítimo para realizar a calibração do software;
2. Analise do desempenho térmico entre o contêiner da medição e a casa de alvenaria; 3. Analise do conforto térmico entre o contêiner da
medição e a casa de alvenaria; 4. Otimização do contêiner.
5. Análise do desempenho e conforto térmico do contêiner otimizado para todas as zonas bioclimaticas.
6. Análise do consumo de energia para o uso de climatizadores;
7. Custos financeiros entre o contêiner e a casa de alvenaria.
3.1 Objeto de estudo
3.1.1 Habitação de contêiner marítimo.
O contêiner utilizado nesta pesquisa (Figura 2) está localizado na Avenida dos Ingás, número 777 no bairro Jardim paraíso no município de Sinop - MT, localizada cerca de 500km da capital Cuiabá. Segundo Laco (2013) a cidade de Sinop pode ser classificada com os dados climáticos da cidade de Vera-MT (Zona Bioclimática 5).
Este contêiner analisado na pesquisa é do Modelo Dry e possui as seguintes dimensões externas: 12,2 metros de comprimento, 2,40 metros de largura e 2,75 metros de altura. A porta e a janela são do mesmo tipo de aço do contêiner, voltadas para o oeste com uma inclinação de 12° ao Norte.
No momento das medições o contêiner estava desocupado. As paredes e cobertura apresentavam as seguintes características:
Tabela 01 – Caracterização da habitação de contêiner marítimo e valores de U (transmitância térmica), CT (capacidade térmica)
e FS (Fator solar) para paredes e cobertura.
Caracterização (camada interna para externa)
Paredes Piso Cobertura
Reboco de gesso com 12.7 mm de espessura. Concreto PVC Placa de compensado de madeira com 15 mm de espessura. Placa de compensado de madeira com 15 mm de espessura. Telha térmica com placa de poliestireno expandido (EPS) Placa poliestireno
expandido (EPS) com 30 mm de espessura. Aço metálico do contêiner (3 mm). Aço metálico do contêiner (3 mm) Aço metálico do contêiner (3 mm). Tinta térmica na cor laranja. Tinta térmica na cor
laranja. U (W/m².K) = 0,92 U (W/m².K) = 1,37 CT (KJ/m².K) = 41,72 CT (KJ/m².K) = 37,41 FS = 2,21 FS = 3,30
Fonte: Autoria Própria, 2017.
Figura 2 - Contêiner marítimo utilizado neste estudo. Fonte: Autoria própria, 2017.
Com a finalidade de comparar os dados de temperaturas internas da habitação de contêiner marítimo e de uma casa de alvenaria, foi necessário fazer as medições em um protótipo construído com os mesmos materiais utilizados em casas de interesse social no município de Sinop - MT (Figura 3). Este protótipo foi utilizado apenas para fazer a calibração do software, demostrando que os resultados da casa moldada são confiáveis. Esse protótipo se localiza nas dependências da Universidade do Estado de Mato Grosso (UNEMAT) e sua infraestrutura é composta por blocos de fundação de concreto e vigas baldrame de concreto armado. O protótipo possui uma área de 4 m² e pé direito de 2,70m. A porta e a janela são metálicas e localizam-se nas fachadas norte e sul, respectivamente. As informações necessárias se encontram na tabela a seguir:
Tabela 02 – Caracterização do protótipo utilizado com casa de interesse social e valores de valores de U (transmitância térmica), CT (capacidade térmica) e FS (Fator solar) para
paredes e cobertura.
Caracterização (camada interna para externa)
Paredes Cobertura
Reboco paulista com 1,5cm de espessura Tijolo oito furos (9x19x19cm)
Telha cerâmica
Reboco paulista com 1,5cm de espessura Forro PVC Pintura externa com cores claras
U (W/m².K) = 2,63 U (W/m².K) = 2,18 CT (KJ/m².K) = 149,06 CT (KJ/m².K) = 12,51
FS = 3,15 FS = 2,62
Fonte: Autoria própria, 2017.
Figura 3 - Protótipo. Fonte: Autoria própria, 2017.
3.2 Medição
Os dados monitorados na habitação de contêiner marítimo foram medidos entre os dias 14 e 17 de Fevereiro de 2017. E o protótipo, entre os dias 22 e 25 de Maio de 2017. Optou-se por realizar as medições com as esquadrias abertas das 08:00 até as 18:00 horas, para
que as habitações tivessem comportamentos semelhantes á realidade.
Para o período com as esquadrias abertas utilizou-se uma taxa de renovação de ar de 5 ren/h e para os horários com as esquadrias fechadas foi aplicada uma taxa de renovação de ar de 0,5 ren/h. Esta escolha de renovação de ar teve influência dos estudos de Chao e Wan (2004) no qual apresenta dados de medição de taxa de troca de ar em uma casa pequena. E também da ASHRAE (2001) por um estudo que mostra os valores típicos de taxas de ar em casas na América do Norte. Os tipos de dados coletados são apresentados nos itens a seguir:
3.2.1 Temperatura de bulbo seco do ar interno (TBS). A temperatura de bulbo seco do ar interno da habitação de contêiner marítimo e do protótipo foi obtida por meio do equipamento confortímetro da marca Instrutemp, modelo ITWTG-2000 termômetro de globo, conforme a Figura 4, os dados foram armazenados em tempo real em um computador.
Figura 4: ITWTG 2000. Fonte: Autoria própria, 2017.
A norma ISO 7726/98 sugere que as medições sejam feitas conforme o ambiente de estudo. No contêiner marítimo e no protótipo medido, os parâmetros físicos do ambiente foram praticamente constantes, sendo considerados ambientes homogêneos, permitindo que o termômetro fosse posicionado em apenas um ponto dos ambientes, garantindo a representatividade dos mesmos (LAMBERTS; XAVIER, 2002, p.37). A altura do equipamento posicionado nesse estudo foi intermediária (Nível do abdômen), considerando uma pessoa em pé, ou seja, a 1,10m do chão (LAMBERTS; XAVIER, 2002). 3.2.2 Dados climáticos
Os dados climáticos foram obtidos por três estações meteorológicas para possibilitar a obtenção de todos os dados. No local da medição do contêiner marítimo foi instalada a estação ITWH 1080 (Figura 5) da marca Instrutemp.
Figura 5: ITWH 1080. Fonte: Autoria própria, 2017.
Os dados metrológicos que não foram lidos pela estação ITWH 1080, por motivos técnicos do equipamento, foram obtidos por meio da estação Vantage Pro2 do fabricante Davis Instruments instalada no campus da UNEMAT (Universidade do estado de Mato Grosso). Essa estação é composta por duas unidades principais, sendo um conjunto integrado de sensores e um console de apresentação e registro dos dados obtidos. A comunicação entre essas duas unidades se dá através de um sistema de internet sem fio com alcance máximo de 300 metros (DAVIS INSTRUMENTS, 2012).
Por meio dessas estações, foram coletados os dados de temperatura do ar, umidade relativa do ar, ponto de orvalho, precipitação, velocidade e direção do vento. Os dados da radiação solar global horizontal foram obtidos pela estação do Instituto Nacional de Meteorologia (INMET) através do site (http ://www.inmet.gov.br). 3.3 Simulação Computacional
Com a finalidade de analisar o desempenho, conforto térmico e a demanda de energia, optou-se por utilizar a simulação computacional. A simulação computacional é uma ferramenta eficaz para essas análises. Nessa pesquisa, a simulação foi escolhida por oferecer a possibilidade de estudar um determinado modelo de habitação variando as características dos materiais construtivos, além da possibilidade de alteração do clima, e assim, poder fazer a projeção da simulação para outras regiões bioclimáticas.
3.3.1 Verificação da confiabilidade da simulação
Quando se faz o uso da simulação computacional, deseja-se que o modelo virtual do edifício analisado represente com certa fidelidade o comportamento térmico e energético de uma habitação real. A verificação da confiabilidade de modelos computacionais consiste basicamente nos ajustes dos valores de seus dados de entrada, geralmente com base na comparação entre os resultados da simulação e dados das medições (PEREIRA, 2014).
A habitação de contêiner marítimo e o protótipo de alvenaria foram simulados utilizando os dados climáticos
de fevereiro e maio de 2017, respectivamente. Foi criado um arquivo climático, no formato EPW, utilizando os dados medidos pelas estações meteorológicas citadas na seção 3.2.2.
Após realizar as simulações, os resultados da temperatura de bulbo seco do ar obtidos no programa foram comparados aos resultados medidos pelo confortímetro. As diferenças entre os valores simulados e medidos foram verificadas para cada dado horário. 3.4 Análise utilizando a simulação computacional. Após ser verificado que o modelo simulado se assemelha com o modelo real do contêiner marítimo medido, foram feitas algumas análises descritas a seguir. Já para a habitação de interesse social em alvenaria, foi moldada no software utilizando os mesmo materiais que compõem o protótipo, porém com uma área igual a do contêiner. 3.4.1 Análise do desempenho térmico.
A avaliação global do desempenho térmico de edificações por meio de simulação computacional e por medição possui dois critérios: as exigências de desempenho no verão e no inverno. A NBR 15.575-1 (2013) estabelece 3 níveis de desempenho térmico: mínimo (M); intermediário (I); e superior (S), por meio do valor máximo diário da temperatura do ar interior de recintos de permanência prolongada (Ti, máx.) e o valor máximo diário da temperatura do ar exterior (Te, máx.) nas condição de verão e dos valores mínimos diários de temperatura do ar interior de recintos de permanência prolongada (Ti, mín.) e do valor mínimo diário da temperatura do ar exterior a edificação (Te, mín.) nas condição de inverno. Os níveis estabelecidos são apresentados na Tabela 03 e 04.
Tabela 03 - Critérios de avaliação de desempenho térmico para condições de verão
Nível de
desempenho Zonas 1,2,3,4,5,6 e 7 Zona 8
Insuficiente Ti,max>Te,max Ti,max>Te,max
Mínimo Ti,max≤Te,max Ti,max≤Te,max
Intermediário Ti,max≤ (Te,max -
2°C) Ti,max≤ (Te,max - 1°C) Superior Ti,max≤ (Te,max -
4°C) Ti,max≤ (Te,max - 2°C) Fonte – Adaptada da NBR 15575 (ABNT,2013). Tabela 04 - Critérios de avaliação de desempenho térmico para
condições de inverno,
Nível de
desempenho Zonas 1,2,3,4 e 5. Zona 6,7 e 8.
Insuficiente Ti,min<(Te,min + 3°C) Mínimo Ti,min≥(Te,min +
3°C)
Nestas zonas, este critério não precisa ser
verificado. Intermediário Ti,min≥(Te,min +
5°C) Superior Ti,min≥(Te,min +
7°C)
Fonte – Adaptada da NBR 15575 (ABNT,2013).
O clima da cidade de Sinop não apresenta as quatro estações definidas durante o ano. O fato de que os meses de Fevereiro e Maio serem predominantes quentes e chuvosos na região justifica o uso apenas da Tabela 03 para a avaliação.
Para poder comparar o desempenho térmico da habitação de contêiner marítimo com o da habitação de interesse social em alvenaria foi necessário que ambas estivessem sob mesmas condições. As habitações tiveram a mesma taxa de ocupação e se localizaram na mesma posição e orientação no terreno. A habitação de contêiner marítimo utilizada na medição manteve-se com os mesmo materiais revestidos, apenas o sombreamento de suas aberturas foi retirado. A habitação de interesse social em alvenaria foi moldada no software com a mesma área do piso e das aberturas que a do contêiner. As divisórias internas não foram moldadas para as duas habitações, essa escolha se deu pelo fato de poder deixar o proprietário escolher a devida função da edificação.
A norma NBR 15.575 estabelece um dia típico a ser simulado, cujos parâmetros de simulação estão descritos nos anexos da Norma. O texto recomenda que esses dados devam ser atualizados. Assim como feito por Ferreira e Pereira (2012) optou-se por realizar a simulação por arquivo climático e não por dia típico, pois os resultados com dados de dias típicos possuem pouca precisão, esta conclusão também é afirmada por Barbosa (1999), que em testes por simulações de dias típicos, observou que a temperatura do ático da habitação no horário mais quente do dia, estava significativamente inferior á temperatura externa do ar. Por isso, as simulações de dias típicos foram descartadas, sendo que o período simulado foi o extremo quente, que é o dia mais quente do ano.
Por meio da análise do arquivo climático da cidade de Sinop, foi determinado o dia 9 de Setembro, como sendo o mais quente, para ser analisado. Segundo a norma, para a análise por meio de simulação, sugere adotar uma taxa de renovação de ventilação do ambiente de 1 ren/h e considerar a janela não sombreada, exceto se a edificação apresentar dispositivo de sombreamento externo, que não foi o caso.
3.4.2 Análise do conforto térmico
O modelo adaptativo proposto pela norma ASHARE 55 (2004) propõe a definição de uma temperatura operativa de conforto obtida em função da temperatura média do ar externo, conforme a equação apresentada.
𝑇𝑜𝑝= 0,31 ∗ 𝑇𝑒,𝑚𝑒𝑑. + 17,8
(Equação 1) Sendo:
Top = Temperatura operativa de conforto (°C)
Te med. = Média mensal da temperatura do ar externo (°C)
Sendo a média mensal obtida por cálculo através da média aritmética horária, para o período selecionado, da temperatura do ar exterior (bulbo seco), conforme a norma ASHRAE 55 (2004)
Para a temperatura operativa de conforto são admitidos dois níveis de satisfação, de ± 2,5°C para 90% e de ± 3,5°C para 80% de ocupantes satisfeitos. Desta forma, calculou-se a temperatura operativa de conforto para o dia mais quente do ano encontrado no arquivo EPW de Sinop.
Sicurella et al. (2012) propõem uma metodologia que introduz indicadores baseados em abordagem estatística para a avaliação do conforto térmico e visual. Os indicadores para o conforto térmico foram definidos ao se considerar um intervalo de conforto que utiliza a variável temperatura operativa. Acima do limite superior de temperatura de conforto, os ocupantes tem sensação de calor e, abaixo do limite inferior, a maioria das pessoas estaria em desconforto térmico, com sensação de frio. Este método também foi utilizado por Santo et al. (2013) para avaliar o conforto térmico de uma habitação ventilada naturalmente localiza na zona bioclimática 8. O método de Frequência de Desconforto Térmico (FDT) escolhido para este trabalho é a percentagem de tempo em que a temperatura operativa está acima ou abaixo do intervalo de conforto. Este método pode ser aplicado para períodos de um dia, mês ou ano.
Neste trabalho o limite FDT para o calor e os limites de conforto foram estabelecidos de acordo com 90% de aceitabilidade térmica do modelo de conforto adaptativo da ASHRAE. Esta escolha se deve ao fato de que as diferenças nas variações fisiológicas e psicológicas de cada pessoa são aspectos que impedem a definição de um nível de 100% de satisfação para todos, em um mesmo espaço, visto que as condições necessárias para a obtenção do conforto não são iguais para os diferentes usuários. Assim, os limites de aceitabilidade de 90% devem ser usados quando se deseja um padrão mais elevado de conforto térmico (ASHRAE, 2004).
3.4.3 Avaliação do consumo energético
No ano de 2016, o consumo de energia do setor residencial e comercial subiu bem acima do industrial. Segundo dados da Empresa de Pesquisa Energética (EPE), entre 2011 e 2013 o consumo de eletricidade das residências brasileiras subiu 11,5%, o responsável por esse aumento deve-se ao frequente uso de condicionadores de ar, impulsionado pelo aumento da renda da população.
Por isso, percebeu-se a necessidade de comparar o consumo de energia elétrica mensal da habitação de contêiner marítimo com a habitação em alvenaria. Para a avaliação por meio da simulação computacional, adotaram-se parâmetros estabelecidos no INMETRO (2012), nesse documento o consumo relativo de energia para climatização dos dormitórios e de todos os ambientes de permanência prolongada de uma unidade de habitação é calculado no período das 21 horas ás 8 horas, sendo que no restante do tempo deve-se considerar a edificação naturalmente ventilada. Existem variações que foram consideradas para o período do final de semana e aquele compreendido de segunda a sexta-feira. A ocupação no final de semana escolhida foi mais prolongada, duas horas maior, esta decisão baseou-se no RTQ-R e em um estudo feito por Lima et al. (2012) que avalia o desempenho térmico de habitações por meio do método de simulação do RTQ-R.
3.5 Otimização do contêiner.
Com os resultados da avaliação do desempenho térmico da habitação de contêiner marítimo, foi analisada a possibilidade de revesti-los com materiais específicos com a finalidade de melhoramento de desempenho.
Para a escolha dos novos materiais, o estudo baseou-se nas pesquisas feitas por Krebs et. al (2015), Aguirre et. al (2008) e Rosa et. al (2017). Todos esses trabalhos foram de projetos de habitações de contêiner marítimo otimizados para garantir um melhor desempenho térmico em cada região.
Optou-se por se utilizar a mesma arquitetura do contêiner utilizado na pesquisa, com as aberturas com a mesma localização, dimensão e material. Essas mudanças nos materiais de revestimento estão especificadas na tabela 05 abaixo:
Tabela 05 – Caracterização do modelo de contêiner marítimo otimizado e valores de valores de U (transmitância térmica), CT
(capacidade térmica) e FS (Fator solar) para paredes e cobertura.
Caracterização (camada interna para externa)
Paredes Piso Cobertura
Placa de gesso (30 mm) Interno: Piso cerâmico e o aço metálico do contêiner (3 mm). Placa de gesso (10 mm) Espuma de poliuretano (80 mm) Espuma de poliuretano (80 mm) Aço metálico do contêiner (3 mm). Aço metálico do contêiner (3 mm). Externo: Camada de ar (100 mm) e uma camada de pedra brita. Tinta térmica na cor
branca.
Tinta térmica na cor branca.
U (W/m².K) = 0,32 U (W/m².K) = 0,32
CT (KJ/m².K) = 41,76 CT (KJ/m².K) = 41,76
FS = 0,38 FS = 0,38
Fonte: Autoria Própria, 2017.
Devido à baixa resistência térmica das paredes no contêiner, as escolhas destes materiais propostos se justificam pelo fato de resultarem em uma superfície de bom acabamento, fácil manutenção e baixo custo. A espuma de poliuretano que revestiu as paredes e o teto, foi escolhida, pois possui uma baixa condutividade térmica, baixo densidade e alta resistência mecânica. A troca do material do primeiro contêiner que eram placas de poliestireno expandido (EPS) com a espuma de poliuretano se deve ao fato de que a espuma consegue preencher todo o espaço das paredes do contêiner, que são onduladas. Evitando assim camadas de ar entre os materiais, que retardam a passagem de calor entre o meio externo e interno.
O volume térreo do contêiner foi elevado 10 cm do solo, onde foi disposta uma camada de brita que permanece em constante sombreamento. A camada de ar que fica entre elas permite que o ar ao passar pela brita se resfrie e realize a ventilação no interior da edificação.
O contêiner marítimo teve sua orientação alterada, suas aberturas ficaram voltadas para o Norte. Desse modo, se pode aumentar a entrada de sol direto nos meses frios. Houve a necessidade de simular o contêiner otimizado em diferentes condições climáticas, para verificar se as envoltórias adotadas atendem aos requisitos de desempenho estabelecido pela Norma ABNT 15.575 e aos limites de conforto térmico estabelecidos pelo modelo adaptativo da ASHRAE 55.
Por meio da simulação computacional foram escolhidas oito cidades brasileiras, uma para cada zoneamento bioclimático definido na NBR 15.220-3. As cidades escolhidas foram Curitiba (ZB1), Santa Maria (ZB2),
Florianópolis (ZB3), Brasília (ZB4), Sinop (ZB5), Campo Grande (ZB6), Teresina (ZB7) e Manaus (ZB8). O critério de escolha das cidades foi a disponibilidade do arquivo climático da cidade e uma distribuição espacial proporcional no território nacional, para garantir a verificação do desempenho em vários climas distintos. 3.6 Avaliação do custo financeiro para a construção de uma habitação de contêiner marítimo.
A verificação do custo financeiro para este contêiner otimizado é fundamental para fins informativos e para possíveis projetos futuros que utilizarem esse tipo de material. Por isso, para se comparar uma habitação feita em alvenaria com uma habitação de contêiner foi necessário realizar um orçamento para a construção de cada uma. De acordo com o CUB/m² (Custo Unitário Básico) até o mês de Abril de 2017, o preço do metro quadrado no estado de Mato Grosso custava em torno de R$ 1371,17 para habitações feitas em alvenaria de padrão baixo. Ao analisar o preço do m² dos contêineres em empresas brasileiras, como por exemplo, a Bunker Metal (2016), verificou-se que o valor do custo do contêiner com revestimento por m² é aproximadamente 30% menor em relação ao preço de uma construção convencional, incluindo os valores das instalações elétrica e hidráulica.
Estes valores também podem ser comprovados por Sotello (2012) que analisou o custo financeiro de uma habitação de contêiner reciclado com cerca de 60 m², obtendo um preço médio por metro quadrado de R$ 396,00 (sem acabamento) e R$950 (com acabamento).
4 Resultados
4.1 Calibração da simulação computacional.
A fim de verificar a confiabilidade dos resultados obtidos por simulação, foi comparado o gráfico da temperatura de bulbo seco do ar no interior da habitação dado pela simulação e pela medição real. Utilizou-se um arquivo climático com dados meteorológicos obtidos nos períodos de monitoramento. A Figura 6 mostra a comparação das temperaturas de bulbo seco do ar interno (Ta), medidas no contêiner marítimo com as barras de erros para cada dado horário obtido e a Figura 7 para o protótipo em alvenaria.
Figura 6: Calibração entre a habitação de contêiner e a simulação computacional. Fonte: Autoria própria, 2017.
15 20 25 30 35 40 1 4 /0 2 1 8 h 1 5 /0 2 0 0 h 1 5 /0 2 0 6 h 1 5 /0 2 1 2 h 1 5 /0 2 1 8 h 1 6 /0 2 0 0 h 1 6 /0 2 0 6 h 1 6 /0 2 1 2 h 1 6 /0 2 1 8 h 1 7 /0 2 0 0 h 1 7 /0 2 0 6 h 1 7 /0 2 1 2 h 1 7 /0 2 1 8 h T e m p e ra tu ra ( °C) Ta Simulação Ta Real
Foram verificadas as diferenças entre os valores simulados e medidos para cada dado horário, e calculadas as diferenças mínimas, máximas e médias para os dois períodos analisados. Para o contêiner a média das diferenças de temperatura foi 1,16 °C. A maior diferença de temperatura foi de 2,37 °C e a menor diferença foi de 0,10 °C. A máxima temperatura do ar interno obtida pela simulação foi de 39,88 °C e a medida pelo aparelho foi de 38,28 °C às 15h no dia 16. A mínima temperatura foi de 23,24 °C na simulação e na medição foi de 22,33 °C ás 06 horas do dia 16.
Figura 7: Calibração entre o protótipo de alvenaria e a simulação computacional. Fonte: Autoria própria, 2017.
Para o protótipo, a média das diferenças de temperatura foi de 0,98 °C. A maior diferença foi de 1,61 °C e a menor diferença foi de 0,06 °C. A temperatura máxima do ar interno simulado foi de 29,15 °C e a temperatura máxima medida foi de 30,7 °C, ambas registradas às 15 horas no dia 25 de maio. Para as mínimas, a simulada foi de 18,98 °C e a real 19,8 °C ás 06h no dia 23.
Para ambos os modelos percebe-se que a mínima diferença de temperaturas ocorreu à noite, e devido essas proximidades pode-se dizer que a temperatura de bulbo seco do ar interno (Ta) simulada representou as condições reais das edificações.
4.2 Nível de desempenho térmico
Os resultados encontrados para as temperaturas do ar no interior e exterior da habitação de contêiner marítimo e da habitação em alvenaria moldada no software com as mesmas dimensões que o contêiner (HIS) são demostrados na Figura 08 a seguir:
.
Figura 8: Gráfico com os resultados de temperatura simulados. Fonte: Autoria própria, 2017.
As habitações tiveram suas temperaturas internas muito semelhantes e ambas não conseguiram atingir o nível de desempenho mínimo por meio da análise da Tabela 3. A máxima temperatura externa registrada no dia foi de 37,76°C. A máxima temperatura interna para a habitação de contêiner marítimo foi de 39,90 °C e para a habitação em alvenaria foi de 39,92°C.
Analisando os dados, percebe-se que durante a noite e nos horários de madrugada as habitações têm temperaturas muito próximas. E que no horário da manhã o contêiner possui temperaturas internas inferiores que a habitação em alvenaria, porém, no período da tarde a situação se inverte, registrando uma diferença máxima de temperatura de 1,06 °C entre elas por volta das 13:00 horas.
4.3 Limites de conforto térmico
A média mensal encontrada da temperatura do ar externo no mês de Setembro, que é o mês em que se encontra o dia mais quente registrado, foi de 25,72 C°. Por meio da Equação 1 obteve-se a temperatura operativa de conforto no valor de 25,77 °C. Para a avaliação com 90% de aceitabilidade térmica, esta temperatura varia entre 23,27°C e 28,27°C.
Para a definição da FDT, verificou-se o intervalo de temperatura para conforto no dia mais quente do ano. O limite superior da temperatura operativa (28,27°C) foi estabelecido, sendo assim os valores simulados que se encontram acima dessa temperatura estariam em desconforto térmico para o calor (Figura 9).
15 20 25 30 35 2 2 /0 5 1 8 h 2 3 /0 5 0 0 h 2 3 /0 5 0 6 h 2 3 /0 5 1 2 h 2 3 /0 5 1 8 h 2 4 /0 5 0 0 h 2 4 /0 5 0 6 h 2 4 /0 5 1 2 h 2 4 /0 5 1 8 h 2 5 /0 5 0 0 h 2 5 /0 5 0 6 h 2 5 /0 5 1 2 h 2 5 /0 5 1 8 h T e m p e ra tu ra ( °C) Ta Simulação Ta Real 15 20 25 30 35 40 0 9 /0 9 0 0 h 0 9 /0 9 0 2 h 0 9 /0 9 0 4 h 0 9 /0 9 0 6 h 0 9 /0 9 0 8 h 0 9 /0 9 1 0 h 0 9 /0 9 1 2 h 0 9 /0 9 1 4 h 0 9 /0 9 1 6 h 0 9 /0 9 1 8 h 0 9 /0 9 2 0 h 0 9 /0 9 2 2 h T e m p e ra tu ra ( °C)
Temp. Ar Interno contêiner Temperatura Ar Externo Temp. Ar Interno HIS em alvenaria
Figura 9: Gráfico com os valores das temperaturas operativas para estabelecer os limites de conforto segundo a ASHRAE 55.
Fonte: Autoria própria, 2017.
Analisando os resultados da FDT, foram encontrados 70,83% de frequência de condições de desconforto para a habitação de contêiner marítimo e 66,67% de frequência de condições de desconforto para a habitação de interesse social em alvenaria.
Percebe-se que após a meia noite até o final da manhã ambas as habitações são ambientes confortáveis, e que durante a tarde, o período mais quente do dia, o desconforto aumenta, se prolongando até o final da noite. 4.4 Otimização do modelo da habitação de contêiner marítimo
Por meio da seção 4.2 e 4.3 desta pesquisa, verificou-se a necessidade de aperfeiçoar os materiais utilizados na construção da habitação de contêiner marítimo para que este garantisse um desempenho e conforto térmico melhor.
A avaliação do desempenho e conforto térmico por meio de simulação para obter as temperaturas internas do ar e temperaturas operativas deste contêiner otimizado (contêiner ‘B’) foi feita nas mesmas condições de clima e mesmo período que o primeiro contêiner simulado nesta pesquisa (contêiner ‘A’).
Os resultados para as temperaturas internas do ar a fim de se verificar o desempenho térmico são mostrados e comparados no gráfico abaixo (Figura 10):
Figura 10: Gráfico comparando os resultados de temperatura do ar interno simulados entre contêiner A e B. Fonte: Autoria
própria, 2017.
A máxima temperatura interna registrada do contêiner ‘B’ foi de 30,56 °C, mostrando que o contêiner atingiu desempenho térmico de nível superior para a cidade de Sinop. A diferença das temperaturas máximas entre o contêiner A e B foi de 9,34 °C. Também se pode perceber que neste contêiner otimizado suas temperaturas internas são mais constantes ao longo do dia.
Os resultados para as temperaturas operativas para verificar o conforto térmico, com o limite máximo para 90% da população são mostrados e comparados no gráfico abaixo (Figura 11):
Figura 11: Gráfico com os valores das temperaturas operativas do contêiner da medição (A) e o contêiner otimizado (B) para
estabelecer os limites de conforto segundo a ASHRAE 55. Fonte: Autoria própria, 2017.
15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 10 15 20 25 30 35 T e m p e ra tu ra ( °C)
Média mensal da temperatura do ar externo (°C) Limite mínimo do conforto para 80% da população Limite mínimo do conforto para 90% da população Limite máximo do conforto para 80% da população Limite máximo do conforto para 90% da população Temp. Operativa Contêiner
Temp. Operativa HIS em alvenaria
20 25 30 35 40 45 0 9 /0 9 0 0 h 0 9 /0 9 0 2 h 0 9 /0 9 0 4 h 0 9 /0 9 0 6 h 0 9 /0 9 0 8 h 0 9 /0 9 1 0 h 0 9 /0 9 1 2 h 0 9 /0 9 1 4 h 0 9 /0 9 1 6 h 0 9 /0 9 1 8 h 0 9 /0 9 2 0 h 0 9 /0 9 2 2 h T e m p e ra tu ra ( °C)
Temp. ar interno contêiner A Temp. ar externo
Temp. ar interno contêiner B (otimizado)
15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 10 15 20 25 30 35 T e m p e ra tu ra ( °C)
Média mensal da temperatura do ar externo (°C) Limite mínimo do conforto para 80% da população Limite mínimo do conforto para 90% da população Limite máximo do conforto para 80% da população Limite máximo do conforto para 90% da população Temp. Operativa Contêiner 'A'
Por meio desta analise, conforme anteriormente citado o contêiner ‘A’ obteve 70,83% de frequência de condições de desconforto, o contêiner ‘B’ teve 41,67% de frequência de condições de desconforto para as temperaturas operativas que ultrapassaram o valor máximo para 90% de aceitabilidade.
4.5 Análises do desempenho e conforto térmico do contêiner para todas as zonas bioclimáticas brasileiras. Com a análise do desempenho e conforto térmico feita no contêiner ‘B’ percebeu-se que por ser revestido totalmente de aço, o contêiner consegue absorver uma quantidade maior de calor do ambiente. Isto pode se tornar vantagem para algumas regiões ou desvantagem para outras. Por isso, foi feita uma análise do desempenho e conforto térmico deste contêiner otimizado para todas as zonas bioclimáticas brasileiras. Novamente, a escolha do dia que foi simulado, se baseou no dia com temperaturas do ar externo mais quente do ano para análise de verão e no dia com temperaturas do ar externo mais frio do ano, para a análise de inverno.
Esta analise foi feita com uma taxa de renovação de ar de 5 ren/ar com o contêiner desocupado. Os dias escolhidos para serem simulados foram o extremo quente, para todas as cidades, e frio, para ZB 1 a 5, conforme detalhado na tabela 06 e 07 respectivamente. Estas datas desses períodos foram obtidas por meio da análise de cada arquivo climático das 8 zonas escolhidas e por meio do programa DesignBuilder, por meio do qual foram feitas as simulações.
Tabela 06 – Resultado das máximas temperaturas do ar interno e externo para cada zona bioclimatica
ZB Cidade Dia mais quente
Temp. máx. ar interno (°C) Temp. máx. ar externo (°C) 1 Curitiba-PR 07/dez. 24,95 33,12
2 Santa Maria-RS 11/nov. 28,55 38,03 3 Florianópolis-SC 08/fev. 32,62 33,69
4 Brasília-DF 29/set. 25,18 31,92
5 Sinop-MT 09/set. 30,56 37,76
6 Campo Grande-MS 17/set. 33,71 35,75
7 Teresina-PI 24/dez. 31,33 34,12
8 Manaus-AM 09/set. 33,97 35,39
Fonte: Autoria Própria, 2017.
Tabela 07 – Resultado das mínimas temperaturas do ar interno e externo para cada zona bioclimatica
ZB Cidade Dia mais frio Temp. min. ar interno (°C) Temp. min. ar externo (°C) 1 Curitiba-PR 06/jul. 13,39 0,26
2 Santa Maria-RS 12 /jul. 8,45 -0,17 3 Florianópolis-SC 16/jun. 12,84 5,37 4 Brasília-DF 14/ago. 20,95 6,06 5 Sinop-MT 26/jun. 23,73 14,05 6 Campo Grande-MS Não se aplica 7 Teresina-PI 8 Manaus-AM
Fonte: Autoria Própria, 2017.
A analise do desempenho térmico realizada por meio dos critérios estabelecidos nas tabelas 03 e 04 na seção
3.4.1, mostrou que para as condições de verão o contêiner otimizado apresentou condições de desempenho mínimo para as zonas 3 e 8, desempenho intermediário para as zonas 6 e 7 e desempenho superior para as zonas 1, 2, 4 e 5. Para as condições de inverno, o contêiner apresentou nível de desempenho térmico superior para todas as zonas bioclimáticas.
Obtido os valores das médias mensais da temperatura externa do ar por meio do arquivo EPW de cada cidade que representa a zona bioclimática, foi possível determinar por meio da equação 1 a temperatura operativa de conforto (to) para cada cidade. Foi estabelecido então parâmetros para o limite superior (LS) e o limite inferior (LI) para 90% de aceitabilidade dos usuários segundo a ASHRAE 55. Em seguida foi possível determinar a frequência de desconforto para o calor (FDTc) no dia mais quente do ano e a frequência de desconforto para o frio (FDTf) no dia mais frio do ano de acordo com cada cidade. Estes resultados são apresentados nas tabelas 08 e 09 a seguir:
Tabela 08 – Resultados da frequência de desconforto para calor (FDTc) para todas as zonas bioclimaticas.
ZB Cidade To Ls para 90% FDTc 1 Curitiba-PR 23.1041 25.6041 0 2 Santa Maria-RS 24.8122 27.3122 0 3 Florianópolis-SC 24.0868 26.5868 58.33 4 Brasília-DF 24.5239 27.0239 0 5 Sinop -MT 25.7732 28.2732 41.67 6 Campo Grande-MS 25.4353 27.9353 66.67 7 Teresina-PI 26.2351 28.7351 50 8 Manaus-AM 26.4211 28.9211 62.50
Fonte: Autoria Própria, 2017.
Tabela 09 – Resultados da frequência de desconforto para frio (FDTf) para todas as zonas bioclimaticas.
Zona Cidade To Ls para 90% FDTf
1 Curitiba-PR 22.5182 20.0182 66.67 2 Santa Maria-RS 23.628 21.128 62.5 3 Florianópolis-SC 23.7489 21.2489 70.83 4 Brasília-DF 24.4464 21.9464 16.67 5 Sinop -MT 25.7732 23.2732 41.67 6 Campo Grande-MS 25.1067 22.6067 0 7 Teresina-PI 26.4893 23.9893 0 8 Manaus-AM 26.3715 23.8715 16.67
Fonte: Autoria Própria, 2017.
4.6 Consumo de energia elétrica.
O consumo mensal e anual de energia elétrica para o uso de condicionadores de ar para o contêiner da medição, o contêiner otimizado e a habitação em alvenaria foram obtidos por simulação computacional, o total mensal de energia consumida para cada mês (kWh/mês) ao longo do ano esta representado na Figura 12, logo abaixo:
Figura 12: Gráfico com os valores do consumo mensal de energia com o uso de ar-condicionado. Fonte: Autoria própria,
2017.
O aparelho condicionador de ar escolhido para esta simulação é do modelo Split com um coeficiente de performance (COP) de 3,27. Procurou-se estabelecer uma temperatura de climatização em torno de 24°C e os horários de utilização do aparelho foram estabelecidos por meio do RTQ-R citado na seção 3.4.3.
Para o contêiner ‘A’, a média do consumo energético mensal foi de 317,79 kWh e o consumo de energia anual registrado foi de 3813,44 kWh. No contêiner ‘B’ a média mensal do consumo foi de 142,69 kWh e o consumo anual foi de 1712,24 kWh. E para a habitação de interesse social em alvenaria a média do consumo mensal foi de 229,55 kWh e anual de 2754,62 kWh. Para a habitação em alvenaria o mês que apresentou maior consumo de energia foi agosto e para os contêineres foram outubro. Os meses que apresentaram menor consumo foram fevereiro e junho. O valor da economia de energia anual entre uma casa de alvenaria e o contêiner otimizado é de 1042,38 kWh, se multiplicado este valor por uma tarifa de R$ 0,70, encontraremos o valor aproximado de R$ 729,67 anual de economia. 4.7 Comparações do custo financeiro.
A partir de levantamento de dados de orçamentos solicitados em Sinop e municípios próximos, organizou-se uma tabela com o comparativo de custos entre o contêiner ‘A’ e ‘B’ (Tabela 10). As habitações de contêiner marítimo são do modelo Dry 40 Pés com uma metragem externa de 29,28 m². O preço da construção para uma casa de alvenaria com padrão de acabamento baixo, que é o que se assemelha das casas de interesses social, foi obtido por meio do custo do metro quadrado (CUB) citado na seção 3.5. Ressaltando que neste valor não se encontra incluso os valores da fundação, terreno, despesas com muro, portão, jardinagem, pavimentação das áreas externas, móveis e nem despesas com o projeto. Esse cálculo é uma estimativa baseada nos valores médios levantados no estado de Mato Grosso.
Tabela 10 – Comparação dos valores dos materiais adotados para a construção do contêiner ‘A’ e do contêiner ‘B’.
Contêiner 'A' Custo (R$) Contêiner 'B' Custo (R$)
Contêiner Dry 40 pés + Frete (Itajaí-SC) 11200,00 Contêiner Dry 40 pés + Frete (Itajaí-SC) 11200,00 Reboco com gesso interno 2191,60 Placas de gesso 4404,74 Revestimento Interno: Placa de EPS 2301,18 Espuma de Poliuretano 13807,08 Revestimento Interno: Madeira 2739,50 Camada de Pedra Brita no solo 229,23 Telha térmica 1259,16 Piso cerâmico 1049,30 Piso de Concreto 899,40 Custo de instalações elétricas: 7% do total 1441,36 Custo de instalações elétricas: 7% do total 2148,32 Custo de instalações hidrossanitárias: 11% do total 2264,99 Custo de instalações hidrossanitárias: 11% do total 3375,94 Custo com pintura: 1% do total 205,91 Custo com pintura: 1% do total 306,90 Total: 24503,10 36521,52
Fonte: Autoria Própria, 2017.
O valor para a construção da casa de alvenaria com uma área de 29,28 m² seria de R$ 40.147,86. O contêiner ‘A’ custa em torno de 39% menos se comparada com a casa de alvenaria. Já o contêiner ‘B’ custa 9% a menos que a casa de alvenaria, podendo perceber que o contêiner otimizado custa menos e gasta menos energia.
5 Conclusões
A utilização de contêiner marítimo como habitação é uma realidade possível no Brasil mundo, devido ao baixo custo, á flexibilidade, mobilidade das instalações, baixa geração de resíduos e durabilidade. Como analisado neste estudo, por meio de simulação computacional, quando o contêiner é revestido com materiais adequados, apresenta um desempenho térmico satisfatório para todas as zonas bioclimáticas brasileiras nas situações de verão e principalmente de inverno.
Na análise do desempenho térmico para a cidade de Sinop com o contêiner utilizado na medição, as temperaturas encontradas foram insatisfatórias, mostrando a importância da escolha do material que se deve revesti-lo. O seu desempenho e conforto térmico se assemelhou a uma casa construída em alvenaria de interesse social. A avaliação do conforto térmico demonstrou uma frequência de insatisfação um pouco elevada, fato justificado pelo clima da região ser predominantemente quente ao longo de todo o ano. Sua alta condutividade térmica, aliada à baixa capacidade, não proporcionou conforto térmico adequado à ocupação humana.
O contêiner otimizado apresentou excelentes resultados de desempenho térmico tanto para a cidade de Sinop
0 50 100 150 200 250 300 350 400 k W /h
quanto para as demais zonas bioclimáticas brasileiras. Devido à alta resistência térmica e baixa capacidade apresentou melhores resultados em condições de inverno, garantindo um desempenho superior em todas as zonas. Na analise do conforto térmico o contêiner otimizado obteve maiores frequências de desconforto por calor nas zonas bioclimáticas com clima mais quente e maiores frequência de desconforto pelo frio nas zonas bioclimaticas mais frias do país.
Na análise do consumo energético, a redução de gastos entre o contêiner comum e o contêiner otimizado foi notável. O contêiner otimizado consome anualmente R$ 729,67 a menos de energia elétrica que a habitação de interesse social em alvenaria.
Comparando o custo financeiro entre a habitação de contêiner marítimo e a habitação de interesse social, a habitação de contêiner se mostrou uma alternativa viável. O contêiner otimizado apresentou maior desempenho térmico, melhor conforto térmico, menor consumo de energia elétrica e menor custo de construção que a habitação de interesse social em alvenaria.
Espera-se que este trabalho possa contribuir para a construção de habitações de contêiner marítimo, que projetistas possam ter este instrumento de pesquisa para especificar melhores soluções para a envoltória dos contêineres metálicos, contribuindo assim para a melhoria nas condições da permanência humana em seu interior. 5.1 Sugestões para trabalhos futuros
Para o contêiner otimizado proposto nesta pesquisa, sugere-se: Avaliar o desempenho acústico, analisar a eficiência energética global do contêiner otimizado; o consumo de energia para todas as zonas bioclimáticas e analisar o seu conforto e desempenho para diversos países.
Agradecimentos
Primeiramente eu agradeço a Deus, por ter me motivado para persistir neste projeto, além das oportunidades que Ele tem colocado em meu caminho.
Agradeço a minha família por terem acredito em meu sonho, e me apoiado em cada momento da minha vida. Aos meus amigos de faculdade que me ajudaram nas medições deste trabalho e em todo o processo de escrita dele, sem vocês eu não teria conseguido.
Agradeço aos professores desta instituição de ensino, por terem compartilhado seus conhecimentos e me ajudado a compreender certos assuntos.
E agradeço as pessoas que emprestaram seus equipamentos, cederam suas propriedades me apoiando em minhas decisões e ideias.
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