Edifícios verdes

E

DIFÍCIOS

V

ERDES

Práticas Projectuais Orientadas

para a Sustentabilidade

N

D

F

A

Dissertação submetida para satisfação parcial dos requisitos do grau de

MESTRE EM ENGENHARIA CIVIL —ESPECIALIZAÇÃO EM CONSTRUÇÕES

Orientador: Professor Doutor Alfredo Augusto Vieira Soeiro

Tel. +351-22-508 1901 Fax +351-22-508 1446

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Editado por

FACULDADE DE ENGENHARIA DA UNIVERSIDADE DO PORTO

Rua Dr. Roberto Frias 4200-465 PORTO Portugal Tel. +351-22-508 1400 Fax +351-22-508 1440  feup@fe.up.pt  http://www.fe.up.pt

Reproduções parciais deste documento serão autorizadas na condição que seja mencionado o Autor e feita referência a Mestrado Integrado em Engenharia Civil -

2009/2010 - Departamento de Engenharia Civil, Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, Porto, Portugal, 2009.

As opiniões e informações incluídas neste documento representam unicamente o ponto de vista do respectivo Autor, não podendo o Editor aceitar qualquer responsabilidade legal ou outra em relação a erros ou omissões que possam existir.

Este documento foi produzido a partir de versão electrónica fornecida pelo respectivo Autor.

À Helena

Há o suficiente no mundo para todas as necessidades humanas, não há o suficiente para a cobiça humana Ghandi

AGRADECIMENTOS

A realização deste trabalho não seria possível sem a intervenção de algumas pessoas que foram determinantes na sua realização. Assim, gostaria de expressar aqui o meu reconhecimento a todas elas. Em primeiro lugar, agradeço ao professor Alfredo Soeiro por ter aceite a orientação da minha dissertação, pela bibliografia cedida e por todas as suas linhas orientadoras que foram determinantes para encontrar o caminho quando me desviava dos propósitos fundamentais do trabalho. Ao professor Rui Calejo pela sua simpatia, disponibilidade e conhecimentos científicos partilhados, que me foram úteis na aplicação do estudo. Agradeço igualmente à arquitecta Joana Pinho, pela gentileza de me ter cedido bibliografia e material para desenvolver todo o trabalho.

Gostaria de deixar a minha profunda gratidão à Helena pela paciência, persistência e apoio nas alturas mais exigentes, que um trabalho desta natureza acarreta. Ao Luís pelas elucidações em Excel que tornaram a realização do programa possível. Aos meus amigos Rui, Hélder e João, pelo companheirismo na realização deste trabalho e a todos os restantes que na impossibilidade de os nomear, agradeço por terem contribuído na minha formação pessoal e académica.

Finalmente agradeço à minha família por todo esforço investido em mim para que me pudesse tornar numa pessoa melhor.

RESUMO

As actuais crises ambientais, energéticas e económicas, parecem ter despertado uma consciência humana para reparar os danos causados no meio ambiente, criando um novo movimento, o movimento Verde. Contudo tem havido uma descaracterização deste conceito provocado pela sua crescente popularidade. Mas o que é realmente este movimento Verde? Este movimento retrata a consciência e atitude de considerar um consumo eficiente dos recursos e de minimizar os impactes no meio Natural, não só de algumas, mas de todas as acções tomadas.

O meio edificado é responsável por uma generosa parte dos problemas que atravessamos actualmente. Em Portugal, os edifícios são responsáveis por cerca de 30% do consumo de energia e 30% das emissões de CO2. Curiosamente, do mesmo modo que os edifícios representam parte destes

problemas, também podem representar parte da sua resolução. Este facto abre as portas para uma mudança de paradigma nos edifícios que eleva as questões da eco-eficiência a um plano ainda mais elevado. O papel que uma estrutura edificada desempenha numa sociedade pode igualmente contribuir para a preservação e regeneração do meio Natural. Os Edifícios Verdes apresentam uma série de benefícios não só neste sentido, mas também numa perspectiva funcional e económica, considerando todo o seu ciclo de vida.

O presente trabalho visa reunir um conjunto de objectivos e requisitos que passam apenas por considerações simples, práticas e conscientes, completamente compatíveis com o conhecimento tecnológico actual. Também promove a consciencialização de todos os intervenientes da construção para uma análise integrada de todas as suas fases, atendendo ao desempenho das vertentes funcionais, ambientais e económicas. Como as pessoas passam cerca de 90% do seu tempo no interior de edifícios, os esforços destes intervenientes devem centrar-se na optimização da fase de operação. Neste trabalho também é realizado um estudo que vai de encontro à perspectiva de avaliação do desempenho, funcional, ambiental e económico de tecnologias de paredes exteriores que representam um elemento dominante na construção de um edifício e ao mesmo tempo fazem a separação do ambiente exterior e o interior. Este estudo termina com o estabelecimento de um ranking da sustentabilidade de cada parede e uma análise de sensibilidade dos modelos utilizados.

ABSTRACT

The current environmental, energetic and economic crises seem to have aroused a human consciousness to repair the damage caused on the environment, by creating a new movement, the Green movement. However, there has been a mischaracterization of this concept caused by its growing popularity. But what is actually this Green movement? This movement represents the consciousness and the attitude of considering an efficient use of the resources, minimizing the impact on the natural environment, not just of some, but of all the actions taken.

The built environment is responsible for a generous share of the problems we are experiencing today. In Portugal, the buildings account for about 30% of energy consumption and 30% of CO2 emissions.

In fact, on the same way that buildings account for all these problems, they may also represent part of its solution. This opens the door to a paradigm shift in buildings that raises the issues of eco-efficiency to a whole new level. The role that a built structure plays in our society may also contribute to the preservation and regeneration of the Natural environment. The Green Buildings present benefits not only on this point of view, but also on a functional and economic perspective, considering their whole life cycle.

This paper brings together a set of objectives and requirements that represent simple, practical and conscious considerations, fully compatible with current technological knowledge. It also promotes the awareness of all the construction stakeholders for an integrated analysis of all the stages of construction, engineering its functional, environmental and economic performances. Because people spend about 90% of their time inside buildings, the efforts of these stakeholders should be focused on optimizing the operation phase.

This work also includes a study that aims to the evaluation of the, functional, environmental and economic performance of exterior walls technologies, which represent a dominant element in the building construction, and make, at the same time, the division between the external and indoor environment. This study ends up with the creation of a sustainability ranking for each wall, and a sensitivity analysis of the implemented models.

ÍNDICE GERAL AGRADECIMENTOS ... i RESUMO... iii ABSTRACT ... v

1. FUNDAMENTAÇÃO

2. AVALIAÇÃO DOS PRINCIPAIS INDICADORES

2.1.INTRODUÇÃO ... 3 2.2.POPULAÇÃO ... 3 2.3.ENERGIA ... 4 2.3.1.GENERALIDADES ... 4 2.3.2.EUROPA ... 5 2.3.3.PORTUGAL ... 5 2.3.4.PORTO ... 7 2.3.4.1. Sectores ... 7 2.3.4.2. Sector Doméstico ... 7 2.4.EMISSÃO DE GASES ... 8 2.4.1.GENERALIDADES ... 8 2.4.2.MUNDO ... 9 2.4.3.EUROPA ... 11 2.4.4.PORTUGAL ... 12 2.4.5.PORTO ... 13 2.4.5.1. Sectores ... 13 2.4.5.2. Sector Doméstico ... 14 2.5.CLIMA ... 14 2.6.PEGADA ECOLÓGICA ... 15

3. DESENVOLVIMENTO SUSTENTÁVEL, CONSTRUÇÃO

SUSTENTÁVEL, EDIFÍCIO SUSTENTÁVEL

3.1.ODESENVOLVIMENTO SUSTENTÁVEL ... 19

3.2.ACONSTRUÇÃO SUSTENTÁVEL ... 21

3.2.1.O CONCEITO ... 21

3.2.2.A EVOLUÇÃO PARA A CONSTRUÇÃO SUSTENTÁVEL ... 22

3.2.3.DESAFIOS PARA AS CLASSES PROFISSIONAIS ASSOCIADAS À INDÚSTRIA DA CONSTRUÇÃO ... 24

3.2.3.1. Introdução... 24 3.2.3.2. Promotores e Clientes ... 24 3.2.3.3. Projectistas ... 24 3.2.3.4. Empreiteiros e Fabricantes ... 25 3.2.3.5. Autoridades ... 25 3.2.3.6. Utilizadores ... 26 3.3.ASUSTENTABILIDADE EM EDIFÍCIOS ... 27 3.3.1.GENERALIDADES ... 27

3.3.2.ENGENHARIA DE CICLO DE VIDA ... 29

3.3.2.1.Introdução ... 29

3.3.2.2.Avaliação do Ciclo de Vida ... 30

3.3.2.3.Custo do Ciclo de Vida ... 32

3.3.2.4.Funcionalidade ... 33

3.3.3.VERTENTE NORMATIVA ... 33

3.3.3.1.Normas Europeias ... 33

3.3.3.2.Normas Internacionais ... 35

3.3.4.INDICADORES... 36

3.3.5.SISTEMAS DE CERTIFICAÇÃO AMBIENTAL ... 37

3.3.5.1.Introdução ... 37 3.3.5.2.BREAM ... 38 3.3.5.3.LEED ... 39 3.3.5.4.HQE ... 41 3.3.5.5.CASBEE ... 43 3.3.5.6.DGNB ... 44 3.3.5.7. LiderA ... 45 3.3.5.8.SBTOOL-pt ... 46

4. EDIFÍCIOS VERDES, PRINCIPIOS E PRÁTICAS

4.1.INTRODUÇÃO AOS EDIFÍCIOS VERDES ... 49

4.1.1.GENERALIDADES ... 49

4.1.2.CONCEITO ... 50

4.1.3.OBJECTIVOS ... 50

4.1.3.1.Introdução ... 50

4.1.3.2.Eficiência no uso da energia, água e outros recursos ... 50

4.1.3.3.Conforto e Protecção da saúde dos ocupantes ... 51

4.1.3.4.Redução do desperdício, da poluição e da degradação ambiental ... 51

4.1.4.PRINCÍPIOS BIOCLIMÁTICOS ... 51

4.2.CONFIGURAÇÃO E CONTROLO AMBIENTAL NATURAL DO EDIFÍCIO ... 52

4.2.1.LOCALIZAÇÃO E IMPLANTAÇÃO ... 52

4.2.1.1.Implantação Local ... 52

4.2.1.2.Impermeabilização e Ilhas de Calor ... 53

4.2.1.3. Áreas Verdes ... 53

4.2.1.4. Forma e Proporção do Edifício ... 53

4.2.1.5.Orientação e Proporção das áreas envidraçadas ... 54

4.2.1.PELE DO EDIFÍCIO ... 56 4.2.1.1.Vidros e Caixilharias ... 56 4.2.1.2.Sombreamento Exterior ... 57 4.2.1.3.Isolamento Térmico ... 59 4.2.1.4.Inércia Térmica ... 59 4.2.1.5.Paredes Trombe ... 60 4.2.1.6.Ventilação Natural ... 60

4.2.1.7.Permeabilidade das Superfícies ... 61

4.3.EFICIÊNCIA DOS RECURSOS... 62

4.3.1.ENERGIA ... 62 4.3.1.1.Renováveis ... 63 4.3.1.2.Iluminação ... 63 4.3.1.3.Electrodomésticos ... 64 4.3.1.4.Climatização ... 64 4.3.2.ÁGUA ... 64 4.3.2.1. Águas Pluviais ... 64

4.3.2.2.Irrigação Exterior ... 65

4.3.2.3.Tratamentos para Reutilização de Água ... 65

4.3.2.4.Sistemas de Descarga e outros Dispositivos ... 66

4.3.3.MATERIAIS ... 66

4.3.3.1.Reduzir, Reutilizar, Reciclar... 67

4.3.3.2.Recursos Naturais ... 67

4.3.3.3.Recursos Renováveis ... 67

4.3.3.4.Recursos Locais ... 67

4.3.3.5.Químicos e VOC’s ... 67

4.4.GESTÃO DOS RESÍDUOS ... 68

5. ANÁLISE DE SENSIBILIDADE ENTRE A APLICAÇÃO DO

SISTEMA LIDERA E O MARS-SC

5.1.OBJECTIVOS DA METODOLOGIA ... 69

5.1.1.INTRODUÇÃO ... 69

5.1.2.DEFINIÇÃO DOS INDICADORES GERAIS DE COMPARAÇÃO ENTRE SISTEMAS ... 69

5.1.2.1. Indicador Funcional ... 70

5.1.2.2. Indicador Ambiental ... 71

5.1.2.3. Indicador Económico ... 71

5.2.METODOLOGIA DE AVALIAÇÃO RELATIVA DE SUSTENTABILIDADE ... 71

5.2.1.DESCRIÇÃO ... 71

5.2.2.DEFINIÇÃO DOS PARÂMETROS ... 73

5.2.2.1.Massa (M) ... 73

5.2.2.2.Coeficiente de transmissão térmica (U) ... 74

5.2.2.3.Energia Incorporada (PEE) ... 76

5.2.2.4.Potencial de Aquecimento Global (GWP) ... 76

5.2.2.5.Água Incorporada (EW) ... 77

5.2.2.6.Custo ciclo de Vida (LCC)... 78

5.2.3.NORMALIZAÇÃO DOS PARÂMETROS ... 80

5.2.4.AGREGAÇÃO DOS PARÂMETROS ... 81

5.2.4.1.Desempenho Funcional ... 82

5.2.4.2.Desempenho Ambiental ... 82

5.2.5.DETERMINAÇÃO DA NOTA SUSTENTÁVEL ... 84

5.2.6.PERFIL SUSTENTÁVEL ... 85

5.3.SISTEMA DE CERTIFICAÇÃO AMBIENTAL LIDERA ... 87

5.3.1.DESCRIÇÃO ... 87

5.3.2.DESCRIÇÃO E SELECÇÃO DOS CRITÉRIOS LIDERA... 87

5.3.2.1. Integração Local ... 87

5.3.2.2. Recursos ... 88

5.3.2.3. Cargas Ambientais ... 89

5.3.2.4. Conforto Ambiental ... 90

5.3.2.5. Vivências Socio-Económicas ... 90

5.3.2.6. Gestão Ambiental e Inovação ... 91

5.3.3.AGREGAÇÃO DOS CRITÉRIOS LIDERA ... 92

5.3.4.DEFINIÇÃO DAS PONDERAÇÕES LIDERA ... 92

5.3.5.ATRIBUIÇÃO DA NOTA LIDERA... 93

5.4.IDENTIFICAÇÃO DAS SOLUÇÕES ... 94

5.5.RESULTADOS DA APLICAÇÃO DO MARS-SC ... 94

5.6.RESULTADOS DA APLICAÇÃO DO LIDERA ... 95

5.7.ANÁLISE DE SENSIBILIDADE DOS MODELOS ... 96

5.8.OBSERVAÇÕES ... 98

6. CONCLUSÃO

6.1.CONSIDERAÇÕES FINAIS ... 99

6.2.CONCLUSÕES SOBRE O ESTUDO... 99

ÍNDICE DE FIGURAS

Fig.2.1. – Projecções da população mundial ... 3

Fig.2.2. – Consumo Final de Energia, por Sector, na Europa a 27, no ano de 2006 ... 5

Fig.2.3. – Consumo Final de Energia para a Portugal, por Sector em 2006 ... 6

Fig.2.4. – Consumo Final de Energia para a Portugal, por Sector em 2007 ... 6

Fig.2.5 – Evolução do Consumo Final de Energia para a Portugal, por Sector entre 1990 e 2007... 6

Fig.2.6. – Consumo de Energia Primária para a Portugal em 2007 ... 7

Fig.2.7. – Repartição do Consumo Final por Sector ... 7

Fig.2.8. – Repartição de energia do subsector residencial pelas utilizações ... 8

Fig.2.9. – Evolução das emissões de CO2 de combustão de origem fóssil ... 9

Fig.2.10. – Emissões de CO2 de combustão de origem fóssil ... 9

Fig.2.11. – Emissões de GHG no mundo repartidas por sector ... 10

Fig.2.12. – Evolução percentual das Emissões no mundo repartidas por sectores em relação a 1971 ... 10

Fig.2.13 – Estrutura das emissões de GHG na Europa a 27 por sector em 2005 ... 11

Fig.2.14. – Evolução percentual das Emissões no mundo repartidas por sectores em relação a 1971 ... 11

Fig.2.15. – Emissões de CO2 eq em Portugal por ramo de actividade em 2007 ... 12

Fig.2.16. – Evolução das emissões de CO2 eq em Portugal por ramo de actividade entre 1995 e 2007 ... 12

Fig.2.17. – Evolução percentual das Emissões em Portugal repartidas por sectores em relação a 1995 ... 13

Fig.2.18. – Emissões de CO2 eq no Porto por ramo de actividade ... 13

Fig.2.19. – Repartição das emissões de CO2 eq do subsector residencial pelas utilizações ... 14

Fig.2.20. – Variação da temperatura global superficial terrestre ... 15

Fig. 2.21. – Pegada ecológica por componente entre 1961 e 2005 ... 15

Fig.2.22. – Recuperação da sustentabilidade ... 16

Fig.3.1. – Tripla dimensão do Desenvolvimento Sustentável ... 20

Fig.3.2. – Desequilíbrio do Desenvolvimento ... 20

Fig.3.3. – Contributo da construção sustentável para o Desenvolvimento sustentável e o número crescente de agentes envolvidos ... 21

Fig.3.4. – Abordagem integrada e sustentável às fases do ciclo de vida de uma construção ... 22

Fig.3.5. – Evolução das prioridades dos modelos de construção... 23

Fig.3.7. – Abordagem integrada do ciclo de vida de um edifício ... 29

Fig.3.8. – Variantes da abordagem do ciclo de vida ... 30

Fig.3.9. – Considerações do ciclo de vida ... 31

Fig.3.10. – Representação gráfica dos custos do ciclo de vida de diferentes opções ... 33

Fig.3.11. – Representação teórica de um gráfico de Amoeba com infinitas dimensões... 37

Fig.3.12. – Logótipo Breeam ... 38

Fig.3.13. – Definição e ponderação das áreas de avaliação BREEAM ... 39

Fig.3.15. – Escala da classificação final BREEAM ... 39

Fig.3.15. – Logótipo LEED ... 40

Fig.3.16. – Fases de avaliação LEED ... 40

Fig.3.17. – Definição e ponderação das categorias de avaliação LEED ... 41

Fig.3.18. – Escala da classificação final LEED ... 41

Fig.3.19. – Certificado HQE ... 42

Fig.3.20. – Quadro de distribuição dos 14 aspectos HQE ... 42

Fig.3.21. – Logótipo CASBEE ... 43

Fig.3.22. – Descrição da fronteira hipotética no CASBEE ... 43

Fig.3.23. – Escala da classificação final CASBEE ... 44

Fig.3.24. – Logótipo DGNB ... 44

Fig.3.25. – Definição e ponderação das categorias de avaliação DGNB ... 45

Fig.3.26. – Escala da classificação final DGNB ... 45

Fig.3.27. – Logótipo LiderA ... 45

Fig.3.28. – Vertentes e áreas e do LiderA v2.0 ... 46

Fig.3.29. – Níveis de desempenho global ... 46

Fig.3.30. – Logótipo SBTOOL-pt ... 47

Fig.3.31. – Metodologia SBTOOL-pt ... 47

Fig.3.32. – Escala de desempenho SBTOOL-pt ... 47

Fig.4.1. – Exemplo do equilíbrio entre ganhos e perdas térmicas ... 50

Fig.4.2. – Exemplo da representação de leituras de temperatura e humidade relativa exterior (à esquerda) e interior (à direita)e o polígono de conforto segundo a ASHREA ... 51

Fig.4.3. – Princípios bioclimáticos ... 52

Fig.4.4. – Potencial uso da energia solar térmica ou fotovoltaica para diversos rácios de cobertura e altura admitindo a mesma profundidade ... 54

Fig.4.5. – Potencial uso da geotermia para diversos rácios de área de implantação e altura admitindo a mesma profundidade ... 54

Fig.4.6. – Irradiação solar média diária (à esquerda) e anual (à direita) em Lisboa (38,7º N) para as

diversas orientações dos planos verticais ... 55

Fig.4.7. – Exemplificação do funcionamento do sombreamento natural de um edifício ... 56

Fig.4.8. – Comparação da amplitude térmica exterior e interior ... 59

Fig.4.9. – Princípio de funcionamento da uma parede Trombe ... 60

Fig.4.10. – Esquematização de uma parede Trombe ... 60

Fig.4.11. – Conceito de ventilação natural ... 62

Fig.4.12. – Exemplificação de um bioswale ... 65

Fig.4.13. – Exemplo de um sistema de reutilização e reciclagem de água ... 66

Fig.5.1 – Representação da MARS-SC adaptado ... 72

Fig.5.2. – Perfil sustentável (exemplo em que a solução em estudo é mais sustentável do que a solução de referência) ... 86

Fig.5.3. – Perfil sustentável (exemplo em que a solução em estudo é menos sustentável do que a solução de referência) ... 86

ÍNDICE DE QUADROS

Quadro 3.1. – Comparação entre o impacte da construção civil e a utilização dos edifícios ... 27

Quadro 3.2. – Distribuição das emissões atribuídas às fases de construção de edifícios ... 28

Quadro.3.3. – LCA dos componentes do edifício [PINHEIRO, 2006] de fonte original ... 32

Quadro 3.4. – Normas publicadas ... 34

Quadro 3.5. – Normas sob aprovação ... 34

Quadro 3.6. – Normas publicadas ... 35

Quadro 3.7. – Normas publicadas ... 35

Quadro 3.8. – Normas publicadas ... 36

Quadro 3.9. – Normas sob aprovação ... 36

Quadro 3.10. – Normas publicadas ... 36

Quadro 4.1 – Destinação entre arquitectura convencional, bioclimática e eco-eficiente ... 49

Quadro 5.1. – Quadro representativo da discriminação dos indicadores ... 70

Quadro 5.2. – Resistências Térmicas ... 74

Quadro 5.3. – Condutibilidade Térmica e Massa Volúmica, consideradas por material ... 75

Quadro 5.4. – Representação dos factores ambientais consideradas por material ... 77

Quadro 5.5. – Representação das considerações de a e N ... 79

Quadro 5.6. – Representação das restantes considerações para o LCC por material... 80

Quadro 5.7. – Peso de cada parâmetro na avaliação do desempenho funcional ... 82

Quadro 5.8. – Peso de cada parâmetro considerado no estudo da EPA ... 83

Quadro 5.9. – Peso de cada parâmetro na avaliação do desempenho ambiental ... 83

Quadro 5.10. – Peso de cada parâmetro na avaliação do desempenho económico ... 83

Quadro 5.11. – Peso de cada indicador na avaliação do desempenho económico ... 84

Quadro 5.12. – Peso de cada indicador na avaliação do desempenho económico ... 85

Quadro 5.13. – Critérios LiderA da vertente Integração Local ... 88

Quadro 5.14. – Critérios LiderA da vertente Recursos ... 88

Quadro 5.15. – Critérios LiderA da vertente Cargas Ambientais ... 89

Quadro 5.16. – Critérios LiderA da vertente Conforto Ambiental ... 90

Quadro 5.17. – Critérios LiderA da vertente Vivências Socio-Económicas ... 91

Quadro 5.18. – Critérios LiderA da vertente Gestão Ambiental e Inovação ... 91

Quadro 5.19. – Agregação dos critérios LiderA segundo os indicadores ... 92

Quadro 5.21. – Atribuição de nota do sistema LiderA ... 93 Quadro 5.22. – Caracterização das soluções construtivas pelos parâmetros considerados ... 94 Quadro 5.23. – Notas obtidas na MARS-SC ... 95 Quadro 5.24. – Notas obtidas no sistema LiderA ... 96

SÍMBOLOS E ABREVIATURAS

toe – Toneladas Equivalentes de Petróleo GDP – Produto Interno Bruto

DGEG – Direcção Geral de Energia e Geologia AdEPorto – Agência de Energia do Porto EEA – Agência Europeia para o Ambiente IEA – Agência Internacional da Energia GHG – Gases com efeito de estufa GWP – Potencial de Aquecimento Global

NASA – Administração Nacional do Espaço e da Aeronáutica IUCN – União Internacional da Conservação da Natureza DS – Desenvolvimento Sustentável

LCE – Engenharia do Ciclo de Vida LCA – Avaliação do Ciclo de Vida LCC – Custos do Ciclo de Vida

ISO – International Organization for Standardization CEN – European Committee for Standardization EPD – Declaração ambiental de Produto IPD – Investment Property Databank

BREEAM – Building Research Establishment!s Assessment Method LEED – Leadership in Energy & Environmental Design

HQE – Haute Qualité Environnementale dês Bâtiments

CASBEE – Comprehensive Assessment System for Building Environmental Efficiency SBTOOL – Sustainable Building Tool

ASHREA – American Society of Heating,Refrigerating and Air-Conditioning Engineers HVAC – Aquecimento Ventilação e Ar Condicionado

LED – Diodo Emissor de Luz

U – Coeficiente de transmissão térmica

RCCTE – Regulamento das Características do Comportamento Térmico de Edifícios RSECE – Regulamento dos Sistemas Energéticos de Climatização dos Edifícios

1

FUNDAMENTAÇÃO

1.1.INTRODUÇÃO

O tema desta dissertação centra-se na actual procura da sustentabilidade na concepção dos edifícios, desde o projecto, à construção, manutenção e operação, realçando a importância deste ciclo de vida. Pretende-se ainda reunir diferentes práticas projectuais, ambientalmente correctas, que tornem a concepção do edifício mais eco-eficiente.

O estudo refere-se a uma análise comparativa de sensibilidade entre dois sistemas de avaliação de sustentabilidade. Na primeira fase, procede-se à análise de sustentabilidade de diferentes tecnologias de paredes exteriores, com base no método relativo de avaliação de sustentabilidade, proposto por Ricardo Mateus. Na segunda, pretende analisar-se os mesmos tipos distintos dessas tecnologias, mas aplicando o sistema de Certificação Ambiental – LiderA.

1.2.OBJECTIVO DA DISSERTAÇÃO

Este trabalho visa contribuir positivamente para a sustentabilidade, de uma forma objectiva, e culmina com a análise diferentes soluções arquitectónicas de referência para a sustentabilidade. Deste modo, os principais objectivos a abordar neste trabalho são:

 Apresentar o estado actual dos principais indicadores de sustentabilidade mundial, fazendo uma aproximação desde o planeta, passando pela Europa e terminando em Portugal;

 Caracterizar o Desenvolvimento Sustentável, Construção Sustentável e Sustentabilidade nos Edifícios;

 Consciencializar, para a sustentabilidade, os principais intervenientes do sector da construção, dando-lhes a conhecer os benefícios da construção sustentável;

 Reconhecer a importância do ciclo de vida;

 Caracterização dos principais sistemas de certificação ambiental dos edifícios;

 Distinção entre arquitectura bioclimática e eco-eficiente/verde;

 Definição de princípios e práticas projectuais de Edifícios Verdes;

 Análise da sensibilidade entre dois sistemas de avaliação de sustentabilidade;

 Estabelecer um ranking de sustentabilidade entre soluções construtivas de paredes exteriores com base nestas duas metodologias de avaliação da sustentabilidade.

 Retratar graficamente o perfil de sustentabilidade de cada parede, com base nos Indicadores Funcional, Ambiental e Económico.

1.3.ESTRUTURA DO TRABALHO

O trabalho está essencialmente dividido em quatro partes, de modo a que se processe uma coerência natural entre os acontecimentos.

A primeira parte conjuga os principais problemas que o planeta e a sociedade enfrentam actualmente, fazendo um retrato da evolução dos índices que representam estes problemas ao longo do tempo e identificando as tendências e relações entre eles. Os problemas abordados incluem o crescimento da população, o consumo de energia e como esta se distribui pelos diferentes sectores. A emissão de gases e a evolução do clima são também destacados, assim como, a evolução da pegada ecológica. Este trabalho termina com uma reflexão sobre todos estes indicadores e de que forma os edifícios podem contribuir para sua atenuação.

A segunda parte desdobra e aproxima o conceito de sustentabilidade desde as bases que sustentam o desenvolvimento de uma sociedade, passando pelos princípios de construção sustentável e terminando com os principais aspectos relacionados com a sustentabilidade em edifícios. Este última vertente, que está ligada à sustentabilidade dos edifícios e remete para todos os aspectos ligados ao seu ciclo de vida, que abrange os impactes ambientais, os custos e o seu desempenho, às vertentes normativas e aos sistemas de certificação ambiental. Esta parte refere alguns princípios teóricos que serão o ponto de partida para o capítulo seguinte.

A terceira parte estabelece princípios práticos para atingir a eco-eficiência, ou seja a maximização da eficiência na utilização dos recursos com o menor impacto ambiental. Esta parte abrange também os princípios e objectivos dos Edifícios Verdes e as práticas projectuais relacionadas com o controlo ambiental, que incluem questões de implantação e da própria envolvente do edifício. Também destacam a eficiência dos recursos como a energia, água e materiais, culminando com a gestão dos resíduos.

A quarta e última parte, apresenta um estudo sobre diversas tipologias de parede exterior em que se estabelece uma avaliação da sua sustentabilidade através de duas metodologias. A escolha da representação da sustentabilidade de paredes exteriores prende-se com o facto de que grande parte da envolvente está relacionada com o comportamento destas paredes que, consequentemente, reflecte o desempenho eco-eficente de um edifício. A primeira é uma metodologia desenvolvida por Ricardo Mateus no decorrer da sua tese de mestrado e que se aplica a soluções construtivas, a segunda é a metodologia de certificação ambiental LiderA, desenvolvida por Miguel Pinheiro. Estruturalmente realiza uma síntese das metodologias e apresenta os resultados de cada uma. Posteriormente é realizada uma análise de sensibilidade entre os dois modelos e daí são extraídas novas elações.

2

AVALIAÇÃO DOS PRINCIPAIS

INDICADORES E PROJECÇÕES

2.1.INTRODUÇÃO

Antes de iniciar a descrição dos conceitos teóricos de sustentabilidade em que se enquadra este tema é necessário realizar um resumo dos principais problemas, de certa forma planetários, que enfrentamos actualmente.

Neste capítulo pretende-se efectuar uma análise global da forma como se processa o crescimento populacional mundial, como obtemos e utilizamos a energia, quais os principais emissores de gases com efeito de estufa e como tem reagido o clima a estes factores. Para finalizar tem ainda o objectivo de averiguar em que medida é que os edifícios estão relacionados com esses problemas.

2.2.POPULAÇÃO

Actualmente existe uma população mundial de 6 mil milhões, contudo espera-se que dentro de 30 anos chegue aos 9 mil milhões de pessoas [GORE, 2009]. Surge então o primeiro problema, que se relaciona com a satisfação das necessidades deste número crescente de população [GORE, 2009].

Ao crescimento populacional estão associados outros problemas como: a disponibilidade de recursos passíveis de serem produzidos naturalmente, nomeadamente a água, o território, entre outros; a produção de energia que também consome recursos e constitui um bem essencial para a sobrevivência da população e, o consequente aumento de poluição, decorrente do acréscimo de resíduos proveniente do crescimento da actividade humana [GORE, 2009].

Da observação deste gráfico destaca-se que o aumento da população mundial se deve, essencialmente, ao crescimento populacional dos continentes Asiático, Africano, Americano e Oceânico. O continente Europeu, por sua vez, tem vindo a apresentar um crescimento nulo, com tendência para decrescer. A razão para esta divergência, entre o crescimento populacional na maioria dos continentes relativamente à Europa deve-se, segundo a Al Gore, à qualidade de vida, à segurança e à educação que os pais depositam na qualidade de vida futura dos seus filhos [GORE, 2009]. Continentes como a África e a Ásia apresentam ainda condições precárias de vida, o que motiva as famílias a terem mais filhos para poderem subsistir em conjunto. Para além disto, a falta de informação sobre os meios contraceptivos também contribui para este facto. [GORE, 2009].

Vários autores defendem que no futuro, quando a maioria das comunidades do mundo possuírem, em média, um nível de vida equivalente ao da Europa, o planeta possa observar uma paragem no crescimento ou que este crescimento se processe de uma forma muito mais ténue. Isto poderá verificar-se devido ao aumento da informação, à melhoria das condições de vida, à garantia da sobrevivência da espécie e também ao número limitado de recursos existentes na terra [GORE, 2009].

2.3.ENERGIA

2.3.1.GENERALIDADES

A energia é um bem essencial para toda a Humanidade. O nosso próprio corpo também precisa de energia e é por esse motivo que a obtemos sob a forma de alimento. No entanto, para alimentar as principais actividades Humanas de modo a nos proporcionar melhores condições de vida, é necessário obter mais energia. Actualmente, essa forma de energia é obtida, essencialmente, através da mineração de alguns recursos naturais, como o carvão, o petróleo e o gás natural, que são fontes de energia fóssil e portanto não renovável. Por outro lado, também se pode obter energia de uma forma renovável através da energia hídrica, geotérmica, eólica, e solar. Todos estes meios podem ser utilizados para produzir electricidade, convertendo a energia cinética em energia eléctrica. O modo como armazenamos toda esta energia ou como lidamos com os seus resíduos, representa ainda um dos principais problemas com que lidamos presentemente.

De modo a estabelecer um grau de comparação entre estas fontes energéticas é necessário convertê-las para uma unidade padrão e, geralmente utiliza-se como referência a tonelada equivalente de petróleo (toe - tonne of oil equivalent). Para comparar o consumo entre países utiliza-se, como indicador de referência, a razão entre o consumo de toneladas equivalentes de petróleo e o Produto Interno Bruto (toe/GDP) ou o referido consumo per capita (toe/capita) [IEA, 2009].

Com esta abordagem não se pretende pormenorizar informação relativa a estes indicadores apenas descrever, de uma forma sucinta, o retrato da sua fonte no contexto Europeu, Português e Portuense.

2.3.2.EUROPA

Na Europa os principais recursos energéticos são o petróleo, o gás natural e a electricidade. Como o recurso petrolífero não existe em abundância neste continente, muitos países europeus ainda precisam de importar esta forma de energia. Isto não acontece com os recursos renováveis, que geralmente são aproveitamentos locais, como é o caso da energia geotérmica na Islândia, eólica na Dinamarca e hídrica em Portugal. Os inconvenientes destas energias passam pela sua disponibilidade que normalmente não é permanente, dependendo essencialmente das condições locais. Quando as condições locais não satisfazem os requisitos é necessário compensar através do consumo de energias fósseis, por isso as formas renováveis de energia ainda representam uma pequena percentagem do consumo final [EUROSTAT, 2009a].

Em termos sectoriais existe uma repartição clara no consumo da energia final, pela indústria, transportes, famílias e serviços. Reconhecendo que a parcela dos edifícios é composta pelo sector doméstico e de serviços, claramente se observa que estes são os maiores consumidores de energia final na Europa. É necessário acrescentar que o sector dos transportes apresenta, obviamente, uma dependência grande do petróleo [EUROSTAT, 2009a].

O supramencionado pode ser justificado pela Fig.2.2., que descreve o consumo de energia final da Europa repartida pelos principais sectores.

Fig.2.2. – Consumo Final de Energia, por Sector, na Europa a 27, no ano de 2006 [EUROSTAT, 2009a]

2.3.3.PORTUGAL

Em Portugal, ao nível macro energético, o cenário não é muito diferente do europeu. Ainda existe uma dependência significativa do petróleo (Fig.2.3.) e portanto uma necessidade externa deste recurso, uma vez que Portugal possui relativamente poucas reservas do mesmo.

No que se refere às energias renováveis, Portugal apresenta um valor acima da média europeia, onde a sua fatia de consumo é repartida pelos sectores industrial e doméstico. Parte deste acontecimento deve-se ao fornecimento de energia das diversas centrais hídricas, existentes no território nacional, que apresentam um peso considerável no consumo final de energia [EUROSTAT, 2009a].

Fig.2.3. – Consumo Final de Energia para a Portugal, por Sector em 2006 [EUROSTAT, 2009a]

A repartição sectorial aponta para uma divisão de aproximadamente três grandes terços do consumo de energia. O maior consumo de energia vai para o sector dos transportes (36%), seguidamente para a indústria (33%) e, finalmente, edifícios (29%) que englobam o sector doméstico e de serviços (Fig.2.4.).

Fig.2.4. – Consumo Final de Energia para a Portugal, por Sector em 2007 adaptado de [DGEG, 2008]

Em termos evolutivos, Portugal tem assistido nas últimas duas décadas a um aumento gradual do seu consumo energético, principalmente nos sectores dos transportes e doméstico (Fig.2.5.).

Fig. 2.5 – Evolução do Consumo Final de Energia para a Portugal, por Sector entre 1990 e 2007 adaptado de [DGEG, 2008] 2%1% 28% 4% 36% 17% 12% AGRICULTURA E PESCAS INDÚSTRIAS EXTRACTIVAS INDÚSTRIAS TRANSFORMADORAS CONSTRUÇÃO E OBRAS PÚBLICAS TRANSPORTES SECTOR DOMÉSTICO SERVIÇOS 0 5000000 10000000 15000000 20000000 25000000 te p

Importa ainda referir que existe uma componente importante da energia, que é utilizada nos próprios sectores ligados à produção e distribuição de energia, facto para o qual não se pode ficar alheio. A soma do consumo final com esta parcela dá origem ao consumo de energia primária.

Seguidamente demonstra-se graficamente a proporção destas duas parcelas (Fig.2.6.).

Fig.2.6. – Consumo de Energia Primária para a Portugal em 2007 adaptado de [DGEG, 2008]

2.3.4.PORTO

2.3.4.1. Sectores

A realidade da cidade do Porto não se desvia muito da europeia. Sectorialmente a repartição do consumo final de energia é semelhante, destinando-se, igualmente, a maior fatia para o sector dos transportes (33%). Contudo, se agregarmos o sector doméstico ao de serviços, obtém-se o consumo final de energia dos edifícios, perfazendo um total substancialmente superior ao sector dos transportes (58%) (Fig.2.7.). No Porto o gasto energético reparte-se maioritariamente para os edifícios e transportes [ADEPORTO, 2008].

Fig.2.7. – Repartição do Consumo Final por Sector adaptado de [ADEPORTO, 2008]

2.3.4.2. Sector Doméstico

O sector doméstico representa uma fatia relevante da energia final consumida nesta cidade (26%). A figura seguinte destaca as percentagens consumidas para as várias utilizações domésticas.

26%

74%

PRODUÇÃO E DISTRIBUIÇÃO DE ENERGIA CONSUMO FINAL 9% 33% 26% 32% INDÚSTRIAS E OUTRAS TRANSPORTES SECTOR DOMÉSTICO SERVIÇOS

Fig.2.8. – Repartição de energia do subsector residencial pelas utilizações adaptado de [ADEPORTO, 2008]

Esta última figura (Fig.2.8.) retrata o comportamento do consumo de energia geral das famílias da cidade Portuense, constatando-se que o grosso do gasto energético, neste sector, vai para a preparação das refeições (24%), o aquecimento das águas (24%) e o aquecimento ambiente (23%). O restante é repartido pelos equipamentos de refrigeração (14%), iluminação (5%) e outras utilizações (10%) [ADEPORTO, 2008].

2.4.GASES COM EFEITO DE ESTUFA 2.4.1.GENERALIDADES

As emissões atmosféricas têm sido alvo de uma preocupação crescente nos últimos vinte a trinta anos, sobretudo as emissões que provocam efeito de estufa. Este efeito refere-se à capacidade de certos gazes serem capazes de reterem parte de uma radiação específica do sol, usualmente a infravermelha [NASA, 2010], provocando o aquecimento terrestre, da mesma forma que a radiação na gama das micro-ondas aquece as partículas de água incorporada nos alimentos. É por este motivo que existe uma preocupação global com a emissão destes gases uma vez que estão fortemente relacionados com o aquecimento do planeta. Estas emissões podem ser de origem antropológica, isto é, através de actividades humanas, ou de origem natural como é o caso da actividade vulcânica.

São conhecidos diversos gases com efeito de estufa (GHG - Greenhouse Gases) como o dióxido de carbono (CO2), o metano (CH4), o óxido nitroso (N2O), o hexafluoreto de enxofre (SF6), entre outros,

e cada um destes afecta de forma diferente o aquecimento global. Com o objectivo de comparar o efeito de estufa entre estes gases, o protocolo de Kyoto definiu a fórmula1 de cálculo para determinação do Potencial de Aquecimento Global (GWP - Global Warming Potential) em CO2

equivalente. Este protocolo também definiu tectos para as emissões de cada país que aderiu ao protocolo, com base no seu grau de desenvolvimento e uso do território. Assinala-se que o principal emissor de CO2,os Estados Unidos da América, não aderiu a este protocolo, alegando que ainda não

havia um acordo científico de que o aquecimento global era provocado pelas emissões dos referidos gases [GORE, 2009].

1

Fórmula de cálculo na determinação do CO2 equivalente para determinação do GWP como definido no

protocolo de Kyoto [EEA, 2009]: 1 ton CH4 = 21 ton CO2 eq;

1 ton N2O = 310 ton CO2 eq;

1 ton SF6 = 23 900 ton CO2 eq.

24% 24% 23% 14% 5% 10% PREP. REFEIÇÕES AQS AQUECIMENTO AMBIENTE FRIO DOMÉSTICO ILUMINAÇÃO OUTROS

Analogamente ao sistema energético os principais indicadores de referência utilizados para comparação das emissões são as toneladas de CO2 por GDP ou per capita. Mais uma vez, não se

entrará em mais pormenores sobre estes indicadores, o objectivo será fazer uma comparação entre as principais fatias de emissões nos diversos sectores e se possível, retratar a evolução da emissão de gases causadores do efeito de estufa nos últimos quinze, vinte a trinta anos.

2.4.2.MUNDO

Desde que se iniciaram registos das emissões de CO2 e se acompanha a sua evolução, tem-se

evidenciado uma grave subida das emissões deste gás. Se até 1950 o seu crescimento parecia constante, a partir desse ano o seu crescimento tornou-se exponencial até à actualidade (Fig.2.9) [IEA, 2009].

Fig.2.9. – Evolução das emissões de CO2 de combustão de origem fóssil [IEA, 2009]

Parte desse crescimento advém do consumo de combustíveis fósseis, como forma de energia, que representam a totalidade do share das emissões de CO2,sendo o carvão o que possui uma participação

maioritária (42%), seguido do petróleo (42%) e do gás natural (20%) (Fig.2.10.). A contribuição dos restantes recursos energéticos ou das outras formas de energia, apenas apresenta um valor residual nas emissões de CO2 totais [IEA, 2009].

Da mesma maneira, com o decorrer do tempo, o mundo tem assistido a uma evolução da repartição sectorial do CO2. Existem mudanças significativas relativamente aos sectores dos transportes e da

indústria da energia.

Em 1971 as emissões de GHG eram distribuídas por três grandes grupos (Fig.2.11.), o sector da produção de energia (27%), o sector da indústria (27%) e o dos transportes (20%). O restante é atribuído aos sectores de serviços (16%) e doméstico (10%) que compõem, como referido anteriormente, a fatia relativa aos edifícios (26%). No ano de 2007 já se regista um panorama diferente, existe um claro destaque do sector da produção de energia como principal responsável pela emissão de GHG (41%), seguido pelos transportes (23%), indústria (20%) e edifícios (16%) [IEA, 2009].

Fig.2.11. – Emissões de GHG no mundo repartidas por sector adaptado de [IEA, 2009]

Em relação à trinta e cinco anos atrás, verifica-se um aumento substancial das emissões de GHG no sector da energia e transportes, acompanhado pelo decréscimo das emissões da indústria e residencial. Contudo, globalmente, não existe uma variação muito acentuada (Fig.2.12.). Atribui-se portanto, a responsabilidade do aumento das emissões ao longo dos tempos, em termos mundiais, aos sectores das indústrias ligadas à energia e aos transportes.

Fig.2.12. – Evolução percentual das Emissões no mundo repartidas por sectores em relação a 1971 [IEA, 2009]

27% 20% 10% 16% 27% 20% 23% 6% 10% 41% INDUSTRIA TRANSPORTES RESIDENCIAL SERVIÇOS

PRODUÇÃO E DISTRIBUIÇÃO DE ENERGIA 2007

2.4.3.EUROPA

A Europa tem tido um papel activo na tentativa da diminuição das emissões de GHG e, desde o protocolo de Kyoto, assumiu uma posição muito menos tolerante. Para o contexto europeu, a Agência Europeia para o Ambiente (EEA - European Environmental Agency), apresenta alguns valores das emissões de CO2 equivalente, repartidos de forma sectorial, e o modo como estas evoluíram nos

últimos 15 anos.

De uma forma geral, os principais emissores de GHG são a produção de energia (32%), os transportes (19%) e a indústria (13%), à semelhança do panorama mundial mas com percentagens menos significativas. Os edifícios compõem uma parte não menos importante (16%) das emissões de CO2

equivalente. Mais uma vez o sector responsável pela energia é o principal emissor, motivado, naturalmente, pela forma de como produz essa mesma energia (Fig.2.13.) [EEA, 2009].

Fig.2.13 – Estrutura das emissões de GHG na Europa a 27 por sector em 2005 [EEA, 2009]

Entre 1990 e 2005, houve um esforço da Europa no combate às emissões, visto que, em termos globais, a tendência geral era de uma ténue diminuição da emissão de CO2 equivalente. No entanto,

sectorialmente verificou-se que ocorreu um aumento das emissões dos transportes equilibrado pela ligeira diminuição das emissões do sector da energia, uma vez que as emissões dos edifícios continuaram sem significativas mudanças (Fig.2.14.). Refere-se ainda que, uma parte significativa que não está relacionada com a energia [EEA, 2009].

2.4.4.PORTUGAL

Em 2007 o tecido das emissões de Portugal é ligeiramente diferente do europeu. A contribuição maior é originada pela indústria (29%), seguido pelos edifícios (28%), e pela indústria da energia (21%) (Fig.2.15.). Revela-se então, esta disparidade de Portugal com a Europa em que a indústria e os edifícios têm uma contribuição mais pesada em comparação com a Europa. Os transportes parecem ter menos emissões de GHG do que a agricultura, isto possivelmente deve-se ao facto de a agricultura emitir mais compostos, como o CH4, que possuem um potencial maior de efeito de estufa e, portanto,

aumentam consideravelmente a sua contribuição final.

Fig.2.15. – Emissões de CO2 eq em Portugal por ramo de actividade em 2007 adaptado de [INE, 2009]

A evolução sectorial entre 1995 e 2007 manifestou, uma vez mais, uma contrariedade face à Europa, dando sinais de um aumento gradual das emissões (Fig.2.16.).

Fig.2.16. – Evolução das emissões de CO2 eq em Portugal por ramo de actividade entre 1995 e 2007 adaptado de [INE, 2009] 11% 1% 28% 3% 8% 13% 15% 21% AGRICULTURA E PESCAS INDÚSTRIAS EXTRACTIVAS INDÚSTRIAS TRANSFORMADORAS CONSTRUÇÃO E OBRAS PÚBLICAS TRANSPORTES SECTOR DOMÉSTICO SERVIÇOS PRODUÇÃO DE ENERGIA 0 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000 80000 90000 100000 Tonel ada s de C O2 Equ iv al ent e

Os sectores que têm alimentado esse aumento são o sector dos transportes, o de serviços o doméstico e a produção de energia (Fig.2.17.). A agricultura tem tido uma tendência de diluição das suas emissões em Portugal.

Fig.2.17. – Evolução percentual das Emissões em Portugal repartidas por sectores em relação a 1995 adaptado de [INE, 2009]

Salienta-se então que os edifícios e os transportes possuem uma relevância significativa nas emissões em Portugal. A produção de energia tem acompanhado o crescimento global das emissões. Porém observa-se que, este sector tem um peso nas emissões totais, inferior à Europa, possivelmente devido ao facto deste sector apostar nas energias renováveis, maioritariamente na energia hídrica. Como foi anteriormente referido este tipo de energias apenas apresenta um valor residual de emissões comparado com as outras formas.

2.4.5.PORTO

2.4.5.1. Sectores

Se em Portugal os edifícios compõem uma parte importante das emissões, no Porto essa fatia ainda se torna mais alargada (55%). A outra grande fatia destina-se aos transportes (36%), já a indústria e os restantes sectores compõem apenas uma minoria (9%) (Fig.2.18.) [ADEPORTO, 2008].

Fig.2.18. – Emissões de CO2 eq no Porto por ramo de actividade adaptado de [ADEPORTO, 2008]

0 50 100 150 200 250 AGRICULTURA E PESCAS INDÚSTRIA TRANSPORTES SECTOR DOMÉSTICO SERVIÇOS PRODUÇÃO DE ENERGIA TOTAL 9% 36% 32% 23% INDÚSTRIAS E OUTRAS TRANSPORTES SECTOR DOMÉSTICO SERVIÇOS

2.4.5.2. Sector Doméstico

Nas habitações do Porto a distribuição das emissões de GHG, é repartida maioritariamente pelo aquecimento das águas (26%), pela preparação de refeições (22%) e pelos equipamentos de refrigeração (18%). O aquecimento ambiente das residências também mostra uma cota parte significativa com 15% das emissões residenciais (Fig.2.19.) [ADEPORTO, 2008].

Fig.2.19. – Repartição das emissões de CO2 eq do subsector residencial pelas utilizações adaptado

[ADEPORTO, 2008]

2.5.CLIMA

Desde que há registos de temperatura, há cerca de cento e cinquenta anos atrás, que década após década se atingem recordes de temperatura [NASA, 2010].

Em termos relativos, desde 1880 a terra já assistiu a um aumento de 1,5 oC [NASA, 2010]. Existem autores que afirmam que, neste momento, a terra poderá estar com febre. Por esse motivo, o aquecimento global é um dos principais problemas que o mundo enfrenta actualmente.

É cientificamente reconhecido que a temperatura do planeta está a aumentar, mas o mesmo não acontece quanto à causa deste fenómeno. As razões que motivam este acontecimento podem derivar do aumento dos GHG, resultantes da actividade vulcânica ou actividade humana; da existência de uma ligeira inclinação do eixo da terra, ou até mesmo do aumento da actividade solar. Também é igualmente desconhecido de que forma este aquecimento irá afectar as complexas relações entre terra, oceanos, atmosfera e organismos vivos que habitam o planeta. Para tentar desmistificar este acontecimento, tem havido um esforço científico global e vários satélites da NASA que têm contribuído com informação muito relevante sobre o que se passa com o nosso planeta em tempo real. Estes ajudam a perceber a quantidade de radiação que é emitida pelo Sol, quanta dessa radiação é reflectida novamente para o espaço e quanta é absorvida aquecendo o planeta [NASA, 2010].

O Sol tem uma actividade cíclica de 12 anos. Registos recentes demonstram que a radiação solar tem pouco efeito na temperatura terrestre uma vez que, nas últimas décadas tem-se assistido a um aumento significativo da temperatura terrestre, que tem coincidido com um estado latente da actividade solar. Por outro lado, caso a actividade solar aumente, espera-se que a temperatura também aumente ligeiramente [NASA, 2010].

A forma como o planeta aquece também está ligada com o próprio brilho do planeta. Quanto mais brilhante mais radiação é reflectida. As áreas mais brilhantes do planeta são aquelas cobertas por gelo, isto é, as calotes polares. Com a diminuição destas, a radiação passa a ser absorvida pela água que é mais escura. Por sua vez, As nuvens também reflectem parte da radiação solar, com o aumento da temperatura evapora-se mais água e, com a sua evaporação, originam-se mais nuvens, que reflectem

22% 26% 15% 18% 7% 12% _{PREP. REFEIÇÕES} AQS AQUECIMENTO AMBIENTE FRIO DOMÉSTICO ILUMINAÇÃO OUTROS

por sua vez a luz solar e tornam o planeta mais fresco. Todavia o comportamento das partículas associadas à formação de nuvens ainda é muito imprevisível. Os modelos climáticos prevêem uma ligeira diminuição da temperatura, mas como o vapor de água também possui propriedades de efeito de estufa, as partículas que arrefecem o planeta também poderão contribuir para o seu aquecimento [NASA, 2010].

Para terminar o puzzle do aquecimento global resta referir que foi a partir da revolução industrial que a actividade humana aumentou drasticamente as emissões de GHG, como o CO2 e óxido nitroso

(Fig.2.9.). Associando-se o facto do aumento de temperatura ter coincidido com este período, parece evidente que as emissões têm um forte contributo para o aumento do efeito de estufa do planeta e o consequente aumento de temperatura (Fig.2.20.). Estudos recentes apontam que a Terra pode ser mais sensível à presença de carbono na atmosfera do que aquilo que se pensava [NASA, 2010].

Fig.2.20. – Variação da temperatura global superficial terrestre, [GISS, 2009], [NASA, 2010]

2.6.PEGADA ECOLÓGICA

O planeta tem sofrido um desgaste motivado pelas crescentes necessidades humanas. O modo como a esta consume os seus recursos naturais afecta a Terra de maneira diferente. Esse impacto pode ser medido através da pegada ecológica, que se tem agravado paralelamente à actividade humana.

Em termos globais, este crescimento tem tido tal expressão que neste momento a nossa pegada ultrapassa os limites da capacidade biológica terrestre, o que evidencia um défice ecológico.

Das parcelas que compõem a pegada ecológica, nenhuma tem tido mais impacto do que a pegada de carbono (Fig.2.21.).

2.7.CONSIDERAÇÕES FINAIS DE CAPÍTULO

Para finalizar, perante estes factos, nota-se que a energia possui uma importância extrema em todos os sectores de actividade. O seu progressivo aumento está relacionado com o aumento das exigências impostas por todos eles. A actividade humana requer agora mais energia, não só porque o número da população está a aumentar, mas porque esta exige mais conforto a todos os níveis. A rapidez de deslocação, a iluminação, o aquecimento e arrefecimento dos espaços interiores, são exemplos que comprovam este aumento da exigência. As indústrias por sua vez crescem motivadas por este consumo. O sector da energia, no entanto, é o maior consumidor, visto que ainda se gasta bastante energia para a disponibilizar. Os edifícios também compõem uma cota parte relevante nesse consumo, informação que se prende directamente com o objectivo deste estudo.

As emissões de carbono estão associadas ao consumo de energia, uma vez que grande parte dela ainda é obtida por recursos fósseis, que são os principais emissores de GHG. Assim, se o sector da energia é o maior consumidor consequentemente também é o maior emissor.

Como todos os anos há uma quantidade enorme de CO2 a ser libertado, uma vez que o seu ciclo é

relativamente lento, existe uma acumulação deste na atmosfera. Isto representa um problema à escala planetária, em que o sintoma é o aquecimento global.

De um modo geral, o crescimento populacional e o consequente aumento do consumo de energia, provoca uma delapidação dos recursos e um aumento das emissões de carbono. A agregação de todos estes factores provoca um aumento da pegada ecológica.

Fig.2.22. – Recuperação da sustentabilidade [WWF, 2008]

Actualmente, apenas se pode tomar uma de duas opções. Assim, ou se diminui o impacto da humanidade no planeta, ajustando as nossas necessidades e recorrendo a estratégias sólidas para atingir esse objectivo, ou se continua a ignorar estes problemas insistindo-se num consumo crescente. A última opção pode levar a uma situação extrema em que o planeta deixa de dar resposta a essas necessidades e, deste modo, irão surgir problemas mais graves que podem subsistir.

Se a resposta é evitar a degradação do planeta, então deverão ser tomadas medidas. Essas medidas passam por admitir formas alternativas de energia, que possuem menor impacto e que sejam renováveis, como o sol, o vento e a água, aproveitando ao máximo as condições locais, eliminando assim, a dependência dos combustíveis fósseis, que são os maiores responsáveis pelas emissões de GHG. Por sua vez, também se deverá caminhar para a eficiência energética, uma vez que a produção e

Em termos globais, a contribuição para a minimização das emissões deverá ser um pensamento constante juntamente com a preservação dos recursos.

[TIRONE et al, 2008], indica três passos que deveram ser considerados para que se procure ir de encontro às reflexões supramencionadas. O primeiro passo deve ser dado no sentido de reduzir ao mínimo a procura de recursos não renováveis, através de uma maior eficiência no consumo. O segundo passa por promover a descentralização e diversificação da oferta de energia, recorrendo aos recursos naturais renováveis. O terceiro passo deve ser dado no sentido de promover a harmonização entre a procura e oferta de energia, através de distribuições inteligentes de modo a minimizar perdas. Isto porque os recursos renováveis nem sempre estão disponíveis, e quando estão, não são de um modo uniforme (apresentam picos de comportamento). Por isso é importante a harmonização de todos os recursos, para que a indisponibilidade de um recurso, num determinado momento, possa ser compensada pela disponibilidade de outro.

Os edifícios, por sua vez, possuem um papel crucial na resolução destas dificuldades uma vez que, representam uma fatia interessante dos problemas e estão associadas, directa ou indirectamente a todas as indústrias. Estes também possuem uma forte ligação com a componente social, relacionando-se do mesmo modo com a sua qualidade de vida e podem desempenhar um papel primordial no aumento de qualidade de vida ambiental.

A construção sustentável de novos edifícios e a reabilitação sustentável dos já existentes pode iniciar uma fase essencial, para a melhoria do desempenho ambiental das cidades e da qualidade de vida dos seus cidadãos. A integração de questões ambientais, da gestão energética, da implementação da gestão da procura de energia e da utilização das energias renováveis, nos edifícios é um caminho importante que deve ser percorrido.

Da mesma forma que os edifícios representam parte do problema também poderão representar a parte da solução.

A realidade poderá estar eventualmente entre estes dois extremos de abordagem, devendo, em cada situação, encontrar-se um equilíbrio entre os consumos e os recursos, de forma a caminhar para recursos renováveis e a não exceder a sua taxa de renovabilidade. Importa também afirmar que existem limites para o crescimento, nem que esse limite seja condicionado pelo próprio planeta, uma vez que como este, só temos um e já se encontra perto do seu limiar de suporte.

3

DESENVOLVIMENTO SUSTENTÁVEL

CONSTRUÇÃO SUSTENTÁVEL

EDIFÍCIO SUSTENTÁVEL

3.1.ODESENVOLVIMENTO SUSTENTÁVEL

Até aos finais dos anos 70, a lógica da sustentação da sociedade assentava numa visão economicista, com reduzidas preocupações ambientais. Só em 1987, pela Comissão para o Meio Ambiente da Organização das Nações Unidas (ONU) surge, de forma mais generalizada, o conceito de Desenvolvimento Sustentável, através do relatório dirigido pela Comissão de Gro Harlem Bundtland [CWB, 2010]. A sua Comissão definiu o Desenvolvimento Sustentável como aquele que “satisfaz as

necessidades do presente, sem comprometer a capacidade das futuras gerações satisfazerem as suas próprias necessidades” [BRUNDTLAND, 1987].

Esta definição de Desenvolvimento Sustentável tem vindo a ser amplamente discutida e tem sofrido algumas alterações ao longo do tempo, uma vez que não é totalmente precisa e pode estar aberta a diferentes interpretações, muitas vezes contraditórias. No entanto, continua a ser a principal referência no âmbito internacional. Embora esta definição tenha sido vaga trouxe consigo uma mensagem bastante evidente, propondo que os níveis de desenvolvimento procurem um equilíbrio com a quantidade de recursos naturais existentes, para que este se processe a um ritmo que não comprometa a capacidade de carga dos ecossistemas, nem o desenvolvimento das futuras gerações. Este relatório levou a um esforço global para que o modelo de desenvolvimento económico fosse corrigido, de forma a ir de encontro a estes princípios. [EDWARDS, 2005]

Em Junho de 1992, a ONU contou com a participação de 170 países na Conferência para o Meio Ambiente e Desenvolvimento Humano, na cidade do Rio de Janeiro. Nessa conferência, foi redigido o documento denominado por “Agenda 21”. Este documento continha as principais estratégias e referências para atingir o Desenvolvimento Sustentável e que deveriam ser implementadas, em todas as áreas onde a actividade humana afectasse o Meio Ambiente, até ao início do século XXI, pelos Governos, Agências de Desenvolvimento e Grupos Sectoriais. Com o objectivo de um sociedade, justa e ecologicamente consciente. Também apelava ao esforço local, dirigindo-se às autoridades locais, para que trabalhassem em pareceria com os vários sectores da comunidade na elaboração de um plano de acção estabelecendo as suas prioridades como forma de atingir o Desenvolvimento Sustentável. A ideia geral traduz-se no “pensar global, agir local”, tendo consciência dos problemas e das tendências globais, não devem constituir um factor inibidor da acção local, mas sim um estímulo à actuação das autoridades e outros agentes locais, que têm um contacto mais próximo com as populações, e podem

motivar a alteração do conceito de desenvolvimento. Agindo localmente os efeitos positivos obtidos positivos, contribuem para a melhoria das condições globais [BETTENCOURT et al, 2007].

A procura por alcançar este patamar de desenvolvimento não assenta apenas no crescimento económico e na protecção do ambiente, mas também nas preocupações com as problemáticas sociais, sanitárias e éticas do bem-estar humano, como a melhoria da qualidade de vida, a equidade social, a prevenção da pobreza e a equidade entre as gerações, uma vez que estas merecem um ambiente tão bom ou melhor do que aquele que usufruímos actualmente. Por sua vez, só deverá haver maior desenvolvimento quando este se situar dentro dos limites necessários ao equilíbrio dos sistemas naturais e artificiais.

Confere-se ao modelo de Desenvolvimento Sustentável, uma tripla dimensão que visa equilibrar as diferenças a nível social e económico, através da justiça socioeconómica; a nível económico e ambiental, através da eco-eficiência, e a nível ambiental e social, promovendo a consciência social para a ecológica (Fig.3.1.) [WERBACH, 2006].

Fig.3.1. – Tripla dimensão do Desenvolvimento Sustentável adaptado de [IPD, 2008]

Actualmente, assiste-se ainda a um desajuste deste modelo, em que a dimensão do desenvolvimento económico é a mais relevante, remetendo para segundo plano a dimensão social, sendo o desenvolvimento ambiental, o mais desfavorecido (Fig.3.2.).

De modo a inverter esta tendência, o caminho para o Desenvolvimento Sustentável desafia os vários agentes e sectores a procurar soluções que contribuam para a procura da sustentabilidade.

Por sua vez, a indústria da construção tem um papel activo no desequilíbrio do desenvolvimento uma vez que tem uma generosa participação no PIB – dimensão económica – e é responsável por uma expressiva parcela na geração de postos de trabalho – dimensão social – no entanto produz impactes significativos no ambiente, como a utilização de recursos naturais, a produção de grandes quantidades de resíduos e a modificação do ambiente natural através das suas intervenções – dimensão ambiental. Desta forma, a procura pela sustentabilidade na construção é fundamental e deve assentar, no desenvolvimento do edificado sustentável, ambientes construídos sustentáveis e até na criação de comunidades sustentáveis como contributo para a efectiva concretização do Desenvolvimento Sustentável (Fig.3.3.) [EDWARDS, 2005].

Fig.3.3. – Contributo da construção sustentável para o Desenvolvimento sustentável e o número crescente de agentes envolvidos [EDWARDS, 2005]

3.2.ACONSTRUÇÃO SUSTENTÁVEL 3.2.1.OCONCEITO

O conceito de construção sustentável não é recente. Existem indícios, que remontam à Antiguidade Clássica, que documentam as preocupações entre a relação do meio artificial e natural.

O arquitecto e engenheiro romano Vitrúvio (séc. I a. C.), foi o pioneiro neste conceito, abordando-o no seu tratado de arquitectura. Ele sugeria que o projecto de arquitectura deveria actuar como um agente mediador entre o conforto interno e o ambiente externo, através de certas recomendações como, a localização, orientação e iluminação e ventilação natural dos edifícios [EDWARDS, 2005].

No entanto, esta preocupação foi perdendo a sua importância, culminando com a Revolução Industrial. O consequente êxodo rural levou à procura desmesurada por um emprego e habitação no centro urbano, levando a um crescimento desproporcionado das cidades com poucas ou mesmo nenhumas preocupações ambientais. Desde então, o sentido da sustentabilidade acabou por ficar esquecido. Só muito mais tarde, cerca de dois séculos depois desta revolução, mais precisamente em 1994, é que ocorre uma nova consciencialização para este conceito. A realização da Primeira Conferência Internacional sobre Construção Sustentável ("The First International Conference on Sustainable Construction"), em Tampa, na Flórida, expôs diversas propostas no sentido de definir o conceito de

construção sustentável. A definição mais aceite foi a então apresentada por Charles Kibert, que define Construção Sustentável como a "criação e gestão responsável de um ambiente construído saudável,

tendo em consideração os princípios ecológicos e a utilização eficiente dos recursos" [KIBERT,

1994]. A construção sustentável tem em conta todo o seu ciclo de vida e considera que os recursos da construção são os materiais, o solo, a energia e a água. A partir destes recursos, Kibert estabeleceu os cinco princípios básicos da construção sustentável [PINHEIRO, 2006]:

i. Reduzir o consumo de recursos;

ii. Reutilizar os recursos sempre que possível;

iii. Reciclar materiais em fim de vida do edifício e usar recursos recicláveis; iv. Proteger os sistemas naturais e a sua função em todas as actividades;

v. Eliminar os materiais tóxicos e os subprodutos em todas as fases do ciclo de vida.

Tendo em conta estes princípios definidos por Kibert, nota-se que a construção sustentável é, na sua essência, a aplicação da tripla dimensão do Desenvolvimento Sustentável à Indústria da Construção. Resta referir que esta foi a primeira, de um ciclo de conferências que a precederam, com o objectivo de concentrar as atenções para este tema e aprimorar as prioridades de intervenção. No contexto actual, as prioridades passam por promover: o uso de materiais de construção amigos do ambiente, a eficiência energética, a gestão inteligente dos resíduos e finalmente, centrar uma visão integrada das várias fases de construção como: projecto, construção, utilização e demolição, recaindo assim em todo o ciclo de vida da construção, tendo em vista a contribuição para a sustentabilidade (Fig.3.4.) [PINHEIRO, 2006].

Fig.3.4. – Abordagem integrada e sustentável às fases do ciclo de vida de uma construção [MATEUS et al, 2006]

3.2.2.AEVOLUÇÃO PARA A CONSTRUÇÃO SUSTENTÁVEL

A construção, com o passar do tempo, tem sofrido uma progressiva evolução das suas prioridades. Actualmente, o conceito de construção sustentável pretende reformar os factores tradicionalmente encarados como competitivos na indústria da construção - qualidade, tempo e custo. Isto porque, habitualmente uma construção só é considerada competitiva se tiver o nível de qualidade exigido pelo projecto, se utilizar sistemas construtivos que optimizem a produtividade durante a fase de construção,