Isabela Fuganti de Souza
AVALIAÇÃO ENERGÉTICA DE UM TERMINAL DE PASSAGEIROS AEROPORTUÁRIO
ESTUDO DE CASO: AEROPORTO INTERNACIONAL HERCÍLO LUZ
Trabalho de Conclusão de Curso submetido ao Programa de Graduação da Universidade Federal de Santa Catarina para a obtenção do Grau de Bacharel em Engenharia Civil
Orientador: Prof. Roberto Lamberts, Ph.D.
Florianópolis 2018
Ficha de identificação da obra elaborada pelo autor,
através do Programa de Geração Automática da Biblioteca Universitária da UFSC.
Souza, Isabela Fuganti de
Avaliação energética de um terminal de passageiros aeroportuário : estudo de caso: Aeroporto Internacional Hercílo Luz / Isabela Fuganti de Souza ; orientador, Roberto Lamberts, 2018.
84 p.
Trabalho de Conclusão de Curso (graduação) -Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Graduação em Engenharia Civil, Florianópolis, 2018.
Inclui referências.
1. Engenharia Civil. 2. Eficiência Energética. 3. Novo Método de Avaliação de Eficiência Energética de Edificações. 4. Terminal de Passageiros
Aeroportuário. I. Lamberts, Roberto. II.
Universidade Federal de Santa Catarina. Graduação em Engenharia Civil. III. Título.
Este trabalho é dedicado aos meus amados pais, avós e irmã.
AGRADECIMENTOS
Agradeço, primeiramente, aos meus pais, por sempre me passarem os melhores valores éticos e morais, por todo o esforço para me fornecer a melhor educação, as melhores oportunidades e por estarem sempre ao meu lado, me apoiando em cada decisão.
Aos meus avós, por todo amor dado e por cada ensinamento passado durante a minha criação.
À minha irmã, por ser meu exemplo, por cada conselho e por todas as lições de vida.
Ao meu namorado, por estar ao meu lado, me apoiando nos bons e também nos maus momentos.
Aos meus colegas de trabalho no LabTrans, os quais considero grandes amigos, por todos os conselhos dados e também por todas as risadas.
Ao meu orientador, Roberto Lamberts, e à Ana Paula Melo por toda a paciência e ajuda prestada durante a execução deste trabalho.
O Senhor é o meu pastor, nada me faltará. BÍBLIA SAGRADA
RESUMO
O presente trabalho tem por objetivo a classificação de eficiência energética de um terminal de passageiros aeroportuário pelo Novo Método de Avaliação de Eficiência Energética de Edificações. Realizou-se um estudo de caso no Aeroporto Internacional Hercílio Luz, localizado em Florianópolis – SC. A edificação foi avaliada através dos seguintes sistemas: envoltória, condicionamento de ar e iluminação. Foram descritos todos os procedimentos adotados para avaliação, conforme o método simplificado do Novo Método. Calcularam-se os consumos energéticos dos sistemas da edificação. Elaborou-se escalas de eficiência energética, que variam da classe A a E, para determinação da classificação dos sistemas. Através da conversão do consumo de energia elétrica e térmica dos sistemas foi estimado o consumo de energia primária. A classe de eficiência energética geral da edificação foi determinada. Ponderou-se sobre as limitações enfrentadas pela inexistência de tipologia própria para edificações semelhantes à estudada no Novo Método de Avaliação.
Palavras-chave: Eficiência Energética. Novo Método de Avaliação de
Eficiência Energética de Edificações. Terminal de Passageiros Aeroportuário.
ABSTRACT
The present work aims to classify the energy efficiency of an airport passenger terminal by the New Evaluation Method of Energy Efficiency of Buildings. A case study was conducted in Hercílio Luz International Airport, located in Florianópolis – SC. The building was evaluated by the following systems: building envelope, air conditioning and lighting. All the procedures adopted for evaluation were described according to the simplified method of the New Method. The energy consumption of the building systems was calculated. Energy efficiency scales, ranging from class A to E, were elaborated to determine the classification of the systems. By converting the electric and thermal consumption of the systems, primary consumption was estimated. The general energy efficiency class of the building was determined. It was considered the limitations faced by the lack of suitable typology to buildings similar to those studied in the New Evaluation Method.
Keywords: Energy Efficiency. New Evaluation Method of Energy
Efficiency of Buildings. Airport Passenger Terminal.
LISTA DE FIGURAS
Figura 1 – Escala para a determinação da classe de eficiência energética
... 37
Figura 2 – Limites dos intervalos das classes de eficiência energética da Envoltória ... 38
Figura 3 – Limites dos intervalos das classes de eficiência energética do sistema de iluminação ... 39
Figura 4 – Fluxograma da metodologia do trabalho ... 41
Figura 5- Saguão de Embarque: fachada principal ... 43
Figura 6 – Balcões de check-in... 44
Figura 7 – Saguão de Embarque... 44
Figura 8 – Sala de embarque ... 45
Figura 9 – Área de restituição de bagagens ... 45
Figura 10 - Propriedades térmicas da cobertura ... 46
Figura 11 – Propriedades térmicas das paredes externas ... 46
Figura 12- Dia típico para o Movimento Horário de Passageiros por Hora em 2017 no Aeroporto Internacional de Florianópolis ... 50
Figura 13 – Planta baixa térreo do TPS ... 52
Figura 14 – Interface web ... 53
Figura 15 – Classificação dos condicionadores de ar Split piso-teto... 57
LISTA DE TABELAS
Tabela 1 - Limites dos parâmetros da edificação atendidos pelo método
simplificado ... 30
Tabela 2 – Fatores de conversão de energia elétrica e térmica em energia primária ... 37
Tabela 3 - Áreas do TPS ... 43
Tabela 4 – Propriedades térmicas do sistema construtivo da área ampliada do Terminal ... 47
Tabela 5 – Detalhamento da Despesa Operacional por Centro de Custos – utilidades e serviços públicos ... 48
Tabela 6- Despesas energia elétrica do TPS ... 48
Tabela 7 – Equipamentos de condicionamento de ar do TPS ... 49
Tabela 8 - Movimento Anual de Passageiros do Aeroporto Internacional de Florianópolis ... 50
Tabela 9 - Grupo Climático 1 ... 53
Tabela 10 – Valores de referência para edificações que não possuem tipologia descrita pelo Método ... 55
Tabela 11 – Coeficiente de redução da carga térmica da classe D para A (CRCgT D-A) para tipologias não descritas pelo Método ... 56
Tabela 12 – Dados dos condicionadores de ar ... 57
Tabela 13 – Características técnicas Chiller RBA100 Carrier ... 58
Tabela 14 – Fator K de ponderação para o Grupo Climático 1-B ... 58
Tabela 15 – Eficiência mínima (COP-W/W) de resfriadores de líquido (1), (2) ... 59
Tabela 16 – Valores de SPLV para o Grupo Climático 1-B ... 59
Tabela 17 – Limite máximo aceitável de densidade de potência de iluminação (DPIL) para a classe de eficiência pretendida ... 60
Tabela 18 – Divisão das áreas iluminadas e respectivas atividades ... 60
Tabela 19 – Quantitativo de lâmpadas ... 61
Tabela 20 – Lista de equipamentos ... 62
Tabela 21 – Avaliação de aplicabilidade do método simplificado ... 63
Tabela 22 – Carga Térmica Total Anual – Real (CgTTR.EAL) ... 65
Tabela 23 – Carga Térmica Total Anual – Referência (CgTTREF) ... 66
Tabela 24 – CEE e classificação energética do sistema de condicionadores de ar ... 67
Tabela 25 – Consumo de energia elétrica dos splits (CCA) ... 67
Tabela 26 - Cálculo de IPLV aplicando Fator K ... 68
Tabela 27 – Consumo de energia elétrica dos Chillers (CCA) ... 68
Tabela 28 – Potência Limite Total para Condição de Referência (Classe D) ... 69
Tabela 29 – Potência Limite relativa à classe A ... 70 Tabela 30 – Potência Limite Total Real ... 71 Tabela 31 – Intervalo “i” entre as classes de eficiência energética da iluminação ... 71 Tabela 32 – Escala de eficiência energética do sistema de iluminação 72 Tabela 33 – Consumo Energético do Sistema de Iluminação pelo Método ... 72 Tabela 34 – Consumo Energético do Sistema de Iluminação com base nas horas de consumo reais ... 72 Tabela 35 – Consumo Energético Aproximado dos Equipamentos ... 73 Tabela 36 – Consumo de energia primária dos sistemas da edificação – Real (CEP) ... 74 Tabela 37 – Consumo de energia primária dos sistemas da edificação – Referência (CEPREF) ... 74 Tabela 38 – Consumo de energia elétrica dos Splits – Referência (CCAPREF) ... 74 Tabela 39 – Consumo de energia elétrica dos Chillers – Referência (CCAPREF) ... 75 Tabela 40 – Consumo de energia elétrica dos splits ... 75 Tabela 41 – Potência Total considerando lâmpadas LED 20 W ... 77
LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS
ANAC – Agência Nacional de Aviação Civil
CB3E – Centro Brasileiro de Eficiência Energética em Edificações CELESC – Centrais Elétricas de Santa Catarina
ENCE – Etiqueta Nacional de Conservação de Energia
LabEEE – Laboratório de Eficiência Energética em Edificações INFRAERO – Empresa Brasileira de Infraestrutura Aeroportuária Procel – Programa Nacional de Conservação de Energia Elétrica
Procel Edifica – Programa Nacional de Eficiência Energética em Edificações
RTQ-C – Regulamento Técnico da Qualidade para o Nível de Eficiência Energética de Edifícios Comerciais, de Serviços e Públicos
SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO ... 23 1.1 OBJETIVO ... 24 1.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS ... 24 1.3 ESTRUTURA DO TRABALHO ... 25 1.4 DELIMITAÇÃO DO TEMA ... 25
2 ETIQUETAGEM DE EFICIÊNCIA ENERGÉTICA DE EDIFICAÇÕES ... 27
2.1 O PROGRAMA BRASILEIRO DE ETIQUETAGEM ... 27
2.2 NOVO MÉTODO DE AVALIAÇÃO ENERGÉTICA PARA EDIFICAÇÕES COMERCIAIS ... 28
2.2.1 Introdução ao Novo Método de Avaliação ... 29
2.2.2 Avaliação da aplicabilidade do método simplificado e/ou simulação ... 29
2.2.3 ESCALA PARA CLASSIFICAÇÃO ENERGÉTICA ... 36
2.2.3.1 Classificação da eficiência energética da envoltória ... 38
2.2.3.2 Classificação da eficiência energética do sistema de condicionamento de ar ... 39
2.2.3.3 Classificação da eficiência energética do sistema de iluminação ... 39
3 MÉTODO ... 41
3.1 O AEROPORTO INTERNACIONAL HERCÍLIO LUZ ... 42
3.1.1 O Terminal de Passageiros ... 42
3.1.1.1 Energia elétrica ... 47
3.1.1.2 Sistema de condicionamento de ar ... 49
3.1.1.3 Movimentação de passageiros ... 50
3.2 ANÁLISE DOS SISTEMAS ... 51
3.2.1 Envoltória ... 53
3.2.2 Condicionamento de ar ... 57
3.2.3 Iluminação ... 59
4 RESULTADOS ... 63
4.1 ENVOLTÓRIA ... 64 4.2 CONDICIONAMENTO DE AR ... 67 4.3 SISTEMA DE ILUMINAÇÃO ... 68 4.4 EQUIPAMENTOS ... 73 4.5 CONSUMO DE ENERGIA PRIMÁRIA ... 73
4.6 MEDIDAS PARA MELHORAR A EFICIÊNCIA
ENERGÉTICA DOS SISTEMAS ... 75
4.6.1 Análise da troca dos condicionadores de ar ... 75
4.6.2 Análise da troca de lâmpadas fluorescentes pela LED .... 76
5 CONCLUSÃO ... 79 REFERÊNCIAS ... 81
23 1 INTRODUÇÃO
Após a crise energética de 2001 e adotando uma tendência mundial, o Brasil decidiu por implementar a avaliação de eficiência energética em suas edificações, por meio da legislação e, também, da criação de grupos voltados ao desenvolvimento, à implementação e à otimização de métodos de avaliação de eficiência energética dos mais diversos segmentos da economia.
A partir disso, o Grupo Técnico para Melhoria da Eficiência Energética nas Edificações (GT-Edificações), em parceria com entidades institucionais e acadêmicas, desenvolveu a Etiqueta de Eficiência Energética de Edificações. Esta permite avaliar o desempenho energético das edificações utilizando um indicador de consumo que fornece a sua classificação de A a E, sendo apresentada de forma simples e didática ao consumidor (PBE EDIFICA, 2017c).
É o Programa Nacional de Conservação de Energia Elétrica (Procel) em parceria com o Instituto Nacional de Metrologia, Qualidade e Tecnologia (Inmetro), que realizam a avaliação da eficiência energética de edificações residenciais, comerciais, de serviços e públicas, fornecendo a Etiqueta Nacional de Conservação de Energia (ENCE) para as edificações: a Etiqueta PBE Edifica (PBE EDIFICA, 2017c).
O atual método de etiquetagem das edificações, com requisitos mínimos de qualidade e procedimentos de avaliação regulamentados através dos Regulamentos Técnicos da Qualidade para o Nível de Eficiência Energética de Edificações, apresenta lacunas que não permitem a contabilização de características importantes para a correta avaliação da eficiência energética de uma edificação.
Contrapondo-se a isto, o Procel Edifica junto ao Centro Brasileiro de Eficiência Energética em Edificações (CB3E) desenvolveu o Novo Método de Avaliação da Classe de Eficiência Energética das Edificações, que busca sanar as limitações do RTQ vigente considerando parâmetros de análise para aprimorar a avaliação e classificação da eficiência energética das edificações, como por exemplo, a forma geométrica da edificação, a influência de edificações vizinhas, ou ainda a diferenciação de aberturas e proteções solares por fachada. Somado a isso, o Novo Método é baseado no consumo de energia primária, a fonte de energia primordial fornecida diretamente pela natureza. Assim, a avaliação irá se basear não só na energia elétrica, mas também na energia térmica, fornecendo informações relativas ao consumo anual e mensal de energia primária por sistema
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final, além de informações complementares, como a quantificação das emissões de dióxido de carbono e o potencial de economia de água potável (CB3E, 2017a).
A importância da avaliação da eficiência energética não está só no caráter informativo, como também no incentivo à melhoria dos processos construtivos, arquitetônicos e tecnológicos com o objetivo de reduzir os desperdícios energéticos e implantar uma construção mais eficiente e sustentável.
A partir disso, a avaliação da eficiência energética de um terminal de passageiros, que possui um consumo energético significativo dentro de uma cidade, além de ser um ambiente que diversas pessoas utilizam, pode ser de grande interesse. A identificação de desperdícios de energia, pela utilização de equipamentos ou sistemas ineficientes, possibilita a busca por soluções, algumas vezes muito simples, para sanar essas deficiências.
1.1 OBJETIVO
O trabalho tem como objetivo a análise do terminal de passageiros do Aeroporto Internacional de Florianópolis – Hercílio Luz, quanto a sua eficiência energética utilizando o Novo Método de Avaliação da Classe de Eficiência Energética de Edificações Comerciais, de Serviços e Públicas, que foi desenvolvida pelo Procel Edifica em parceria com o Centro Brasileiro de Eficiência Energética em Edificações (CB3E).
1.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Dentre os objetivos específicos, destacam-se:
• Avaliar e classificar o desempenho energético da envoltória edificação;
• Avaliar e classificar o desempenho energético do sistema de condicionamento de ar; e
• Avaliar e classificar o desempenho energético do sistema de iluminação.
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1.3 ESTRUTURA DO TRABALHO
O primeiro capítulo destaca a apresentação inicial do trabalho, localizando-o dentro de um contexto geral e realçando seus objetivos propostos.
No Capítulo 2 introduz-se o Novo Método de Avaliação Energética, com a apresentação de seus conceitos, critérios e cálculos que dão base para a análise e classificação dos sistemas da edificação avaliada.
Já a metodologia empregada para avaliação dos parâmetros da construção é explicitada no Capítulo 3, que informa todas as considerações adotadas para realização dos cálculos e avaliação dos sistemas, além de apresentar a edificação avaliada.
Na sequência, o Capítulo 4 expõe os resultados obtidos, assim como a avaliação e a classificação dos sistemas da edificação, além de trazer discussões acerca dessas informações.
O último capítulo tem por finalidade realizar a conclusão do trabalho, verificando se este alcançou seus objetivos iniciais, além de apresentar sugestões para trabalhos futuros.
1.4 DELIMITAÇÃO DO TEMA
Este trabalho será dedicado a avaliação da eficiência energética, com base no Novo Método de Avaliação da Classe de Eficiência Energética de Edificações Comerciais, de Serviços e Públicas; dos sistemas que compõem áreas do térreo de um terminal de passageiros aeroportuário, mais especificamente, os saguões de embarque e de desembarque, a área de embarque, a área de check-in e o local de restituição de bagagens; com edificação localizada em Florianópolis.
O pavimento superior, composto por áreas comerciais concessionadas, e o subsolo, utilizado como área de armazenagem, não farão parte do escopo deste trabalho, uma vez que não são considerados na avaliação energética da edificação.
27 2 ETIQUETAGEM DE EFICIÊNCIA ENERGÉTICA DE EDIFICAÇÕES
Este capítulo apresenta o Programa Brasileiro de Etiquetagem, apresentando inicialmente um breve histórico da etiquetagem energética no Brasil, para depois explicar os procedimentos de avaliação e classificação dos sistemas de uma edificação pelo Novo Método. 2.1 O PROGRAMA BRASILEIRO DE ETIQUETAGEM
Sob a influência da crise do petróleo, que afetou o mundo na década de 70, e após a crise energética brasileira de 2001, o Instituto Nacional de Metrologia, Qualidade e Tecnologia (Inmetro) decidiu pela criação de programas que pudessem avaliar o desempenho de equipamentos quanto à sua eficiência energética, com o objetivo de reduzir desperdícios de energia no País. Assim, surgiu o Programa Brasileiro de Etiquetagem (PBE), do qual fazem parte todos os programas de Avaliação da Conformidade que analisam desde eletrodomésticos até edificações e utilizam a Etiqueta Nacional de Conservação de Energia (ENCE). Os programas do PBE são realizados em parceria com a Petrobras, através do Programa Nacional de Racionalização do Uso de Derivados do Petróleo e do gás Natural (CONPET), e com a Eletrobras, por meio do Programa Nacional de Conservação de Energia Elétrica (PROCEL) (PBE EDIFICA, 2017c).
No mesmo ano em que ocorreu a maior crise energética do País, a Lei nº 10.295 de 17 de outubro de 2001, conhecida como Lei da Eficiência Energética e regulamentada pelo Decreto nº 4.059, iniciou o processo de etiquetagem no Brasil, especificando que deveriam ser estabelecidos níveis máximos de consumo de energia e mínimos de eficiência energética (BRASIL, 2001a, 2001b).
Os requisitos de desempenho para equipamentos, veículos e edificações são estabelecidos em normas e regulamentos técnicos. Assim, produtos avaliados por um Organismo de Inspeção Acreditado (OIA) e que atendam a esses requisitos recebem um Selo de Conformidade, que é a Etiqueta. Esta, dependendo do critério de desempenho avaliado, pode receber diferentes denominações, por exemplo, quando se trata de eficiência energética, recebe o nome de Etiqueta Nacional de Conservação de Energia (ENCE). Além disso, a Eletrobras premia equipamentos e edificações com elevada eficiência energética por meio do Selo Procel, que permite ao usuário identificar e adquirir produtos que, por serem mais eficientes em sua categoria,
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proporcionam uma maior economia de energia elétrica. (PBEEDIFICA, 2017c).
Os requisitos de desempenho para avaliação de equipamentos e edificações são definidos através de Regulamentos Técnicos de Qualidade (RTQs).
Os RTQs objetivam uniformizar os requisitos mínimos de desempenho e de avaliação de qualidade de um determinado produto, além de tornar de conhecimento público e equânime(PBE EDIFICA, 2017c).
No caso de edificações residenciais, o nível de eficiência energética é avaliado por meio do Regulamento Técnico da Qualidade para o Nível de Eficiência Energética de Edificações Residenciais (RTQ-R) e para edificações comerciais, de serviços e públicas, pelo Regulamento Técnico da Qualidade para o Nível de Eficiência Energética de Edificações Comerciais, de Serviços e Públicas (RTQ-C). Esses RTQs trazem requisitos técnicos e métodos para classificação da eficiência energética de edificações (PBE EDIFICA, 2017c).
Para a avaliação da eficiência energética de edifícios, o RTQ-R e o RTQ-C trazem dois métodos: o prescritivo e o de simulação; e, dependendo das características apresentadas pela edificação em análise, opta-se por um dos métodos ou a associação de ambos.
Contudo, esses métodos possuem algumas limitações, que podem prejudicar a análise da real eficiência da edificação, uma vez que, por exemplo, não permitem o computo da forma geométrica da edificação, nem a introdução de características de aberturas envidraçadas e proteções solares que sejam diferenciadas por orientação; influências do entorno, da iluminação e ventilação naturais não são consideradas. Além disso, a adoção de parâmetros ponderados para toda a edificação pode resultar em prejuízos à avaliação.
Assim, a partir da observação das limitações no atual método de avaliação de eficiência energética de edificações, o Procel Edifica e o CB3E desenvolveram um novo método de avaliação energética.
2.2 NOVO MÉTODO DE AVALIAÇÃO ENERGÉTICA PARA EDIFICAÇÕES COMERCIAIS
Neste item, será apresentada a proposta do Procel Edifica em parceria ao CB3E de novo método para avaliação da eficiência energética das edificações, descrevendo o método de análise e de classificação dos sistemas de uma edificação e sua classificação final.
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Todas as informações apresentadas neste capítulo são baseadas nas informações divulgadas pelo Centro Brasileiro de Eficiência Energética em Edificações (CB3E), com foco na avaliação de edificações comerciais, de serviços e públicas.
2.2.1 Introdução ao Novo Método de Avaliação
Buscando estabelecer requisitos técnicos e um novo método para a classificação de eficiência energética de edificações, a nova proposta tem como base a transformação de energia elétrica e térmica em energia primária, permitindo, assim, que diferentes fontes de energia sejam analisadas e contabilizadas. Além disso, a proposta também considera o consumo estimado de equipamentos, uso racional de água, emissões de dióxido de carbono e a geração de energia renovável. A classificação, como no método atual, é realizada a partir da comparação entre as características reais da edificação e características de referência, equivalentes à classe D de eficiência energética, aplicadas a mesma edificação (CB3E, 2017a).
O Novo Método de Avaliação apresenta uma metodologia que busca sanar as limitações do RTQ vigente, uma vez que, por exemplo, considera a forma geométrica da edificação, faz a diferenciação das aberturas e proteções solares por fachada, apresenta a divisão de ambientes em zonas térmicas, considera a influência de edificações vizinha, além de diversas outras soluções para melhor avaliar e classificar a eficiência energética das edificações (CB3E, 2017a).
2.2.2 Avaliação da aplicabilidade do método simplificado e/ou simulação
A avaliação do consumo energético da edificação comercial pode ser realizada por dois métodos:
• simplificado • de simulação.
O método simplificado realiza o cálculo de carga térmica da edificação através da inserção das condições de contorno, relacionadas à envoltória dessa, em um metamodelo de análise, que utiliza redes neurais artificiais capazes de prever o comportamento térmico da edificação. Entretanto, para a adoção deste, deve-se observar se os parâmetros construtivos, climáticos e de ventilação da edificação estão dentro dos limites propostos pelo método, assim, garante-se que não
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haja uma simplificação errônea na análise e, consequentemente, na classificação energética da edificação.
Já o método de simulação utiliza programas computacionais, voltados para modelagem energética de edifícios e que possuem um arquivo climático para tal, a fim de obter o consumo final de energia térmica e elétrica dos sistemas que compõe a edificação.
A Tabela 1 traz os limites dos parâmetros para os quais os valores observados na edificação devem obedecer, para que seja adotado o método simplificado de avaliação, do contrário, a avaliação deverá ser realizada por simulação.
Tabela 1 - Limites dos parâmetros da edificação atendidos pelo método simplificado
Parâmetros Valor Mínimo Limites Valor máximo Absortância solar da cobertura (α) 0,2 0,8 Absortância solar da parede (α) 0,2 0,8 Ângulo de obstrução vizinha (AHS) 0º 80º Ângulo horizontal de sombreamento (AHS) 0º 80º Ângulo vertical de sombreamento (AVS) 0º 90º Capacidade Térmica da cobertura (CTcob) 0,22 kJ/m²K 450 kJ/m²K
Capacidade Térmica da parede (CTpar) 0,22 kJ/m²K 450 kJ/m²K
Contato com o solo Sem contato Em contato Densidade de Potência de equipamentos (DPE) 4 W/m² 40 W/m² Densidade de Potência de iluminação (DPI) 4 W/m² 40 W/m²
Fator solar do vidro (FS) 0,21 0,87
Percentual de abertura zenital 0% 80%
Pé-direito (PD) 2,6 m 6,6 m
Percentual de abertura da fachada (PAF) 0% 80% Piso com isolamento Não, se isolamento < 5 mm Sim, se isolamento > 5 mm Transmitância térmica da cobertura (Ucob) 0,51 W/m²K 5,07 W/m²K
Transmitância térmica da parede externa (Upar) 0,50 W/m²K 4,40 W/m²K
Transmitância térmica do vidro ( Uvid) 1,9 W/m² 5,7 W/m²
Fonte: CB3E (2017b).
O método simplificado é voltado, principalmente, às soluções construtivas mais comuns, sendo que, nos casos não compreendidos pelos limites de aplicação deste método e em arquiteturas que adotem soluções mais complexas, como, por exemplo, aberturas zenitais ou vidros e dispositivos de sombreamento dinâmicos; para se obter resultados mais confiáveis, deve-se adotar o método de simulação, que utiliza programas computacionais para obter o consumo de energia elétrica e térmica, posteriormente, transformado em energia primária, e permitindo a avaliação e classificação da eficiência energética da edificação.
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Inicialmente, a edificação é dividida em alguns subsistemas principais: envoltória, iluminação, condicionamento de ar e aquecimento de água. Esses sistemas são avaliados e classificados isoladamente. Por fim, o consumo desses sistemas é então contabilizado para realizar a classificação final da edificação.
A envoltória diz respeito às condições de contorno da edificação. Fisicamente, traduz-se na parte da construção que separa o ambiente externo do interno, sendo que, em sua avaliação, é determinada a carga térmica anual total de toda a edificação ou de parcelas desta, conforme definição das áreas de interesse para análise.
O método simplificado apresenta diferentes procedimentos para determinação da carga térmica total da envoltória, que dependem se a edificação é ou não ventilada naturalmente, classificando-a em:
• Condicionada artificialmente
• Com ambientes ventilados naturalmente ou híbridos. O procedimento para edificações condicionadas artificialmente abrange construções com áreas total ou parcialmente condicionadas artificialmente. Portanto, áreas não condicionadas devem ser desconsideradas nesta avaliação, sendo classificadas como áreas de permanência transitória e que devem ser analisadas como ambientes ventilados naturalmente.
Para determinar o desempenho térmico da envoltória, inicialmente, deve-se definir a tipologia e a divisão das zonas térmicas da edificação. Assim, determinam-se os parâmetros de entrada da edificação real e da de referência, para, por fim, estipular a densidade de carga térmica de refrigeração e a carga térmica total da edificação.
Além disso, as cargas térmicas para refrigeração são estimadas levando-se em conta diferentes variáveis climáticas das regiões brasileiras, como radiação solar, temperaturas. O Novo Método de Avaliação utiliza a classificação dos Grupos Climáticos de Roriz (2014) para definir as características climáticas para as quais um munícipio melhor se identifica. (CB3E, 2017a).
Para iniciar o procedimento de avaliação, deve-se definir a tipologia da edificação. O Novo Método de Avaliação apresenta, portanto, tabelas que fornecem as condições de referências que devem ser adotadas, de acordo com as tipologias definidas para a edificação.
O próximo passo é estabelecer a divisão das zonas térmicas, onde se agrupam ambientes conforme suas características e dimensões. Portanto, seguindo diretrizes fornecidas pelo Novo Método, as zonas térmicas são separadas em:
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• Perimetrais, que são áreas limitadas, contando a partir da parede externa, por uma profundidade de 4,50 metros, com tolerância de até 1,00 metro.
• Espaços internos, ou núcleo central da edificação, são locais acima dos 4,50 metros de profundidade, contados a partir da parede externa, ou seja, só há essa divisão, para locais com dimensões maiores que 9,00 metros. Outros fatores que devem ser observados para definição nas zonas térmicas são mudanças no padrão de ocupação do ambiente, no tipo ou especificação técnica do sistema de condicionamento de ar e na densidade de potência de iluminação e de equipamentos. E, ainda, quando houver espaços com pisos em contato com solo ou exterior, ou com coberturas em contato com o exterior ou áreas em contato com ambientes não condicionados; devem ser consideradas zonas térmicas por si só.
Depois de estabelecida a tipologia e divididas as zonas térmicas, devem ser definidas as propriedades da envoltória a serem consideradas para o cálculo da carga térmica de refrigeração.
Tanto para a condição real quanto para de referência, os parâmetros da envoltória devem respeitar as definições estabelecidas pelo Novo Método para a tipologia adotada. Assim, os parâmetros de entrada para o cálculo são:
1. Área da zona térmica (m²) 2. Tipo de zona térmica 3. Se existe contato com o solo
4. Se a cobertura é voltada para o exterior 5. Existência de isolamento térmico no piso 6. Orientação solar
7. Horas de ocupação por dia
8. Densidade de Potência de Equipamentos (kWh/m²) 9. Densidade de Potência de Iluminação (kWh/m²) 10. Percentual de Abertura da Fachada (PAF) 11. Fator Solar
12. Transmitância térmica do vidro, da cobertura e das paredes externas (W/m²K)
13. Absortância solar da cobertura e das paredes externas 14. Pé-direito
15. Ângulo horizontal de sombreamento 16. Ângulo vertical de sombreamento 17. Ângulo de obstrução vertical
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18. Capacidade térmica da cobertura e das paredes externas (kJ/m²K).
Ressaltando-se que a Densidade de Potência de Equipamentos (DPE) e a Densidade de Potência de Iluminação (DPI) dependem da tipologia adotada.
O Centro Brasileiro de Eficiência Energética em Edificações (CB3E) disponibiliza uma Interface Web (PBE EDIFICA, 2017a) que realiza o cálculo da densidade anual de carga térmica de refrigeração (DCgT) para cada zona térmica da edificação, real e de referência, analisada. Para isso, os parâmetros citados anteriormente, devem ser inseridos na interface do metamodelo, que fornecerá os valores de carga em kWh/m²ano para cada zona. Esses valores devem ser multiplicados pela área de cada uma das zonas térmicas (Área ZT), depois todos os produtos devem ser somados, fornecendo o valor de carga térmica anual para refrigeração de toda edificação (CgT) em kWh/ano, segundo a Equação (1).
𝐶𝑔𝑇 = ∑(𝐷𝐶𝑔𝑇 × Á𝑟𝑒𝑎 𝑍𝑇) (1)
Já para edificações ventiladas naturalmente ou híbridas, o cálculo de carga térmica anual é feito a partir da determinação da determinação das horas em que a ventilação natural proporciona conforto térmico durante a utilização da edificação.
Em relação a determinação da eficiência energética do sistema de condicionamento de ar, o Novo Método de Avaliação apresenta dois procedimentos de avaliação, que dependem da presença, nos condicionadores de ar, da etiqueta do Instituto Nacional de Metrologia, Qualidade e Tecnologia (Inmetro):
• Sistemas de ar etiquetados pelo Inmetro • Sistemas de ar não etiquetados pelo Inmetro.
Contudo, inicialmente, é preciso verificar algumas condições mínimas para garantir o bom funcionamento dos sistemas de condicionamento de ar. Assim, estes devem atender às normas ABNT NBR 16401 e NBR 7256, além de outros requisitos mínimos que o Novo Método de Avaliação apresenta.
Para sistemas de condicionamento de ar etiquetados pelo Inmetro é necessária a listagem dos equipamentos presentes na edificação, discriminando o modelo e a capacidade do ar condicionado.
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Verifica-se, então, as classes de eficiência energética discriminadas pelo Inmetro por meio de tabelas e os respectivos coeficientes de eficiência para cada equipamento.
Com a média de coeficientes de eficiência energética, determina-se a clasdetermina-se de eficiência energética do sistema de condicionamento de ar, que, caso atinja a classe A, deve-se averiguar o cumprimento dos equipamentos ao requisito de espessura mínima do isolamento térmico de tubulações para a condução de fluidos refrigerantes, prevista no Novo Método através de valores de espessura de acordo com um intervalo de condutividade térmica.
Caso não haja cumprimento ao requisito específico pelos equipamentos do sistema de condicionamento de ar, a classe de eficiência energética deste passará a ser B.
Já para sistemas de condicionamento de ar não etiquetados pelo Inmetro, pode-se optar pelo cálculo do System Part Load Value (SPLV), que é basicamente uma relação entre a carga térmica anual e o consumo de energia anual de todo o sistema. Outra opção de avaliação de eficiência energética são os cálculos alternativos e valores padronizados.
No cálculo alternativo, os aparelhos devem atender a requisitos mínimos, que variam com o tipo de equipamento. A eficiência do sistema é multiplicada a um fator de ponderação “K”, relacionado ao Grupo Climático. Para determinar a eficiência mínima da condição de referência (CCAPREF), deve-se adotar o valor tabelado relativo à classe D do equipamento.
O cálculo do consumo de energia, elétrica ou térmica, do sistema de condicionamento de ar (CCA (E ou T)) resume-se à razão entre a carga térmica total anual da edificação (CgTT), calculada a partir da análise da envoltória, e o valor de eficiência energética do sistema de condicionamento de ar (CEE ou SPLV).
O cálculo pode ser observado na Equação (2).
𝐶𝐶𝐴(𝐸 𝑜𝑢 𝑇)= 𝐶𝑔𝑇𝑇
𝐶𝐸𝐸 𝑜𝑢 𝑆𝑃𝐿𝑉 (2)
Os valores de consumo total do sistema na sua condição real (CCApreal) e de referência (CCApref) são englobados nesse cálculo.
Já a avaliação do sistema de iluminação pode ser realizada com base em três diferentes procedimentos apresentados pelo Novo Método:
1. Método do edifício completo 2. Método das atividades do edifício 3. Método da potência ajustada.
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O primeiro é o mais simples, uma vez que as atividades secundárias da edificação são agrupadas às principais, reduzindo assim o nível de detalhamento da análise. Porém, esse se limita aos casos em que há no máximo três atividades principais distintas no edifício.
Já o método das atividades do edifício, permite o cálculo da densidade de potência tanto das atividades principais, como das secundárias, individualmente.
O procedimento da potência ajustada é mais trabalhoso e complementar ao das atividades do edifício, contudo, por permitir o ajuste da densidade de potência limite para ambientes menores ou com exigências para iluminação, é mais flexível.
Estando ciente das limitações de cada um dos procedimentos para avaliação do sistema de iluminação do método simplificado, deve-se definir qual dos três melhor se aplica às condições com que se pretende realizar a análise da edificação.
O método das atividades permite a avaliação parcial da edificação, onde, inicialmente, é preciso identificar as atividades exercidas nos ambientes a serem avaliados. Ressalta-se que uma área iluminada pode agrupar mais de um ambiente.
Caso a atividade identificada em um ambiente não esteja listada na tabela apresentada pelo Novo Método, é possível adotar uma atividade com características semelhantes, desde que a escolha seja devidamente justificada.
Conhecendo a área iluminada (AI) para cada atividade, multiplica-se à densidade de potência limite (DPIL), para obter a potência limite da atividade (PL), conforme demonstrado na Equação (3).
𝑃𝐿= 𝐴𝐼× 𝐷𝑃𝐼𝐿 (3)
Para obter a potência limite total da edificação (PLT), ou de parte dela, somam-se todas as potências limites das “n” atividades consideradas, segundo Equação (4).
𝑃𝐿𝑇= ∑ 𝑃𝐿
𝑛 (4)
A análise do sistema de iluminação requer a computação da condição de referência (PITREF), equivalente à classe D, e da condição equivalente à classe A (PITA).
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A potência instalada para a condição real (PIT) definirá a classificação do sistema de iluminação da edificação. Para isso, o valor da PIT precisa estar dentro do intervalo entre a potência limite da classe imediatamente inferior e da classe imediatamente superior.
Nos casos em que há algum tipo de controle de iluminação, o Novo Método prevê fatores de ajuste de potência (FAP) que devem ser aplicados à potência instalada total da condição real da edificação.
O consumo energético do sistema de iluminação (CIL) da edificação, dado em kWh/ano, será, portanto, a potência total instalada, em kW, multiplicada pelas horas de uso da iluminação por dia (h) e pelos dias de funcionamento durante o ano (Nano), conforme Equação (5).
𝐶𝐼𝐿 = 𝑃𝐼𝑇× (ℎ × 𝑁𝑎𝑛𝑜) (5)
Além disso, para que uma edificação obtenha a classificação máxima do seu sistema de iluminação, este, em pelo menos 80 % de seus ambientes, deverá atender a algumas especificações trazidas pelo Método.
Apesar de consumo energético dos equipamentos, obtido da relação entre a potência dos equipamentos e as horas de utilização, não ser necessário para a avaliação da eficiência energética da edificação pelo Novo Método de Avaliação, o consumo pode ser computado ao consumo de energia primária total da edificação.
2.2.3 ESCALA PARA CLASSIFICAÇÃO ENERGÉTICA
Para o Novo Método, a classificação de eficiência energética de uma edificação dá-se pela comparação do consumo de energia primária (CEP) de sua condição real (CEPREAL) com a condição de referência (CEPREF), através de um percentual de economia, para o qual é possível desenvolver uma escala, como a mostrada na Figura 1.
37 Figura 1 – Escala para a determinação da classe de eficiência energética
Fonte: CB3E (2017b)
É importante ressaltar, que o percentual de economia entre as classes de eficiência energética é influenciado pela tipologia e pelo clima do local em que a edificação está construída.
O consumo em energia primária (CEP) da edificação, tanto para a condição real quanto para de referência, é obtido através da transformação do consumo estimado de energia elétrica (CTEE) e térmica (CTET), conforme ilustrado na Equação (6).
𝐶𝐸𝑃𝑅𝐸𝐴𝐿 𝑜𝑢 𝑅𝐸𝐹= (𝐶𝑇𝐸𝐸× 𝑓𝑐𝐸) + (𝐶𝑇𝐸𝑇× 𝑓𝑐𝑇) (6)
Sendo os fatores de conversão de energia elétrica (fcE) e térmica (fcT) em energia primária os apresentados na Tabela 2.
Tabela 2 – Fatores de conversão de energia elétrica e térmica em energia primária
Fonte de energia Fator de conversão
Energia elétrica fcE 1,6
Energia térmica – gás natural (GN) fcT 1,1 Energia térmica – gás liquefeito de petróleo (GLP) fcT 1,1
Fonte: CB3E (2017b)
A edificação deverá ter os seus sistemas avaliados para obtenção da ENCE geral. Contudo, o Novo Método de Avaliação permite a etiquetagem parcial da edificação, a partir da avaliação apenas da envoltória, ou desta junto a outro sistema da edificação.
Para a obtenção da ENCE pode ser realizada a avaliação dos sistemas de parcelas da edificação, como pavimentos ou conjunto de ambientes. Não é necessário avaliar a edificação como um todo.
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2.2.3.1 Classificação da eficiência energética da envoltória
Como já mencionado, a avaliação e classificação da envoltória levam em consideração duas condições: a real e a de referência.
Tendo determinado a carga térmica total anual da edificação na condição real (CgTTREAL) e a de referência (CgTTREF), calcula-se o fator de forma (FF) da edificação, que é determinado pela divisão entre a área da envoltória (Aenv) e o volume total construído da edificação delimitado por suas fachadas e cobertura (Vtot), fornecendo um valor em m²/m³,
conforme Equação (7).
𝐹𝐹 =𝐴𝑒𝑛𝑣 𝑉𝑡𝑜𝑡
(7)
Com o fator de forma (FF) e o grupo climático (CGL) na qual a edificação está inserida, obtém-se o coeficiente de redução de carga térmica total anual, da classe D para a classe A (CRCgTD-A), de acordo com a tipologia da edificação.
O CRCgTD-A é usado para definir o intervalo “i” entre as classes A e D de eficiência energética no qual o sistema de condicionadores será classificado, e que é subdividido em três partes, segundo a Equação (8).
𝑖 =(𝐶𝑔𝑇𝑇𝑅𝐸𝐹× 𝐶𝑅𝐶𝑔𝑇𝐷−𝐴) 3
(8)
As partes representam as classes, que variam de A até D. Assim, a Figura 2 apresenta a escala para classificação da eficiência energética da envoltória, de acordo com a carga térmica total anual da edificação em sua condição real (CgTTREAL) e que, caso esta for superior à condição de referência (CgTTREF), sua classificação será E.
Figura 2 – Limites dos intervalos das classes de eficiência energética da Envoltória
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2.2.3.2 Classificação da eficiência energética do sistema de condicionamento de ar
Como já explicado, a classe do sistema de condicionamento de ar será obtida a partir da média de coeficientes de eficiência energética dos equipamentos condicionadores de ar, que são fornecidos pelo Inmetro (2017). Enquanto que para os condicionadores de ar não etiquetados pelo Inmetro, para a opção de cálculo alternativo, a eficiência do sistema, ponderada, é comparada a valores tabelados do Método para classificação, e para determinar o consumo da condição de referência (CCAPREF), deve-se adotar o valor tabelado relativo à classe D do equipamento.
2.2.3.3 Classificação da eficiência energética do sistema de iluminação Pelo método de avaliação do sistema de iluminação da edificação, são determinados os valores de potência instalada total para a condição real (PIT), condição de referência equivalente à classe D (PITREF) e, também, a condição relativa à classe A (PITA).
Para desenvolver a escala de eficiência energética do sistema de iluminação, o intervalo entre a classe A e D de eficiência é subdividido em três partes iguais, representadas por “i”, conforme a Equação (9).
𝑖 =(𝑃𝐼𝑇𝑅𝐸𝐹− 𝑃𝐼𝑇𝐴)
3 (9)
Assim, monta-se a escala de classes de eficiência energética do sistema de iluminação, segundo a Figura 3.
Figura 3 – Limites dos intervalos das classes de eficiência energética do sistema de iluminação
Fonte: CB3E (2017b)
A potência instalada da edificação para a condição real (PIT) determinará a classificação do sistema de iluminação.
41 3 MÉTODO
Neste capítulo é apresentada a metodologia utilizada no desenvolvimento deste trabalho.
Inicialmente, o empreendimento em estudo será apresentado por um breve histórico, trazendo, em seguida, dados sobre a infraestrutura básica e a movimentação de pessoas pelo edifício.
Na sequência, a partir dos parâmetros observados na edificação em estudo, é avaliada a aplicabilidade do método simplificado do Novo Método de Avaliação de Eficiência Energética.
Confirmando-se a aplicabilidade do método simplificado, inicia-se a análiinicia-se e classificação energética, em inicia-sequência, da envoltória, do sistema de condicionamento de ar, do sistema de iluminação da edificação e, por fim, a classificação final da edificação.
A Figura 4 apresenta um fluxograma que expõe o desenvolvimento da metodologia adotada neste trabalho.
Figura 4 – Fluxograma da metodologia do trabalho
Fonte: Elaboração própria
O Aeroporto Internacional Hercílio Luz: Terminal de
Passageiros Avaliação da aplicabilidade do método simplificado Análise e classificação da envoltória Análise e classificação do sistema de condicionamento de ar Análise e classificação do sistema de iluminação Classificação final da edificação
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3.1 O AEROPORTO INTERNACIONAL HERCÍLIO LUZ
O Aeroporto Internacional Hercílio Luz está localizado no município de Florianópolis, Santa Catarina, uma cidade com temperaturas que variam entre de 36,4ºC no verão e 2ºC no inverno.
Segundo a INFRAERO – Empresa Brasileira de Infraestrutura Aeroportuária (2012), o Aeroporto Internacional Hercílio Luz iniciou sua história em 1922, quando Florianópolis foi escolhida para sediar o Sistema de Defesa Aérea do litoral do Brasil. As obras começaram já no ano seguinte. Em 1927, iniciaram-se as atividades de aviação comercial, sendo que, até esse momento, o Aeroporto possuía sistema de pistas e pátio de aeronaves em grama e um terminal de passageiros em madeira. Apenas na década de 40 houve a implantação de uma pista e pátio de aeronaves em concreto. Em relação ao terminal de passageiros, em meados de 1952, houve a construção de uma edificação em alvenaria, inicialmente, com 500 m².
A partir de 1973, a INFRAERO assume a jurisdição técnica, administrativa, operacional e comercial do Aeroporto de Florianópolis. A partir disso, houve a transformação do terminal de passageiros em terminal de carga aérea e a construção de um novo terminal de passageiros, que segue até os dias atuais, tendo sofrido várias ampliações durantes os anos seguintes (INFRAERO, 2012).
Segundo ANAC (2015), “A concessão dos aeroportos tem objetivo de ofertar uma infraestrutura aeroportuária ainda mais qualificada, integrada e moderna para o país.”, referindo-se ao leilão de quatro aeroportos incluídos no Plano Nacional de Desestatização, dentre eles, o Aeroporto Internacional Hercílio Luz.
O leilão ocorreu em março de 2017 e a concessionária Zurich International Airport AG, adquiriu o contrato de concessão do Aeroporto de Florianópolis, assumindo sua operação por 30 anos, a partir de janeiro de 2018 (INFRAERO, 2018a), sob a identidade da Floripa Airport.
3.1.1 O Terminal de Passageiros
O Terminal de Passageiros (TPS) do Aeroporto possui uma área total aproximada de 12.585 m², dividida entre dois pavimentos e um mezanino (SAC-PR, 2015).
Voltada para o Nordeste, a fachada frontal da edificação possui aberturas em vidro simples incolor por toda área dos saguões de
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embarque e desembarque, com percentual de abertura (PAF) de 60%, que é a razão entre a área de abertura e a área total da fachada.
No pavimento térreo são realizadas as operações de embarque e desembarque, enquanto no pavimento superior ficam as áreas comerciais e administrativas. Na Tabela 3 são apresentadas as áreas, por ambiente, do TPS. Tabela 3 - Áreas do TPS Ambiente Área (m²) Saguão de embarque 870 Saguão de Desembarque 300 Área de Check-in 535
Sala de embarque doméstico 495
Sala de embarque internacional 700
Sala de desembarque doméstico 100
Sala desembarque internacional 200 Restituição de Bagagens e área de alfândega 780
Área de Imigração 225
Concessões 1.650
Sanitários (total) 170
Administração 730
Circulação e Outras Áreas 5.830
Total 12.585
Fonte: SAC-PR (2015)
A seguir, algumas áreas do térreo do TPS são mostradas na Figura 5, Figura 6, Figura 7, Figura 8 e na Figura 9.
Figura 5- Saguão de Embarque: fachada principal
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Figura 6 – Balcões de check-in
Fonte: MINOTTO (2012)
Figura 7 – Saguão de Embarque
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Figura 8 – Sala de embarque
Fonte: MINOTTO (2012)
Figura 9 – Área de restituição de bagagens
Fonte: O BLUMENAUENSE (2017)
O TPS funciona 24 horas por dia, durante todos os dias do ano, recebendo passageiros de voos domésticos, executivos e internacionais.
Desde sua construção em 1976, após a Infraero assumir a jurisdição do Aeroporto, o Terminal já passou por diversas reformas e ampliações. Assim, em relação ao sistema construtivo, as áreas mais antigas da edificação, como saguões de embarque e de desembarque, área de restituição de bagagens e check-in; são compostas por lajes de concreto maciço e cobertura com telhas de fibrocimento de 6 mm. No térreo, apenas o saguão de embarque tem contato direto com essa
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estrutura de cobertura, além de possuir um pé-direito de 6,0 m. Os valores de transmitância térmica (U) e capacidade térmica (CT) da cobertura foram estimados com base no Anexo V do RAC – Requisitos de Avaliação da Conformidade para Eficiência Energética de Edificações (2013), conforme Figura 10.
Figura 10 - Propriedades térmicas da cobertura
Fonte: RAC (2013)
Nos saguões de embarque e de desembarque há recebimento de radiação solar através da fachada principal (nordeste), onde há vidros transparentes e uma cobertura externa, que funciona como um brise horizontal, além de as paredes laterais não possuírem aberturas para radiação. Os percentuais de abertura das fachadas (PAF) encontrados são aproximados, uma vez que foi obtido através das medidas obtidas in loco da área de abertura e da área total de fachada. Portanto, o PAF da fachada principal é de 60%.
As paredes externas do TPS são em alvenaria, construída em bloco cerâmico e revestido por argamassa e pintura branca, com absortância (α) estimada de 0,30. A descrição dos materiais construtivos e as propriedades térmicas das paredes externas estão demonstradas na Figura 11.
Figura 11 – Propriedades térmicas das paredes externas
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Já em relação ao sistema construtivo de ampliações mais recentes sofridas pelo TPS, em específico, a ampliação das salas de embarque e de desembarque, a estrutura é coberta por telhas metálicas pintadas na cor bege, com α estimada de 0,40, do tipo sanduíche, sendo dois revestimentos metálicos e um núcleo em espuma de poliuretano, a estrutura de sustentação da cobertura é treliçada e tem fechamento com platibandas em telhas de zinco. O forro instalado é de PVC branco. Os painéis de fechamento externo são formados por perfis encaixáveis tipo macho/fêmea, com constituição semelhante ao sistema das telhas, sendo compostos por dois revestimentos metálicos e um núcleo isolante de espuma de poliuretano (INFRAERO, 2008). Toda essa área ampliada possui contato direto com a cobertura, possuindo um pé-direito de 2,8 m. Apenas a fachada sudoeste possui aberturas com vidro simples incolor, que resultam em um PAF de, aproximadamente, 16%.
As propriedades térmicas da cobertura e das paredes externas da área ampliada estão expostas na Tabela 4.
Tabela 4 – Propriedades térmicas do sistema construtivo da área ampliada do Terminal
Estrutura Materiais construtivos U (W/m²K) CT (kJ/m²K) Cobertura Forro de PVC 1,0 cm Câmara de ar (>5,0 cm) Telha metálica 0,1 cm Poliuretano 4,0 cm Telha metálica 0,1 cm 0,63 13
Parede externa Chapa metálica 0,1 cm Poliuretano 4,0 cm
Chapa metálica 0,1 cm 0,72 10
Fonte: Elaboração própria
3.1.1.1 Energia elétrica
A CELESC é responsável pelo fornecimento de energia elétrica para o Aeroporto, que registrou um consumo mensal médio de 329.985 kWh para o ano de 2014.
Somando-se a isso, o Detalhamento de Despesa Operacional por Centro de Custos do Aeroporto Hercílio Luz, realizado pela Infraero (2015), permite avaliar os gastos operacionais registrados durante os anos de 2010 e 2014. A Tabela 5 traz apenas os valores de despesas para o ano de 2014.
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Tabela 5 – Detalhamento da Despesa Operacional por Centro de Custos – utilidades e serviços públicos
Utilidades e serviços públicos 2014 Porcentagem relativa ao total geral
Água e esgoto 181.089,02 8,5 %
Energia elétrica 1.578.131,78 74,5 %
Malotes portes e telegramas 13,93 0,0 %
Remoção de lixo 42.124,67 2,0 % Telefonia fixa 30.480,65 1,4 % Teleprocessamento 255.038,26 12,0 % Telefonia móvel 31.641,52 1,5 % Total Geral 2.118.519,83 100% Fonte: Infraero (2015)
Analisando o último ano, 2014, observa-se que os gastos com energia elétrica representaram 74,5% do total de despesas operacionais de todo o Aeroporto.
A Tabela 6 traz informações mais específicas do Detalhamento de Despesas Operacionais, focadas nas despesas em energia elétrica do Terminal de Passageiros, em 2014.
Tabela 6- Despesas energia elétrica do TPS
Local / equipamento 2014
Sala de embarque e saguões de embarque e desembarque 289.507,00 Facilidades aos usuários (1) 26.149,17
Raios-x, detectores de metal/explosivos 7.395,08
Ar condicionado 385.333,62
Nota:
(1) As facilidades aos usuários contemplam, por exemplo, balcões de check-in, esteiras de bagagens
(ACI, 2000); (JUNIOR, 2003).
Fonte: Infraero (2015)
Percebe-se que em 2014, das despesas com energia elétrica de todo o Aeroporto, 24,4% representam o Terminal de Passageiros.
Através da análise do crescimento nas despesas de energia elétrica, observa-se que ao longo dos anos o TPS sofreu diversas melhorias, onde foram feitos investimentos tanto no setor de segurança, no caso dos raios-x e detectores de metal/explosivos, como para o conforto de seus usuários, a exemplo do sistema de condicionamento de ar.
Ressalta-se que, áreas do terminal com contrato de concessão de uso possuem medidores individualizados de energia elétrica, recaindo a responsabilidade desta sobre o concessionário. Portanto, os valores de despesas com energia elétrica apresentados não incluem as áreas comerciais, nem suas instalações de iluminação e de ar condicionado.
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3.1.1.2 Sistema de condicionamento de ar
Através do material fornecido pela Infraero, para execução de licitação de contratação de serviços de manutenção e instalação de equipamentos de ar condicionado, realizado em 2010 através de um pregão eletrônico homologado (INFRAERO, 2010a), foi possível elaborar a Tabela 7, que apresenta os equipamentos utilizados na climatização do TPS.
Tabela 7 – Equipamentos de condicionamento de ar do TPS
Local Tipo/Modelo Potência Equipamento (BTU/h) Saguão de embarque e
desembarque Chillers Carrier RBA100386 2x100 TR (1TR=12.000 BTU/h) =2.400.000
Controladoria Split 7000
SBFL Split 12000
GTE Split 36000
Secretaria Split 12000
Comunicação Social Split 24000
SGCO Split 12000 Comercial Split 24000 FLOP Split 12000 FLOP Split 18000 STVV Split 7000 FLAF-2 Split 7000 FLAF Split 7000 FLAF-1 Split 12000 FLAF-SESMT Split 12000 GTE Split 24000 FLAF-RH Split 12000 EMBARQUE Split 60000 EMBARQUE Split 60000 EMBARQUE Split 60000
Receita Federal Split 24000
Almoxarifado Split 24000 PPS Split 18000 GTE Split 18000 FLMN (administração) Split 18000 Mezanino Split 48000 GTE Split 36000 Check-in Split 48000 Check-in Split 90000 Embarque Split 48000 GTE Split 36000
Fonte: Infraero (2010a)
Todos os condicionadores de ar do Terminal possuem isolamento térmico nas tubulações do sistema.
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3.1.1.3 Movimentação de passageiros
O Anuário Estatístico Operacional fornecido pela Infraero apresenta a movimentação de aeronaves e passageiros dos aeroportos sob os quais teve jurisdição até 2017. É o caso do Aeroporto Internacional de Florianópolis, que tem sua movimentação de passageiros anual, de 2013 a 2017, mostrada na Tabela 8.
Tabela 8 - Movimento Anual de Passageiros do Aeroporto Internacional de Florianópolis
Ano Doméstico Regular Internacional Doméstico Internacional Não Regular Executiva/Geral Total 2013 3.624.942 125.982 59.980 45.625 16.348 3.872.877 2014 3.395.126 118.884 50.330 52.483 12.251 3.629.074 2015 3.438.066 121.337 71.407 44.082 18.594 3.693.486 2016 3.242.948 115.390 78.393 86.514 13.190 3.536.435 2017 3.496.762 175.699 94.792 60.395 15.680 3.843.328 Fonte: Infraero (2018b)
Nota-se que houve uma oscilação na movimentação de passageiros durante os anos, com quedas e crescimentos nos números em todos os tipos de voos. Contudo, destaca-se o crescimento de movimentação internacional, tanto para voo regular quanto para não regular.
O Anuário da Infraero também disponibiliza gráficos do movimento de passageiros por hora no dia típico do ano, como o apresentado na Figura 12, de 2017.
Figura 12- Dia típico para o Movimento Horário de Passageiros por Hora em 2017 no Aeroporto Internacional de Florianópolis
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É possível constatar que os horários com maior fluxo de passageiros no Terminal estão entre as 9:00 e 12:00, com alguns picos as 15:00 e 18:00.
O gráfico também traz o índice de ocupação diária, ou Hora-Pico Equivalente (EPH). Os 11,22 EPHs, em 2017, representam para o Aeroporto uma ocupação total em 11,22 horas-pico de um dia, restando 12,78 horas totalmente ociosas.
3.2 ANÁLISE DOS SISTEMAS
Nas seções seguintes são descritos o método de análise dos sistemas que compõe a edificação e a delimitação e caracterização das áreas em análise.
Como o andar superior é composto, em sua maior parte, por lojas, que são áreas sob concessão e a partir dos dados e das informações levantados do TPS, a aplicação do Novo Método limitou-se a algumas áreas do térreo:
• Saguão de embarque • Saguão de desembarque
• Salas de embarque doméstico e internacional • Área de restituição de bagagens
• Check-in.
Estas foram identificadas como áreas de interesse para aplicação do Novo Método, sendo ambientes típicos de um terminal de passageiros aeroportuário. As salas de desembarque não entrarão na análise por serem consideradas áreas transitórias.
As salas de embarque ainda foram subdivididas em área antiga e área ampliada, de acordo com o sistema construtivo.
A planta baixa do térreo do TPS com a identificação das áreas que serão analisadas é apresentada na Figura 13.
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Figura 13 – Planta baixa térreo do TPS
53 3.2.1 Envoltória
A análise da envoltória foi realizada a partir de um metamodelo, disponibilizada na Interface Web, como pode ser visto na Figura 14, que é baseada no método simplificado do Novo Método de Avaliação. O metamodelo realiza o cálculo de carga térmica total anual da edificação a partir de parâmetros de entrada, que definem características térmicas e físicas.
Figura 14 – Interface web
Fonte: PBE EDIFICA (2017a)
As variáveis climáticas utilizadas para estimar as cargas térmicas para refrigeração são baseadas no Grupo Climático 1, que foi subdividido nas categorias 1-A e 1-B, e onde se encontra classificado o município de interesse neste trabalho: Florianópolis. A Tabela 9 apresenta o Grupo Climático 1 e os municípios abrangidos por este. Tabela 9 - Grupo Climático 1
Grupo
Climático Quantidade de municípios Principais municípios
1-A 133 Mauá (SP), Pinhais (PR), Santo André (SP), São Bernardo do Campo Araucária (PR), Cascavel (PR), Guarulhos (SP), Juiz de Fora (MG), (SP), São Paulo (SP)
1-B 28 Florianópolis (SC), Fazenda Vilanova (RS), Imbituba (SC), Magé (RJ), Santa Leopoldina (ES)
Fonte: CB3E (2017b).
O terminal de passageiros de um aeroporto é uma edificação mista, uma vez que pode apresentar áreas com diferentes usos, como: comercial, administrativa e de processamento de passageiros e bagagens.
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No caso do Terminal de Passageiros do Aeroporto Hercílio Luz e de acordo com as tipologias apresentadas pelo Método, as áreas comerciais seriam caracterizadas pela tipologia de varejo (lojas, lojas de departamento e shopping center), já as áreas administrativas podem ser agrupadas em escritório. Áreas de processamento de passageiros e bagagens, a exemplo das salas de embarque e desembarque, não possuem tipologia específica definida pelo Novo Método, assim, este sugere a adoção de condições de referência, apresentadas na Tabela 10.
55 Tabela 10 – Valores de referência para edificações que não possuem tipologia descrita pelo Método
Uso típico Edificações não descritas nas condições de referência Condição real Condição de referência Geometria
Forma Condição real
Orientação solar (º) Condição real
Pé-direito (piso ao teto) (m) Condição real Aberturas
PAF - Percentual de abertura da fachada (%) Condição real 60 PAZ - Percentual de abertura zenital (%) Condição real 0
Componentes construtivos
Parede Condição real Argamassa interna (2,5 cm), bloco cerâmico perfurado (9 cm), argamassa externa (2,5 cm) Upar - Transmitância da parede externa (W/m²K) Condição real 2,39
αPAR - Absortância da parede (adimensional) Condição real 0,5 CTpar – Capacidade térmica da parede (kJ/m²K) Condição real 150
Cobertura Condição real Telha de fibrocimento, câmara de ar (>5cm) e laje maciça de concreto (10 cm) Ucob – Transmitância da cobertura Condição real 2,06
αCOB - Absortância da cobertura (adimensional) Condição real 0,8 CTcob - Capacidade térmica da cobertura (kJ/m²K) Condição real 233
Vidro Condição real Vidro simples incolor 6 mm FS – Fator solar do vidro (adimensional) Condição real 0,82 Uvid – Transmitância do vidro (W/m²K) Condição real 5,7
AHS – ângulo horizontal de sombreamento (º) Condição real 0 AVS - Ângulo vertical de sombreamento (°) Condição real 0 AOV - Ângulo de obstrução vertical (°) * Condição real Condição real
Iluminação e ganhos DPI - Densidade de potência de iluminação
(W/m²) ** Condição real 15***
Ocupação (m²/pessoa) 10,0
DPE – Densidade de potencia de equipamentos
(W/m²) 12,00
Horas de ocupação (horas) 12
Dias de ocupação (Nano)**** 300
Condição do piso Condição real
Condição da cobertura Condição real
Isolamento do piso Condição real Sem isolamento Condicionamento de ar (refrigeração)
COP - Coeficiente de performance (W/W) Condição real 2,60
Temperatura setpoint (°C) 24,0
Aquecimento de água ***** Notas:
* A utilização do ângulo de obstrução vertical (AOV) é opcional e deve seguir as diretrizes do RAC. ** Caso a avaliação seja realizada somente para a envoltória, deve-se adotar na condição real a mesma densidade de potência de iluminação (DPI) da condição de referência.
*** Adotar este valor para a avaliação parcial da envoltória e para a utilização do método do edifício completo (Item C.II.2). Para o método da atividade dos edifícios e o método da potência ajustada, devem ser adotados os valores de potência de iluminação limite (DPIL) para a classe D.
**** Os dias de ocupação desta tipologia foram calculados com base na média de dias úteis por ano. ***** Avaliar se a tipologia possui consumo significativo de água quente; se sim, utilizar valores apresentados em uma tipologia que possui consumo de agua quente; se não, desconsiderar o sistema na avaliação geral.
