IAN DE MARTINS
PROJETO DE IMPLANTAÇÃO DE SISTEMAS DE AUTOMAÇÃO RESIDENCIAL E SUSTENTABILIDADE NO RAMO DA HOSPEDAGEM
Tubarão 2020
IAN DE MARTINS
PROJETO DE IMPLANTAÇÃO DE SISTEMAS DE AUTOMAÇÃO RESIDENCIAL E SUSTENTABILIDADE NO RAMO DA HOSPEDAGEM
Trabalho de Conclusão de Curso apresentado ao Curso de Engenharia Civil da Universidade do Sul de Santa Catarina como requisito parcial à obtenção do título de Engenheiro Civil.
Orientador: Prof. Rennan Medeiros, MSc.
Tubarão 2020
IAN DE MARTINS
PROJETO DE IMPLANTAÇÃO DE SISTEMAS DE AUTOMAÇÃO RESIDENCIAL E SUSTENTABILIDADE NO RAMO DA HOSPEDAGEM
Este Trabalho de Conclusão de Curso foi julgado adequado à obtenção do título de Engenheiro Civil e aprovado em sua forma final pelo Curso de Engenharia Civil da Universidade do Sul de Santa Catarina.
Tubarão, 19 de dezembro de 2020.
______________________________________________________ Professor e orientador Rennan Medeiros, MSc.
Universidade do Sul de Santa Catarina
______________________________________________________ Professora Beatriz Anselmo Pereira.
Universidade do Sul de Santa Catarina
______________________________________________________ Lucimara A. Schambeck Andrade, Ms.
Agradeço a minha família pelo apoio incondicional em todos os momentos da minha trajetória acadêmica. Este trabalho é dedicado a eles.
AGRADECIMENTOS
Agradeço primeiramente aos meus pais e a minha irmã, que sempre me incentivaram nos momentos difíceis e compreenderam minha ausência, não só durante a realização deste trabalho, como em diversos outros momentos da minha jornada acadêmica.
Agradeço também a todos os profissionais da engenharia civil que conheci durante minha formação, principalmente aqueles que tive a oportunidade e privilégio de trabalhar junto durante os estágios. Por todo conhecimento que me foi transmitido.
Sou grato aos professores e a todo corpo docente das instituições de ensino nas quais eu passei durante minha formação acadêmica, pelas correções e ensinamentos que me permitiram o aperfeiçoamento ao longo do curso.
“Só existem dois dias no ano que nada pode ser feito. Um se chama ontem e o outro se chama amanhã, portanto hoje é o dia certo para amar, acreditar, fazer e principalmente viver.” (Dalai Lama).
RESUMO
Diante das mudanças ocorridas no setor hoteleiro devido a evolução tecnológica dos últimos anos, foi aferido que o perfil de acomodação para aluguéis de temporada procurado mudou. Perante o exposto, o presente trabalho propõe um projeto de uma pousada que une tecnologia e sustentabilidade, objetivando um modelo de empreendimento atualizado as novas necessidades dos hóspedes. Foi buscado apresentar soluções de automação residencial que podem também ser implementadas em tal setor, trazendo benefícios que não só propiciam mais conforto e autonomia aos hóspedes, como também diminuem os custos de operação e manutenção do empreendimento. Tais soluções de automação e estratégias de sustentabilidade foram apresentadas através de um projeto de uma pousada, concedido com o intuito de ter característica genérica, não tendo local definido a ser implantado. Portanto, ao utilizar um terreno fictício para a elaboração do layout da pousada, foi dado maior ênfase a fácil adaptação da infraestrutura aos mais diversos ambientes. Por fim, foi discorrido sobre o funcionamento geral da pousada e a implantação das soluções adotadas, com figuras, textos e cálculos de dimensionamento. Auxiliando, portanto, empreendedores do ramo da hospedagem a ter um modelo de negócio mais competitivo, unindo inovação, tecnologia e sustentabilidade a um novo conceito de pousada.
Palavras-chave: Alugueis de temporada. Automação residencial. Sustentabilidade. Pousada. Setor hoteleiro.
ABSTRACT
Faced with the changes that have occurred in the hotel department due to technological developments in recent years, it was verified that the features of accommodation rooms for season rentals searched by the guests had changed. Thus, this monograph proposes a project for an inn that combines technology and sustainability, aiming at an enterprise model updated to the new customer wishes. It was sought to present home automation solutions that can also be implemented in such department, bringing benefits that not only provide more comfort and autonomy to the guests, but also reduces the costs of operating and maintaining the business. Such automation solutions and sustainability strategies were presented through a project of an inn, purposely developed to have generic characteristics, with an undefined construction location. Therefore, when considering fictitious land for the inn layout, more emphasis was placed on the easy adaptation of the infrastructure to the most diverse environments. As a result of the study, it was discussed the general operating of the inn and the implementation of the adopted solutions, with figures, texts and dimensioning calculations. Therefore, helping entrepreneurs in the branch of seasonal rentals rooms and civil construction to have a more competitive business model, combining innovation, technology and sustainability with a new inn concept.
LISTA DE ILUSTRAÇÕES
Figura 1 – Ilustração do esquema de classificação dos telhados verdes. a) Sistema extensivo. b)
Sistema semi-extensivo. c) Sistema intensivo ... 19
Figura 2 – Exemplo de Telhado Verde Intensivo. a) Illinois, USA. b) Texas, USA ... 19
Figura 3 –Telhado Verde Semiextensivo. a) Connecticut, USA. b) New York, USA ... 20
Figura 4 - Exemplo de Telhado Verde Extensivo. a) Universidade em Singapura. b) Telhado verde extensivo sendo executado ... 21
Figura 5 – Fechaduras inteligentes. a) August Smart Lock. b) Deadbolt ... 24
Figura 6 – August Smart Keypad ... 24
Figura 7 – Irrigador Temporizador Automático FJK1005AY ... 25
Figura 8 – Esquema de componentes de um sistema Off-Grid ... 26
Figura 9 – Esquema de componentes de um sistema on-grid... 27
Figura 10 – Ventilação Unilateral por Ação dos Ventos ... 32
Figura 11 – Ventilação Cruzada por Ação dos Ventos ... 33
Figura 12 – Situação do terreno ... 35
Figura 13 – Levantamento Altimétrico do terreno ... 36
Figura 14 – Localização ... 37
Figura 15 – Área destinada a lavanderia e limpeza ... 39
Figura 16 – Esquema de ventilação no terreno... 40
Figura 17 – Planta baixa das unidades ... 41
Figura 18 – Planta baixa humanizada ... 42
Figura 19 – Esquema térmico das unidades, Corte A-A’ ... 43
Figura 20 – Modelos de Atuadores. a) Micro L 24V. b) Micro M+ ... 44
Figura 21 – Detalhe da janela automatizada ... 45
Figura 22 – Dimensões da laje verde das unidades ... 48
Figura 23 – Sistema Tapete Sedum em diferentes estações. a) Verão b) Outono ... 48
Figura 24 – Disposição das camadas do sistema Tapede Sedum ... 49
Figura 25 – Cisterna Vertical 600L ... 50
Figura 26 – Localização dos painéis fotovoltaicos das unidades ... 51
LISTA DE TABELAS
Tabela 1 – Parâmetros para estimativa da demanda residencial de água potável ... 29 Tabela 2 – Parâmetros para estimativas da demanda residencial de água potável para uso externo ... 30 Tabela 3 – Especificações do atuador escolhido ... 46
LISTA DE EQUAÇÕES
SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO... 15 1.1 JUSTIFICATIVA ... 16 1.2 OBJETIVOS ... 16 1.2.1 Objetivos gerais ... 17 1.2.2 Objetivos específicos ... 17 2 REVISÃO DE LITERATURA ... 18 2.1 TELHADO VERDE ... 18 2.1.1 Sistema Intensivo ... 19 2.1.2 Sistema Semiextensivos ... 20 2.1.3 Sistema Extensivo ... 20 2.2 AUTOMAÇÃO RESIDENCIAL ... 21 2.2.1 Fechaduras Inteligentes ... 23
2.2.2 Irrigador Temporizador Automático ... 25
2.3 ENERGIA SOLAR E PAINÉIS FOTOVOLTAICOS ... 25
2.4 REAPROVEITAMENTO DA ÁGUA ... 27
2.5 ARQUITETURA BIOCLIMÁTICA ... 30
3 METODOLOGIA ... 34
4 RESULTADOS ... 35
4.1 LOCAL DE IMPLANTAÇÃO DO EMPREENDIMENTO ... 35
4.2 FUNCIONAMENTO E GESTÃO DA POUSADA ... 36
4.2.1 Recepção Remota ... 37 4.2.2 Estacionamento... 38 4.2.3 Alimentação e Limpeza ... 38 4.2.4 Segurança ... 39 4.2.5 Acesso à Internet ... 39 4.2.6 Horta ... 40
4.3 ARQUITETURA E MÉTODO CONSTRUTIVO ... 40
4.3.1 Janela de tombar automatizada ... 43
4.3.2 Implantação da cobertura verde semiextensiva ... 47
4.3.3 Implantação da cisterna vertical ... 49
4.3.4 Implantação do sistema de painéis fotovoltaicos ... 50
1 INTRODUÇÃO
Ao longo do tempo as pessoas tem passado por diversas mudanças ocasionadas principalmente pela evolução tecnológica. Serviços e produtos tornam-se obsoletos de forma muito rápida e logo surgem novas necessidades. Segundo o que expõe Dal Bello (2008), a globalização tornou imprescindível o dinamismo e a agilidade, aliados a princípios de sustentabilidade, conforto e praticidade, que visam suprir as carências do consumidor contemporâneo.
Para acompanhar essa demanda, o mercado hoje exige serviços de qualidade e que demandem menos tempo. No campo da hospedagem, observando essa necessidade de tornar prático e fácil o serviço de locação, nasceram plataformas como o AirBnb® e o Booking®, que
cresceram de forma muito rápida. Basicamente, são oferecidos serviços de hospedagem de forma totalmente online, proporcionando vantagem para o anunciante, que possui oportunidade de ganhar grande visibilidade anunciando nesses portais, e também para o hóspede, que tem acesso a várias opções de acomodação e pode analisar qual opção se enquadra melhor na sua necessidade de uma forma muito simples e rápida.
Essas plataformas aumentaram inclusive o leque de ofertas de locação por temporada, onde antes somente hotéis e pousadas tinham viabilidade econômica para ações publicitárias. Hoje em dia apartamentos, casas e até mesmo quartos em residências são ofertados ao mundo inteiro através da internet, e de maneira economicamente viável.
Devido ao aumento da oferta, muitos clientes agora optam por locação de apartamentos e casas, o que em contrapartida ocasionou queda na ocupação de hotéis e pousadas ao redor do mundo. Segundo Dogru et al. (2019), através de sua pesquisa que abrangeu quinze estados dos Estados Unidos da América entre outubro de 2017 e novembro de 2018, 69% da receita do AirBnb® foi proveniente da locação de residências.
Segundo Tussyadiah e Pesonen (2016), os dois principais fatores de decisão do cliente que opta por se hospedar em uma residência por temporada são o menor custo comparado com a hotelaria convencional e um desejo de uma maior interação social com a comunidade local.
Com isso, o presente trabalho tem o intuito de apresentar soluções de automação e sustentabilidade aplicáveis a pousadas, a fim de diminuir o custo operacional do empreendimento e, consequentemente, possibilitar a oferta de acomodações a um valor mais baixo, oferecendo ao cliente um custo-benefício semelhante ao de apartamentos e casas de locação por temporada, sem que se faça necessário abrir mão de conforto e comodidade.
1.1 JUSTIFICATIVA
Levando em conta o atual mercado de locação de imóveis por temporada e a disparidade entre valores de diárias cobradas entre as diversas categorias de acomodação, o presente trabalho pretende projetar uma pousada unindo conceitos de automação residencial e sustentabilidades. Este projeto tem como objetivo diminuir os custos de operação deste tipo de empreendimento para o empreendedor, bem como o custo de estadia para cliente. Para isso serão descartados serviços obsoletos oferecidos em hotéis e pousadas tradicionais, e serão adicionadas novas facilidades pouco comuns de serem encontradas em quaisquer tipos de acomodações no Brasil.
Por consequência, almeja-se que os hóspedes da pousada que foi objeto do projeto deste trabalho tenham uma experiência única, com uma sensação acolhedora como se estivessem na própria casa, ao mesmo tempo em que contam com uma infraestrutura diferenciada e um ótimo custo-benefício. Tais facilidades também possibilitam que o empreendimento projetado neste trabalho seja mais facilmente implantado em locais remotos.
O presente trabalho é de suma importância para empreendedores do ramo de acomodações por temporada que buscam uma solução mais lucrativa para seus novos empreendimentos. Para isso, uma das soluções foi utilizar a automação para contribuir com o conforto térmico sem que haja um aumento significativo no consumo de energia elétrica. Isto foi feito através de esquadrias automatizadas, localizadas em locais de difícil acesso e que permitem uma melhor ventilação dos ambientes, bem como telhados verdes com irrigação automática. A automação também foi utilizada para o controle de check-in e check-out dos hóspedes, que será feita remotamente, diminuindo assim o custo com funcionários do empreendimento.
1.2 OBJETIVOS
Neste item são apresentados os objetivos - gerais e específicos, definidos para esta pesquisa.
1.2.1 Objetivos gerais
Elaborar um modelo de negócio no ramo da hospedagem, unindo conceitos de automação residencial e sustentabilidade. Elucidando sobre os benefícios e a correta implementação das soluções estudadas.
1.2.2 Objetivos específicos
a) Descrever e exemplificar soluções de automação residencial e suas aplicações no ramo da hospedagem.
b) Descrever sobre produtos e sistemas sustentáveis e seus benefícios.
c) Elaborar e apresentar um plano de funcionamento e gestão de uma pousada com conceitos de automação e sustentabilidade.
d) Elaborar um projeto arquitetônico prevendo a execução de soluções de automação e autossutentabilidade.
2 REVISÃO DE LITERATURA
Neste capítulo serão tratados os temas relacionados as práticas de automação residencial aplicados ao ramo de acomodações, bem como para soluções de sustentabilidade ligadas a construção civil. Através dessa revisão, buscou-se agregar conhecimento aos objetivos desse trabalho, para que o resultado obtido fosse fundamentado cientificamente.
2.1 TELHADO VERDE
Telhado verde, também chamado de telhado ecológico, é um tipo de cobertura que utiliza vegetação como revestimento e que apresenta diversos benefícios, não só para a construção em si, mas também para todo o ambiente urbano. De acordo com Thomazelli (2014), dentre estes benefícios estão a capacidade de preservar as estruturas diante das intempéries, auxílio no escoamento da água da chuva e a melhora da qualidade do ar devido a capacidade da vegetação de reter carbono.
Segundo Panziera et al. (2016) os telhados verdes contribuem para o conforto acústico e conforto térmico no interior da edificação, o que por sua vez resulta em uma redução na necessidade de utilização de condicionares de ar, contribuindo para redução do consumo de energia. Thomazelli (2013, p. 4) afirma que “em estudos de países de clima temperado a redução do consumo anual de energia variou de 2 a 7%, e acreditamos que aqui no Brasil (clima tropical) essa redução possa passar de 10%.”.
Savi (2012) expõe que os telhados verdes podem ser classificados como intensivos, semiextensivos ou então extensivos, como mostrado na Figura 1.
Figura 1 – Ilustração do esquema de classificação dos telhados verdes. a) Sistema extensivo. b) Sistema semi-extensivo. c) Sistema intensivo
Fonte: Jobim (2013).
Essa classificação é dada de acordo com a altura de substrato e consequentemente o porte das espécies de plantas que a cobertura pode suportar. As três classes estão explicadas nos subitens 2.1.1 a 2.1.3 deste trabalho.
2.1.1 Sistema Intensivo
Os telhados verdes intensivos são construídos com o intuito de receberem espécies de vegetações de grande porte. Além de trazerem os já citados benefícios dos telhados verdes, essas espécies trazem consigo uma beleza ímpar para a edificação, como mostrado na Figura 2 – a e b. Por outro lado, como aborda Vacilikio e Fleischfresser (2011), as vegetações de maior porte geralmente necessitam de maiores cuidados posteriores, como rega, poda e fertilização.
Figura 2 – Exemplo de Telhado Verde Intensivo. a) Illinois, USA. b) Texas, USA
Jobim (2013) expõe que esse tipo de cobertura necessita de um substrato com espessura mínima de 15 cm e por consequência disso, tem um peso elevado, normalmente entre 180 e 500 kg/m². Segundo Vacilikio e Fleischfresser (2011), essa carga gera uma elevada solicitação da estrutura, o que muitas vezes impossibilita economicamente a execução de declividade nos telhados verdes intensivos.
2.1.2 Sistema Semiextensivos
De acordo com Peçanha (2017), as coberturas semiextensivas se caracterizam por serem a opção intermediária entre os demais tipos. Por terem uma altura de substrato maior que as coberturas extensivas, elas oferecem um maior leque de possibilidades quando se trata de paisagismo, possibilitando inclusive áreas de convivência, como mostrado na Figura 3 – a e b.
Figura 3 –Telhado Verde Semiextensivo. a) Connecticut, USA. b) New York, USA
Fonte: Greengridroofs (2020).
Segundo Jobim (2013), os telhados verdes classificados como semiextensivos ou semi-intensivos, são aqueles que utilizam uma altura de substrato que varia entre 12 a 25 cm, pesando em média de 120 a 200 kg/m².
2.1.3 Sistema Extensivo
Os telhados verdes extensivos são aqueles que comportam espécies de vegetação rasteira. De acordo com Jobim (2013), esse tipo de vegetação necessita de camada de substrato inferior a 10 cm, resultando assim em um peso de cobertura entre 60 e 150 kg/m². Em comparação aos outros sistemas pode ser considerado leve, tornando viável a execução deste tipo de cobertura em declive, como representado na Figura 4.
Figura 4 - Exemplo de Telhado Verde Extensivo. a) Universidade em Singapura. b) Telhado verde extensivo sendo executado
Fonte: Decorando Casas (2020)
Quando executado em declividade, faz-se necessário o uso de camada de materiais pré-fabricados capazes de drenar e reter a água da chuva. O efeito desejado dessa camada é retornar para a vegetação somente a quantidade de água que ela necessita e eliminar da cobertura toda a água excedente, podendo ser diretamente ligada a algum sistema de reaproveitamento de água da chuva, como melhor abordado no item 2.5.
2.2 AUTOMAÇÃO RESIDENCIAL
Segundo Wortmeyer, Freitas e Cardoso (2005), a automação residencial, também chamada de domótica, utiliza a tecnologia para levar ao ambiente doméstico mais conforto, praticidade, produtividade, economia, eficiência e rentabilidade, tornando inteligente o ambiente em que o usuário vive. Segundo os autores, um ambiente inteligente é aquele que
parece ter vida própria, pois otimiza certas funções inerentes à operação e administração do ambiente doméstico, que incluí residências, condomínios e hotéis.
Diante do que expõe Beghini (2013), a domótica tem como principal origem a automação industrial ocorrida durante a década de 60, quando algumas empresas de tecnologia buscaram utilizar o desenvolvimento da microeletrônica para aplicações residenciais, com o objetivo de levar soluções para automatizar processos do cotidiano doméstico. Entretanto, estas empresas perceberam que para aplicação da automação nesse segmento seria imprescindível que o sistema funcionasse de maneira robusta, principalmente quanto a segurança. Além disso, por se tratar de usuários que na sua maioria não tinham conhecimento técnico para operar sistemas complexos, era necessário também uma interface de comunicação simples e objetiva. Diante destas deficiências, somente na década de 70 surgiram os primeiros módulos inteligentes de automação residencial e desde então esse segmento segue crescendo.
Com o avanço exponencial da tecnologia nas últimas décadas, desde a criação dos primeiros computadores pessoais e a internet, até a popularização dos smartphones, a aceitação das tecnologias residenciais passou a ter um forte apelo. O setor da domótica tem evoluído de maneira muito positiva nos últimos anos, principalmente em países com economias mais desenvolvidas, seja pelo nível educacional do consumidor, já mais familiarizado com a tecnologia atual, seja pelos preços decrescentes (MURATORI; DAL BÓ, 2011).
Segundo Bolzani (2004), a revolução da automação residencial consiste em conectar os dispositivos que funcionam de maneira isolada, como porteiros eletrônicos, alarmes, circuito de câmeras, iluminação ambiente, ar-condicionado e diversos outros através de um gerenciador central. Dessa maneira, a domótica aumenta o conforto do usuário ao permitir que o mesmo controle a residência de maneira remota, economizando energia e dinheiro.
Muratori e Dal Bó (2011) classificaram os equipamentos típicos de automação residencial em quatro principais vertentes:
1) Automação da instalação elétrica: Inclui os controladores, comandos especiais e atuadores: softwares de controle e supervisão; temporizadores, interfaces e relés; sensores, como detectores de gás e fumaça, umidade, temperatura e outros.
2) Controles Remotos universais: Compreende os controles fixos de parede, atualmente em touchscreen, bem como os painéis móveis, que são as interfaces necessárias para a integração com os sistemas de automação residencial e as licenças de software. Nesse grupo estão as mais modernas soluções da domótica, que incluem smartphones, tablets e outros.
3) Gestão de energia: São os sistemas que gerenciam o consumo de energia elétrica, gás e água da edificação: compreende os equipamentos responsáveis por medir o consumo, bem como fornece proteção elétrica e equipamentos que geram energias alternativas. 4) Acessórios e complementos: Inclui diversos equipamentos relacionados a demótica, na
sua maioria criados recentemente, como: Piso aquecido; irrigação automatizada; motorização de persianas, toldos e cortinas; aspiração central a vácuo; fechaduras elétricas com leitores de biometria e teclado; entre diversos outros.
De acordo com Wortmeyer, Freitas e Cardoso (2005), essa integração entre as mais variadas tecnologias é obtida através de um projeto único que contempla infraestrutura, dispositivos e softwares de controle. É indicado que a automação seja prevista desde a fase de projeto do empreendimento e incorporada na fase da construção. Dentre os principais pontos a serem adotados estão o cabeamento estruturado, a central de distribuição e os locais de acesso multimídia, bem como os sensores, câmeras de vídeo segurança, dispositivos de comunicação via internet e gerenciamento do sistema, além dos softwares de controle. Logo, para que o usuário tenha a possibilidade de expansão e atualização do sistema de automação residencial, garantindo assim que as metas previstas sejam alcançadas, é imprescindível que a infraestrutura seja prevista no projeto de automação residencial.
2.2.1 Fechaduras Inteligentes
De acordo com Silva (2014), as fechaduras inteligentes são produtos de automação residencial que podem ser bastante úteis se implantadas em ambiente comercial, como por exemplo hotéis e pousadas. Elas possibilitam o acesso aos ambientes sem o uso de chaves ou cartões de acesso. As soluções encontradas são as mais diversas, que vão desde as mais avançadas com conexão Wi-Fi, reconhecimento facial e biometria, até as mais simples com senhas geradas durante a instalação do produto.
Segundo seu fabricante, as fechaduras como a August Smart Lock PRO e seus acessórios tem seus esforços voltados para a integração com assistentes virtuais como Google Home e Amazon Alexa. Essa integração favorece ao usuário uma maior praticidade na operação do produto, além da possibilidade de interação entre outros dispositivos compatíveis com esses assistentes virtuais. Por esse motivo, as fechaduras da fabricante August foram citadas como referência em qualidade por sites e revistas, como a Forbes. Uma das várias funcionalidades apresentadas no próprio site da fabricante que vale destacar se tratando do ramo comercial, é a possibilidade de o usuário gerar senhas remotamente através de um smartphone. Também é
possível configurar a validade para cada senha gerada e para que seja utilizada tal função, é necessário que o usuário instale os seguintes dispositivos:
1) August Wi-fi Smart Lock: Fechadura digital (Figura 5a), que deve ser instalada na parte interna da porta, de maneira a ficar sobreposta a uma fechadura já existente do tipo Deadbolt, equivalente a disposta na Figura 5b.
Figura 5 – Fechaduras inteligentes. a) August Smart Lock. b) Deadbolt
Fonte: August (2020) e Masterlock (2020).
A fechadura digital é responsável por movimentar fisicamente a lingueta da fechadura e permite que o usuário a acione remotamente através do aplicativo para smartphone ou então de forma mecânica. É alimentada por bateria, não necessitando de cabeamento e tem conexão Wi-Fi e Bluetooth.
2) Smart Keypad: É um pequeno teclado que deve ser instalado na parte externa da porta, como mostrado na Figura 6.
Figura 6 – August Smart Keypad
É nele que o usuário digita a senha de acesso gerada através do aplicativo do fabricante ou dos assistentes virtuais, como Google Home e Amazon Alexa. Assim como a Wi-Fi Smart Lock, funciona através de bateria e conexão Bluetooth, dispensando o uso de cabos.
2.2.2 Irrigador Temporizador Automático
Segundo Fragoso et al. (2015), as plantas domésticas de pequeno porte normalmente dependem da ação humana para sua correta hidratação. Porém, em certos casos as plantas tem que enfrentar um longo período de ausência humana.
Nesses casos, existem algumas soluções possíveis, por exemplo a contratação de mão de obra especializada, acordo amigável para que algum conhecido tome conta das plantas ou então um sistema automatizado que auxilie na manutenção das mesmas. Como exemplo para o último caso, tem-se o irrigador temporizador automático, equivalente ao da Figura 7.
Figura 7 – Irrigador Temporizador Automático FJK1005AY
Fonte: Gardenlu (2020).
Segundo a distribuidora Gardenlu Irrigação Doméstica (2020), o modelo FJK1005AY oferece a automatização da irrigação e aumenta a eficácia da utilização dos recursos hídricos. Isso é possível através do sensor de chuva acoplado ao irrigador, que ao detectar que houve chuvas recentes, atrasa a irrigação programada.
2.3 ENERGIA SOLAR E PAINÉIS FOTOVOLTAICOS
Tendo em vista o atual momento socioeconômico mundial, em que a demanda energética mundial sobe exponencialmente, indo de encontro a escassez já prevista dos combustíveis fosseis, as fontes de energia consideradas renováveis se tornam cada dia mais atrativas, visto que são fontes consideradas inesgotáveis.
Segundo Giampietro e Racy (2010), no caso do Brasil a demanda crescente do consumo (em GW/h) gira em torno de 7,1% enquanto a oferta está em média de 3,92%. Por estar localizado em uma região predominantemente tropical, o Brasil tem grande potencial na utilização de energias alternativas como a energia eólica, solar e até mesmo energia oriunda das marés. Se tratando de energia solar, o Brasil é capaz de proporcionar energia equivalente a 309 mil usinas hidroelétricas semelhantes à de Itaipu, a maior da América Latina.
O apelo social pela preservação do meio ambiente também contribui para a revolução energética em que o mundo passa atualmente. De acordo com Gabardo e Radaskievicz (2013), os combustíveis fósseis são os grandes responsáveis pela degradação do meio ambiente, pois contribuem principalmente para a poluição atmosférica, gerando diversas consequências. Já as fontes de energias renováveis, como a energia solar, não emitem poluentes. Conforme Villalva e Gazoli (2012) esse cenário contribuiu para que, nas últimas décadas, diversas novas tecnologias fossem desenvolvidas, tornando cada dia mais viável a instalação de fontes de energia limpa, sejam em ambientes residenciais, comerciais ou industriais.
Os sistemas fotovoltaicos são capazes de gerar energia elétrica a partir da energia luminosa do Sol. Os sistemas são divididos em dois grupos: os Off-Grid e os On-Grid. Lima, Monteiro e Domingos (2018) expõem que os sistemas denominados de Off-Grid contam com baterias para armazenamento da energia gerada pelos painéis fotovoltaicos, podendo ser instalados em locais remotos, onde o usuário não tem acesso a rede elétrica pública. Como exposto na Figura 8, esses sistemas são compostos por quatro principais componentes: os painéis fotovoltaicos, as unidades de controle de carga, as baterias e o inversor de tensão.
Figura 8 – Esquema de componentes de um sistema Off-Grid
Fonte: Neosolar (2020).
Com este sistema, a energia gerada que não é consumida instantaneamente pelo usuário é armazenada para utilização em horários em que o sistema não gera energia.
Já o outro sistema é chamado de On-Grid, que conforme Villalva e Gazoli (2012), é o sistema que é ligado à rede elétrica pública, dispensando o uso de baterias. Toda a eletricidade produzida no sistema é instantaneamente consumida ou enviada para a rede elétrica pública, sendo então contabilizada pela companhia elétrica através de um contador bidirecional, como disposto na Figura 9.
Figura 9 – Esquema de componentes de um sistema on-grid
Fonte: Neosolar (2020).
Segundo Lima, Monteiro e Domingos (2018), a energia que não é utilizada pelo usuário gera créditos, que serão utilizados nos horários em que o sistema fotovoltaico não produz energia elétrica, sem onerar financeiramente o usuário.
2.4 REAPROVEITAMENTO DA ÁGUA
A água é incontestavelmente o recurso mais fundamental na vida das pessoas e apesar de cobrir grande parcela da superfície terrestre, é um recurso finito. Von Sperling (2006) expõe que aproximadamente 97% da água disponível no planeta é oceânica, e aproximadamente 73% da água doce disponível se encontra nas geleiras em estado sólido.
Apesar de o Brasil possuir 12% de toda água doce em estado líquido do mundo, 80% dela se encontra nas bacias dos rios Amazonas, São Francisco e Paraná. Além disso, embora 98% dos municípios brasileiros conte com serviços de fornecimento de água potável, apenas 64% das residências são atendidas. No caso da rede de esgoto a situação é ainda pior, pois apenas 35% das habitações tem acesso a tratamento. Dos municípios onde o tratamento é existente, em torno de 10% deles tratam apenas uma parte do esgoto gerado e em alguns casos, todo o esgoto gerado é despejado em rios e mares sem qualquer tratamento prévio (OLIVEIRA, 2009).
Portanto, quando se pensa em uma edificação sustentável, além de ser imprescindível prever a otimização do uso e reuso da água, bem como seu correto descarte, também se faz necessário o aproveitamento da água de chuva. Segundo Tomaz (2003, p. 18) “Estima-se a economia de 30% (trinta por cento) da água pública quando se utiliza água de chuva”.
Geralmente, o processo de captação da água de chuva é feito no telhado das edificações devido ao fato de ser uma superfície impermeável. Em telhados convencionais a primeira água armazenada após o início da chuva deve ser descartada pois acaba levando consigo toda sujeira acumulada nas telhas e seu grau de contaminação normalmente é muito alto (MAY, 2004). Já em alguns dos sistemas de telhados verdes (item 2.1), acabam tendo como propriedade a filtragem da água proveniente da chuva através dos meios filtrantes existentes em suas camadas, dispensando assim o descarte inicial da água coletada.
De acordo com May (2004), os três principais fatores a serem levados em conta durante o estudo de viabilidade do sistema são a precipitação, área de coleta e demanda. O componente mais caro do sistema é o reservatório de água de chuva, por isso é necessário ter em mente as necessidades do usuário e a disponibilidade pluviométrica local para um correto dimensionamento, otimizando assim a viabilidade econômica do sistema.
Conforme Tomaz (2003), existe a possibilidade de estimar o consumo de água potável de uma residência através de parâmetros de engenharia, porém o grande volume de informações necessárias acaba dificultando a estimativa. É possível utilizar estes parâmetros oriundos de pesquisas em outros países, já que no Brasil só são apresentados dados estimados. Por exemplo, os parâmetros apresentados nas Tabelas 1 e 2 utilizados nos Estados Unidos. A Tabela 1 apresenta os parâmetros para estimativa da demanda residencial de água potável considerando o uso interno.
Tabela 1 – Parâmetros para estimativa da demanda residencial de água potável
Fonte: TOMAZ (2003)
Já a Tabela 2 apresenta os parâmetros para estimativa da demanda residencial de água potável considerando o uso externo.
Uso interno Unidades Parâmetros
Inferior Superior Mais provável
Gasto mensal m³/pessoa/mês 3 5 5
Número de pessoas na casa pessoa 2 5 3
Descarga na bacia Descarga/pessoa/dia 4 6 5
Volume de descarga Litros/descarga 6,8 18 9
Vazamento bacias sanitárias Percentagem 0 30 9
Frequência de banho Banho/pessoa/dia 0 1 1
Duração de banho minutos 5 15 7,3
Vazão dos chuveiros Litros/segundo 0,08 0,3 0,15
Uso da banheira Banho/pessoa/dia 0 0,2 0,1
Volume de água Litros/banho 113 189 113
Máquina de lavar pratos Carga/pessoa/dia 0,1 0,3 0,1
Volume de água Litro/ciclo 18 70 18
Máquina de lavar roupa Carga/pessoa/dia 0,2 0,37 0,37
Volume de água Litro/ciclo 108 189 108
Torneira da cozinha Minuto/pessoa/dia 0,5 4 4
Vazão da torneira Litros/segundo 0,126 0,189 0,15
Torneira de banheiro Minuto/pessoa/dia 0,5 4 4
Tabela 2 – Parâmetros para estimativas da demanda residencial de água potável para uso externo
Fonte: TOMAZ (2003)
2.5 ARQUITETURA BIOCLIMÁTICA
Desde os tempos primórdios o conforto térmico é uma das principais necessidades que levaram os humanos a se abrigarem e evoluírem suas residências. Tendo em vista que a arquitetura tem como principal objetivo proporcionar conforto ao usuário, a arquitetura bioclimática visa utilizar o próprio meio ambiente para trazer um maior conforto térmico ao usuário de uma edificação, independentemente do clima externo.
De acordo com Guerra (2016), a arquitetura bioclimática visa o potencial de conservação de energia através da integração entre os recursos naturais e a construção civil, além de utilizar fontes renováveis de energia para proporcionar um maior conforto térmico. Apesar da grande quantidade de equipamentos elétricos e o uso indiscriminado deles na maioria das edificações, esse não é o único responsável pelo grande desperdício energético atual, pois o projeto estrutural da edificação, bem como os materiais utilizados também acabam exercendo grande influência na eficiência energética.
Segundo Frota e Schiffer (2001), a temperatura, umidade, velocidade do ar e radiação incidente do sol são as principais variáveis climáticas de conforto térmico. Essas variáveis tem relação direta com outros fatores como o regime de chuvas, permeabilidade do solo, quantidade e tipo de vegetação, águas superficiais e subterrâneas, topografia e outras características que podem ser alteradas pela presença humana.
Uso externo Unidades Valores
Casas com piscina Porcentagem 0,1
Gramado ou jardim Litros/dia/m² 2
Lavagem de carros Litros/lavagem/carro 150
Lavagem de carros: frequência Lavagem/mês 4
Mangueira de jardim 1/2"x20m. Litros/dia 50
Manutenção de piscina Litros/dia/m² 3
Perdas p/ evaporação em piscina Litros/dia/m² 5,75
Reenchimento de piscinas Anos 10
Tamanho da casa m² 30 a 450
Para compreender como funciona a temperatura de uma edificação e então analisar possíveis soluções bioclimáticas, é necessário compreender o conceito de troca de calor. A existência de corpos que estejam em temperaturas diferentes e a mudança de estado de agregação são condições básicas para que ocorra a troca. Corpos que estejam com temperaturas mais elevadas, ou seja, mais quentes acabam perdendo calor para corpos mais frios, e o calor envolvido nessa troca é denominado calor sensível. As trocas térmicas secas são as trocas onde ocorrem variações de temperatura sem o envolvimento de água. Os mecanismos de trocas secas são:
1) Convecção: Troca de calor entre um corpo sólido e um corpo fluído, seja ele líquido ou gás. Nos casos de superfícies verticais, as trocas de calor por convecção são ativadas pela velocidade do ar devido a causas naturais, como o vento. Assim, o mecanismo passa a ser considerado como convecção forçada.
2) Radiação: Mecanismo de troca de calor entre dois corpos que guardam uma distância qualquer entre si. Esse mecanismo é consequência da natureza eletromagnética da energia, que mesmo sem necessidade de um meio de propagação, provoca efeitos térmicos quando absorvida, podendo ocorrer até mesmo no vácuo.
3) Condução: É a troca de calor entre dois corpos rígidos que se encontram em diferentes temperaturas, ou até mesmo de partes distintas de um mesmo corpo. O fluxo de calor que passa por determinada área de determinado material, através de um período específico de tempo é definido como coeficiente de condutibilidade. Esse coeficiente depende diretamente da natureza química, densidade e umidade do material (FROTA, SCHIFFER, 2001).
A utilização do fluxo natural do ar com o intuito de proporcionar um bom condicionamento térmico e uma melhora na qualidade do ar é definido como ventilação natural. Além de promover o conforto térmico, a ventilação natural tem a função de evitar que contaminantes se dispersem pelo ambiente interno da edificação, bem como diluir concentrações de odores, vapores e gases. Sua eficiência está ligada a quantidade de aberturas, bem como suas posições e tamanhos. Além disso, a ação das forças do vento combinada com as diferenças de temperaturas também exerce grande influência na eficiência do sistema de ventilação natural (RODRIGUES, 2008).
O fluxo natural de ar de uma edificação depende de uma série de fatores como: diferença de pressão do ar entre a parte interna e externa do edifício, resistência das aberturas ao fluxo de ar, obstruções internas, além de outras implicações relacionadas à incidência do
vento e forma da edificação (FROTA, SCHIFFER, 2001). A diferença das pressões do ar pode ser causada tanto pelo vento, produzindo a ventilação denominada ação dos ventos, como pela diferença de densidade do ar localizado na parte interna e externa do edifício, causando o efeito denominado de efeito chaminé. Sendo assim, esses são os dois mecanismos utilizados para proporcionar um fluxo natural de ar em uma edificação. Rodrigues (2008) caracteriza a ventilação causada pelo fluxo de ar em:
1) Ventilação Unilateral: Aquela que ocorre em ambientes onde as aberturas ficam situadas em uma única face, conforme Figura 10. Esse tipo de ventilação se caracteriza por ser uma solução local, sendo a solução menos atraente, mas em alguns casos, suficientes.
Figura 10 – Ventilação Unilateral por Ação dos Ventos
Fonte: Autor (2020).
2) Ventilação Cruzada: Ocorre quando as aberturas ficam localizadas em lados opostos ou adjacentes de um ambiente, desta maneira, o fluxo de ar acaba sendo facilitado porque a entrada de ar ocorre em zonas de alta pressão e a saída de ar localizam-se em zonas de baixa pressão. Sendo assim, para otimizar a ventilação natural, as aberturas de entrada de ar devem ser instaladas em níveis mais baixos que os níveis das aberturas de saída de ar, Figura 11.
Figura 11 – Ventilação Cruzada por Ação dos Ventos
Fonte: Frota e Schiffee (2001, p. 128).
Segundo Motezuki (2009), para otimizar a ventilação natural de uma edificação, é necessário que durante a fase de projeto sejam utilizadas técnicas de avaliação, sendo três as possíveis abordagens:
1) Experimental: Com o auxílio de túneis de vento e edificações em escala reduzida, é possível simular a ação dos ventos para a edificação em análise. Embora tenha uma precisão razoável, o custo dessa técnica acaba muitas vezes inviabilizando o experimento.
2) Analítico: Embora seja importante no sentido de ter um entendimento geral das ações do vento, seus resultados não são muito precisos, tampouco suficientes para realizar uma análise quantitativa.
3) Numérico computacional: Dentre as três abordagens, essa é a que normalmente oferece um melhor equilíbrio entre custo e precisão. Essa análise é feita principalmente através de programas de CFD (Fluidodinâmica computacional), comumente utilizados para cálculo de esforços causados pelo vento em sistemas estruturais.
3 METODOLOGIA
O estudo apresentado foi elaborado visando a união de novas tecnologias de automação e soluções sustentáveis para embasar a proposição de estratégias de melhoria no setor de acomodações. Para isso, foram utilizados artigos publicados em sites especializados sobre o cenário do ramo de acomodações no mundo contemporâneo e soluções sustentáveis para construção e automação residencial. Além disso, também foram utilizados sites de empresas fabricantes de produtos de automação residencial, a fim de embasar as estratégias que serão propostas.
Foi elaborado um projeto arquitetônico de uma pousada em um terreno fictício de clima tropical, que teve como principal característica a utilização de soluções de sustentabilidade e automação residencial para não só tornar mais barata a operação do negócio, como também para trazer uma nova experiência de acomodação por demanda para seus hóspedes.
A proposta do projeto é servir de embasamento para a implantação de um empreendimento semelhante ao apresentado sem local definido. Portanto, de maneira a não limitar um local ideal para sua construção, o projeto será realizado tendo sua implantação facilitada nos mais diversos terrenos e regiões. O layout da pousada funcionará como unidades independentes de pequenas casas, onde cada unidade alugável terá capacidade de até quatro hóspedes e terá em torno de 30m² de área privativa, contando com um dormitório, banheiro, copa e sala de estar.
Foram propostas soluções relacionadas a diminuição do impacto ambiental do empreendimento, bem como o aprimoramento da eficiência energética e hídrica. Tais soluções visam a possibilidade de o empreendedor implantar o modelo de pousada aqui apresentado em locais remotos, em meio a natureza, sem que traga consigo uma degradação ambiental. Devido a esta característica e a possível indisponibilidade de restaurantes próximos a pousada, o layout de cada unidade tipo contará com copa completa, ficando a cargo do hóspede o abastecimento da mesma com alimentos.
4 RESULTADOS
Este capítulo apresenta o projeto arquitetônico desenvolvido para este trabalho, assim como a descrição das soluções de automação e sustentabilidade aplicadas.
4.1 LOCAL DE IMPLANTAÇÃO DO EMPREENDIMENTO
Com o objetivo de tornar esse projeto implementável nos mais diversos locais do sul da costa brasileira, foi considerado um local de implantação fictício. Para tal, utilizou-se um terreno de esquina no hemisfério sul, com latitudes entre 20° e 30°, fazendo divisa com a via pública na face norte e oeste, como consta na Figura 12.
Figura 12 – Situação do terreno
Fonte: Autor (2020).
Medindo 32m na divisa com a Rua A e 36m na divisa com a Rua B, o terreno tem área total de 1.152m². Em relação a topologia do terreno, foi dado preferência a terrenos em desnível, pois tal característica contribuí para uma melhor ventilação natural por sofrer menos interferência de construções vizinhas. No referente projeto, foi adotado um terreno em aclive da face Nor-nordeste em direção a face Su-sudoeste, conforme representado na figura 13, cujas medidas verticais foram multiplicadas por 5 com o intuito de torná-las mais visíveis.
Figura 13 – Levantamento Altimétrico do terreno
Fonte: Autor (2020).
Visto que o projeto tem como objetivo a construção da pousada em algum local do sul da costa brasileira, o aclive do terreno apresentado contribui para que, durante o verão, o vento nordeste característico da estação incida com mais intensidade sobre o terreno.
4.2 FUNCIONAMENTO E GESTÃO DA POUSADA
Ao longo deste item será discorrido sobre as soluções de serviços e infraestrutura adotadas para o funcionamento da pousada de maneira inteligente e eficaz, possibilitando um excelente serviço, exigindo o mínimo possível de intervenção humana em sua operação. A Figura 14 apresenta o layout da pousada.
Figura 14 – Localização
Fonte: Autor (2020).
A partir da figura 14 é possível perceber como os equipamentos foram distribuídos visando diversos fatores, como: ventilação, luz natural, facilidade de construção, entre outros que serão apresentados com mais minúcia nos subitens a seguir.
4.2.1 Recepção Remota
Com o intuito de facilitar a gestão do negócio, toda a etapa de reserva, check-in e check-out dos hóspedes será feito e gerenciado remotamente através de smartphone, em ferramentas como AirBnb® e Booking®. Aliado a isso, é possível automatizar a entrega das
As fechaduras inteligentes serão instaladas na porta de entrada das acomodações e no portão de entrada da pousada. Ao efetuar o check-in online, os hóspedes receberão uma senha única que terá validade equivalente ao seu tempo de estadia, a mesma senha dará acesso ao portão de entrada da pousada e a unidade locada.
Tais características proporcionam um serviço de recepção 24 horas, onde independente do horário de chegada do hóspede o mesmo terá acesso ao quarto locado. Além disso, essas características eximem a necessidade da construção e manutenção de um ambiente de recepção na pousada, bem como um funcionário presente no local para exercer tais funções, diminuindo drasticamente os custos com esse serviço.
4.2.2 Estacionamento
Devido ao modelo adotado de recepção remota, como abordado anteriormente, o estacionamento da pousada será externo. Tal característica tem como finalidade contribuir com logística de check-in e check-out dos hóspedes, de maneira que o único acesso a pousada se dará por um portão de pedestres equipada com maçaneta inteligente.
Cada acomodação terá direito a uma vaga de estacionamento, que apesar de externo é recuado para dentro dos limites do terreno. Esse recuo tem como objetivo desencorajar o público em geral a estacionar nas vagas da pousada, que também serão sinalizadas.
4.2.3 Alimentação e Limpeza
Como já característico nos imóveis disponíveis em ferramentas de reserva de acomodação, a pousada objeto deste projeto tem como característica não oferecer serviços de quarto, tampouco camareira para organização e limpeza diária das unidades. Com o objetivo de suprir essas necessidades, foi previsto equipamentos e serviços capazes de entregarem qualidade e praticidade aos hóspedes.
Portanto, as unidades contarão com cozinhas completas, incluindo refrigerador, fogão de 4 bocas, micro-ondas, forno elétrico, pia, lava-louças compacto, liquidificador e utensílios, como louças e panelas.
Além disso a pousada contará com uma lavanderia de uso comum equipada com máquinas de lavar roupas (Figura 15), além de varais privativos em cada uma das acomodações.
Figura 15 – Área destinada a lavanderia e limpeza
Fonte: Autor (2020).
Estas instalações diminuem necessidade de funcionários para exercer a limpeza das roupas de cama, mesa e banho. Fornecendo também, um maior conforto a hóspedes que necessitarem lavar suas roupas em meio a sua estadia.
4.2.4 Segurança
A segurança do empreendimento vai ser feita através de sensores nas esquadrias das unidades, bem como câmeras nas áreas de uso comum da pousada. As imagens em tempo real, bem como os sensores nas esquadrias de toda a pousada poderá ser acompanhada remotamente pelos gestores do empreendimento através de aplicativos de smartphone.
4.2.5 Acesso à Internet
O acesso à internet é de suma importância para o correto funcionamento da pousada. Portanto, junto às baterias do sistema hibrido de geração de energia solar, estarão conectados os roteadores de internet da pousada. Dessa maneira, é possível assegurar que mesmo em queda
de fornecimento de energia pela distribuidora, a gestão da pousada possa ser realizada remotamente.
4.2.6 Horta
Com o intuito de trazer conforto e entregar uma melhor experiência aos hóspedes, foi projetado uma horta com irrigação automatizada do lado externo de cada unidade, oferecendo assim diversos temperos, cores, cheiros e sabores aos hóspedes que desejarem cozinhar e se sentirem em casa durante sua estadia.
4.3 ARQUITETURA E MÉTODO CONSTRUTIVO
Foi utilizado um modelo arquitetônico horizontalizado, onde cada unidade de acomodação é uma pequena edificação térrea, permitindo assim uma melhor adaptação da orientação das estruturas de acordo com as mais diversas particularidades de diferentes terrenos. Este tipo de configuração arquitetônica contribui também para o uso da ventilação cruzada e iluminação natural, conforme apresentado na Figura 16.
Figura 16 – Esquema de ventilação no terreno
Fonte: Autor (2020).
O projeto Tipo (Figura 17) utiliza arquitetura que facilita a construção de maneira modular. Visando o transporte das unidades, com exceção da cobertura, as dimensões do projeto
são as mesmas que um container do tipo Dry High Cube de 40 pés, ou seja, 12 metros de comprimento, 2,44m de largura e 2,90m de altura.
Figura 17 – Planta baixa das unidades
Fonte: Autor (2020).
Desta maneira, é possível transportar em uma única viagem cada acomodação quase que em sua totalidade, sendo necessário somente a construção de parte da cobertura in-loco e o acabamento da parte externa de cada unidade. A construção modular das acomodações ainda
permite que o empreendimento seja mais facilmente escalonável, visto que as acomodações poderão ser construídas em locais diversos ao do empreendimento, não atrapalhando ou até mesmo impedindo o funcionamento da pousada em fase de expansão.
Para compensar as dimensões compactas das unidades, além de móveis sob medida, foram utilizadas esquadrias grandes, tanto na porta que liga a sala de estar a varanda, quanto a janela do quarto. A planta humanizada da unidade está apresentada na Figura 18.
Figura 18 – Planta baixa humanizada
Fonte: Autor (2020).
As aberturas unem o ambiente interno ao externo, dando uma maior sensação de amplitude. Além disso, a cobertura foi projetada visando o conforto térmico e a economia de energia elétrica, adotando inclinação de 10° no telhado orientado para a face norte, com o intuito de auxiliar na instalação e eficiência de painéis fotovoltaicos. Essa característica também possibilita a melhor utilização da iluminação e ventilação natural ao se instalar uma janela
basculante automatizada na parte superior da sala de estar. O esquema térmico das unidades está apresentado na Figura 19.
Figura 19 – Esquema térmico das unidades, Corte A-A’
Fonte: Autor (2020).
Já no restante da cobertura foi projetada uma laje verde semiextensiva, com 13 cm de espessura de substrato. O principal objetivo dessa laje é absorver e reter parte do calor causado pela radiação solar, impedindo que a radiação incida diretamente sobre a estrutura da cobertura.
4.3.1 Janela de tombar automatizada
Para auxiliar no conforto térmico, iluminação natural e segurança contra incêndios das unidades, foi projetada uma janela de tombar localizada a 3 metros de altura na sala de estar. Devido a seu local de difícil acesso, faz-se necessário o uso da tecnologia para seu acionamento. Para a escolha do sistema de automação, foi selecionada a fabricante MinGardi®,
especialista em automação de janelas, que tem seus produtos distribuídos pela empresa Somfy Brasil®. Através de seu catálogo, encontrou-se dois produtos desenvolvidos para janelas do tipo
Figura 20 – Modelos de Atuadores. a) Micro L 24V. b) Micro M+
Fonte: Mingardi® (2020).
O movimento de abertura e fechamento das janelas em ambos os produtos ocorre da mesma maneira. O mecanismo funciona através de uma corrente e o atuador é configurado para abrir ou fechar a janela através do fim de curso dessa corrente que tem uma das extremidades fixada a folha móvel da esquadria.
De acordo com o catálogo, o modelo Micro M+ (Figura 20b) é o único que, além de ser acionado através de sensor de incêndio, pode ser acionado via controle remoto e/ou interruptor. Além disso, o modelo Micro L 24V (Figura 20a) tem uma corrente de 28 cm de curso que não permite regulagem, diferentemente do outro modelo apresentado. Portanto, através dessa análise foi possível concluir que o modelo Micro M+ é o que melhor atende as necessidades do projeto.
Segundo a fabricante, o cálculo que permite a verificação da força necessária do atuador para movimentação da janela é feito através da seguinte equação 1:
𝐹 = 𝐶 𝐻 𝑋
𝑃
2 𝑋 12 1
Onde:
F – Força necessária para acionar a janela (N) C – Curso de abertura da janela (mm)
L – Largura da janela (mm) o L ≤ 1.500mm H - Altura da janela (mm) P – Peso da janela (kg)
Tendo em vista o limite máximo da largura da janela, esta foi projetada com duas folhas de 1 metro de largura cada, como representado na Figura 21. Portanto, como serão necessários dois atuadores na mesma janela, os valores referentes a janela na fórmula indicada pelo fabricante, será substituída pelos valores de cada uma das folhas.
Figura 21 – Detalhe da janela automatizada
Fonte: Autor (2020).
Desta maneira, fez-se necessário o dimensionamento da potência necessária de cada um dos dois atuadores através dos seguintes cálculos:
Peso do vidro:
o Área de vidro: 4136 cm² o Espessura do vidro: 0,8 cm o Volume de vidro: 3308,8 cm³
o Massa específica arbitrada do vidro: 2,7 g/cm³ o Massa total do vidro: 8.933,76 g ≈ 8,94 kg Peso da armação:
o Seção da armação da esquadria: 4x3 cm o Cumprimento de armação: 288 cm
o Volume de madeira: 3.456 cm³
o Massa específica arbitrada do vidro: 0,404 g/cm³ o Massa total do vidro: 1.396,22 g ≈ 1,40 kg Peso total de cada folha da esquadria: 10,34 kg
Utilizando a Equação 1 para o cálculo da força necessária para o funcionamento do atuador e os dados apresentados abaixo, obteve-se o seguinte resultado:
C – Curso de abertura da janela: 250 mm H - Altura da janela: 500 mm P – Peso da janela: 10,34 kg 𝐹 =250 500 𝑋 10,34 2 𝑋 12
F – Força necessária para acionar a janela: 31,02 N
Após a verificação da força necessária para movimentar a janela projetada, é necessário comparar com a capacidade do produto, através das especificações do modelo Micro M+ 220VAC (Tabela 3).
Tabela 3 – Especificações do atuador escolhido
Portanto, através das especificações técnicas, foi possível concluir que o modelo Micro M+ 220VAC atende à demanda de força necessária para movimentar a janela de tombar projetada.
4.3.2 Implantação da cobertura verde semiextensiva
Tendo como principal finalidade a diminuição da temperatura interna das acomodações, foi projetado uma laje verde semiextensiva que cobre totalmente o dormitório, banheiro e circulação das acomodações. De acordo com os resultados obtidos por Lopes (2007) em seus experimentos, temperaturas internas de ambientes sob uma cobertura verde chegam a ser 15% mais baixas que um ambiente sob cobertura de telhas cerâmicas convencionais.
Segundo Morais (2004), a melhora significativa no desempenho térmico das lajes verdes ocorrem devido as plantas, por meio das características biológicas como a fotossíntese e a evapotranspiração. Além disso, Lopes (2007) afirma que os níveis de amplitude térmica desse sistema chegam a ser 50% inferior a oscilação de temperatura no ambiente externo. Na Figura 22 é possível verificar as dimensões disponíveis para a execução da laje verde nas unidades.
Figura 22 – Dimensões da laje verde das unidades
Fonte: Autor (2020).
Segundo a Zinco (2020), fabricante de sistemas de telhados verde, a inclinação mínima para lajes planas que receberão cobertura verde é de 2°. Isso impede que a água se acumule em certos pontos da laje e é de suma importância para a saúde das plantas. O sistema de laje verde escolhido para o projeto é o sistema Tapete Sedum, apresentado na Figura 23.
Figura 23 – Sistema Tapete Sedum em diferentes estações. a) Verão b) Outono
Segundo a empresa Zinco (2020), essa é a configuração padrão em uma cobertura verde extensiva. Suas cores variam de acordo com as estações do ano, já que durante sua floração no verão se destacam suas flores amarelas, vermelhas e brancas, durante o outono prevalecem as vermelhas e durante o restante do ano, apresenta vários tons de verde. Esse sistema exige pouca manutenção, de 2 a 3 vezes ao ano. As disposição e espessuras das camadas podem ser verificadas na Figura 24.
Figura 24 – Disposição das camadas do sistema Tapede Sedum
Fonte: Zinco (2016).
Através da Figura 24 é possível verificar uma indicação de altura mínima de substrato de 10cm. Somando-a a espessura das outras camadas, entre elas a camada de filtro (4cm), chega-se a uma espessura aproximada de 18cm.
Em conjunto a laje verde, foi projetado um sistema de irrigação automática, semelhante ao utilizado na horta das unidades. Serão instaladas junto ao substrato da laje verde, mangueiras de irrigação subterrânea que ficarão conectadas a um Irrigador Temporizador Automático FJK1005AY, da empresa Gardenlu. Esse temporizador tem sensor de chuva, o que impede que seja feita a irrigação quando não há necessidade.
4.3.3 Implantação da cisterna vertical
Foi utilizado no projeto um sistema de cisterna vertical para o reaproveitamento de água da chuva. Esse sistema funciona de maneira simples: ele armazena a água da chuva em um reservatório vertical e posteriormente essa água poderá ser utilizada para fins domésticos, como regar as plantas e lavar a área externa da casa por exemplo.
Por se tratar de um telhado pequeno, onde cada acomodação tem sua própria cisterna, foi escolhido o modelo de 600L da merca Tecnotri (Figura 25).
Figura 25 – Cisterna Vertical 600L
Fonte: Tecnotri (2020).
A instalação do produto é simples, basta conectar a tubulação pluvial oriunda da laje verde e das calhas do telhado inclinado até a entrada superior do reservatório, onde se encontra o filtro, que por sua vez impedirá a entrada de resíduos e impurezas no reservatório. A saída da cisterna será conectada a um irrigador temporizador automático que irrigará a horta com a água da cisterna de acordo com sua programação.
4.3.4 Implantação do sistema de painéis fotovoltaicos
Para sistemas de painéis fotovoltaicos instalados no hemisfério sul, é indicado que sejam instalados voltados para o norte, buscando o máximo de incidência solar possível. Além disso, é possível aumentar a eficácia do sistema ao se aplicar um ângulo de inclinação nos painéis de acordo com a latitude e longitude do imóvel.
Por se tratar de uma localização genérica no hemisfério sul, com latitude entre 20° e 30°, aconselhasse uma inclinação dos painéis de 10° a 30°. Para este projeto, adotou-se 10°.
O local definido para a instalação do sistema é, portanto, o telhado da cozinha e da sala de estar das unidades, conforme Figura 26.
Figura 26 – Localização dos painéis fotovoltaicos das unidades
Fonte: Autor (2020).
Sendo possível a instalação de 5 painéis por unidade, o presente projeto conta com 20 painéis fotovoltaicos, totalizando 6200 Watts de potência máxima proveniente das unidades. Foi então adotado um sistema híbrido de energia solar, também conhecido como nobreak solar. Nesse sistema, o empreendimento fica conectado à rede elétrica pública, porém prioriza a utilização da energia armazenada nas baterias que, por sua vez, são carregadas através dos painéis fotovoltaicos (Figura 27).
Figura 27 – Sistema híbrido de energia solar
Fonte: Autor (2020).
Os 6200W de potência máxima das unidades são somados a mais 2480W de 8 painéis instalados no edifício suporte da pousada, onde ficam localizados a lavanderia, o almoxarifado, o reservatório de água, um lavabo de serviço e todo o sistema de gerenciamento e armazenagem da energia solar da pousada. A energia gerada pelos painéis fotovoltaicos, após passar pelo inversor e pelo quadro de luz, pode ser direcionada para 3 diferentes caminhos:
1) Consumo da Pousada 2) Baterias
3) Rede Pública
Esse sistema pode ser configurado de diversas maneiras, entre eles reservando certa quantidade de bateria para casos de queda de fornecimento de energia pela distribuidora. As quedas de energia são comuns na costa brasileira durante a alta temporada, isso se dá pelo aumento excessivo do consumo nesta época.
Com o sistema híbrido de energia solar, tem-se como objetivo oferecer um maior conforto aos hóspedes, diminuindo os transtornos causados por quedas de fornecimento de energia, e principalmente, para manter o funcionamento da internet e todos os itens relacionados a automação e gestão que dela dependem, como por exemplo as maçanetas inteligentes e o circuito de CFTV (Circuito Fechado de Televisão) remoto.
Além disso, no sistema híbrido, quando a produção de energia é maior que o consumo e as baterias já estão carregadas, é possível gerar créditos ao fornecer energia para a distribuidora através da rede pública. No ramo da hospedagem, essa característica é muito atrativa, posto que, durante a baixa temporada é possível gerar créditos, já que a ocupação tende a ser menor, diminuindo o consumo de energia do empreendimento no período. Em contrapartida, durante a alta temporada o consumo aumenta junto com a ocupação, nesse caso é possível utilizar os créditos gerados durante a baixa temporada.
5 CONCLUSÃO
Diante das mudanças ocorridas no setor de locação de imóveis por temporada, principalmente devido a evolução tecnológica, e a disparidade entre valores de diárias cobradas entre as diversas categorias de acomodação constatou-se a necessidade de um novo modelo de empreendimento que se adaptasse a essa nova realidade.
Ao pesquisar as mudanças ocorridas no referido setor, foi constatado a crescente procura por imóveis que não ofereciam serviços de quarto, recepção e restaurante, por exemplo. Em contrapartida, os clientes buscavam imóveis maiores, que ofereciam maior privacidade e autonomia aos hóspedes com valores de diárias inferiores aos cobrados em hotéis tradicionais. Isto posto, foram pesquisadas soluções que pudessem maximizar, ainda mais, as características buscadas pelo novo perfil de clientes. Com a elaboração da fundamentação teórica visando a utilização de soluções de automação residencial, buscou-se baratear a gestão do empreendimento, tornando parte da operação possível de ser feita remotamente. Com a utilização de estratégias de sustentabilidade, buscou-se diminuir o impacto ambiental e o custo com energia elétrica e água.
Posterior a fundamentação teórica, foram elaboradas e discorridas as técnicas para o funcionamento de uma pousada com as características pretendidas. Com o auxílio do programa de computador Autocad® foi elaborado projeto arquitetônico de uma pousada e
esquemas de implantação das soluções adotadas. Com o intuito de dar mais ênfase a fácil adaptação do modelo de pousada apresentado, foi considerado um terreno fictício com uma localização genérica.
Buscando uma solução para substituir os serviços de recepção, foram adotadas maçanetas inteligentes, conectadas à internet, de maneira a permitir que se efetue o check-in e check-out dos hóspedes de maneira remota. Além disso, através de uma lavanderia de uso comum, e materiais de limpeza disponíveis aos hóspedes, buscou-se uma solução que os auxiliasse na limpeza das unidades durante suas estadias. Para um melhor desempenho energético foram adotadas medidas como: implantação de sistema de painéis fotovoltaicos para geração de energia e um layout arquitetônico que favorecesse a ventilação e iluminação natural.
Com o desenvolvimento deste trabalho, observou-se que existe uma vasta disponibilidade de ferramentas e estratégias que tornam possível a concepção de um modelo de pousada mais autônomo, sustentável e com menor custo de operação e manutenção. Para o futuro desenvolvimento deste trabalho, sugere-se que seja feito o estudo de viabilidade
econômica de implantação da pousada, bem como o tempo de retorno médio de um empreendimento como o proposto.
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