MÉTODO CONSTRUTIVO PASSIVHAUS (CASA PASSIVA)
Palhoça 2018
ROBERTO ANTONIO PEREIRA JUNIOR
MÉTODO CONSTRUTIVO PASSIVHAUS (CASA PASSIVA)
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: Professor Roberto de Melo Rodrigues, Esp.
Palhoça 2018
ROBERTO ANTONIO PEREIRA JUNIOR
MÉTODO CONSTRUTIVO PASSIVHAUS (CASA PASSIVA)
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.
AGRADECIMENTOS
Gostaria de agradecer primeiramente meus pais, Maria de Fátima e Roberto por todo o esforço empregado na minha criação, pelas lições valiosíssimas de trabalho, honestidade e respeito que foram base para minha formação de caráter.
A família Medeiros que esteve ao meu lado por grande parte dessa nova tentativa de me tornar engenheiro sempre me incentivando a continuar, mesmo nos momentos mais difíceis.
Ao professor especialista Roberto de Melo Rodrigues pela paciência e dedicação na realização deste trabalho.
E por fim, a todos os familiares e amigos que de uma maneira ou de outra contribuíram para que eu chegasse até aqui, meus sinceros agradecimentos.
“...Então, eu me lembro do rosto de cada um que me trouxe até aqui...” (Bob Dylan, 1967).
RESUMO
Este estudo tem como objetivo apresentar o método construtivo Passivhaus e verificar a viabilidade de aplicação ao clima e mercado brasileiro, bem como, descrever detalhadamente o método Passivhaus e os parâmetros de controle que envolvem o seu desenvolvimento. Este trabalho se utilizará da metodologia de pesquisa exploratória e tem como objetivo proporcionar maior familiaridade com o assunto, torná-lo mais explícito. Por fim, percebeu-se que este tipo de construção deve priorizar a melhoria de desempenho fundamental para a obtenção de alta qualidade e custos reduzidos através da escolha de processos e materiais sustentáveis eficientes. As práticas que buscam reduzir os desperdícios e elevar a qualidade do serviço dos trabalhadores da obra precisam ser planejadas de modo a assegurar os benefícios ambientais e da ecoeficiência.
ABSTRACT
This study aims to present the Passivhaus construction method and verify the feasibility of application to the Brazilian market and climate, as well as to describe in detail the Passivhaus method and the control parameters that involve its development. Finally, it was realized that this type of construction should prioritize the performance improvement fundamental to obtaining high quality and reduced costs through the choice of efficient processes and sustainable materials. Practices that seek to reduce waste and raise the quality of service for construction workers need to be planned to ensure environmental benefits and eco-efficiency.
SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO ... 12 1.1 TEMA E DEMILITAÇÃO ... 12 1.2 PROBLEMA DE PESQUISA ... 13 1.3 JUSTIFICATIVA ... 13 1.4 OBJETIVOS ... 14 1.4.1 Objetivo geral ... 14 1.4.2 Objetivos Específicos ... 14
1.5 ESTRUTURA GERAL DO TRABALHO ... 15
2 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA ... 15
2.1 SUSTENTABILIDADE NA CONSTRUÇÃO CIVIL ... 15
2.2 MEIO AMBIENTE E SUSTENTABILIDADE ... 17
2.2.1 Principais Certificações Ambientais Utilizadas no Brasil ... 21
3 METODOLOGIA DO TRABALHO ... 31
3.1 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ... 31
3.1.1 Congresso Casa Passiva Brasil ... 31
3.1.2 Definição da linha de estudo a partir da revisão bibliográfica ... 32
4 CASAS PASSIVAS “PASSIVHAUS” ... 33
4.1 HISTÓRICO ... 33
4.2 DEFINIÇÃO ... 34
4.3 DEFINIÇÃO OFICIAL DA NORMA PASSIVHAUS ... 37
4.3.1 Design solar passivo e paisagem ... 39
4.3.2 Alto grau de isolamento térmico ... 40
4.3.3 Redução de pontes térmicas ... 42
4.3.4 Estanqueidade (airtightness) ... 45
4.3.5 Janelas Isoladas ... 47
4.3.6 Ventilação ... 49
4.3.7 Aquecimento de espaço ... 50
4.3.8 Iluminação e eletrodomésticos ... 51
4.4 CARACTERÍSTICAS DAS CASAS PASSIVAS ... 51
4.5 CONSTRUÇÃO ENERGIA ZERO ... 52
4.5 DISCUSSÃO: CASAS PASSIVAS NO BRASIL ... 53
4.7 DOS MATERIAIS UTILIZADOS ... 55
5 CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES ... 60
5.1 CONCLUSÕES ... 60
5.2 RECOMENDAÇÕES ... 60
1 INTRODUÇÃO
A sustentabilidade e economia de energia é um assunto que vem dominando todos os setores e com a construção civil não é diferente, métodos construtivos mais eficientes se multiplicam todos os anos e com o avanço da tecnologia, uma construção sustentável com uma grande vida útil pode ser obtida com valores muito próximos dos métodos construtivos tradicionais de mercado.
Dentro desse escopo, o método construtivo alemão Passivhaus (Casa Passiva), ganha cada vez mais força por ser um método que tem parâmetros de construção e de utilização das edificações sempre visando a sustentabilidade e a economia de energia.
Além disso, é relevante considerar que Wassouf (2015) destaca que a arquitetura passiva é um tipo de construção que se adapta as condições climáticas do seu entorno e existe desde a antiguidade. Sendo um método que confere certificados de sua instituição as edificações que cumprem os seus exigentes parâmetros construtivos e assim oferece condições confortáveis que podem ser mantidas durante o ano todo com o consumo mínimo de energia. (DALBEM, 2015).
Até os dias atuais, já foram construídas mais de 50 mil edificações certificadas com o método Passivhaus no mundo, em praticamente todas as zonas climáticas, todas certificadas e documentadas no Passivhaus Institute (MCLEOD, 2015).
Razão pela qual motivou-se a realização dessa pesquisa, trazendo informações relevantes sobre o referido método construtivo, conforme destaca-se no decorrer dessa pesquisa.
1.1 TEMA E DEMILITAÇÃO
Apresentar o método construtivo Passivhaus, sua aplicação voltada para climas tropicais como o brasileiro, a relação dos materiais utilizados em outras partes do mundo e os materiais disponíveis no mercado brasileiro.
Este trabalho não apresentará um estudo de caso por ainda não ter sido construída no Brasil nenhuma edificação certificada pelo Instituto Passivhaus.
1.2 PROBLEMA DE PESQUISA
Os novos métodos construtivos sempre surgem como alternativa e visam suprir deficiências e melhorar performances dos métodos tradicionais, visando a eficiência nos custos. Com o método Passivhaus, a ideia do instituto é certificar uma edificação que cumpra a numerosa lista de exigências construtivas e de consumo energético, independente da condição climática onde é construída.
Diante desse contexto, esse trabalho de conclusão de curso visa responder o questionamento sobre o método Passivhaus aplicado ao mercado brasileiro, pois se trata de uma certificação concebida inicialmente para uma edificação Europeia com necessidades diferentes do clima brasileiro.
1.3 JUSTIFICATIVA
Ter um equipamento de ar condicionado em casa já não é mais considerado um item de luxo e sim um item de primeira necessidade. Somente em 2010, foram vendidos aproximadamente 4 milhões de unidades de ar condicionado do tipo Split Hight-wall (ABRAVA, 2015). Com esse aumento de consumo de energia para conforto térmico e as edificações brasileiras ainda sendo construídas de forma tradicional, este trabalho busca uma alternativa construtiva que vem encontro ao conforto térmico que uma crescente parcela da população busca, sem perdas de energia e aumento de gastos como contrapartida.
A eficiência energética é um tema recorrente em todos os setores, por isso é importante analisar as tendências de regiões mais desenvolvidas como a Europa, que de fato, têm grande influência em normas e tendências na construção civil do Brasil.
Em 2002, a União Europeia publicou a primeira edição do Energy Perfomance of Buildings Directive (EPBD), que tem como objetivo garantir em todos os estados membros da União que as construções serão Nearly-ZEB ou nZEB, edifícios com consumo próximo de zero. A meta é que até o final de 2018, novos edifícios públicos ocupados ou próprios deverão ter consumo próximo a zero e até o final de 2020 esta regra valerá para todas as novas edificações. Sendo assim cada país deverá definir suas metodologias, de acordo com as suas condições nacionais, regionais ou locais. (DALBEM, 2015).
A ideia deste trabalho surgiu com a observação do crescimento da popularidade deste método construtivo no mundo, e com essa tendência da sustentabilidade e a eficiência energética, faz sentido investigar se métodos como este se provam viáveis no nosso mercado interno.
Assim sendo, torna-se relevante para a sociedade porque traz informações inovadoras e trata de uma reflexão sobre o uso desse método construtivo pelos brasileiros. Podendo servir de base para inúmeras inovações na área da construção no Brasil.
Para a comunidade acadêmica a pesquisa se torna relevante, porque traz informações que servem de base para realização de estudos futuros, bem como, para aumento do conhecimento sobre o tema.
E em beneficio particular, essa pesquisa aumenta o conhecimento do autor sobre as construções sustentáveis, oferecendo ideias inovadoras e proporcionando que o autor se torne um profissional com mais experiência nessa temática.
1.4 OBJETIVOS
1.4.1 Objetivo geral
Apresentar o método construtivo Passivhaus e verificar a viabilidade de aplicação ao clima e mercado brasileiro.
1.4.2 Objetivos Específicos
-Apresentar sistemas construtivos que certificam edificações no Brasil atualmente dentre elas, instituições governamentais e privadas;
-Descrever detalhadamente o método Passivhaus e os parâmetros de controle que envolvem o seu desenvolvimento; e
-Comparar os materiais utilizados em outros países com materiais disponíveis no Brasil com performance similar;
1.5 ESTRUTURA GERAL DO TRABALHO
O trabalho está dividido em cinco capítulos.
O primeiro capítulo apresenta considerações iniciais acerca do tema escolhido para este trabalho, delimitação do tema, problema, objetivos e justificativa.
O segundo capitulo traz a fundamentação teórica com exemplos de sustentabilidade na construção civil e uma breve apresentação dos selos de certificação atuantes no Brasil.
O terceiro capítulo é a apresentação da estrutura deste trabalho com a metodologia e a proposta de estrutura.
O quarto capitulo apresenta-se em um primeiro momento as definições e informações sobre as Casas Passivas para posteriormente detalhar os 5 princípios básicos de uma construção Passivhaus: Alto grau de isolamento térmico, redução de pontes térmicas, estanqueidade, janelas isoladas e ventilação. O capítulo aborda também a discussão da casa passiva no Brasil, as possíveis adversidades encontradas em relação ao clima e a relação brasileira com as construções ecológicas.
O quinto capitulo apresenta as conclusões e a sugestão de trabalhos futuros.
2 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
Será apresentada a sustentabilidade na construção civil, os principais selos de sustentabilidade atuantes hoje no mercado brasileiro e uma breve introdução do assunto principal deste trabalho, o método construtivo Passivhaus.
2.1 SUSTENTABILIDADE NA CONSTRUÇÃO CIVIL
A década de 70 foi um marco dentro da sustentabilidade, com a crise do petróleo foi a primeira vez na história da humanidade que se percebeu que os recursos em suas mãos
eram finitos. Nessa década, o custo de produção de energia a partir do petróleo alcançou níveis extraordinários, e a solução para este problema foi começar a se pensar em redução de consumo e, por consequência, de gastos. Todo esse esforço foi concentrado na primeira grande reunião para se discutir o desenvolvimento sustentável: A convenção de Estocolmo de 1972 (VIEIRA, 2014).
Já na década 80, a busca por redução do consumo de energia nem sempre foi feita da melhor forma possível. Muitas edificações tiveram seu sistema de ventilação e sua iluminação reduzida sem nenhum conceito prévio, o que ocasionou doenças que desapareciam quando as pessoas deixavam os edifícios. Em 1984, a Organização Mundial de Saúde fez o primeiro estudo sistematizado para analisar estas ocorrências, designando-as de Síndrome do Edifício Doente (Building Sick Syndrome) (VIEIRA, 2014).
Nos anos 90 foi quando o tema de sustentabilidade ganhou mais maturidade, com o conceito tendo a visão ampliada não somente para economia de energia e sim em toda a cadeia produtiva como, água, extração de matéria-prima, resíduos sólidos e líquidos, poluição atmosférica, saúde e segurança, fauna, flora, etc. Em 1992, ocorreu a Conferência das Nações Unidas sobre Meio Ambiente e Desenvolvimento: Rio-92. Foi também nessa época que surgiu o primeiro sistema de certificação ambiental de edifícios: Sistema BREEAM. (VIEIRA, 2014)
No fim da década de 90, mais precisamente em 1998, nasceu nos Estados Unidos um dos certificados mais conhecidos nos dias atuais e de maior aplicação a nível mundial: Sistema LEED.
A certificação LEED (Leadership in Energy and Environmental Design) foi criada pelo U.S. Green Building Council (USGBC). É um certificado de eficiência da construção que analisa a eficiência energética, hídrica e a redução dos gases do efeito estufa, é um certificado criado com o diferencial de possuir pré-requisitos nas áreas de impacto ambiental.
Nos dias atuais existem diversos certificados sustentáveis que podem ser mais concentrados no país, ou difundidos mundialmente. Tem-se exemplos do certificado Minergie-ECO, que é uma norma que tem grande adesão na Suíça, mas que vem ganhando mercado no resto da Europa, e o próprio certificado Passivhaus, tema deste estudo.
Segundo Wassouf (2015), uma característica comum em normas deste tipo é o fato de terem sido desenvolvidas por organizações privadas. Quando essas normas atingem um certo reconhecimento, construindo um número mínimo de edificações que seguem seus preceitos, as autoridades regionais ou nacionais outorgam-lhe o reconhecimento oficial. Isso
ocorre, evidentemente, após se comprovar o bom funcionamento do método aplicado na edificação.
2.2 MEIO AMBIENTE E SUSTENTABILIDADE
Os aspectos ambientais que asseguram o alcance da sustentabilidade é consequência dos desafios impostos pelo desenvolvimento econômico e social juntamente com o uso indiscriminado dos recursos naturais. De acordo com Pavezzi Netto e Silva (2011, p. 12) “baseando-se na configuração atual da sociedade humana, o estágio de clímax nesse ecossistema está sujeito aos interesses antrópicos”. Os autores relatam que nos ecossistemas naturais a manutenção da biodiversidade é bastante complexa, pois envolvem teias alimentares relacionadas com o equilíbrio entre a produção e o consumo de energia, favorecendo a minimização de mudanças ambientais por fatores bióticos.
Diante disso, constata-se que nos ecossistemas urbanos há a carência de mecanismos responsáveis por controlar o consumo de energia, exigindo o desenvolvimento de ações e comportamentos que visam reduzir a sua concentração no ambiente, bem como a demanda energética com relação ao consumo humano. Neste ponto, sabe-se que as mudanças ambientais por elementos bióticos e a manutenção da biodiversidade é obtida de modo a assegurar o bem-estar dos cidadãos.
Conforme relata John (1999), a Construção Civil é o setor responsável pelo consumo de maior volume de recursos naturais, mantendo um percentual de recursos extraídos de 15 a 50%, além de seus produtos serem mantidos como os principais consumidores de energia. Com isso, identifica-se que um dos maiores desafios da Construção Civil é superar o conflito existente entre desenvolvimento e preservação do meio ambiente, planejando e viabilizando projetos que assegura a sustentabilidade.
De acordo com Rocheta e Farinha (2007, p. 02):
A construção consome cerca de 50% de materiais extraídos da natureza. A não consideração deste facto reflete a inconsciência da esgotabilidade dos recursos e a convicção de que a tecnologia pode resolver todos os problemas. É, portanto, importante, não esquecer, a escassez dos recursos naturais não renováveis pelo que é necessário preservá-los e recorrer a materiais que promovam menores impactes ambientais.
Mediante estes fatos, entende-se que a Construção Civil é uma das principais fontes de resíduos, exigindo que as empresas implementem medidas que visam à gestão dos resíduos de construção e demolição, abrangendo os ideais ambientais que priorizam o alcance da sustentabilidade. Isto torna-se um desafio, pois o desenvolvimento sustentável na Construção Civil implica em processos e técnicas permanentes, orientados por ações diversificadas e extração de matérias primas alternativas que estão de acordo com todas as fases do projeto. Adam (2001, p. 24) afirma que a construção sustentável é “um conjunto de estratégias de utilização do solo, projeto arquitetônico e construção em si que reduzem o impacto ambiental e visam a um menor consumo de energia, à proteção dos ecossistemas e mais saúde para os ocupantes”.
Salgado, Chatelet e Fernandez (2012, p. 83) “para a construção sustentável devem atender ao tripé que define a própria sustentabilidade, incluindo aspectos ambientais, sociais e econômicos”. O princípio geral da construção sustentável permanece voltado para a redução das consequências geradas pelo avanço da urbanização, buscando-se minimizar a poluição do ar, economizar o uso de energia, reduzir o consumo de água, eliminar a liberação de materiais que sejam nocivos ao ambiente, aperfeiçoar as condições de segurança das construções, oferecer qualidade de vida aos seres humanos no seu ambiente.
Quadro 1 – Temas para alcançar a sustentabilidade na Construção Civil Subtemas
Temas ambientais - Evitar poluição;
- Proteção e melhoria da biodiversidade; - Melhoria de eficiência energética; e - Uso eficiente de recursos.
Temas sociais - Respeito à equipe de funcionários;
- Relacionamento com comunidades locais; e - Estabelecimento de parcerias.
Temas econômicos - Aumento de produtividade e lucro;
- Melhoria no projeto (produto oferecido); e
- Monitoramento e relato de desempenho versus metas. Fonte: Salgado, Chatelet e Fernandez (2012, p. 83)
Zangalli Jr (2013) afirma que a garantia da sustentabilidade pela Construção Civil precisa ser discutida a partir de duas concepções de cidades, o modelo compacto que parte da produção sustentável do espaço urbano; e o modelo disperso fundamentado no modo de produção capitalista. A problemática deste entendimento envolve a possibilidade de consolidar efetivamente os projetos orientados pelos princípios ambientais, que não servem apenas como instrumento de atração econômica, promovendo ainda mais o consumo e o enriquecimento de capital. O autor relata ainda que as certificações ambientais surgem como uma tentativa de orientar as construções a obter funcionalidades ecológicas e sustentáveis, promovendo o conceito ambiental.
Embora isto seja evidenciado e seja comprovado que as certificações ambientais possam ser mantidas como instrumentos importantes para tornar o espaço urbano mais adequado e menos agressivo ao meio ambiente, muitas das certificações ambientais também atendem a necessidade estratégica e propósito de especulação imobiliária, deixando em segundo plano os reais danos ambientais e sociais provocados pelas construções a longo prazo.
Zangalli Jr (2013, p. 300) ressalta que:
Certamente a procura pelos “selos verdes” não emerge da preocupação com o meio ambiente, ou com os ideais de equidade social, mas sim na articulação simbólica criada pelos ideais de consumo. Na produção do espaço, indissociavelmente, são produzidos um conjunto material e um conjunto simbólico, ora para valorizar, ora para desvalorizar os empreendimentos. Dessa forma, quando analisamos a produção do espaço necessariamente necessita-se a análise do conjunto simbólico que se
materializa junto com cada empreendimento.
As práticas realizadas pelas construtoras no planejamento urbano e seus empreendimentos, agregam apenas um conjunto simbólico ambiental, não indo de encontro à articulação da sociedade e natureza, resumindo-se apenas em diferenciais inseridos no mercado de competitividade cada vez mais acirrado. O atendimento das diretrizes que rondam o protecionismo ambiental das legislações não surge para proteger o meio ambiente em primeira instância, mas para satisfazer a lógica consumerista e garantir com que gerações futuras possam ser ainda beneficiadas.
[...] o setor da construção civil incrementa o resultado global da produtividade econômica do país, elevando o produto interno bruto, ao diversificar as operações produtivas e de investimentos financeiros. Essa atuação garante a geração de benefícios econômicos diretos, indiretos e futuros para proprietários e investidores, os quais estão relacionados como agentes da produção propriamente dita, incorporação, mercado de crédito imobiliário e de títulos financeiros. Nesse contexto socioeconômico, concepções utilitaristas e economicistas, muito presentes e reforçadas na atualidade socio produtiva do setor da construção civil, favorecem a intensificação da segregação econômica e socioespacial.
Segundo Rattner (2009) infelizmente, o Estado perdeu o monopólio e se encontra a mercê dos processos desestruturadores, não exercendo sua função de organizador do espaço urbano, fazendo com que o conceito de sustentabilidade seja reduzido ao sentido do “ecologicamente correto”, bem como do “economicamente viável”, priorizando o desenvolvimento das metrópoles. Diante disso, compreende-se que a sustentabilidade na Construção Civil só poderá ser alcançada quando houver o esgotamento do paradigma capitalista em razão da integração entre os espaços urbanos, cidadãos, economia e meio ambiente.
Yunes e Juliano (2010) relatam que a sustentabilidade se relaciona com os preceitos de Educação Ambiental e Bioecologia do desenvolvimento humano, pois priorizam a construção de um novo paradigma de relações entre os cidadãos, possibilitando transformações nos processos de produção e socialização. Contudo, isto envolve a formação de pessoas que buscam enfrentar a exploração dos recursos naturais crescentes e a degradação da humanidade e de seu espaço de convívio.
Segundo Octaviano (2010), no Brasil, a construção civil é um dos ramos de maior potencial na redução do impacto ambiental a partir da prática de princípios, técnicas e materiais sustentáveis, disponibilizados pela crescente evolução tecnológica e de comportamento. No entanto, não é isso que acontece. Conforme relata Jacobi (2005) as tensões entre o desenvolvimento urbano e a conservação do meio ambiente persistem na sociedade em decorrência de vieses economicistas e faltas de especificações e debates sobre esta questão, promovendo seguramente as construções sustentáveis.
No contexto do desenvolvimento sustentável, o conceito transcende a sustentabilidade ambiental, para abraçar a sustentabilidade econômica e social, que enfatiza a adição de valor à qualidade de vida dos indivíduos e das comunidades (MMA, 2015). Teoricamente, segundo o discurso institucional, a sustentabilidade assumiu um lugar na área
da construção, tendo em conta seu papel organizador no espaço geográfico urbano. O conceito diz respeito à criação de modelos de construção civil para enfrentamento dos problemas ambientais desta época, sem ter que renunciar a tecnologias ou conforto de aquisições que atendam às necessidades e desejos dos clientes.
Ao abordar sobre as dimensões da sustentabilidade, Mendes (2009) afirma que a marcha do desenvolvimento sustentável se mantém a um ritmo acelerado atualmente no aspecto econômico e social, sendo possível desenvolver projetos eficientes e que respeitem os valores ambientais. No entanto, o autor ainda relata que esse enfoque não garante a sustentabilidade, já que nem sempre estes projetos respeitam as particularidades locais e outras dimensões que proporcionam o desenvolvimento. Isto engloba não apenas explicações teóricas, mas, sobretudo aplicações práticas, envolvendo todos os recursos utilizados e seus custos. O ritmo depende, pois, da relação custo-lucro, e não da relação preservação-sustentabilidade.
Assim, pelo discurso institucional, compreende-se que o custo não é pensado apenas como gasto na construção. A transição de uma construção para uma construção sustentável levaria a marca do custo ambiental e do custo no longo prazo, ou seja, uma economia de custos significa que seriam poupados gastos a partir de uma escolha pela construção que emprega recursos diferenciados, pensados para gerar menor impacto ambiental e para adoção de soluções que não esgotariam as reservas que o planeta possui.
2.2.1 Principais Certificações Ambientais Utilizadas no Brasil
No Brasil, a preocupação com sustentabilidade também teve outro ponto marcante, além da crise do petróleo dos anos 70, foi a crise energética com o famoso apagão do início dos anos 2000. Várias medidas foram tomadas a partir daquela época como, por exemplo, o desenvolvimento de fontes de energia limpa e um início da sustentabilidade dentro da construção civil.
Em fevereiro de 2018 um estudo foi feito por várias entidades e divulgado pela Engebanc Real Estate no qual indica que os edifícios corporativos com práticas sustentáveis têm uma vacância menor que os edifícios “comuns”. Enquanto um edifício com prática sustentável apresentou uma taxa de vacância de 20,6% no terceiro trimestre de 2017, um edifício comum apresentou uma taxa de vacância de 32% no mesmo período.
Algumas entidades governamentais criaram selos de incentivo a economia de energia e a construção sustentável, esses selos juntamente com outras certificações internacionais, hoje figuram entre as principais orientações dentro desse meio sustentável.
2.2.1.2 Etiqueta Nacional de Conservação de Energia (ENCE) Geral
Incluindo todos os sistemas possíveis de avaliação (envoltória, iluminação e condicionamento de ar). Pode ser fornecida para o edifício completo, para blocos de edifícios, para pavimentos ou conjuntos de salas, exemplificada na figura 1 que se apresenta.
Figura 1 - Selo Procel (ENCE)
Fonte: http://www.procelinfo.com.br/
2.2.1.3 Etiqueta Nacional de Conservação de Energia Parcial da Envoltória
Deve ser obtida para a envoltória completa, e é obrigatória para a obtenção de qualquer outra ENCE parcial. A envoltória é composta pelas fachadas e cobertura, incluindo as aberturas envidraçadas e os vãos (PROCEL, 2010).
A envoltória é o ponto mais crítico do programa por proporcionar as condições ideais para o bom funcionamento das outras áreas analisadas no programa. De modo geral, aproximadamente 20% da carga térmica de um sistema de ar condicionado representa a transmissão através da envoltória. Isso considerando superfícies opacas e superfícies transparentes.
Figura 2 - Selo Procel Envoltória.
Fonte: http://www.procelinfo.com.br/
2.2.1.3.1 Etiqueta Nacional de Conservação de Energia Parcial da Envoltória e do sistema de iluminação
É uma certificação parcial que analisa a eficiência da iluminação natural do ambiente e a economia que ela traz a edificação, pode ser fornecida para o edifício completo, para blocos de edifícios, para pavimentos ou conjuntos de salas (PROCEL, 2010).
Com a iluminação sendo umas das grandes consumidoras de energia de uma edificação, faz sentido uma etiqueta que contemple somente essa área de consumo, claro que sempre acompanhada da certificação da envoltória.
Figura 3 - Selo Procel Envoltória e Iluminação.
Fonte: http://www.procelinfo.com.br/
2.2.1.3.2 Etiqueta Nacional de Conservação de Energia Parcial da Envoltória e do sistema de ar condicionado
Diretamente relacionado com a envoltória, o sistema de ar condicionado eficiente também depende de janelas bem posicionadas e com aproveitamento de luminosidade, mas sem troca de calor com o ambiente externo, podendo gerar mais ciclos de funcionamento do sistema de ar condicionado (PROCEL, 2010).
A exemplo da etiqueta do sistema de iluminação, a etiqueta para o sistema de ar condicionado pode ser fornecida para o edifício completo, para blocos de edifícios, para pavimentos ou conjuntos de salas.
Figura 4 - Selo Procel Envoltória e condicionamento de ar
Fonte: http://www.procelinfo.com.br/
2.2.1.3.3 Organismo de inspeção acreditado (OIA)
Os Selos são emitidos pela Eletrobrás após a avaliação realizada por um Organismo de Inspeção Acreditado (OIA) pelo Inmetro, com escopo de Eficiência Energética em Edificações.
Esse sistema de etiquetagem, se provou bastante eficiente para o programa Procel para eletrodomésticos, o que facilita o apelo quanto ao consumidor assimilar este selo para outras áreas do programa (PROCEL, 2010).
2.2.1.4 Certificação Aqua
A Certificação Aqua de construção sustentável foi desenvolvida em 2008 a partir da certificação francesa Démarche HQE (Haute Qualité Environnementale) e adaptada às necessidades brasileiras. Suas bases foram desenvolvidas considerando as normas técnicas e a regulamentação presentes no Brasil (FCVA, 2011)
O processo de certificação traz exigências de um Sistema de Gestão do Empreendimento (SGE) que permitem o planejamento, a operacionalização e o controle de todas as etapas de seu desenvolvimento, partindo do comprometimento com um padrão de desempenho definido e traduzido na forma de um perfil de Qualidade Ambiental do Edifício (VANZOLI, 2015).
Um dos diferenciais desta certificação é o acréscimo de mais uma fase de análise que o Procel Edifica não possui, por exemplo: o pré-projeto. Portanto, são 3 fases de análise para a certificação Aqua: pré-projeto, projeto e execução.
A avaliação da qualidade ambiental do edifício é feita para cada uma das 14 categorias de preocupação ambiental e gera uma classificação de acordo com o gráfico da imagem 5. Para a edificação conseguir o certificado, deve no mínimo alcançar os índices abaixo.
Figura 5 - Requisitos mínimos para certificação Aqua
Fonte: https://vanzolini.org.br/aqua/certificacao-aqua-em-detalhes/
No Brasil, a certificação Aqua foi desenvolvida e adaptada pela Fundação Vanzoli, a certificação Aqua já está em atividade há 10 anos no Brasil (VANZOLI, 2015)
Segundo a Fundação Vanzoli (2015), os principais benefícios do selo Aqua-HQE são:Economia direta no consumo de água e de energia elétrica; Menores despesas condominiais gerais – água, energia, limpeza, conservação e manutenção; Maior valorização
do empreendimento ao longo do tempo; Menor demanda sobre as infraestruturas urbanas; Menor demanda de recursos hídricos; Redução da poluição; Melhores condições de saúde nas edificações; Melhor aproveitamento da infraestrutura local; Menor impacto à vizinhança; Melhor qualidade de vida; Melhor gestão de resíduos sólidos e Melhor gestão de riscos.
A certificação Aqua não se limita somente a edificações e sim a empreendimentos no geral. É possível encontrar dentro do programa diretrizes e recomendações para a certificação também para loteamentos, sem distinção de tamanho, método, contexto territorial ou destinação. Essa área do programa é denominada de Aqua- Bairros e Loteamentos (FCVA, 2011).
Aqua- Bairros e loteamentos visa à realização de empreendimentos integrados a seus territórios, com impactos os mais controlados possíveis sobre o meio ambiente, levando-se em conta o conjunto de levando-seu ciclo de vida, de modo a favorecer o delevando-senvolvimento econômico e social, bem como a promover a qualidade de vida (FCVA, 2011).
Todos os processos de certificação Aqua são voluntários e participativos, necessita de um engajamento por parte do empreendedor em geral, superando os desafios e agindo com transparência quando há mais envolvidos, como é o caso da certificação Aqua- Bairros.
Com a visita do presidente da França em 2013, surgiu a ideia de internacionalizar a certificação Aqua, então a Fundação Vanzoli assinou um acordo de cooperação com o Cerway, desenvolvedora do HQE, para realinhar o programa brasileiro nos mais elevados padrões do HQE, por isso desde 2014 o programa é chamado de Aqua-HQE (FCVA, 2014).
Atualmente a certificação HQE está presente em 10 países, possui cerca de 266 mil empreendimentos certificados em todo mundo. Já a Aqua possui 215 edificações certificadas, sendo que entre elas, 114 também receberam o certificado HQE, após o acordo de cooperação entre a Fundação Vanzoli e o Cerway (FCVA, 2011).
2.2.1.5 Selo Casa Azul
O Selo Casa Azul é uma classificação socioambiental de edificações que são diretamente financiadas pela Caixa. Foi uma boa intenção encontrada pela Caixa de promover a consciência do uso dos recursos naturais nas construções e a melhoria da qualidade da habitação. A principal missão do selo é reconhecer projetos que adotam soluções eficientes na construção, uso, ocupação e manutenção dos edifícios. (CEF, 2010).
São 53 critérios de avaliação, divididos em 6 categorias: Qualidade Urbana; Projeto e Conforto; Eficiência Energética; Conservação de Recursos Materiais; Gestão da Água e Práticas Sociais.
2.2.1.5.1 Qualidade urbana
A forma como se dá o planejamento de empreendimentos habitacionais define as alterações ambientais que ocorrerão durante a construção e a ocupação do empreendimento (CEF, 2010).
Como o Selo Casa Azul tem grande caráter social, a escolha da área a ser construída deve ser levada em consideração a relação do empreendimento e o que tem ao seu redor, o que pode trazer impactos positivos aos futuros moradores sempre visando a segurança, a saúde e o bem-estar dos mesmos (CEF, 2010).
Portanto, é importante para a avaliação deste critério a existência de infraestrutura, serviços, equipamentos comunitários e comércio disponíveis no entorno do empreendimento.
2.2.1.5.2 Projeto e conforto
Essa categoria trata dos aspectos do projeto do empreendimento e a concepção do projeto, considerando principalmente as condições climáticas, as características físicas e geográficas locais (CEF, 2010).
Com essa relação da edificação e o seu entorno, as considerações relevantes são a orientação solar, os ventos dominantes locais e elementos que sejam relevantes para o aquecimento ou resfriamento natural da edificação, sempre visando minimizar os impactos energéticos que a edificação pode trazer durante a sua construção bem como sua utilização (CEF, 2010).
Dentro dessa categoria de avaliação, alguns itens são obrigatórios como o paisagismo, que é o auxílio no conforto térmico e visual do empreendimento, trazendo um controle da umidade com o uso de sombreamento vegetal e uso de elementos paisagísticos (CEF, 2010).
Mais exemplos de itens obrigatórios são: local para coleta seletiva, equipamentos sociais e esportivos e o desempenho térmico.
O desempenho térmico está ligado a ideia da passividade na edificação, ou seja, a adaptação no clima onde se está inserida, trazendo como consequência um maior conforto aos moradores (CEF, 2010).
2.2.1.5.3 Eficiência energética
Uma medida eficiente de eficiência energética se inicia pela instalação de medidores individuais de energia, isso tornará o futuro morador mais consciente do próprio consumo, vendo quando há necessidade de tomar medidas mais econômicas assim podendo monitorar a evolução do seu próprio consumo (CEF, 2010).
Abaixo, os critérios de avaliação para a área de eficiência energética do Selo Azul: Lâmpadas de baixo consumo- áreas privativas; Dispositivos economizadores – áreas comuns; Sistema de aquecimento solar; Sistema de aquecimento a gás; Medição individualizada- gás; Elevadores eficientes; Eletrodomésticos eficientes e Fontes alternativas de energia.
2.2.1.5.4 Conservação de recursos de materiais
O exercício da construção depende de um fluxo constante de materiais, é importante observar o ciclo de materiais, desde a limpeza do terreno, cortes e aterros, resíduos do uso com limpeza e manutenção e até um fluxo desnecessário de materiais em patologias que podem ser evitadas (CEF, 2010).
De acordo com a Caixa (2010), objetivo dessa etapa de avaliação é a redução das perdas de materiais e a inserção de itens industrializados que são mais eficientes quanto a diminuição da geração de resíduos durante a construção, então, deve constar no projeto executivo a indicação de utilização de itens industrializados como, por exemplo, lajes, fachadas, divisórias internar e vigas.
A utilização de materiais que constam na lista do programa PBQP-H (Programa Brasileiro da Qualidade e Produtividade do Habitat) é uma recomendação do programa, e quando isso não for possível, recomenda-se utilizar produtos com certificados de qualidade emitidos por entidades certificadoras com notória reputação ou por processo de seleção de fornecedores que inclua a análise da qualidade dos produtos (CEF, 2010)
A gestão da água é indispensável para um uso mais sustentável e o programa contempla tanto a gestão da água potável como também a gestão das águas pluviais para evitar inundações. Dentro da avaliação do programa, o empreendimento deve contemplar: O suprimento de água potável; A gestão de águas pluviais e o esgotamento sanitário.
A gestão da água pluvial visa diminuir o uso de água potável para utilização em atividades que não necessitam de água potável e também evitar a poluição difusa. No esgotamento sanitário, pode ser considerado duas situações: o sistema pode ser ligado à rede pública de coleta de esgoto sanitário ou o edifício dispõe de sistema local de tratamento de esgoto (CEF, 2010)
Nos critérios de avalição do programa constam os seguintes itens: Medição individualizada (item obrigatório); Dispositivos economizadores- bacias sanitárias (item obrigatório); Dispositivos economizadores- arejadores; Dispositivos economizadores – registros reguladores de vazão; Aproveitamento de águas pluviais; Retenção de águas pluviais; Infiltração de águas pluviais e Áreas permeáveis.
2.2.1.5.4 Práticas sociais
A categoria prática sociais procura promover a sustentabilidade através das ações que abrangem os envolvidos na elaboração do projeto, construção e ocupação das edificações. Essas ações visam a consciência ambiental e também ajudam a combater a desigualdade social (CEF, 2010).
Como o programa Selo Azul foi criado visando as edificações de caráter social, esse critério de avaliação, apesar de não fazer parte diretamente do impacto ambiental da edificação avaliada, acaba se tornando um item importante justamente pelo legado que pode ser deixado através dessas atividades e integração entre os envolvidos no projeto como um todo (CEF, 2010).
Os critérios de avaliação das práticas sociais, entre itens obrigatórios, podem ser conferidos a abaixo: Educação para a gestão de RCD (Item obrigatório); Educação ambiental dos empregados (Item obrigatório); Desenvolvimento pessoal dos empregados; Capacitação profissional dos empregados; Inclusão de trabalhadores locais; Participação da comunidade na elaboração do projeto; Orientação aos moradores (Item obrigatório); Educação ambiental dos moradores; Capacitação para a gestão do empreendimento; Ações para mitigação de riscos sociais e Ações para a geração de emprego e renda.
3 METODOLOGIA DO TRABALHO
Este trabalho se utilizará da metodologia de pesquisa exploratória e tem como objetivo proporcionar maior familiaridade com o assunto, torná-lo mais explícito e construir hipóteses (GIL, 2002).
Segundo Gil (2002), “a pesquisa bibliográfica é desenvolvida com base em material já elaborado, constituído principalmente de livros e artigos científicos”, portanto, realizou-se uma pesquisa bibliográfica de forma a identificar os principais pontos do método construtivo Passivhaus, sua aplicação em climas quentes e a possibilidade de se encaixar no mercado atual brasileiro.
Este trabalho se propõe a explorar o método Passivhaus em detalhes construtivos na forma de revisão bibliográfica, comparar com os métodos tradicionais de construção no Brasil e levantar questionamentos sobre a viabilidade deste sistema no universo da construção civil brasileira.
O Passivhaus Institute possui um sistema detalhado de projeto, com um conjunto de planilhas Excel de pré-dimensionamento que possibilita identificar possíveis gargalos da execução, esse conjunto de planilhas chamado Passive House Planning Package (PHPP) também será explorado neste trabalho.
3.1 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
A revisão bibliográfica foi o ponto central deste trabalho e forneceu conhecimento que auxiliou na análise e conclusão deste trabalho. Foi realizado um estudo em uma plataforma digital da página oficial do Instituto Passivhaus que acrescentou muito, juntamente com todo o material pesquisado, mas com um viés didático voltado para o treinamento de interessados no assunto, dentre profissionais e estudantes.
3.1.1 Congresso Casa Passiva Brasil
Em 2016 foi realizado na Universidade de Pelotas o congresso “Casa Passiva Brasil” com o objetivo de explorar a possibilidade de adaptação do sistema Passivhaus à
realidade do clima brasileiro, todas as apresentações ficaram à disposição na página da Universidade e foram utilizadas como ponto de partida deste trabalho.
3.1.2 Definição da linha de estudo a partir da revisão bibliográfica
Este estudo tem como foco central o método Passivhaus em seus detalhes construtivos, ressaltando a importância da concepção de um projeto e os parâmetros de controles sugeridos pelo Instituto Passivhaus. Isso garante o bom funcionamento da edificação como um todo, desde o conforto térmico dos habitantes até a saúde dos mesmos com a ventilação mecânica para troca de impurezas do ar devido ao alto índice de isolamento dessas edificações.
4 CASAS PASSIVAS “PASSIVHAUS”
Neste capitulo apresenta-se o método construtivo Passivhaus em seus detalhes, com os parâmetros exigidos para a certificação oficial do Passive House Institute e suas principais vantagens em relação ao método de construção tradicional brasileiro.
4.1 HISTÓRICO
O padrão Passivhaus originou-se de uma conversa em maio de 1988 entre Bo Adamson, da Universidade de Lund, na Suécia, e Wolfgang Feist, do Institut für Wohnen und Umwelt (Instituto de Habitação e Meio Ambiente, Darmstadt, Alemanha).
Mais tarde, seu conceito foi desenvolvido através de uma série de projetos de pesquisa, auxiliados pela assistência financeira do estado alemão de Hessen (PEREIRA, 2015).
Muitas das primeiras 'Casas Passivas' foram baseadas em pesquisas e na experiência de construtores norte-americanos durante a década de 1970, que - em resposta ao embargo de petróleo - procuraram construir casas que usassem muito pouca ou nenhuma energia. Esses projetos usualmente utilizavam o sol como fonte de calor e o termo "casa passiva" possivelmente derivava das características solares passivas dessas casas, como a Casa de Conservação de Saskatchewan e a Casa Leger em Pepperell, Massachusetts (NASCIMENTO, 2010)
Em setembro de 1996, o Passivhaus-Institut foi fundado em Darmstadt para promover e controlar os padrões da Passivhaus. Desde então, milhares de estruturas Passivhaus foram construídas, para um número estimado de 25.000+ a partir de 2010. A maioria está localizada na Alemanha e na Áustria, com outras em vários países do mundo (ALVES, 2014)
Em 1996, depois que o conceito foi validado no Instituto em Darmstadt, com aquecimento de espaço em 90% menor do que o necessário para um novo edifício padrão na época, foi criado o Grupo de Trabalho de Casas Passivas Econômicas. Esse grupo desenvolveu o pacote de planejamento e iniciou a produção dos componentes inovadores que haviam sido usados, principalmente os vidros e os sistemas de ventilação de alta eficiência.
Enquanto isso, outras casas passivas foram construídas em Stuttgart (1993), Naumburg, Hesse, Wiesbaden e Colônia (1997) (ALVES, 2014).
Os produtos desenvolvidos para o padrão Passivhaus foram posteriormente comercializados durante e após o projeto CEPHEUS patrocinado pela União Europeia, que comprovou o conceito em cinco países europeus no inverno de 2000-2001. Na América do Norte, o primeiro Passivhaus foi construído em Urbana, Illinois, em 2003, e o primeiro a ser certificado foi construído em 2006 perto de Bemidji, Minnesota, em Camp Waldsee das Aldeias de Línguas Concordia Alemãs. O primeiro projeto de retrofit passivo dos EUA, o artesão reformado O'Neill house em Sonoma, Califórnia [19] foi certificado em julho de 2010.
A primeira Casa Passiva da Irlanda foi construída em 2005 por Tomas O'Leary, um designer e professor da Casa Passiva. A casa foi chamada 'Out of the Blue'. Após a conclusão, Tomas se mudou para o prédio.
A primeira casa pré-fabricada passiva padronizada do mundo foi construída na Irlanda em 2005 pela Scandinavian Homes, uma empresa sueca que desde então construiu mais casas passivas na Inglaterra e na Polônia
A primeira casa passiva certificada na região de Antuérpia, na Bélgica, foi construída em 2010. Em 2011, a cidade de Heidelberg, na Alemanha, iniciou o projeto Bahnstadt, que era visto como a maior área de construção de casas passivas do mundo. Uma empresa no Catar estava planejando a primeira Casa Passiva do país em 2013, a primeira na região.
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4.2 DEFINIÇÃO
A definição do conceito Passivhaus, conforme Wassouf (2015), geralmente uma construção de padrão supereconômico de energia, caracteriza-se pelos seguintes conceitos fundamentais: Alto grau de isolamento térmico; Redução de pontes térmicas; Estanqueidade (airtightness); Janelas isoladas e Ventilação (Recuperação de calor do ar).
Estes princípios podem ter os seus parâmetros predeterminados já no projeto graças a uma ferramenta criada pelo Passive House Institute chamada PHPP (Passive House Planning Package), esta ferramenta consiste em uma série de tabelas de Excel com os formulas criadas para facilitar a escolha de materiais de acordo com a eficiência dos parâmetros Passivhaus (MCLEOD et al., 2015). A primeira construção passiva foi realizada
na cidade de Darmstadt no ano de 1991 e continua sendo monitorada até os dias atuais e se mantém com os mesmos parâmetros de eficiência energia dimensionados no projeto inicial. (PASSIVE HOUSE INSTITUTE, 2018).
Um dos exemplos mais utilizados para melhor entender o conceito Passivhaus é a comparação entre a garrafa térmica e a cafeteira, enquanto a garrafa térmica mantém a temperatura do café com um eficiente sistema de isolamento térmico, a cafeteira necessita de energia elétrica constante para manter a temperatura do café (FEIST, 2014).
Figura 6 – Comparação para compreensão do assunto
Fonte: FEIST (2014)
Uma edificação passiva deve atingir um consumo máximo de 15 kWh/m²a para aquecimento no inverno e o mesmo parâmetro para resfriamento no verão, a energia primaria consumida pela edificação é limitada a 60 kWhPOR/m²a incluindo aquecimento, resfriamento, agua quente, aparelhos domésticos e eletroeletrônicos, ou seja, consumo total (PASSIVE HOUSE INSTITUTE, 2018).
Com o controle rígido da estanqueidade, se espera de uma edificação certificada como Passivhaus, uma estanqueidade na ordem de 0,6h-1 com uma diferença de pressão entre o interior e o exterior da construção de 50Pa (PASSIVE HOUSE INSTITUTE, 2018).
Segundo Wassouf (2015), com exceção da estanqueidade, o restante dos parâmetros exigidos para a certificação pode ser obtido através do uso da planilha PHPP (Passive House Planning Package) ainda na fase de projeto.
A escolha pela construção passiva, além do conforto e economia de energia, aumenta a vida útil da edificação com a diminuição de patologias relacionadas a umidade nas paredes e na estrutura, infiltrações, entre outros (FEIST, 2014).
Os custos de construção passiva já foram mais altos, hoje na Europa, com a construção passiva mais consolidada, pode se chegar a 10% a mais de custos na construção do que uma construção convencional, inclusive até mais barato que o tradicional, como foi o
caso de um alojamento para 40 estudantes em Viena construído em 2015, certificado pelo Passive House Institute (PASSIVE HOUSE INSTITUTE, 2018).
Figura 7 – Construção PopUp – GreenFlex Solutions
Fonte: https://www.better-bee.com/blog/economical-passive-house-for-students-in-record-time/
Este alojamento para estudantes quebrou o recorde por ser construído em uma semana, chamada de PopUp – GreenFlex Solutions, foi alocada em Viena e será removida após cumprir seu propósito, mudando de local conforme a necessidade. Isso prova que uma construção passiva pode ser construída e descontruída com rapidez, baixo custo e ainda respeitar os padrões de rendimento Passivhaus (CONBOY, 2015).
Como todo método novo de construção, a consolidação na curva de aprendizado e a disponibilidade de componentes já foram superados e nos dias atuais o custo de construção já não tem o mesmo peso na decisão entre construir uma casa pelo método tradicional ou pelo método passivo (PASSIVE HOUSE INSTITUTE, 2018).
No gráfico 1, em amarelo são as primeiras construções passivas com o ano de construção no eixo x e o custo em Euros no eixo y. Pode-se notar a constante queda no custo com o passar dos anos, resultado de experiencia e disponibilidade de equipamentos no mercado.
Gráfico 1 – Construções Passivas e Ano de Construção
Fonte da foto: https://elearning.passivehouse.com/mod/book/view.php?id=356
Hoje no Brasil com a primeira casa passiva construída no último mês de julho, estamos no início da curva de aprendizado, ainda é um sistema novo para os brasileiros e os materiais necessários como o sistema de ventilação mecanizado ainda precisam ser importados, elevando o custo para quase o dobro de uma construção tradicional feita hoje no Brasil (AZEVEDO, 2018).
4.3 DEFINIÇÃO OFICIAL DA NORMA PASSIVHAUS
A aplicação dos conceitos descrito nos capítulos acima se baseiam na definição oficial da norma Passivhaus, que segundo Wassouf (2015), é um edifício que pode garantir o conforto climático fornecendo energia para a calefação e/ou refrigeração apenas por meio de ventilação. Esse fluxo de ventilação é o mínimo necessário para garantir a higiene dos cômodos (30 m²/hora por pessoa no uso habitacional).
Embora algumas técnicas e tecnologias tenham sido desenvolvidas especificamente para o padrão Passive House, outras, como a superinsulação, já existiam, e o conceito de projeto de construção solar passiva remonta à antiguidade. Havia outras experiências anteriores com padrões de construção de baixa energia, notavelmente o padrão
alemão Niedrigenergiehaus (casa de baixa energia), bem como de edifícios construídos para os exigentes códigos de energia da Suécia e Dinamarca (NASCIMENTO, 2010).
A norma Passivhaus exige que o edifício preencha os seguintes requisitos: O edifício deve ser projetado para ter uma demanda anual de aquecimento e resfriamento, conforme calculado com o Pacote de Planejamento Passivhaus não superior a 15 kWh / m 2 (4.755 BTU / pés quadrados; 5.017 MJ / m²) por ano em energia de aquecimento ou resfriamento ou ser projetado com um pico de carga de calor de 10 W / m 2 (1,2 hp / 1000 sq ft).
O consumo total de energia primária (fonte de energia para eletricidade, etc.) (energia primária para aquecimento, água quente e eletricidade) não deve ser superior a 60 kWh / m 2 (19.020 BTU / pés quadrados; 20,07 MJ / m²) por ano.
O edifício não deve vazar mais ar do que 0,6 vezes o volume da casa por hora (n 50 ≤ 0,6 / hora) a 50 Pa (0,0073 psi), conforme testado por uma porta do soprador ou, alternativamente, quando examinado a área da superfície do gabinete. taxa de vazamento deve ser inferior a 0,05 pés cúbicos por minuto.
Além disso, a carga de calor específica para a fonte de aquecimento na temperatura de projeto é recomendada, mas não obrigatória, para ser menor que 10 W / m² (3,17 btu / h · ft²).
Esses padrões são muito mais altos do que casas construídas com a maioria dos códigos de construção normais. Para comparações, veja a seção de comparações internacionais.
Acredita-se que os parceiros nacionais do “consórcio para a promoção de casas passivas europeias” tenham alguma flexibilidade para adaptar esses limites localmente.
Ao atingir os padrões da Passivhaus, os edifícios qualificados são capazes de dispensar os sistemas de aquecimento convencionais. Embora este seja um objetivo básico do padrão Passivhaus, ainda será necessário algum tipo de aquecimento e a maioria dos edifícios da Passivhaus incluem um sistema para fornecer aquecimento suplementar. Normalmente, isso é distribuído pelo sistema de ventilação de recuperação de baixo volume necessário para manter a qualidade do ar, e não por um sistema convencional de aquecimento de ar forçado hidrônico ou de grande volume, conforme descrito na seção de aquecimento de ambientes (PEREIRA, 2015)
Nos edifícios Passivhaus, a redução de custos resultante da distribuição do sistema de aquecimento convencional pode ser utilizada para financiar a modernização da envolvente do edifício e o sistema de ventilação de recuperação de calor. Com um design
cuidadoso e crescente concorrência no fornecimento de produtos de construção Passivhaus especificamente projetados, na Alemanha agora é possível construir edifícios com o mesmo custo daqueles construídos para os padrões normais de construção alemã, como foi feito com os apartamentos Passivhaus em Vauban, Freiburg (PEREIRA, 2015).
Em média, as casas passivas são mais caras do que as construções convencionais - 5% a 8% na Alemanha, 8% a 10% no Reino Unido e 5% a 10% nos EUA (PEREIRA, 2015)
Tem-se como objetivo com essa normatização atingir a maior redução no consumo de energia de aquecimento exigido pela norma envolve uma mudança na abordagem do projeto e construção do edifício. O design pode ser auxiliado pelo uso do 'Pacote de Planejamento Passivhaus' (PHPP), que usa simulações de computador projetadas especificamente.
Para alcançar os padrões, várias técnicas e tecnologias são usadas em combinação, conforme subitens a seguir.
4.3.1 Design solar passivo e paisagem
O projeto de construção solar passiva e o paisagismo energeticamente eficiente apoiam a conservação de energia da casa Passiva e podem integrá-los em um bairro e ambiente. Seguindo técnicas de construção solar passiva, onde os edifícios passivos são compactos para reduzir sua área de superfície, com janelas principais voltadas para o equador - sul no hemisfério norte e norte no hemisfério sul - para maximizar o ganho solar passivo. No entanto, o uso de ganho solar, especialmente em regiões de clima temperado, é secundário para minimizar os requisitos gerais de energia da casa. Em climas e regiões que precisam reduzir o ganho de calor solar passivo excessivo no verão, seja de fontes diretas ou refletidas, brise, árvores, pérgulas anexadas com videiras, jardins verticais, telhados verdes e outras técnicas são implementadas (VELASCO, MARRONE e ALVES, 2014).
As casas passivas podem ser construídas a partir de materiais densos ou leves, mas algumas massas térmicas internas são normalmente incorporadas para reduzir as temperaturas máximas no verão, manter temperaturas estáveis no inverno e prevenir possíveis superaquecimentos na primavera ou no outono antes do ângulo mais alto do sol "sombrear" a parede do meio-dia exposição e penetração da janela. A cor da parede externa, quando a superfície permite a escolha, para a reflexão ou absorção, as qualidades de insolação dependem da temperatura ambiente externa predominante durante todo o ano. O uso de
árvores decíduas e trepadeiras de parede pode ajudar em climas não a temperaturas extremas (VELASCO, MARRONE e ALVES, 2014).
4.3.2 Alto grau de isolamento térmico
Os edifícios Passivhaus empregam superinsulação para reduzir significativamente a transferência de calor através das paredes, telhado e piso, em comparação com edifícios convencionais. Uma ampla gama de materiais de isolamento térmico pode ser usada para fornecer os altos valores R requeridos (valores U baixos, tipicamente na faixa de 0,10 a 0,15 W / (m² · K)). Especial atenção é dada à eliminação de pontes térmicas (NASCIMENTO, 2010).
Uma desvantagem resultante da espessura do isolamento da parede requerida é que, a menos que as dimensões externas do edifício possam ser ampliadas para compensar, a área interna do edifício pode ser menor em comparação com a construção tradicional.
Na Suécia, para obter padrões passivos de casas, a espessura do isolamento seria de 335 mm (0,10 W / (m² · K)) e o teto de 500 mm (cerca de 20 pol) (valor U 0,066 W / (m²) · K)).
Entre os arquitetos e engenheiros existe a ideia que quanto maior o isolamento térmico, mais a edificação é prejudicada durante o verão com o problema de superaquecimento. Nas construções passivas, com ganhos térmicos muito bem controlados no verão, combinados com um sistema eficiente de ventilação noturna, o alto isolamento térmico melhora o desempenho energético no verão (WASSOUF,2015).
Segundo o Passive House Institute (2018), o método Passivhaus se baseia nos princípios da física para o seu perfeito funcionamento. A regra básica para a transferência térmica se divide em 3 mecanismos sempre de um corpo quente para um corpo frio, até que os dois entrem em equilíbrio, são eles: Radiação (sem a necessidade de um meio de transmissão) Convecção (transmitido via gás ou liquido) e Condução (transmitido através de um sólido).
Grande parte da transferência de calor em uma edificação ocorre através de condução. Por exemplo em elementos opacos como as paredes que entra em contato com uma temperatura elevada, o calor está sendo transmitido através das camadas dessa parede, a velocidade com que esse calor é transmitido depende da diferença de temperatura entre os elementos e a habilidade de certos materiais de transmitir esse calor, o que é dado pela condutividade térmica λ (PASSIVE HOUSE INSTITUTE, 2018).
Segundo Wassouf (2015), o conceito de isolamento térmico é descrito por meio do conceito de transmitância térmica, cuja a unidade é W/m2K (Watt por metro quadrado por Kelvin). O isolamento térmico típico para uma edificação Passivhaus nos países centro-europeus está ao redor de 0,12 W/m2K, isto é, um metro quadrado deixa passar 0,12 W quando a diferença de temperatura entre o interior e o exterior é de 1 Kelvin.
A imagem a seguir retrata um retrofit de uma casa no bairro do Brooklyn, Nova York que foi construída em 1899 e reformada nos padrões Passivhaus em 2012, essa casa é certificada pelo Passive House Institute e tem o ID:2558 no banco de dados das construções certificadas. Na imagem podemos notar o alto grau de isolamento térmico em uma tarde fria em Nova York em comparação as casas da vizinhança (PASSIVE HOUSE INSTITUTE, 2018).
Figura 8 – Retrofit casa no Brooklin
Fonte: www.passivehouse-database.org ID 2558
Figura 9 – Retrofit casa no Brooklin (visão térmica em uma tarde fria)
4.3.3 Redução de pontes térmicas
As pontes térmicas são perdas de energia na junção ou na falta de uniformidade dos elementos construtivos, essa deficiência provoca trocas térmicas indesejadas. Existem dois tipos de pontes térmicas: pontual ou linear. As pontes térmicas lineares costumam ter mais impacto que as pontuais (WASSOUF, 2015).
Pontes térmicas são, na maioria dos casos, a grande razão de perdas térmicas em edificações com baixo consumo de energia (MCLEOD et al., 2015). Dentro de um sistema como o Passivhaus, esse tipo de falha pode ser decisivo entre atender os parâmetros ou não do Passivhaus Institute.
Se não tiver a atenção adequada, podem contribuir em até 50% da transmitância térmica dentro de uma construção Passivhaus (MCLEOD et al., 2015).
Uma construção é considerada livre de pontes térmicas quando atinge um índice de menor que 0,01W/mK de condutividade térmica, na prática, isso quer dizer que o envelope da edificação está sem nenhuma interrupção (PASSIVE HOUSE INSTITUTE, 2018).
Segundo Feist (2014), um exemplo de redução de ponte térmica está na construção de uma sacada, feita simplesmente estendendo a laje do ambiente e essa construção acaba levando a troca de temperatura entre os ambientes interno e externo, levando a um caso de ponte térmica, mesmo que as paredes e janelas tenham um bom isolamento térmico. A melhor saída para evitar essa ponte térmica seria a construção de uma sacada com fixação externa, independente da laje.
Devido às quebras de isolamento produzidas, as pontes térmicas conduzem a gastos energéticos acrescidos, podendo ser responsáveis por uma parcela importante das perdas que ocorrem através da envolvente. Não é eficiente, nem inteligente, isolar termicamente as zonas correntes dos elementos e depois descuidar as zonas das pontes térmicas (VALÉRIO, 2007).
Figura 10– Exemplo de ponte térmica
Fonte: household_mold-Jonathan Hatch_httpswww.howtocleanthings.comhow-to-clean-mold
A umidade de condensação nos edifícios é muito problemática, originando gastos adicionais em manutenção, problemas de durabilidade dos materiais, redução do conforto e o aparecimento de fungos e bolores que podem levar à insalubridade do ar e do restante ambiente envolvente (VALÉRIO, 2007). A recomendação do Passive House Institute (2018) para minimizar as pontes térmicas é que sejam seguidas 3 regras simples:
1- Regra da conexão: Camadas de isolamento nas conexões de componentes de construção se fundem uma sobre a outra por toda a superfície. Manter o isolamento linear.
Figura 11 – Detalhamento do encontro de duas paredes com pilar (com isolamento exterior),
Fonte: Renata Dalbem, Conceito Passivhaus aplicado ao clima brasileiro
2- A camada de isolamento não deve ser interrompida ou compensada, se puder ser evitada, melhor.
Figura 12 – Sacada feita com a laje a esquerda e estrutura independente a direita.
Fonte: Passive House Institute
3- Se uma penetração for inevitável, a condutividade térmica e a seção transversal do material penetrante devem ser as mais baixas possíveis.
Usar betão poroso/leve ou madeira, ou ainda melhor, purenit ou foamglass.
O melhor controle de pontes térmicas é feito através da regra criada pelo instituto Passivhaus, a regra do lápis, em que é feito o contorno de todo o projeto indicando que todas as possíveis pontes térmicas estão pensadas e solucionadas (FEIST, 2014).
Figura 13 – Regra do lápis, contorno do projeto
Fonte: International Passive House Association
As pontes térmicas devem ser identificadas e corrigidas ainda na fase de projeto, a execução deve ser acompanhada de perto por um especialista para depois, em testes, tudo sair conforme o projeto. A principal regra de prevenção na fase de projeto é que o isolamento não deve ser interrompido (VICENTE, 2016).
4.3.4 Estanqueidade (airtightness)
A penetração do ar na edificação se dá por conta da diferença de pressão. Essas diferenças de pressão podem ser por decorrência da ação do vento ou também pelo chamado efeito chaminé, esse efeito ocorre quando o ar se movimenta pela diferença de temperatura e o ar quente sobe por conta de sua baixa densidade (PASSIVE HOUSE INSTITUTE, 2018).
A construção de envelopes sob o padrão Passivhaus deve ser extremamente hermética, se comparada à construção convencional. Eles precisam atender 0,60 ACH50 (trocas de ar por hora a 50 pascals) com base no volume do prédio, ou 0,05 CFM50 / sf (pés cúbicos por minuto a 50 pascals, por pé quadrado da área de superfície do recinto do edifício). Para atingir essas métricas, a melhor prática recomendada é testar o compartimento da barreira de ar do prédio com uma porta do soprador no meio da construção, se possível (PEREIRA, 2015)
A eficiência da estanqueidade do ar é fundamental para a baixa demanda energética de uma construção, proporcionando economia energética, menores riscos de desenvolverem condensações de ar em suas superfícies, assim como a proteção acústica do meio externo (TAVARES, 2016).
A casa passiva é projetada para que a maior parte da troca de ar com o exterior seja feita por ventilação controlada através de um trocador de calor, a fim de minimizar a perda de calor (ou ganho, dependendo do clima), evitando vazamentos de ar não controlados (NASCIMENTO, 2010).
A estanqueidade à passagem de ar pode ser confundida muitas vezes com a capacidade da edificação em respirar. De certa forma, janelas e outras aberturas devem ser a maneira de um edifício realizar a troca de fluxo energético com o meio externo, mas nunca através de suas vedações opacas, que podem causar patologias em sua estrutura, além de pontes energéticas não desejadas (WASSOUF, 2015).
Outra razão é que o padrão de casa passiva faz uso extensivo de isolamento, o que geralmente requer um gerenciamento cuidadoso dos pontos de umidade e orvalho. Isto é conseguido através de barreiras de ar, vedação cuidadosa de todas as juntas de construção no envelope do edifício e vedação de todas as penetrações de serviço (PEREIRA, 2015).
Um teste prático efetuado para comprovar a estanqueidade da edificação é o Blower Door, desenvolvido ainda nos anos 70 como ferramenta de pesquisa, o teste blower door consiste em ventilador potente instalado na porta de entrada em um painel e movimenta o ar controlando a pressão interna da edificação. Esse equipamento cria uma versão exagerada das possíveis falhas de estanqueidade que pode ser percebida com ajuda máquinas de fumaça ou câmeras infravermelhas (KEEFE, 2010).
Os testes de estanqueidade ao ar devem possuir resultados semelhantes em suas diferentes fases de projeto. Os mesmos devem ser comparados, visando otimizar a remediação in loco na camada estanque ao ar caso haja diferenças de resultados no volume de ar trocado entre os meios (PASSIVE HOUSE INSTITUTE, 2018).
Figura 14 – Teste do Blower Door
Fonte: International Passive House Association
Em climas frios, onde o controle à estanqueidade do ar faz parte de técnicas bastante consolidadas, o mercado de materiais estanques ao ar e seus sistemas de integração entre os diferentes sistemas construtivos (fitas, espumas, etc.) é bastante difundido. Em climas quentes, a estanqueidade ao ar na elaboração de uma edificação, apesar de reduzir a demanda por refrigeração consideravelmente, não possui a mesma importância dada em climas frios (TAVARES, 2016).
4.3.5 Janelas Isoladas
Sendo o elo fraco no sistema de envelopamento da edificação, as esquadrias merecem atenção especial na construção passiva e é essencial que tenha uma excelente instalação. Dependendo do clima, os níveis de isolamento e as características dos vidros variam de acordo com a necessidade. Em climas frios como da Europa central, o vidro triplo é necessário para todas as esquadrias, já em climas quentes o vidro duplo já atende a demanda da casa passiva (FEIST, 2014).
