Avaliação da eficiência energética de edificação comercial em Sinop.
Evaluation of energy efficiency of commercial building in Sinop.
Diélly Pexe Plens1, Luís Antônio Shigueharu Ohira2, Marlon Leão3
Resumo: O crescimento do consumo energético mundial provocou a preocupação dos governos com a criação de novas matrizes e a possibilidade de diminuir o consumo de energia elétrica através de alternativas energeticamente eficientes. Foram então sancionadas leis que regem o País nesse sentido, onde os Regulamentos Técnicos da Qualidade do Nível de Eficiência Energética de Edificações Comerciais, de Serviços e Públicas (RTQ-C) são referencia brasileira para a avaliação do desempenho energético dessas edificações, bem como de edificações residenciais (RTQ-R). O presente estudo teve como objetivo avaliar a eficiência energética de uma edificação comercial em Sinop-MT através do método prescritivo. Nele foram analisados a envoltória e os sistemas de iluminação e condicionamento de ar utilizando as diretrizes de avaliação que compõem o RTQ-C em cada parâmetro. Foi mensurado o padrão de eficiência energética da edificação, que obteve nível C na relação entre a pontuação final e a classificação geral. Os resultados obtidos da análise de cada um dos sistemas proporcionam uma avaliação detalhada possibilitando estudos e aplicação de intervenções que possam melhorar a eficiência energética da edificação a fim de beneficiar os usuários tanto na economia de energia quanto no conforto ambiental.
Palavras-chave: Eficiência energética; Método prescritivo; RTQ-C.
Abstract: The growth of world energy consumption has caused the concern of governments with the creation of new matrix and the possibility of reducing the energy consumption through energy efficient alternatives. Were then sanctioned laws that rule the country in this direction, where the Technical Regulations of the Quality Level of Energy Efficiency in Commercial Buildings, and Public Service (RTQ-C) are Brazilian reference for assessing the energy performance of these buildings as well as residential buildings (RTQ-R). The present study aimed to evaluate the energy efficiency of a commercial building in Sinop - MT through the prescriptive method. It were analyzed envelope and lighting systems and air conditioning using assessment guidelines that comprise the RTQ-C in each parameter. It was measured the standard of energy efficiency of the building, which achieved level RTQ-C in relation between the final score and the overall rating. The results of the analysis of each of the systems provide a detailed evaluation enabling studies and implementation of interventions that can improve the energy efficiency of the building in order to benefit users both in energy savings and in environmental comfort.
Keywords: Energy efficiency; Prescriptive method; RTQ-C.
1 Introdução
A crise mundial do petróleo deflagrada em 1973 levou os governos a se preocuparem com a criação de outras matrizes energéticas. Essa preocupação foi acentuada com a volta da crise em 1979 (BRASIL, 2008).
Embora o Brasil não esteja entre os maiores consumidores de energia do mundo, têm criado programas de eficiência energética a fim de amenizar esse problema e evitar outras crises. Em 2001, foi promulgada a Lei 10.295/2001, que dispõe sobre a Política Nacional de Conservação e Uso Racional de Energia, lei regulamentada pelo Decreto nº 4.095, que institui o Comitê Gestor de Indicadores de Eficiência Energética, a definir indicadores técnicos para limitar níveis máximos de consumo de energia e níveis mínimos de eficiência energética em aparelhos consumidores de energia, fabricados ou comercializados no país.
Dentre os diversos programas criados, o Programa Brasileiro de Etiquetagem (PBE), veio proporcionar ao consumidor, informações a respeito da eficiência energética de produtos, possibilitando que a escolha possa ser, dentre outras, orientada pela eficiência do consumo energético dos mesmos, sendo o Instituto
Nacional de Metrologia, Normalização e Qualidade Industrial (INMETRO) responsável pela regulamentação, condução e fiscalização deste programa.
Em 2003, o PROCEL Edifica, que desenvolve e apóia projetos na área de conservação de energia em edificações, no cumprimento da Lei 10.295/2001, criou os Regulamentos Técnicos da Qualidade do Nível de Eficiência Energética de Edificações Comerciais, de Serviços e Públicas bem como as Edificações Residenciais (RTQ-C e RTQ-R, respectivamente). Os regulamentos norteiam a classificação de três sistemas considerados principais no consumo de energia em edificações, sendo eles: envoltória, iluminação e condicionamento de ar. A classificação ainda é de carater voluntário e pode ocorrer tanto na fase de projeto quanto de edifício construído (BRASIL, 2010).
A etiquetagem de edificações acontece desde julho de 2009, quando ocorreu a emissão da primeira Etiqueta Nacional de Conservação de Energia (ENCE), desde então foram emitidas outras 101 (BRASIL, 2014). Embora o número de edificações etiquetadas esteja aumentando, principalmente nas regiões Sul e Sudeste (BRASIL, 2014), grande parte das novas edificações projetadas e construídas no Brasil ainda apresentam níveis de eficiência energética baixos, quando comparados aos níveis propostos pelos regulamentos.
Devido ao baixo número de estudos sobre edificações energéticamente eficientes na cidade de Sinop-MT,
1
Acadêmica de Engenharia Civil, UNEMAT, Sinop, Brasil, e-mail: diellypplens@gmail.com
2
Mestrando, Professor Especialista Interino, UNEMAT, Sinop, Brasil, e-mail: ohira@hotmail.com
3 Doutor, Professor Visitante, UNEMAT, Sinop, Brasil, e-mail:
este trabalho tem como objetivo avaliar os três sistemas (envoltória, iluminação e condicionamento de ar) de uma edificação comercial, a fim de classificá-la, conforme as especificações do método prescritivo do RTQ-C.
2 Eficiência Energética em Edificações
“Eficiência Energética refere-se a ações de diversas naturezas que culminam na redução da energia necessária para atender às demandas da sociedade por serviços de energia sob a forma de luz, calor/frio, [...]” (BRASIL, 2008).
Em edificações, a aplicação deste conceito implica diretamente no atendimento às necessidades dos usuários aliado à redução no consumo de energia elétrica, tanto na realização de atividades diárias, quanto na obtenção de conforto ambiental (COSTA, 2007). “Um edifício é mais eficiente energéticamente que outro quando proporciona as mesmas condições ambientais com menor consumo de energia” (LAMBERTS, et. al., 1997).
Neste sentido, o dispendio de energia nas edificações pode ser amenizado, através das características arquitetônicas e construtivas (LOPES, 2010), bem como do clima da região, geometria solar e condições de entorno, visto que esses também influenciam diretamente na eficiência energética das edificações. Sendo assim, cabe aos profissionais da construção civil, a responsabilidade de incentivar a prática de edificações eficientes no cenário brasileiro.
2.1 Características Climáticas
Cientes de que o Brasil é um país de dimensões continentais, deve-se levar em consideração a grande variedade climática à qual seu território está susceptível, como demonstra a Figura 1.
Figura 1: Mapa Climático do Brasil. Fonte: IBGE apud COSTA, 2007.
Sendo assim, considerações acerca da localização e climatologia ocupam posição de destaque no quesito eficiência energética, visto que técnicas construtivas gerais resultariam em edificações inadequadas ao clima, levando ao consumo excessivo de energia para suprir as necessidades da edificação e usuários. Sinop tem clima tropical quente e úmido, com precipitação pluviométrica média anual de 2000 mm, sendo que no período de maio a agosto a precipitação
é reduzida. As temperaturas médias anuais estão em torno de 24º C (VOURLITIS apud ALVES, 2004).
3 Consumo de Energia
Quase 45% da eletricidade gerada no Brasil é consumida pelas edificações residenciais, comerciais, de serviço e públicas (LAMBERTS, 2011). O setor comercial utiliza pouco mais que 14% desse potencial. A energia elétrica utilizada nas edificações está relacionada, de forma geral, à operação de equipamentos e sistemas de segurança, eficiência e conforto dos usuários, dentre os quais incluem-se, principalmente, os sistemas de iluminação e condicionamento de ar (FERREIRA, 2007).
O consumo de energia em edificações comerciais foi classificado conforme perfil exposto na Figura 2.
Figura 2: Consumo de Eletricidade por Uso Final. Fonte: LAMBERTS, 2011.
4 Etiqueta Nacional de Conservação de Energia (ENCE)
As crises do petróleo entre 1973 e 1981 geraram grandes mudanças na utilização deste insumo e seus derivados, devido a isso, houve a necessidade da diversificação da matriz energética mundial (BRASIL, 2008).
Neste intuito, desde 1975 o Brasil tem desenvolvido estudos e organizado seminários sobre conservação de energia. Em 1985 o PROCEL foi instituído a “promover a racionalização da produção e do consumo de energia elétrica” a fim de diminuir desperdícios, custo e investimentos neste setor (BRASIL, 2008).
Dos estudos e eventos promovidos, vários programas foram criados, vale ressaltar o Programa Brasileiro de Etiquetagem (PBE) cujo objetivo principal é proporcionar aos consumidores informações acerca da eficiência energética de produtos fabricados e comercializados no país.
Essas informações são dispostas na Etiqueta Nacional de Conservação de Energia ENCE, através de sua classificação que varia de A (mais eficiente) a E (menos eficiente) (BRASIL, 2010) conforme Figura 3.
Figura 3: Níveis de Eficiência. Fonte: BRASIL, 2012.
A etiquetagem de edificações ainda tem carater voluntário. Para a concessão da ENCE, que pode ocorrer em duas fases, projeto de nova edificação ou de edificação existente, são avaliados três sistemas: envoltória, iluminação e condicionamento de ar. A envoltória é obrigatoriamente analisada para o caso
de etiquetagem parcial dos sistemas de iluminação ou condicionamentos de ar.
A classificação do edifício ocorre da atribuição de pesos aos sistemas, a envoltória corresponde a 30%, o sistema de iluminação outros 30% e o condicionamento de ar é responsável por 40% da pontuação final, que são equacionadas individualmente. Cada um dos sistemas tem níveis de eficiencia (Figura 3) independentes.
À pontuação final pode ser acrescido até 1 ponto referente a atividades que promovam economia de água ou energia ou qualquer tipo de inovação tecnológica que otimize a eficiência energética da edificação.
A avaliação dos sistemas supracitados pode ocorrer pelo método prescritivo ou método de simulação computacional, sendo que para edificações que tenham ambientes naturalmente ventilados é obrigatória a utilização do método de simulação. A etiqueta concedida na fase de projeto tem validade de 5 anos ou até que a edificação seja concluída, no entanto para a classificação do nível de eficiência energética da edificação é necessária a observação da etiqueta de edifício construído, pois ela é expedida após inspeção in loco para a verificação da compatibilidade entre o projeto e a edificação construída.
5 Objeto de Estudo
O objeto de estudo localiza-se na região central do município de Sinop-MT, situado a 503 km de Cuiabá (SEPLAN, 2005). De acordo com a NBR 15220-3 (ABNT, 2003b), Sinop pertence à Zona Bioclimática 5, devido à proximidade com a cidade de Vera.
A edificação avaliada encontra-se na região central do município, na Avenida das Acácias. Com aproximadamente 735 m² de área construida em dois pavimentos, a fachada principal, com grande área envidraçada é orientada à direção oeste (Figura 4, solstício de inverno, 6:00H; Figura 5, solstícios de inverno, 17:30H). A maioria das salas apresentam atividades típicas de escritório, e no salão principal faz-se atendimento ao público.
Figura 4: Fachada principal. Fonte: ACERVO PESSOAL, 2014.
Figura 5: Fachada principal. Fonte: LUÍS OHIRA, 2014.
6 Metodologia
A coleta de dados foi realizada através de consultas aos memoriais descritivos, projetos arquitetônico e elétrico, bem como verificações in loco.
A avaliação foi feita com base nos padrões descritos no RTQ-C, para tanto, foi utilizado o método prescritivo do aludido material, do qual equações e tabelas limitam os parâmetros de eficiência energética dos principais sistemas considerados na análise: envoltória, iluminação e condicionamento de ar. Das avaliações (descritas abaixo) e análise dos pré-requisitos, foram obtidas pontuações, equivalentes numéricos referentes aos níveis de eficiência energética de cada um dos sistemas individualmente. A Tabela 1 apresenta o equivalente numérico a cada nível de eficiência energética, que para a envoltória é um número inteiro, quanto que para os sistemas de iluminação e condicionamento de ar, podem ser um número fracionado (LABEEE, 2012).
Tabela 1. Equivalente numérico para cada nível de eficiência Nível de eficiência Equivalente numérico
A 5
B 4
C 3
D 2
E 1
Nota: Adaptado. Fonte: BRASIL, 2012.
Obedecendo às especificações do regulamento (BRASIL, 2010), a envoltória foi avaliada para a edificação completa. No entanto, para fins desse estudo, os sistemas de iluminação e condicionamento de ar foram avaliados apenas para a parcela da edificação onde estão instaladas as empresas Auto Escola e Despachante. O que preconiza o regulamento é que para avaliações parciais as parcelas consideradas devem ser iguais (BRASIL, 2010).
6.1 Envoltória
As características arquitetônicas foram avaliadas através de consultas ao projeto arquitetônico, medições in loco, NBR 15220-2 (ABNT, 2003a) e revisão bibliográfica. Foram analisados os pré-requisitos apresentados na Portaria nº 372 (BRASIL, 2010), para os quais foram mensuradas propriedades como absortância e transmitância térmica das paredes e cobertura.
Para o cálculo do índice de consumo da envoltória, foram utilizadas equações determinadas por Brasil (2010), para as quais foram necessárias principalmente, informações a cerca do percentual de abertura das fachadas (PAF) e ângulos de
sombreamento de acordo com a orientação das mesmas, bem como áreas de projeção, da envoltória, do piso, e volume da edificação. Posteriormente, os parâmetros para o cálculo dos intervalos proporcionaram a definição do equivalente numérico (Tabela 1) refente ao nível de eficiência energética desse sistema.
6.2 Iluminação
O sistema de iluminação seguiu a metodologia de classificação descrita por Brasil (2010), onde foram consultados os manuais técnicos dos fabricantes, o projeto elétrico e memoriais descritivos fornecidos pelo projetista e pela rede de distribuição de energia elétrica contratada.
Os ambientes foram avaliados de forma conjunta o que resultou em um valor limite de potência instalada, conforme descreve o método da área. Essa metodologia é aplicável a edificações com até três atividades principais, ou para atividades que ocupem mais de 30% da área total, esse estudo encaixa-se na primeira descrição.
6.3 Condicionamento de Ar
A avaliação do sistema de condicionamento de ar foi feita através de verificações in loco, com o intuito de identificar a classificação do nível de eficiência energética dos aparelhos instalados e se os mesmos atendiam ao pré-requisito exigido por Brasil (2010), que consiste basicamente em verificar se a espessura do isolamento térmico para dutos de ar atende ou não às especificações.
Para a classificação dos ambientes condicionados, determinou-se o nível de eficiência energética de cada unidade independente. Posteriormente foi feita a ponderação de potência, que multiplicada pelo equivalente numérico de eficiência energética dos equipamentos, gerou um resultado ponderado, que somado, proporcionou a classificação do nível de eficiência desse sistema.
6.4 Certificação Global
Ao final das determinações parciais, os valores encontrados foram inseridos na equação geral para obtenção da eficiência global da edificação, conforme sugerido por Brasil (2010). O valor referente à pontuação final foi comparado à pontuação de eficiência energética para classificação final da edificação.
7 Análise dos Resultados 7.1 Envoltória
Primeiramente a envoltória foi avaliada quanto ao atendimento aos pré-requisitos exigidos por Brasil (2010). Quanto mais elevado o nível pretendido, mais restritivos são os pré-requisitos a serem atendidos, conforme apresentado pela Tabela 2.
Tabela 2. Síntese dos pré-requisitos da envoltória
Nível de Eficiência Transmitância térmica da cobertura e paredes exteriores Cores e absortâncias de superfícies Iluminação zenital A X X X B X X C e D X
Nota: Adaptado. Fonte: LABEEE, 2012.
Os cálculos referentes à absortância e transmitância térmica são feitos exclusivamente para elementos opacos, sendo assim, as áreas de abertura não são contabilizadas nessa fase. Há também distinção entre os componentes da cobertura e paredes exteriores, pois o regulamento apresenta diferentes limites para cada caso. Portanto a análise dos pré-requisitos foi feita da seguinte forma:
7.1.1 Transmitância Térmica
A construção da edificação foi executada em duas etapas, isso justifica a variação nas dimensões dos componentes da envoltória, que é constituída por paredes de tijolo cerâmico 6 furos, de 10 x 15 x 20 cm na edificação existente e 11 x 13 x 21 cm na nova, ambos assentados à meia vez, revestida interna e externamente por 2,5 cm de reboco e pintura acrílica na cor branca.
A transmitância das paredes da construção existente (U= 2,28 W/(m².K)) foi extraída da NBR 15220-3 (ABNT, 2003b). Enquanto que para a transmitância da edificação nova, o cálculo foi desenvolvido seguindo as especificações da mesma normativa, conforme Equação 1, que relaciona a espessura (e) e a condutividade térmica (λ) dos materiais para determinar a resistência térmica dos mesmos.
e
R (Equação 1)
Portanto, para o cálculo da resistência térmica das paredes de tijolo de 6 furos (11 x 13 x 21 cm) foram consideradas três seções: Seção A: (reboco + argamassa + reboco); Seção B: (reboco + tijolo + reboco); Seção C: ( reboco + tijolo +ar + tijolo + ar + tijolo + reboco), separadamente. Os valores encontrados determinaram que a resistência térmica da parede é 0,219 m².K/W.
A resistência térmica total da parede foi determinada através da Equação 2, para a qual foi necessário conhecer a resistência térmica das superfícies interna (RSi) e externa (RSe) do material, que conforme a NBR 15220-2 (ABNT, 2003a) são 0,13m².K/W e 0,04m².K/W, respectivamente. Desse modo:
W 0,389m².K/ 0,04 0,219 0,13 R R R RT Si t Se (Equação 2)
Isto posto, a transmitância térmica foi encontrada através da aplicação da Equação 3.
K m W RT ². / 57 , 2 1 U (Equação 3)
Assim sendo, a composição das paredes e suas respectivas transmitâncias, bem como a transmitância total, são apresentadas na Tabela 3.
Tabela 3. Transmitância térmica das paredes externas Material Área (m²) Transm. W/(m².K) Área Pond. Transm. Pond. Edificação nova 211,0 2,57 0,316 0,812 Edificação existente 455,93 2,28 0,683 1,559 Total 666,93 2,371
Fonte: AUTORIA PRÓPRIA, 2014.
Segundo Brasil (2010), para a zona bioclimática 5, a transmitância térmica das paredes externas não deve ultrapassar 3,7 W/m².K, assim sendo, verifica-se que
o valor encontrado (2,371 W/m².K.) atende ao pré-requisito para nível A.
Os materiais constituintes da cobertura foram identificados e mensurados através de consultas ao projeto arquitetônico. Suas respectivas composições e transmitâncias são expostas na Tabela 4, os valores de transmitância foram obtidos por intermédio de consultas ao catálogo de propriedades térmicas (BRASIL, 2013):
Tabela 4. Transmitância térmica da cobertura Tipologia Área (m²) Transm. W/(m².K) Área Pond. Transm. Pond. Termo-acústica 150,64 0,53 0,264 0,139 Barro 380,67 1,79 0,666 1,192 Fibrocimento 39,72 1,95 0,07 0,136 Total 571,03 1,467
Fonte: AUTORIA PRÓPRIA, 2014.
Considerando que o limite de transmitância para cobertura de ambientes condicionados artificialmente é 1,00 W/m².K e para ambientes não condicionados 2,00 W/m².K (BRASIL, 2010), tem-se que o valor encontrado (1,467 W/m².K) atenderia ao pré-requisito para nível A, se todos os ambientes fossem não condicionados. No entanto, como a edificação possue os dois tipos de ambientes, foi considerado nível B de eficiência energética para este pré-requisito, pois segundo Brasil (2010) o limite de transmitância para ambientes condicionados artificialmente é 1,50 W/m².K.
7.1.2 Cores e Absortância das Superfícies
As cores das paredes externas e cobertura foram identificadas visualmente, o valor referente às respectivas absortâncias foi extraído da NBR 15220-2 (ABNT, 2003a) e Morishita (2011).
As Tabelas 5 e 6 apresentam as áreas referentes a cada cor e tipo de material (no caso da cobertura), bem como suas respectivas absortâncias e total de absortância por àrea ponderada.
Tabela 5. Cores e absortância das paredes externas Cor Área (m²) Absort. Pond. Área Absort. Pond.
Branco 658,33 0,2 0,987 0,197
Vermelho 8,6 0,74 0,013 0,009
Total 666,93 0,206
Fonte: AUTORIA PRÓPRIA, 2014. Tabela 6. Cores e absortância da cobertura Telha Tipo de Superfície Área (m²) Absort. Área Pond. Absort. Pond. Termo-acústica Aço galvanizado 150,64 0,25 0,264 0,066 Barro Telha de barro 380,67 0,8 0,666 0,533 Fibrocimento Concreto 39,72 0,7 0,07 0,048 Total 571,03 0,647
Fonte: AUTORIA PRÓPRIA, 2014.
As absortâncias obtidas para paredes externas e cobertura foram: α = 0,206 e α = 0,647. Portanto, como o valor limite exigido para absortância de ambas é α < 0,50, verifica-se que as paredes externas atendem ao pré-requisito, todavia a cobertura estrapola esse valor, abaixando o provável nível de eficiência da envoltória para no máximo C, que não tem limites definidos para absortância.
7.1.3 Iluminação Zenital
A edificação não conta com iluminação zenital, portanto este quesito não foi considerado na análise. Sendo assim a envoltória atende a este pré-requisito. Além dos pré-requisitos, o índice de consumo da envoltória é determinante na classificação do nível de eficiência energética desse sistema e foi obtido consoante especificações abaixo:
7.1.4 Índice de Consumo da Envoltória
O índice de consumo da envoltória é calculado através da utilização de uma equação. Para a escolha dessa equação foram observadas a área de projeção da edificação (Ape) e o fator de forma (FF), bem como a zona bioclimática (ZB) à qual a edificação foi inserida. Há duas equações por zona bioclimática, uma para Ape > 500 m² e outra para Ape < 500 m². Deve-se observar que são estabelidos valores limites para os fatores de forma e que algumas zonas bioclimáticas foram agrupadas e são representadas pela mesma equação (BRASIL, 2010).
Portanto, como a Ape da edificação em estudo é 514,89 m², foi utilizada a Equação 4, aplicável à ZB 5 para Ape > 500 m² e limite de FF livre.
15 , 77 20 , 729 17 , 4 83 , 380 29 , 0 52 , 0 79 , 99 71 , 95 92 , 0 12 , 512 FS PAF FF FA FF AHS AVS FS PAF FF FA IC T T ENV (Equação 4)
Para a aplicação da equação foi imprescindível a determinação das variáveis a seguir:
Apcob: Área de projeção da cobertura: 568,14 m²; Ape: Área de projeção do edifício: 514,89 m²; Atot: Área total construída: 637,67 m²; Aenv: Área da envoltória: 1.340,45 m²;
AVS: Ângulo de sombreamento vertical: 32,10º; AHS: Ângulo de sombreamento horizontal: 7,80º; FF: Fator de forma: 0,422;
FA: Fator altura: 0,891; FS: Fator solar: 0,532;
PAFT: Percentual de abertura na fachada: 0,144; PAFO: Percentual de abertura na fachada oeste: 0,216;
PAZ: Percentual de abertura zenital: 0; VTOT: Volume total da edificação: 3.174,27 m³.
Onde os valores referentes às áreas e volumes foram obtidos a partir da utilização do projeto arquitetônico, bem como os ângulos de sombreamento vertical e horizontal, que foram ponderados para cada orientação conforme especificado nos regulamentos. O fator solar também foi ponderado por área para cada tipo de vidro, conforme Tabela 7.
Tabela 7. Fator solar das superfícies translúcidas Vidro Área (m²) FS Área Pond. FS Pond. Laminado 6mm, cinza 58,17 0,68 0,524 0,356 Laminado 6mm, verde refletivo 52,92 0,37 0,476 0,176 Total 111,09 0,532
Fonte: AUTORIA PRÓPRIA, 2014.
Com relação ao percentual de abertura de fachada, segundo Brasil (2010) quando o PAFO for pelo menos 20% maior que o PAFT, deve-se adotá-lo na equação. E o valor referente ao PAZ é zero devido à ausência de abertura zenital na edificação.
Consequentemente, a aplicação da Equação 4 resultou num ICenv = 390,83. Não obstante, para determinar o nível de eficiência da envoltória é necessário encontrar o intervalo numérico para cada nível de eficiência e então observar em qual desses intervalos, o ICenv está inserido. Para chegar a esses valores foi necessário encontrar o índice máximo (ICmax) e mínimo (ICmin) aplicando os valores da Tabela 8, na mesma equação (Equação 4).
Tabela 8. Dados para obtenção do ICmaxD e ICmin
PAFT FS AVS AHS
ICmaxD 0,6 0,61 0 0
ICmin 0,05 0,87 0 0
Nota: Adaptado. Fonte: BRASIL, 2010.
Os valores obtidos foram: ICmax = 548,34 e ICmin = 339,87. Posteriormente, esses dados foram aplicados à Equação 5 abaixo, para obtenção do valor referente à variação dos intervalos entre os níveis de eficiência, como segue: 12 , 52 4 min max IC IC I (Equação 5)
A aplicação da Equação 6 resultou em I = 52,12. Compilando os dados temos os limites para o índice de consumo da envoltória em cada nível de eficiência, exposto na Figura 6.
Figura 6: Limites para o ICenv em cada níveis de eficiência.
Fonte: AUTORIA PRÓRIA, 2014.
Comparando o valor do ICenv (390,83) com os intervalos encontrados, nota-se que é menor que o limite mínimo para nível A, o que deixa a envoltória apta a receber classificação nível A de eficiência energética.
Portanto, conforme a verificação de atendimento ou não aos pré-requisitos, a Tabela 9 apresenta a quais níveis de eficiência a edificação está apta a encaixar-se.
Tabela 9. Nivel de eficiência referente a cada pré-requisito
Pré-requisito Nível de Eficiência
Transmitância Paredes externas Apto para A Cobertura Apto para B Absortância Paredes externas Apto para A Cobertura Apto para C
Iluminação zenital - Apto para A
Índice de consumo
da envoltória - Apto para A
Fonte: AUTORIA PRÓPRIA, 2014.
Visto que o regulamento (BRASIL, 2010) determina que seja considerado o menor nível encontrado para definir o nível de eficiência do sistema, afixa-se nível C de eficiência energética para a envoltória.
7.2 Iluminação
A eficiência do sistema de iluminação foi definida através da densidade de potência instalada. Contudo, alguns pré-requisitos foram afixados a fim de garantir que o sistema funcione apenas quando for efetivamente necessário. Dessa forma, quanto mais elevado o nível de eficiência pretendido, mais restritivos são os pré-requisitos a serem atendidos, conforme apresentado pela Tabela 10.
Tabela 10. Relação entre pré-requisitos e níveis de eficiência Nível de
Eficiência Nível A Nível B Nível C
Divisão dos
circuitos Sim Sim Sim
Contribuição
da luz natural Sim Sim
Desligamento automático do sistema de iluminação
Sim
Nota: Adaptado. Fonte: BRASIL, 2012.
7.2.1 Pré-requisitos
O primeiro pré-requisito estabelicido por Brasil (2010) define que cada ambiente deve possuir ao menos um dispositivo de controle manual de acionamento independente do sistema de iluminação interna. Para ambientes com grandes áreas (maior que 250 m²), o sistema deve ser dividido em parcelas, permitindo que os usuários possam ajustar a iluminação às suas necessidades específicas. No entanto, a edificação não dispõe de ambientes maiores que 250 m², e todos os ambientes possuem dispositivos individuais de acionamento da iluminação. Isto posto, verifica-se que o sistema de iluminação atende a esse pré-requisito sendo assim, está apto a receber nível A.
O pré-requisito referente à contribuição de luz natural determina que a fileira de luminárias próxima às aberturas deve possuir um dispositivo de desligamento (manual ou automático) independente do restante do sistema para propiciar o aproveitamento da luz natural disponível e assim, reduzir o consumo de energia por iluminação artificial (BRASIL, 2010). Inspeções in loco confirmaram o não atendimento a esse pré-requisito, deste modo, o sistema de iluminação poderá receber no máximo, nível B de eficiência energética.
O último pré-requisito é obrigatório para ambientes com área maior que 250 m². Deve-se adotar um dos três métodos de desligamento automático do sistema de iluminação estipulados por Brasil (2010), para evitar que o sistema funcione na ausência de usuários. Vale lembrar que o cumprimento desse
pré-requisito não exclui a necessidade de dispositivos de controle manual no ambiente. Entretanto, devido à ausência de ambientes com área maior que 250 m², este pré-requisito não é aplicável, então o sistema fica apto a receber classificação nível A em eficiência energética. Todavia, o pré-requisito supracitado delimitou o sistema a nível B, segue abaixo o cálculo de densidade de potência para auxiliar na determinação do nível de eficiência do sistema de iluminação.
7.2.2 Densidade de Potência Instalada
O sistema de iluminação da edificação consiste em duas tipologias, a Tabela 11 especifica as características das luminárias utilizadas na maioria dos ambientes, exceto banheiros e área de circulação entre os ambientes onde foram empregadas luminárias menores, com lâmpadas compactas.
Tabela 11. Características das luminárias
Equipamento Características
Luminária Duas lâmpadas com refletor e aletas de alumínio
Lâmpada 18 W
Reator 2 x 18 W
Perdas: 6 W
Potência Total 42 W
Nota: Adaptado. Fonte: LABEEE, 2012.
As 42 luminárias cujas caracteríticas foram descritas na Tabela 11 acima somam uma potência de 1.764 W. As demais luminárias têm potência equivalente a 322 W, totalizando 2.086 W de potência instalada. O mecanismo utilizado para a avaliação do sistema de iluminação foi o método da área, que “avalia de forma conjunta todos os ambientes do edificio e atribui um único valor” (BRASIL, 2010), que deve ser comparado aos valores limites aceitáveis à atividade principal do edifício, como descrito na tabela 12 abaixo. Esse método é aplicável a edificios com até três atividades principais ou para atividades que ocupem mais de 30% da área do edificio (BRASIL, 2010), esse estudo encaixa-se na primeira descrição.
Tabela 12. Limite máximo aceitável de DPIL para ambientes
de escritório em cada nível de eficiência Atividade DPI W/m² (Nível A) DPI W/m² (Nível B) DPI W/m² (Nível C) DPI W/m² (Nível D) Escritório 9,7 11,2 12,6 14,1
Nota: Adaptado. Fonte: BRASIL, 2010.
Logo, para chegar ao valor de densidade de potência instalada, deve-se saber a àrea iluminada (303,8 m²) e a potência de iluminação (2.086 W), dividindo um pelo outro, tem-se DPIL = 6,86 W/m². Ao comparar o valor encontrado com os valores da Tabela 12 acima, observa-se que os dados apresentam valor inferior ao limite mínimo para nível A, isso deixa a edificação apta a receber nível A de eficiência energética. Contudo, mesmo que a densidade de potência instalada tenha proporcionado nível A à classificação do sistema, verifica-se através da observação de atendimento aos pré-requisitos que o mesmo deve receber classificação B por não possuir dispositivos de desligamento independente das luminárias próximas às aberturas que tem o objetivo de promover o aproveitamento da luz natural.
7.3 Condicionamento de Ar
O sistema de condicionamento de ar apresenta apenas um pré-requisito, que se refere à espessura do isolamento térmico para os dutos de ar. Contudo, não há acesso à cobertura, o que impossibilitou a verificação de atendimento a esse pré-requisito para algumas unidades.
Ainda assim, foi possível verificar o pré-requisito para outros aparelhos, a Figura 7 apresenta o isolamento térmico de um dos equipamentos. Pode-se observar que o isolamento da tubulação está deteriorado o que implica no não atendimento a esse pré-requisito, limitando a classificação do sistema ao nível mínimo de eficiência energética “E”, cujo equivalente numérico é 1.
Figura 7: Isolamento térmico dos dutos de ar. Fonte: ACERVO PESSOAL, 2014.
Ainda assim, o sistema foi analisado como determina Brasil (2010). O condicionamento de ar das instalações da edificação em estudo é feito por 9 aparelhos condicionadores de ar cujas capacidades, níveis de eficiência e equivalente numéricos são expostos na Tabela 13.
Tabela 13. Equivalentes numéricos para certificação Capacidade (Btu/h) Qtd. Equipamentos Nível de Eficiência Eq. Numérico 60.000 1 D 2 48.000 1 E 1 24.000 1 A 5 12.000 3 A 5 9.000 3 A 5
Fonte: AUTORIA PRÓPRIA, 2014.
A determinação da eficiência do sistema de condicionamento de ar foi obtida através da multiplicação do coeficiente de ponderação das potências das unidades pelo equivalente numérico das mesmas conforme Tabelas 14 e 15. Esse procedimento foi feito separadamente para a Auto Escola e Despachante, respectivamente.
Tabela 14. Classificação da eficiência do sistema de condicionamento de ar por ponderação de potência Qtde Equipam. Potência (Btu/h) Coef. Ponderação Eq. Numérico Resultado 1 48.000 0,53 1 0,53 2 12.000 0,27 5 1,33 2 9.000 0,20 5 1,00 Total 2,86
Tabela 15. Classificação da eficiência do sistema de condicionamento de ar por ponderação de potência Qtde Equipam. Potência (Btu/h) Coef. Ponderação Eq. Numérico Resultado 1 60.000 0,57 2 1,14 1 24.000 0,23 5 1,14 1 12.000 0,11 5 0,57 1 9.000 0,09 5 0,43 Total 1,00 3,29
Fonte: AUTORIA PRÓPRIA, 2014.
Como consta nas Tabelas 14 e 15 acima, o sistema de condicionamento de ar poderia receber classificação nível C, se considerada apenas a Tabela 14, e nível D para ambas as tabelas. No entanto, fica estabelecido nível E, devido o não atendimento ao pré-requisito, visto que deve-se considerar o menor nível para afixação da classificação do nível de eficiência energética.
7.4 Certificação Global
Para a classificação final de eficiência energética da edificação os valores encontrados no decorrer da pesquisa foram inseridos na Equação 6.
1 0 5 40 , 0 30 , 0 5 30 , 0 b EqNum AU ANC AU APT AU AC EqNum EqNum EqNum AU ANC AU APT AU AC EqNum PT V CA DPI V ENV (Equação 6)Para facilitar a compreensão, o valor referente aos dados utilizados na equação estão relacionados abaixo:
EqNumENV: Equivalente numérico da envoltória: 3; EqNumDPI: Equivalente numérico do sistema de iluminação: 4;
EqNumCA: Equivalente numérico do sistema de condicionamento de ar: 1;
EqNumV: Equivalente numérico de ambientes não condicionado e/ou ventilados naturalmente: não se aplica, 0;
APT: Área útil dos ambientes de permanência transitória (não condicionados): 11,90 m²;
ANC: Área útil dos ambientes não condicionados de permanência prolongada: não se aplica, 0;
AC: Área útil dos ambientes condicionados: 296,98m²; AU: Área útil: 308,88 m²;
b: Pontuação referente a bonificações: não se aplica, 0.
O valor obtido através da aplicação da Equação 6 foi PT = 2,58. Portando, comparando com os valores de PT relacionados à classificação geral, apresentados na Tabela 16, tem-se que o nível de eficiência energética para a parcela avaliada da edificação recebe classificação C.
Tabela 16. Classificação Geral
PT Classificação Final ≥ 4,5 a 5 A ≥ 3,5 a < 4,5 B ≥ 2,5 a < 3,5 C ≥ 1,5 a < 2,5 D < 1,5 E
Nota: Adaptado. Fonte: BRASIL, 2010.
7 Considerações Finais
A envoltória, apesar de ter uma grande área envidraçada voltada à direção oeste, apresentou um índice de consumo baixo, possibilitando que fosse classificada como Nível A em eficiência energética. Contudo, tanto a transmitância como a absortância da cobertura estrapolaram os limítes estabelicidos para os níveis A e B, respectivamente. Sendo assim, o melhoramento do nível de eficiência da envoltória aconteceria caso fossem feitas adequações na cobertura da edificação como, por exemplo, mudança de telhas ou pintura em tons claros da cobertura existente.
Quanto ao sistema de iluminação, que atingiu nível B de eficiência devido ao não atendimento do pré-requisito referente à contribuição de luz natural, fica claro que intervenções nas instalações dos dispositivos de desligamento das luminárias concederiam nível máximo de eficiência ao sistema. O melhoramento da eficiência do sistema de condicionamento de ar é um relativamente mais complicado, já que aparelhos de maior potência como os de 48.000 e 60.000 Btu’s não são comercializados com níveis de excelência em eficiência energética. Todavia, o maior agravante ao baixo nível de eficiência se deve ao não atendimento ao pré-requisito. Deste modo, intervenções nos isolamentos térmicos dos aparelhos elevariam o sistema a nível C de eficiência energética.
Agradecimentos
Primeiramente a Deus, pelo dom da vida e por me dar forças para continuar.
A meus pais, Maria Célia e Basílio Celso Plens, pelo amor incondicional, pelo amparo nas horas difíceis, por acreditarem no meu potencial e jamais terem me deixado desistir.
Às minhas irmãs Darçone, Dalila e Dionara por me mostrarem inúmeras formas de amar e por fazerem parte da minha vida em todos os momentos.
Às minhas avós e meus familiares, pela torcida e orgulho sempre demonstrados durante os telefonemas e visitas.
Ao meu orientador, Luís Ohira, por todas as contribuições e orientação, por sempre me acudir nas horas de desespero.
Ao Professor Dr.-Ing. Marlon Leão, que disponibilizou parte do seu tempo ao esclarecimento das inúmeras dúvidas que surgiram ao longo da realização desse trabalho.
A Valdemir Alcântara, Waldomiro Teodoro, Maurício Bando e equipe, por terem me permitido avaliar a edificação e pela conceção dos projetos, memoriais e informações necessárias à execução desse trabalho.
Ao colega e Engenheiro Civil Mateus Bavaresco, por estar sempre pronto a me atender, pelas horas internáveis ao telefone e por todos os esclarecimentos.
A Roberto Aguiar, pela amizade que se desenvolveu mesmo à distancia e por fazer com que essa mesma distancia parecesse nula, na maioria das vezes. Pelas incansáveis conversas pela internet e por estar sempre disposto a me ajudar.
A Adryana Fernandes, Nathanel Moraes e Jonatas Cecílio pelo auxílio na correção desse artigo.
A Everton Cândido, Sabrina Souza, Lívia Martins, Paula Fenerich, Gisseli Gardin, Adryana Fernandes que assim como eu, mostraram-se fortes para enfrentar os inúmeros desafios dessa jornada, pelos momentos de tristezas e angústias, de amizade e parceria, por terem tornado os últimos anos de graduação mais divertidos.
A Adrielly Dutra, por me ajudar a ver a vida com outros olhos, pela amizade, parceria, companheirismo, e por tornar os meus momentos fora da faculdade mais intensos.
A todos aqueles que fizeram parte desses quase 7 anos e cujo contato se perdeu ao longo do tempo. E àqueles que não acreditaram que esse momento aconteceria e também aos que torceram contra.
Referências
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TÉCNICAS – ABNT. NBR 15220: Desempenho Térmico de Edificações – Parte 2: Métodos de cálculo da transmitância, da capacidade térmica, do atraso térmico e do fator solar de elementos e componentes de edificações. Rio de Janeiro, 2003a. 21 p.
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