ANEXO 3. Considerações para Eficiência Energética no projeto de Edificações Comerciais, de Serviço e Públicas

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ANEXO 3 DADOS RELATIVOS À EFICIÊNCIA ENERGÉTICA

Considerações para Eficiência Energética no projeto de Edificações Comerciais, de Serviço e Públicas

1. Considerações gerais

As edificações comerciais apresentam os maiores consumos energéticos em função dos usos finais de ar condicionado, iluminação artificial e o uso de equipamentos. Assim, o projeto proposto deve dar uma resposta adequada a estes usos finais de forma a minimizar o seu consumo. Para minimização do consumo do ar condicionado é importante considerar a envoltória da edificação de forma a que responda adequadamente às demandas do clima e uso proposto no projeto. Igualmente, os sistemas de condicionamento artificial devem usar estratégias de eficiência energética. A minimização do uso de iluminação artificial se dá através da maximização da iluminação natural integarada ao uso de sistemas eficientes de iluminação artificial.

O projeto arquitetônico deve aplicar soluções que levem a concepção de uma edificação com consumo eficiente de energia. Para isto devem ser consideradas em primeiro lugar propostas de desenho passivo, através da incorporação das estratégias para o zoneamento bioclimático brasileiro, dado pela NBR 15220-3 (ABNT, 2005b)1_{. Além disso, as estratégias de desenho ativo} propostas, quando necessárias, devem propiciar conforto aos usuários considerando o menor consumo de energia possível. Desta forma o projeto deve levar em consideração o clima de Florianópolis com suas características de temperatura, umidade, ventos, insolação e precipitação, entre outras.

1_{Fonte: ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 15.220: Desempenho Térmico para}

Edificações. Rio de janeiro, 2005b. Estratégias de projeto recomendadas pela Norma, por zona bioclimática podem ser encontradas no programa Zoneamento Bioclimático do Brasil - ZZBR (Roriz, 2004).

Fontes de consulta, entre outras: INMET (Instituto Nacional de Meteorologia) disponível em: http://www.inmet.gov.br

Livro: GOULART, S; LAMBERTS,R; FIRMINO S. Dados Climáticos para Projetos e Avaliação Energética de Edificações para 14 Cidades Brasileiras. 2a Ed. Florianópolis: Núcleo de Pesquisa em Construção/UFSC, 1998. 345p.:Il.

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2. Variáveis Climáticas

Algumas das variáveis climáticas para Florianópolis estão relacionadas nos gráficos a seguir.

2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 -10 0.0k 0 0.2k 10 0.4k 20 0.6k 30 0.8k 40 1.0k

°CDAILY CONDITIONS - 1st January (1) W/ m²

LEGEND

Temperature Rel.Humidity

Direct Solar Diffuse Solar Wind Speed Cloud Cover Comfort: Thermal Neutrality

Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec

-10 0.0k 0 0.2k 10 0.4k 20 0.6k 30 0.8k 40 1.0k

°CMONTHLY DIURNAL AVERAGES - Florianopolis -TRY, W/ m²

Figura 1. Gráfico com variáveis climáticas para Florianópolis mostrando as temperaturas ao longo do ano (em vermelho), com valores de temperaturas médias, máximas e mínimas (azul). Faixa de conforto em verde e radiação em amarelo (direta na linha cheia e difusa na linha pontilhada). Fonte: The weather tool.

Figura 2. Gráfico com dados de nebulosidade e insolação para a cidade de Florianópolis a partir das normais climatológicas. Fonte: INMET. www.inmet.gov.br

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Figura 3. Gráfico com dados de umidade e precipitação para a cidade de Florianópolis a partir das normais climatológicas. Fonte: INMET. www.inmet.gov.br

3. Carta Bioclimática

Para projetos que buscam a incorporação de estratégias passivas de desenho é importante o uso da carta bioclimática. Ela mostra as estratégias apropriadas para melhoria do conforto através da relação de temperatura e umidade do local. Para a obtenção da carta podem ser usados arquivos climáticos horários anuais (em formato TRY) ou normais climatológicas, que apresentam valores médios mensais.

A seguir é apresentada a carta bioclimática para a cidade de Florianópolis (Figuras 4 e 5). A Figura 4 e a Tabela 1 mostram as estratégias de projeto necessárias com suas porcentagens ao longo do ano considerando-se o ano todo. A Figura 5 e a Tabela 2 mostram as estratégias de projeto necessárias com suas porcentagens ao longo do ano considerando-se para o ano todo somente o período diurno (das 6:00 as 18:00 horas), que é normalmente o horário de uso de edificações com a tipologia para as atividades do projeto em questão.

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Figura 4. Carta Bioclimática2_{com plotagem de dados para um Ano Típico de Referência considerando}

todas as horas do ano para Florianópolis, com estratégias de projeto a ser consideradas3_.

Tabela 1. Resultado do relatório fornecido pelo programa Analysis Bio para a cidade de Florianópolis, utilizando o arquivo TRY considerando-se o ano todo com todas as horas do dia.

ANO TODO

DATAS E HORAS ESPECÍFICAS Dia e Mes Inicial: 01/01

Dia e Mes Final: 31/12 Total de Horas: 8760 Pressão: 101.49 KPa GERAL Conforto:21% Desconforto:78.9% -Frio:40.8% -Calor:38.2% ESTRATÉGIAS PARA

DESCONFORTO POR CALOR 2. Ventilação: 36.4%_{3. Resfr. Evap.: 0.89%} 4. Alta Inércia p/ Resfr.: 0.936% 5. Ar Condicionado: 1.72% ESTRATÉGIAS PARA

DESCONFORTO POR FRIO 7. Alta Inércia Termica/Aquecimento Solar: 35.4%_{8. Aquecimento Solar Passivo: 3.84%} 9. Aquecimento Artificial: 1.54%

NECESSIDADE DE SOMBREAMENTO

Porcentagem: 56.7 %

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Conforme os dados apresentados acima, para o ano todo e considerando todas as horas do dia a porcentagem de desconforto é muito maior com 78.9% enquanto a de conforto é de 21%. E neste caso o desconforto é ocasionado de forma muito equilibrada por frio (40,8%) e por calor (38,2%) (Tabela 1).

Já quando observado somente o período diurno (Figura 5) esta situação muda um pouco, ficando a porcentagem de conforto geral de 35.2% e a de desconforto de 64.7%, sendo o desconforto por frio de 26.4% e por calor de 38.3% conforme mostrado na Tabela 2.

Figura 5. Carta Bioclimática4_{com plotagem de dados para um Ano Típico de Referência para}

Florianópolis considerando o periodo diurno, com estratégias de projeto a ser consideradas5_.

Tabela 2. Resultado do relatório fornecido pelo Analysis Bio para a cidade de Florianópolis, utilizando o

arquivo TRY considerando-se o ano todo e somente as horas do período diurno

PERIODO DIURNO

DATAS E HORAS ESPECÍFICAS Dia e Mes Inicial: 1/1

Dia e Mes Final: 31/12 Total de Horas: 4745 Pressão: 101.49 KPa GERAL Conforto:35.2% Desconforto:64.7% -Frio:26.4% -Calor:38.3% ESTRATÉGIAS PARA

DESCONFORTO POR CALOR 2. Ventilação: 35.1%_{3. Resfr. Evap.: 1.58%} 4. Alta Inércia p/ Resfr.: 1.66% 5. Ar Condicionado: 3.14% ESTRATÉGIAS PARA

DESCONFORTO POR FRIO 7. Alta Inércia Térmica/Aquecimento Solar: 22.8%_{8. Aquecimento Solar Passivo: 2.76%} 9. Aquecimento Artificial: 0.927%

NECESSIDADE DE SOMBREAMENTO

Porcentagem: 69.9 %

4_{Toma-se como recomendação que, para os pontos que ficam à direita dos 20 graus de temperatura, deve ser usada a}

estratégia de sombreamento junto com as outras indicadas.

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De forma geral, para Florianópolis é importante considerar estratégias tanto para desconforto por calor quanto por frio. Porém para o período diurno, que são as horas de maior uso da tipologia em questão, a maior porcentagem de desconforto é dada por calor, conforme mostrado na Tabela 2. Para o desconforto por calor são importantes as estratégias de sombreamento para 69% do período e de ventilação natural para 35,1% do período diurno do ano. E para o desconforto por frio são importantes as estratégias de alta inércia térmica combinada com aquecimento solar em 22,8% do período diurno do ano.

Além disso, na tipologia de edificações comerciais, de serviços e públicas, devem ser considerados também a influência dos ganhos de calor interno devidos à ocupação dos usuários e ao uso de equipamentos.

4. Carta Solar e Rosa dos Ventos

Ferramentas como a carta solar são de grande ajuda para definição das necessidades da envoltória, assim como a implantação da edificação em função da melhor orientação. Alguns programas como o SOL–AR6_{, permitem a obtenção da carta solar de acordo com a latitude,} ajudando no desenho de proteções solares. É também possível verificar as variações de temperatura incorporadas à carta solar, para os períodos até 21 de junho (Figura 6) e após 21 de junho (Figura 7). Informações sobre ventos também podem ser obtidas no programa, mostrando as velocidades predominantes por direção (Figura 8) e por frequência de ocorrência (Figura 9), assim como a porcentagem para ventos ausentes por estação (Tabela 3). As figuras a seguir mostram os dados acima colocados, para a cidade de Florianópolis, SC.

Figura 6. Temperaturas plotadas sobre a carta solar de Florianópolis, para o período até 21 de junho (ANALYSIS SOL-AR, 2005)

Figura 7. Temperaturas plotadas sobre

a carta solar de Florianópolis, para o período após 21 de junho (ANALYSIS SOL-AR, 2005)

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Figura 8. Rosa dos ventos por velocidades predominantes por direção para cidade de Florianópolis (ANALYSIS SOL-AR, 2005)

Figura 9. Rosa dos ventos para a cidade de Florianópolis por Freqüência de ocorrência (ANALYSIS SOL-AR, 2005)

Tabela 3. Porcentagem de ventos ausentes por estação para a cidade de Florianópolis (ANALYSIS SOL-AR, 2005)

Ventos ausentes (%)

Primavera Verão Outono Inverno

Madrugada 28.7 28.8 38.7 33.3

Manhã 18.9 19.3 31.2 24.6

Tarde 5.7 4.7 6.3 8.6

Noite 18.0 21.2 30.1 26.0

Links relacionados:

Instituto Nacional de Metereologia – INMET - Site institucional: www.inmet.gov.br

Programa Analysis Bio. Laboratório de Eficiência Energética de Edificações – LabEEE da Universidade Federal de Santa Catarina – UFSC:Disponível em: http://www.labeee.ufsc.br/downloads/softwares/analysis-bio

Programa Analysis Sol-Ar. LabEEE/UFSC 2005: Disponível

em:http://www.labeee.ufsc.br/downloads/softwares/analysis-sol-ar

Programa Zoneamento Bioclimático do Brasil - ZZBR (Roriz, 2004). Disponível em: http://www.labeee.ufsc.br/downloads/softwares/zbbr

Outras informações sobre eficiência energética de edificações podem ser encontradas em: LAMBERTS, R; DUTRA,L; PEREIRA,F. Eficiência Energética na Arquitetura. Ed. PW. São Paulo, 1997. 192. P.:Il.