O Ciclo de Vida Energético de Residencias

Metodologia de análise do ciclo de vida energético de edificações residenciais brasileiras

• O objetivo da pesquisa de TAVARES (2006) foi identificar e quantificar os eventos significativos que influenciam o consumo de energia, em todas as suas fontes, ao longo do ciclo de vida de edificações residenciais brasileiras. 

Foi proposta uma metodologia para o cálculo total de energia embutida na edificação em contraponto ao consumo operacional pelos usos finais de equipamentos da edificação. A metodologia foi aplicada em cinco modelos que simulam as principais características físicas e ocupacionais das edificações residenciais brasileiras considerando um ciclo de vida de 50 anos. 

• Como um parâmetro de sustentabilidade foi calculada a geração de CO2 por fases do ciclo de vida e materiais utilizados. Os resultados entre os cinco modelos apresentam valores de consumo energético no ciclo de vida da ordem de 15,01 GJ/m2 a 24,17 GJ/m2, considerados baixos em comparação aos valores internacionais de países desenvolvidos, na ordem de 50 GJ/m2 a 90 GJ/m2; porém as condições climáticas desses elevam o consumo operacional para climatização. 

A energia embutida inicial variou de 4,10 GJ/m2 a 4,90 GJ/m2 e a total de 5,74 GJ/m2 a 7,32 GJ/m2, o que equivale a 29% a 49% de todo o ciclo de vida, destacando a relevância sobre a energia embutida. Nos resultados destacam-se ainda a geração de CO2, as influências no consumo de energia pelas diferentes tipologias, renda familiar, número de habitantes e área construída; além da quantidade de energia consumida no processo de fabricação dos materiais empregados e em etapas indiretas como o desperdício e transportes.

Regulamentação para Etiquetagem Voluntária: 

De Nível de Eficiência Energética de Edifícios Comerciais, de Serviço e Públicos:

• A Lei No 10.295 de 17 de outubro de 2001, (regulamentada pelo Decreto Nº 4.059 de 19 de dezembro de 2001) foi criada após a crise energética de 2001. Ela dispõe sobre a política nacional de conservação e uso racional de energia, estabelecendo que os níveis máximos de consumo de energia, ou mínimos de eficiência energética, de máquinas e aparelhos consumidores de energia fabricados ou comercializados no país, bem como as edificações construídas, serão estabelecidos com base em indicadores técnicos e regulamentação específica coordenados pelo Ministério de Minas e Energia.

Com base nessa lei foi pensada a “Regulamentação de etiquetagem voluntária de nível de eficiência energética de edifícios comerciais e públicos” para o Brasil.

• Este projeto foi desenvolvido pelo Laboratório de Eficiência Energética em Edificações (Labeee) da Universidade Federal de Santa Catarina – UFSC, através do convênio com a Eletrobrás como parte do programa PROCEL Edifica e está disponível em:

http://www.labeee.ufsc.br/eletrobras/reg.etiquetagem.voluntaria.html.

A regulamentação foi aprovada em setembro de 2006 pelo Comitê Gestor de Indicadores e Níveis de Eficiência Energética - CGIEE e pelo Ministério de Minas e Energia – MME e é de caráter voluntário. Já se encontra em período de testes e após cinco anos será de caráter obrigatório. É utilizada para edifícios com área mínima de 500 m2 ou com tensão de abastecimento superior ou igual a 2,3 kV. A etiquetagem avalia as edificações a partir do desempenho de três requisitos aos quais são atribuídos diferentes pesos:

• Eficiência e potência do sistema de iluminação com peso 30%,
• Eficiência do sistema de condicionamento de ar com peso 40%, e
• Desempenho da envoltória com peso 30%.

Além disto há outras iniciativas que podem aumentar em até um ponto a classificação geral da edificação, sendo que a classificação geral do edifício varia de nível A (mais eficiente) até nível E (menos eficiente).

Regulamentação para Etiquetagem Voluntária: 

De Nível de Eficiência Energética de Edifícios Residenciais:

• O convênio do LabEEE/UFSC com a Eletrobrás como parte do programa PROCEL Edifica também visa a elaboração de uma regulamentação para etiquetagem de eficiência energética para o setor residencial. 

Esta regulamentação está sendo desenvolvida na mesma linha da regulamentação para etiquetagem de edifícios comerciais, e se encontra também em acordo com o desenvolvimento do subprojeto energia do projeto Finep “Tecnologias para a construção habitacional mais sustentável” anteriormente descrito. A etiquetagem leva em consideração a envoltória da edificação, iluminação natural e artificial, condicionamento do ar e aquecimento de água. Pretende-se aprovar esta regulamentação até o final de 2007.

Projeto Casa Eficiente:

• A Casa Eficiente, localizada em Florianópolis-SC, é resultado de uma parceria firmada entre a ELETROSUL/ELETROBRAS/PROCEL e o Laboratório de Eficiência Energética em Edificações (LabEEE), da Universidade Federal de Santa Catarina. 

O projeto arquitetônico, de autoria das arquitetas Alexandra Albuquerque Maciel e Suely Ferraz de Andrade, incorpora estratégias de adequação climática, eficiência energética e uso racional da água, as quais foram reunidas em uma edificação residencial que funciona como vitrine de tecnologias e laboratório de pesquisa (MACIEL et al, 2006) (Casa Eficiente, 2006). Dentre as estratégias incorporadas ao projeto, podem-se destacar:

• Orientação da edificação definida em função das condições de insolação e ventilação do entorno, visando o aproveitamento da radiação solar para geração de energia fotovoltaica e aquecimento de água, bem como a captação dos ventos predominantes;
• Aproveitamento da ventilação cruzada, favorecida pela disposição das esquadrias em fachadas opostas em cada ambiente;
• Emprego de dispositivos de sombreamento nas aberturas: proteções solares projetadas de acordo com as condições de exposição solar de cada fachada, e venezianas incorporadas às esquadrias;
• Emprego de elementos redutores da velocidade do vento sul, indesejável no inverno;
• Concentração da área molhada no lado oeste (cozinha, área de serviço e banheiro), privilegiando os ambientes de maior permanência com a localização no lado leste;
• Emprego de materiais isolantes térmicos nas paredes externas e coberturas e utilização de vidros duplos nas esquadrias, favorecendo o isolamento térmico e acústico dos ambientes;
• Uso de teto-jardim, para redução dos ganhos de calor advindos da cobertura;
• Uso de materiais renováveis e de produção local, com menor impacto ambiental (madeira de florestamento, aproveitamento do entulho do antigo piso existente no local como agregado na composição do concreto);
• Resgate de soluções termicamente adequadas da arquitetura vernacular, a exemplo do fogão a lenha, aquecendo o interior da casa no inverno;
• Aproveitamento de água da chuva para fins não potáveis (descarga do vaso sanitário, lavagem de roupas e de piso);
• Tratamento de efluentes de banho, lavagem de roupas e lavatório em um leito cultivado (zona de raízes), para utilização na irrigação do jardim;
• Uso de coletores solares para aquecimento de água e aquecimento ambiental nos quartos;
• Uso de eletrodomésticos com selo de eficiência energética (selo PROCEL);
• Geração de energia solar fotovoltaica interligada à rede;
• Acessibilidade para portadores de necessidades especiais.

Atualmente a Casa Eficiente é também a sede do LMBEE (Laboratório de Monitoramento Bioclimático e Eficiência Energética), responsável pelo desenvolvimento de pesquisas científicas destinadas a avaliar o desempenho termo-energético da Casa Eficiente, bem como a eficácia das estratégias de uso racional da água incorporadas ao projeto. Os resultados do monitoramento, em fase de implementação, serão divulgados ao público através da internet.

Site do projeto: http://www.casaeficiente.com.br

Centro Experimental:

De Tecnologias Habitacionais Sustentáveis – CETHS:

• Projeto desenvolvido pelo grupo de pesquisa em Edificações e Comunidades Sustentáveis do NORIE, vinculado ao Curso de Pós-graduação em Engenharia Civil (CPGEC) e ao Departamento de Engenharia Civil da UFRGS.

O objetivo foi construir um centro de demonstração e divulgação de tecnologias sustentáveis, destinado a habitações de interesse social para Porto Alegre. Visou à incorporação de aspectos de sustentabilidade num programa que previu a implantação de um projeto sustentável completo, que abrange desde aspectos referentes à unidade habitacional até aspectos relativos à infra-estrutura urbana da área (SATTLER et al., 2003; CETHS, 2001). Dentro do projeto foi desenvolvido um protótipo de habitação (Figura 7), que considera diferentes critérios de sustentabilidade, entre os quais:

• Edificações projetadas de acordo a princípios bioclimáticos, com uso de técnicas solares passivas;
• Uso de biodigestores no processamento de resíduos para produção de biogás;
• Uso de isolamento térmico para telhado, paredes e piso. No telhado propõem a utilização de chapas de offset reutilizadas como isolante;
• Uso de fontes de energia alternativas, através da previsão da instalação progressiva de sistemas como células fotovoltaicas e turbinas eólicas, e do uso de energia solar para aquecimento de água;
• Uso de fogão a lenha, aproveitado para cocção de alimentos, aquecimento do ambiente e aquecimento de água para banho;
• Uso de catavento (energia eólica) para ajudar no bombeamento da água do poço artesiano até o reservatório;
• Uso de paisagismo produtivo, como barreira para ventos e para evitar ganho solar indesejável;
• Programa espacial flexível que pode ser ampliado através de um espaço de trabalho ou quarto.

Site do projeto: http://www.cpgec.ufrgs.br/norie/ceths/index2.htm

Metodologia de análise do ciclo de vida energético de edificações residenciais brasileiras

Projeto Primavera Office Green:

• Edifício comercial projetado para a Primavera ABPS por MOS Arquitetos Associados. Foi desenvolvido tendo como objetivo uma certificação LEED e será construído na cidade de Florianópolis-SC. Foi ganhador do III Grande Prêmio de Arquitetura Corporativa 2006 (Brasil), na categoria Green Building.

A certificação LEED do USGBC foi o eixo norteador das ações desenvolvidas em todas as etapas de projeto, o que causou uma dinâmica diferente da que se têm normalmente nos projetos. Foram realizados diversos estudos e consultorias entre os quais inicialmente foram dadas diretrizes gerais de projeto para cada projetista contendo as metas a serem atingidas e a forma de implementá-las. 

• Este trabalho envolveu equipes de trabalho de diversas áreas: arquitetura, sistemas de condicionamento de ar, elétrica, hidro-sanitária, estrutural, construção, consultores ambientais e o empreendedor, tendo-se como premissa inicial constante o conceito de sustentabilidade na edificação e que o projeto atingisse a certificação LEED (Triana, Lamberts et al, 2006). 

O LabEEE (Laboratório de Eficiência Energética da UFSC) e o LabCon (Laboratório de Conforto ambiental da UFSC) foram consultores no processo de desenvolvimento sustentável do projeto.

A certificação LEED avalia: implantação sustentável, uso racional da água, eficiência energética, materiais e recursos e qualidade ambiental interna da edificação. 

Diretrizes para o Desenvolvimento de um Projeto Sustentável:

Para as edificações atingirem um nível de sustentabilidade devem seguir umas diretrizes que segundo Triana (2005), podem estar englobadas nas seguintes categorias e são descritas a seguir:

• Escolha de um entorno sustentável;
• Uso racional dos recursos naturais;
• Promoção e manutenção da qualidade ambiental interna da edificação;
• Características do projeto;
• Aspectos sócio-econômicos.

Escolha de um entorno sustentável:

• Escolha de local para o projeto de acordo com critérios de sustentabilidade: Para novos projetos deve-se dar preferência à implantação de empreendimentos em áreas urbanas com infra-estrutura existente, privilegiar a revitalização urbana e a urbanização de áreas degradadas.

Para evitar processos de erosão, o traçado das ruas nas encostas de morros deve seguir o sentido das curvas de níveis. Deve-se evitar a retirada desnecessária da cobertura vegetal, assim como promover o plantio de grama e arborização nas calçadas com árvores nativas; cultivar espécies de plantas medicinais e implantar hortas comunitárias nos jardins dos empreendimentos; e impor um limite de ocupação de acordo à capacidade ambiental e econômica do local.

• Implantação sustentável do projeto: Dar preferência à utilização de uma taxa de ocupação menor do que a permitida pelo plano diretor no terreno, para promoção de maior permeabilidade.

Incentivar e priorizar o pedestre e o uso de transporte alternativo: Dar preferência à implantação de empreendimentos próximos ao transporte público, considerando 400m de 2 ou mais linhas de ônibus. Considerar também que estejam perto de locais de trabalho, residências, facilidades comerciais e culturais e de espaços verdes públicos. 

• Também deve-se priorizar o pedestre; incentivar o uso da bicicleta com ciclovias sombreadas independentes do sistema viário e espaços adequados na edificação para depósito das bicicletas, considerando o uso de chuveiros e vestiários para edifícios comerciais. Também é importante não exceder a capacidade de estacionamento dos limites impostos pelos planos diretores e fornecer estacionamento para veículos coletivos dentro do empreendimento em locais privilegiados.

Uso de paisagismo exterior para reduzir ilhas de calor interna e externamente no projeto: Promover a redução do efeito de ilhas de calor através da utilização de árvores nativas, do uso de pavimentação mais permeável e com materiais mais reflexivos. 

• Para os estacionamentos, locar ao menos 50% deles no subsolo (ou fornecer proteção com sombreamento) ou, no mínimo para 50% dele, usar pavimentação semipermeável. Também é aconselhável propor o uso de coberturas com alta refletância ou com utilização de teto jardim.

Uso racional dos recursos naturais:

• Uso racional da água: Os empreendimentos devem considerar a proteção ao ambiente marinho e hídrico; fazer captação e uso da água de chuva e reuso de águas cinzas, buscando o menor uso possível de água potável dentro do projeto. 

É importante buscar a redução do consumo geral de água da edificação em 20% a 30% através do uso de metais e louças de banheiros que utilizem menor quantidade de água; promover a infiltração de água de chuva tratando-a no local e promover o uso correto da rede de drenagem pluvial. Nessa mesma linha deve-se evitar a impermeabilização total do terreno para promover a recarga do aqüífero; evitar a contaminação do lençol freático e implantar um sistema de tratamento de esgoto ecológico.

• Promoção da eficiência energética na edificação: O objetivo principal do uso racional da energia nas edificações deve ser buscar a redução no consumo de energia e o aumento no uso de fontes alternativas: solar térmica, fotovoltaica, eólica, biomassa, biogás, entre outras. 

De forma geral os fatores que devem ser cuidados dentro da edificação para reduzir o consumo de energia são: consumo na iluminação; desempenho térmico da edificação, que pode criar necessidade de condicionamento artificial; energia gasta para aquecimento de água; e a energia gasta em aparelhos de condicionamento térmicos e eletrodomésticos. A aplicação de critérios de projeto bioclimático desde a concepção inicial do projeto é a chave para um melhor desempenho térmico da edificação.

• Escolha e uso de materiais para o projeto com base em critérios sustentáveis: Deve-se fazer uso restrito de materiais com alto valor energético e materiais que representem danos a saúde. A especificação de materiais deve ser feita em função da durabilidade, do transporte (dando preferência a materiais locais e regionais) e do custo energético do material (baseado no ACV – Análise do Ciclo de Vida, que considera sua extração, transporte, fabricação, incorporação na obra e seu potencial de reutilização).

Promoção da reciclagem e recuperação de resíduos dentro da edificação: Realizado através da minimização do desperdício; separação de lixo orgânico do reciclável e minimização, reaproveitamento e adequado uso final do entulho das obras.

• Evitar emissões atmosféricas vindas de equipamentos instalados no edifício que afetem a camada de ozônio: Devem-se minimizar as emissões de sustâncias que a afetem a camada de ozônio durante a operação do edifício e promover o uso de sistemas de condicionamento ambiental sem uso de gases refrigerantes CFC (Clorofluorcarbono).

Promoção e Manutenção: 

Da qualidade ambiental interna da edificação:

• Poluentes de ar: O objetivo é manter o ar interno da edificação livre de poluentes, reconhecendo as áreas com fontes poluidoras durante o zoneamento da edificação e colocando-as distantes das áreas principais de ocupação. 

Também se deve promover o controle ambiental da fumaça de tabaco dentro das edificações comerciais, proibindo fumar em ambientes fechados ou criando uma área exclusiva para este fim. É importante também especificar materiais como adesivos, seladores, pinturas, carpetes e madeira composta com baixo conteúdo de VOC (Compostos orgânicos voláteis).

• Edificação com níveis de conforto térmico de acordo com o estabelecido pelas zonas climáticas: A temperatura do ar e a umidade relativa dentro das edificações devem manter-se em níveis aceitáveis tanto em espaços ventilados naturalmente quanto mecanicamente, de forma a mantê-lo dentro do estabelecido nas zonas climáticas brasileiras de NBR 15220-3 (ABNT, 2005). 

O projeto de Norma 02:136.01-004:2002 (COBRACON) de desempenho de edifícios habitacionais de até 5 pavimentos dá parâmetros para transmitância (U) e capacidade térmica (CT) para as paredes; e transmitância (U) e absortância (α) para as coberturas para as diversas zonas climáticas brasileiras, estabelecendo diferentes níveis de desempenho aos quais devem ser baseados os projetos. O projeto de norma também faz recomendações à respeito do tamanho das aberturas e do sombreamento para as aberturas das paredes externas, considerando-o obrigatório para janelas de dormitórios.

• Promoção de ventilação natural na edificação: Os principais objetivos da ventilação natural nas edificações é evitar gastos com energia através do uso de aparelhos condicionadores de ar e criar ambientes mais saudáveis e com boa circulação de ar. Isto pode ser obtido através da ventilação cruzada nos ambientes, efeito chaminé por meio de aberturas em diferentes alturas, uso de elementos como pátios dentro do projeto.

Maximizar a Iluminação Natural dentro da edificação: Deve ser garantido o acesso visual ao exterior no mínimo em 90% dos espaços ocupados; utilizar o perímetro da edificação para tarefas visuais mais críticas; privilegiar o uso de cores claras no interior da edificação para melhoria do desempenho da luz natural; usar vidros com desempenho de acordo com a fachada em que se localizam e evitar o impacto do edifício nas edificações vizinhas em relação à entrada de luz. 

• Na iluminação artificial deve-se evitar o uso excessivo de luminárias e a poluição de luz que sai do edifício; garantir uma integração maior entre a iluminação natural e artificial; fazer uso de lâmpadas e luminárias mais eficientes; não projetar espaços com profundidade superior a 2,5 vezes a altura do piso até as vergas das janelas; e preferir o uso de luz pontual no plano de trabalho somado a uma iluminação geral distribuída com menor potência, principalmente no caso de edificações comerciais.

Proporcionar um bom desempenho na edificação relativo ao ruído e acústica: Muitas das características de desempenho acústico da edificação já estão determinadas com as dimensões e forma da edificação, por isso a importância de que seja pensado desde a fase inicial do projeto. O objetivo é atenuar ruídos nas principais áreas de ocupação através da envoltória (paredes e piso da edificação), trabalhando esses componentes com materiais que sejam isolantes acústicos. 

• Atenção especial deve ser dispensada a paredes divisórias e entre pisos de salas em edifícios comerciais e edificações residenciais multifamiliares. Por fim, deve-se considerar um zoneamento diferenciado para locais geradores de ruído.

Características do projeto:

• Prever flexibilidade e adaptabilidade do projeto para adaptação a novos usos e sistemas técnicos: Espera-se que o projeto do edifício favoreça a desmontagem, reciclagem e reutilização dos componentes da edificação, de forma que não se tenham grandes custos financeiros e energéticos (de material). 

Também dever ser garantida uma facilidade a mudanças futuras da edificação, em ocupação, na envoltória, modificação de sistemas técnicos e tipo de suprimento de energia. Neste sentido conceitos como a racionalização e modulação adquirem um papel muito importante no projeto.

• Processo de projeto multidisciplinar e integrado: Promover um processo de projeto multidisciplinar e integrado desde o início do projeto, se destaca com grande importância para o projeto de edificações mais sustentáveis, apoiado no estudo climático do local, o qual define as estratégias de saída do projeto.
• Promover maior manutenção das qualidades internas e externas da edificação sem necessidade de usos mecânicos e fornecer um alto controle aos ocupantes do edifício sobre os sistemas técnicos: É importante fornecer um alto nível de controle aos ocupantes do edifício sobre os sistemas técnicos de ventilação e iluminação; projetar para manter as funções fundamentais do edifício no caso de falta de energia e para garantir a operação parcial dos sistemas técnicos; e pensar na sua manutenção. 

Manter projetos e documentação as built, a fim de evitar problemas futuros nas reformas; e fazer comissionamento dos sistemas técnicos dos edifícios.

Aspectos sócio-econômicos

• Dentre eles deve considerar-se a aplicação dos critérios de Desenho Universal nos projetos (NBR 9050, 2004); e a maximização ao apoio à economia local através do uso de materiais e mão de obra local.

Outras Considerações:

• Diante o exposto, percebe-se que a redução do impacto da construção civil não é uma tarefa simples e exige ação em diversos tópicos de forma combinada e simultânea, desde a etapa mais preliminar possível. Requisitos relacionados ao uso da energia, da água, qualidade do ar interno e especificação de materiais, entre outros, devem ser pensados desde a concepção do empreendimento.

As ferramentas para avaliação da sustentabilidade de edifícios, que incluam requisitos ambientais, sociais e econômicos podem ser de grande auxílio a projetistas e construtores, uma vez que se tornam um guia de orientação na escolha de alternativas construtivas e tecnológicas de menor impacto ao meio-ambiente. 

• Na medida em que os projetos são pensando de forma coerente com o ambiente em que estão inseridos, haverá menor consumo de recursos com menores custos de manutenção tanto em termos de energia, água e materiais.

A sustentabilidade nas edificações, além de contribuir para a redução do impacto ao meio ambiente, apresenta-se como uma das perspectivas para a promoção do bem estar social e aumento da produtividade dos usuários. 

• Mas apesar das incontestáveis melhorias que estas alternativas tecnológicas podem resultar, é imprescindível que haja uma reeducação da população, atentando sobre as mudanças climáticas que vêm ocorrendo e o futuro do planeta, para que cada um contribua fazendo a sua parte com consciência ecológica.

O Ciclo de vida energético de edificações residenciais