Apostila. Hiperlivro EtiqEEE

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1 Apostila Hiperlivro EtiqEEE

2 Universidade Federal de Santa Catarina Centro Tecnológico Arquitetura e Urbanismo Apostila Hiperlivro EtiqEEE Florianópolis Terceira edição 1

3 Apostila Hiperlivro EtiqEEE Autores LabCon/ARQ/UFSC Arq. Evelise Leite Didoné, MSc. Arq. MarceloGalafassi, MSc. Arq. Raphaela Walger da Fonseca, MSc. Acad. Luíza de Castro, Arq. e Urb. Acad. Mariana Pamplona, Arq. e Urb. Acad. Mary A. Yamakawa, Arq. e Urb. Hiperlab/CCE/UFSC Acad. Bettina M. D avila, Design Gráfico Acad. Fernando Pires, Arq. e Urb. Acad. Marina Pinho, Design Gráfico Coordenação Prof. Fernando Oscar Ruttkay Pereira, Ph.D - LabCon Profª. Alice Theresinha Cybis Pereira, Ph.D - Hiperlab 2

4 Sumário Definições, símbolos e unidades...5 Glossário de definições, símbolos e unidades do RTQ...6 Introdução...17 Apostilas...18 Procedimento de Determinação da Eficiência...19 Classificações Parciais do Edifício...19 Classificação Geral do Edifício...20 Bonificações...22 Pré-requisitos Gerais...28 Pré-requisitos Específicos...33 Material Complementar...34 Edifício Exemplo...34 Envoltória...36 Pré-requisitos Específicos...37 Pré-requisitos para Nível A...45 Pré-requisitos para Nível B...46 Pré-requisitos para os Níveis C e D...47 Procedimento de Determinação da Eficiência...47 Classificação...61 Sumário 3

5 Sistema de Iluminação...65 Pré-Requisitos Específicos...66 Procedimentos de Determinação da Eficiência...66 Método da área...67 Método das atividades...71 Índice de Ambiente (K)...77 Room C avity Ratio (RCR)...79 Sistema de Condicionamento de Ar...81 Pré-requisitos Específicos...82 Aparelhos Avaliados...83 Aparelhos não Avaliados...90 Sistemas Centrais...94 Tabelas para Avaliação Determinação da Eficiência Considerações Finais Simulação Como obter uma etiqueta? WebPrescritivo Sumário 4

6 Definições, símbolos e unidades No capítulo inicial do regulamento, são apresentadas definições de termos, símbolos e unidades utilizadas nos capítulos seguintes. Definições Símbolos e Unidades 5

7 Definições, símbolos e unidades A Abertura: Todas as áreas da envoltória do edifício com fechamento translúcido ou transparente, que permitem a entrada da luz, incluindo janelas, painéis plásticos, claraboias, portas com mais da metade da área de vidro e paredes de blocos de vidro. Excluem-se vãos sem fechamentos e elementos vazados como cobogós. Dica! 1 O AHS diz respeito à proteções solares verticais. Para analisá-las é necessário verificar a PLANTA. AC: Área Condicionada (m²): Área de piso dos ambientes condicionados. Aenv: Área da envoltória (m²): soma das áreas das fachadas e empenas e da área de cobertura, incluindo a área das aberturas. AHS AHS: Ângulo horizontal de sombreamento: Ângulo formado por dois planos verticais: o primeiro plano é o que contém a base da folha de vidro (ou material translúcido); o segundo plano é formado pela extremidade mais distante da proteção solar vertical e a extremidade oposta da base da folha de vidro (ou material translúcido). Ambiente: Espaço interno de um edifício fechado por superfícies sólidas, tais como paredes ou divisórias, teto e piso, e por dispositivos operáveis, tais como janelas e portas. Ambiente condicionado: Ambiente fechado (incluindo fechamento por cortinas de ar) atendido por sistema de condicionamento de ar. Ambiente de permanência prolongada: Ambiente de ocupação contínua por um ou mais indivíduos. Inclui escritórios, área de venda de mercadoria, salas de aulas, cozinhas, áreas de refeição, circulação de público em shoppings centers fechados, laboratórios, consultórios, saguões de entrada onde haja portaria ou recepção com ocupante, locais para prática de esportes, etc. Não são ambientes de permanência prolongada garagens e estacionamentos, depósitos, despensas, banheiros, áreas de circulação em geral, áreas técnicas onde a ocupação não é frequente, etc. Os ambientes listados nesta definição não excluem outros não listados. Dica! 1 6

8 ANC: Área não-condicionada (m²): Área de piso dos ambientes não condicionados de permanência prolongada com comprovação de conforto por simulação. Ambientes naturalmente ventilados sem comprovação de conforto por simulação não fazem parte do cômputo de ANC. Apcob: Área de projeção da cobertura (m²). É a área de projeção horizontal da cobertura, incluindo terraços cobertos ou descobertos. É utilizada para o cálculo do fator altura. Ape: Área de projeção do edifício: Para edifícios de formato uniforme, é a área de projeção horizontal; para edifícios de formato irregular, é a média das áreas de projeção dos pavimentos, excluindo-se os subsolos. É utilizada para a escolha da equação final do índice de consumo. Área de Permanência Transitória: APT (m²): Área útil dos ambientes de permanência transitória, desde que não condicionados. Garagens e estacionamentos não entram no cálculo da APT. Atot: Área total de piso (m²): Soma das áreas de piso fechadas de construção, medidas externamente. Dica! 2 O AVS diz respeito à proteções solares horizontais. Para analisá-las é necessário verificar o CORTE. AVS AU: Área útil (m²): Para esta regulamentação, a AU é a área realmente disponível para ocupação, medida entre os paramentos internos das paredes que delimitam o ambiente, excluindo garagens. AVS: Ângulo vertical de sombreamento: Ângulo formado por dois planos que contêm a base da abertura: o primeiro é o plano vertical na base da folha de vidro (ou material translúcido); o segundo plano é formado pela extremidade mais distante da proteção solar horizontal até a base da folha de vidro (ou material translúcido). C Dica! 2 CA: Sistema de Condicionamento de ar: Processo de tratamento de ar destinado a controlar simultaneamente a temperatura, a umidade, a pureza e a distribuição de ar de um meio ambiente. Caixilho: Moldura onde são fixados os vidros de janelas, portas e painéis. 7

9 Capacidade Térmica (C): Quantidade de calor necessária para variar em uma unidade a temperatura de um sistema. Cobertura não aparente: Cobertura sem possibilidade de visualização por pedestres situados na calçada do logradouro do edifício. No caso de o edifício ter acesso a mais de uma rua ou avenida, deve-se considerar o logradouro principal. Coeficiente de Performance (COP): Pode ser definido para as condições de resfriamento ou aquecimento. Para resfriamento, segundo a norma ASHRAE 90.1, é a razão entre o calor removido do ambiente e a energia consumida, para um sistema completo de refrigeração ou uma porção específica desse sistema sob condições operacionais projetadas. Para aquecimento, segundo a norma ASHRAE 90.1, é a razão entre o calor fornecido ao ambiente e a energia consumida, para um sistema completo de aquecimento por bomba de calor, incluindo o compressor e, se aplicável, o sistema auxiliar de aquecimento, sob condições operacionais projetadas. Coeficiente Integrado de Performance (ICOP): Grandeza que expressa o COP de refrigeração em carga parcial para unidades de condicionamento de ar unitárias, ponderando a eficiência do equipamento quando este opera em diferentes capacidades de carga. Coletor Solar: Dispositivo que absorve a radiação solar incidente, transferindo-a para um fluido de trabalho, sob a forma de energia térmica. D DCI: Densidade de carga interna (W/m²): É aquela proporcionada pela ocupação dos ambientes ou do edifício e pelo uso de equipamentos e da iluminação. DPI: Densidade de Potência de Iluminação (W/m²): Razão entre o somatório da potência de lâmpadas e reatores e a área de um ambiente. DPIL: Densidade de Potência de Iluminação (W/m²): Limite máximo aceitável de DPI. Definições Símbolos e Unidades 8

10 E Edifícios Comerciais, de Serviço e Públicos: Edifícios públicos e/ou privados, usados com finalidade que não residencial ou industrial. São considerados comerciais, de serviços ou públicos: escolas; instituições ou associações de diversos tipos, incluindo as destinadas à prática de esportes; tratamento de saúde de animais ou de humanos, tais como hospitais, postos de saúde e clínicas; venda de mercadorias em geral; prestação de serviços; bancos; diversão; preparação e venda de alimentos; escritórios e edifícios empresariais, de uso de entidades, instituições ou organizações públicas municipais, estaduais e federais, incluindo sedes de empresas ou indústrias, desde que não haja a atividade de produção nestas últimas; edifícios destinados a hospedagem, sejam eles hotéis, motéis, resorts, pousadas ou similares. As atividades listadas nesta definição não excluem outras, não listadas. EER: Energy Efficiency Ratio: A razão entre a capacidade total de resfriamento (em BTU/h) e a potência requerida (em W) sob condições operacionais estabelecidas. ENCE: Etiqueta Nacional de Conservação de Energia. ENCE Geral: Etiqueta Nacional de Conservação de Energia fornecida para edifícios, ou parcela dos edifícios, que passaram pela avaliação dos três sistemas. ENCE Parcial: Etiqueta Nacional de Conservação de Energia fornecida para edifícios com avaliação de um ou dois sistemas. A avaliação dos sistemas de iluminação e condicionamento de ar pode ser realizada para apenas uma parcela do edifício. Env: Envoltória: Planos externos da edificação, compostos por fachadas, empenas, cobertura, brises, marquises, aberturas, assim como quaisquer elementos que os compõem. EqNum: Equivalente Numérico: Número representativo da eficiência de um sistema. Inserir comentário: EqNum EqNumAC: Número representativo da eficiência do sistema de condicionamento de ar. Definições Símbolos e Unidades 9

11 EqNumDPI: Número representativo da eficiência do sistema de iluminação. EqNumEnv: Número representativo da eficiência da envoltória. EqNumS: Número representativo da eficiência de um edifício condicionado artificialmente, avaliado pelo método da simulação. EqNumV: Número representativo do conforto dos ambientes não condicionados artificialmente. F FA: Fator altura: Razão entre a área de projeção da cobertura e a área de piso (Apcob/Atot), com exceção dos subsolos. Fachada: Superfície externa vertical ou com inclinação superior a 60o em relação à horizontal. Inclui as superfícies opacas, paredes, translúcidas, transparentes e vazadas, como cobogós e vãos de entrada. Fachada oeste: Fachada cuja normal à superfície está voltada para a direção de 270o em sentido horário a partir do norte geográfico. Fachadas cuja orientação varia de +45o a -45o em relação a essa orientação serão consideradas como fachadas oeste para uso neste regulamento. FF: Fator de Forma: Razão entre a área da envoltória e o volume do edifício (Aenv/Vtot). Fração Solar: Parcela de energia requerida para aquecimento da água que é suprida pela energia solar, em média anual. FS: Fator solar: Razão entre o ganho de calor que entra num ambiente através de uma abertura e a radiação solar incidente nessa mesma abertura. Inclui o calor radiante transmitido pelo vidro e a radiação solar absorvida, que é reirradiada ou transmitida, por condução ou convecção, ao ambiente. 50:2003 apresentam procedimentos de cálculos normalizados para o FS e outros índices de desempenho energético de vidros e janelas com panos envidraçados simples ou múltiplos, e também algumas tipologias de proteções solares internas (ex.: venezianas). Definições Símbolos e Unidades 10

12 A NFRC 201:2004 apresenta procedimentos e especificações técnicas normalizadas para aplicação de um método calorimétrico de medição de ganho de calor solar em janelas. Dica! 3 H HSPF: Heating Seasonal Performance Fator: segundo a norma ASHRAE 90.1, é a razão entre o calor fornecido por uma bomba de calor durante o período em que normalmente está em uso ao longo de um ano (em kw/h) e a energia elétrica total durante o mesmo período. I Dica! 3 Cálculo de fator solar de elementos translúcidos e transparentes de acordo com a NBR (ABNT, 2005): FS T = U. α. R SE + τ Onde: FS T = fator solar de elementos transparentes ou translúcidos [J/m²K]; U = transmitância térmica do componente [W/m²K]; α = absortância à radiação solar; R SE = resistência superficial externa [m²k/w]; τ = transmitância à radiação solar. Os dados para a realização dessa equação devem ser em números fracionários e podem ser obtidos diretamente através dos catálogos de fabricantes. ICenv: Indicador de consumo da envoltória. Iluminação de Tarefa: Iluminação direcionada a uma superfície ou área específica, que proporciona o nível de iluminamento adequado e sem ofuscamento para realização de tarefas visuais específicas. A iluminação de tarefa é diferenciada da iluminação geral por não abranger todas as superfícies e deve ter controle independente. IPLV: Integrated part-load value: Número de um dígito baseado em COP, ou kw/tr, que expressa eficiência em carga parcial para equipamento de condicionamento de ar e bomba de calor na base de pesos ponderados de operação a várias capacidades de carga. 11

13 M Módulo Fotovoltaico: Unidade básica formada por um conjunto de dispositivos fotovoltaicos, interligados eletricamente e encapsulados, especificamente desenvolvida para realizar a conversão direta de energia solar em energia elétrica. P PAFo: Percentual de área de abertura na fachada oeste (%). PAFt: Percentual de Área de Abertura na Fachada total (%): É calculado pela razão entre a soma das áreas de abertura envidraçada, ou com fechamento transparente ou translúcido, de cada fachada e a área total de fachada da edificação. Refere-se exclusivamente a aberturas em paredes verticais com inclinação superior a 60 em relação ao plano horizontal, tais como janelas tradicionais, portas de vidro ou sheds, mesmo sendo estes últimos localizados na cobertura. Exclui área externa de caixa d água no cômputo da área de fachada, mas inclui a área da caixa de escada até o ponto mais alto da cobertura (cumeeira). Neste regulamento, sua inserção nas equações 3.1 a 3.10 deve ser sob forma de fração (0 a 1). Dica! 4 Parede externa: Superfície opaca que delimita o interior do exterior da edificação. Esta definição exclui as aberturas. Dica! 4 Incluem-se nesse cálculo os vidros do edifício, mas não suas esquadrias, ou seja, apenas as áreas da fachada que deixam a luz natural entrar. Considera-se que o vidro pertence à fachada quando o ângulo com o plano horizontal for igual ou superior a 60º. O cálculo deve ser feito primeiramente para cada fachada, ou seja, um PAF parcial e depois se calcula o PAF total. Deve ser feita uma comparação do PAF T com o PAF da fachada oeste, pois se o PAF O for maior que 20% do PAF T, deve-se adotar o PAF O para cálculo. Se PAF O 0,2 x PAF T, adotar PAF O para cálculo. PAZ: Percentual de abertura zenital (%): Percentual de área de abertura zenital na cobertura. Refere-se exclusivamente a aberturas em superfícies com inclinação inferior a 60o em relação ao plano horizontal. Deve-se calcular a projeção horizontal da abertura. Acima dessa inclinação, ver PAFT. POC: Percentual de horas Ocupadas em Conforto: Razão entre as horas ocupadas com comprovação de conforto e total de horas ocupadas. 12

14 PT: Pontuação total alcançada pelo edifício. PU: Padrão de uso heart: Horas e taxas de ocupação e operação do edifício: horas de ocupação interna, horas em que um sistema de condicionamento de ar está ligado ou horas em que um edifício é utilizado. R RTQ-C: Regulamento técnico da qualidade para eficiência energética de edifícios comerciais, de serviços e públicos. S SCOP: Seasonal Coefficient of Performance: pode ser definido para as condições de resfriamento ou aquecimento. Para resfriamento: segundo a norma ASHRAE 90.1, é a razão entre a quantidade de calor removido por um condicionador de ar durante o período em que normalmente está em uso ao longo de um ano e a energia elétrica total consumida no mesmo período. Para aquecimento: segundo a norma ASHRAE 90.1, é a razão entre a quantidade de calor fornecido por uma bomba de calor durante o período em que normalmente está em uso ao longo de um ano e a energia elétrica total consumida no mesmo período. Definições Símbolos e Unidades 13

15 SEER: Seasonal Energy Efficiency Ratio: Segundo a norma ASHRAE 90.1, é a razão entre a quantidade de calor removido de um condicionador de ar durante o período em que normalmente está em uso ao longo de um ano e a energia elétrica consumida nesse mesmo período (em Wh). T Tarefas Visuais: Designa as atividades que necessitam identificar detalhes e objetos para o desenvolvimento de certa atividade, o que inclui o entorno imediato destes detalhes ou objetos. Inserir comentário: Tarefas Visuais Transmitância térmica: (W/m²K) Transmissão de calor em unidade de tempo e através de uma área unitária de um elemento ou componente construtivo, neste caso, de componentes opacos das fachadas (paredes externas) ou coberturas, incluindo as resistências superficiais interna e externa, induzida pela diferença de temperatura entre dois ambientes. A transmitância térmica deve ser calculada utilizando-se o método de cálculo da NBR (ABNT, 2005) ou determinada pelo método da caixa quente protegida da NBR 6488 (ABNT, 1980). Dica! 5 Dica! 5 A NBR estabelece que: U T = 1 / RT Onde: U T = transmitância térmica (W/m²K) RT = resistência térmica (m²k/w) A transmitância térmica (U) diz respeito à transmissão de calor pelos componentes da fachada. Sendo assim é preciso verificar todas as seções da parede que não forem homogêneas, pois elas se comportam de maneira diferenciada. Na parede do exemplo a seguir, existem três seções diferentes: U Ucob: Transmitância Térmica da Cobertura (W/m²K). Upar: Transmitância Térmica das Paredes (W/m²K ): neste regulamento, refere-se à transmitância de paredes externas somente. Na seção 1, a resistência térmica da seção é referente à argamassa + tijolo + argamassa. Na seção 2, a RT é referente à argamassa + tijolo + camada de ar + tijolo + camada de ar + tijolo + argamassa. E na seção 3, apenas à argamassa. 14

16 V Vtot: Volume Total da Edificação (m³): volume delimitado pelos fechamentos externos do edifício (fachadas e cobertura), com exceção de pátios internos descobertos. Dica! 6 Dica! 6 O Vtot é o produto da área de piso pela altura do pavimento. Exemplo: Z Zona Bioclimática: Região geográfica homogênea quanto aos elementos climáticos que interferem nas relações entre ambiente construído e conforto humano de acordo com a NBR Parte 3. Zona de Conforto: Zona onde existe satisfação psicofisiológica de um indivíduo com as condições térmicas do ambiente. Para especificar a hipótese de conforto adotada, utiliza-se uma das seguintes normas: ASHRAE Standard 55:2004 ou ISO 7730:2005. Vtot = (200x3) + (200x3) + (300x3) + (300x3) = 3.000m³ Zona Térmica: Espaço ou grupo de espaços dentro de um edifício condicionado que são suficientemente similares, onde as condições desejadas (temperatura) podem ser mantidas usando-se um único sensor (termostato ou sensor de temperatura). 15

17 Introdução Exemplos de etiquetas Edifício Completo O objetivo do regulamento em estudo é criar condições para a etiquetagem voluntária do nível de eficiência energética de edifícios comerciais, de serviços e públicos. Os edifícios submetidos a esta regulamentação devem atender a todas as normas da ABNT vigentes e aplicáveis. A concessão da etiqueta será realizada nas diferentes fases do edifício, e será dividida em quatro partes (Envoltória; Sistema de Iluminação; Sistema de Condicionamento de Ar; e Edificação Completa). As diferentes fases do edifício são: - projeto de nova edificação; - edificação concluída após o Habite-se; e - edificação existente, após a reforma com vistas à melhoria da eficiência energética. Parciais A etiquetagem é de caráter voluntário, podendo vir a ser obrigatória para edificações novas em um futuro próximo. Veja a seguir os itens que completam este capítulo: - procedimento de Determinação de Eficiência; - bonificações; - pré-requisitos gerais; e - pré-requisitos epecíficos. 16

18 Apostilas Para auxiliar na compreensão do conteúdo do curso, estão disponíveis para download no site do Procel Info ( com/pci/main.asp), os quatro volumes de apostilas desenvolvidos, na íntegra, que contêm todo o material oficial referente à Etiquetagem: - Volume 1: apresentação do processo de etiquetagem; - Volume 2: apresenta o RTQ-C; - Volume 3: apresenta o RAC-C; e - Volume 4: apresenta o manual referente ao RTQ-C e ao RAC-C. Introdução 17

19 Procedimento de Determinação da Eficiência O RTQ aplica-se a edifícios com: - condicionados; - parcialmente condicionados; e - não condicionados. Edifícios de uso misto 7 devem ter suas parcelas não residenciais avaliadas separadamente. A etiquetagem de eficiência energética de edifícios deve atender aos requisitos relativos: - ao desempenho da envoltória; - à eficiência e potência instalada do sistema de iluminação; e - à eficiência do sistema de condicionamento de ar. Edifícios de Uso Misto 7 São aqueles caracterizados pelo uso residencial e comercial; ou residencial e de serviços; ou residencial e público. Essas três categorias podem ser avaliadas pelo método prescritivo e serão abordadas nos capítulos seguintes. Outro método de avaliação é a simulação computacional, que também avalia essas categorias, entretanto esse método não será abordado neste curso. Todas as categorias têm níveis de eficiência que variam de (mais eficiente) a (menos eficiente). Classificações Parciais do Edifício Parcelas de edifícios podem também ter o sistema de iluminação e/ou o sistema de condicionamento de ar avaliados separadamente, recebendo uma classificação parcial do nível de eficiência referente a cada um desses itens. Essa classificação pode ser: - no sistema de iluminação para um pavimento ou um conjunto de salas; - no sistema de condicionamento de ar para um pavimento ou um conjunto de salas. A envoltória deve ser avaliada completamente, pois ela exerce grande influência e não pode ser desmembrada. 18

20 Classificação Geral do Edifício Para obter a classificação geral do edifício, deve-se levar em conta os pré-requisitos que influenciam no resultando da classificação final. Para isso, são atribuídos pesos para cada categoria e, de acordo com a pontuação final, é obtida uma classificação que também varia de (mais eficiente) a (menos eficiente). Os pesos estão distribuídos da seguinte forma: - Envoltória = 30% - Sistema de Iluminação = 30% - Sistema de Condicionamento de Ar = 40% O nível de classificação de cada pré-requisito equivale a um número de pontos correspondentes, atribuídos segundo a tabela 2.1 EqNum. Esta tabela fornece o Equivalente Numérico (EqNum) para cada nível de eficiência No caso de edifícios que possuem áreas condicionadas, deve-se observar o seguinte para a análise dessas áreas: - área útil dos ambientes de permanência transitória: tais como circulação, depósitos, banheiros, não são consideradas para análise das áreas condicionadas. - área útil dos ambientes de permanência prolongada: tais como lojas, escritórios, áreas de trabalho que não possuam condicionamento de ar, é obrigatório comprovar por simulação que o ambiente interno proporciona temperaturas dentro da zona de conforto durante um percentual das horas ocupadas, estabelecido de acordo com a tabela 6.1 do RTQ-C: Introdução 19

21 Fonte: RTQ-C Portanto, a classificação geral do edifício é calculada de acordo com a distribuição dos pesos, por meio da Eq. 2.1: Equação Cálculo da classificação geral Onde: - EqNumEnv é o equivalente numérico da envoltória; - EqNumDPI é o equivalente numérico do sistema de iluminação, identificado pela sigla DPI, de Densidade de Potência de Iluminação; - EqNumCA é o equivalente numérico do sistema de condicionamento de ar; - AC é a área de piso dos ambientes condicionados; e - AU é a área útil. Os equivalentes numéricos para os níveis de eficiência de cada requisito são obtidos na Tabela 2.1. O nível de eficiência do requisito envoltória das áreas condicionadas é definido de acordo com o item 3. O nível de eficiência do sistema de iluminação (DPI) é definido no item 4. O nível de eficiência do sistema de condicionamento de ar (CA) é definido no item 5. Introdução 20

22 O número de pontos obtidos na equação 2.1 irá definir a classificação geral da edificação, conforme a tabela 2.2: Tabela 2.2: Classificação Geral Bonificações São iniciativas que aumentam a eficiência energética da edificação e podem receber até um ponto na classificação geral, entrando na equação final na parte de bonificações. É estabelecido um nível mínimo de economia de pelo menos uma das iniciativas listadas. Se a economia estiver abaixo da mínima estabelecida, é calculado o valor proporcional para contribuição na equação final. É possível também combinar diferentes itens a fim de atingir a pontuação máxima. a: Para tanto, essas bonificações deverão ser justificadas, e a economia gerada deve ser comprovada. Elas podem ser relativas Água: sistemas e equipamentos que racionalizem seu uso, tais como torneiras com arejadores, sanitários com sensores e aproveitamento de água pluvial e de outras fontes alternativas. Devem proporcionar uma economia mínima de 40% no consumo anual de água do edifício, considerando práticas correntes de dimensionamento. Introdução 21

23 Exemplos ilustrativos: Este sistema reutiliza a água da torneira no vaso sanitário. fonte: acessado em dezembro de Introdução Válvula para sanitários com botão duplo fonte: acessado em dezembro de Energia: restaurantes, hotéis, hospitais e outros que tenham demanda de água quente em suas instalações, ou que a parcela 22

24 de água quente representa um percentual igual ou maior a 10% do consumo energia, e que utilizem aquecimento solar de água devem provar atendimento com uma fração solar igual ou superior a 70%. A energia eólica ou painéis fotovoltaicos devem proporcionar uma economia mínima de 10% no consumo anual de energia elétrica do edifício. Exemplos ilustrativos: Turbinas eólicas no Bahrain World Trade Center fonte: acessado em dezembro de Fachada com painéis fotovoltaicos fonte: vvacessado em dezembro de 2009 Introdução 23

25 Sistema de aquecimento solar fonte: acessado em dezembro de Sistemas de cogeração: devem proporcionar uma economia mínima de 30% no consumo anual de energia elétrica do edifício. A cogeração consiste no reaproveitamento do calor originado nos processos termodinâmicos de geração de energia elétrica. Isso pode dar-se sob a forma de vapor, água quente e/ou fria (trigeração), para uma aplicação secundária, que pode ou não estar ligada ao processo principal. Exemplos de sistemas que utilizam a cogeração: turbina a vapor, turbina a gás e motor de combustão interna. Introdução 24

26 fonte: acessado em dezembro de fonte: acessado em dezembro de Introdução 25

27 Inovações técnicas: ou sistemas que comprovadamente aumentem a eficiência energética da edificação, proporcionando uma economia mínima de 30% do consumo anual de energia elétrica. Também se encaixam neste item sistemas que não estão previstas neste regulamento, como aproveitamento de luz natural, estratégias bioclimáticas que reduzam o uso do sistema de ar condicionado. Estratégias bioclimáticas fonte: acessado em dezembro de Além dos itens descritos acima, os edifícios que possuírem elevadores classificados em nível pela norma VDI4707, receberão 0,5 ponto de bonificação. Caso exista mais de um elevador, todos devem possuir classificação máxima para receber bonificação. Introdução 26

28 Pré-requisitos Gerais Antes dos requisitos descritos nos itens 3 a 5, para o edifício ser elegível à etiquetagem, deve cumprir os seguintes requisitos mínimos: Possuir circuito elétrico separado por uso final: sistema de iluminação, sistema de condicionamento de ar, e outros. Caso esse item não seja atendido, o nível de eficiência do edifício será no máximo. Água quente: edificações com elevada demanda de água quente, ou aqueles em que a parcela de água quente represente um percentual igual ou maior a 10% do consumo de energia, devem apresentar uma estimativa da demanda de água quente. Para atingir o nível descritos a seguir: deve-se comprovar que 100% da demanda de água quente é atendida por um ou mais dos sistemas Para sistemas de aquecimento solar: - os coletores solares devem ser instalados voltados para o Norte geográfico. Recomenda-se um desvio máximo de até 30º em relação a esta orientação; - o ângulo de inclinação dos coletores solares deve estar no intervalo compreendido entre a latitude do local do edifício e esta latitude acrescida de 10º; - os reservatórios devem possuir Selo PROCEL, ter isolamento térmico adequado ecapacidade de armazenamento mínimo compatível com a metodologia de cálculo proposta pela NBR 15569; - os coletores solares devem possuir ENCE A ou B e a área coletora deve ser compatível com a metodologia de cálculo proposta pela NBR 15569; - na instalação do sistema de aquecimento solar recomenda-se instaladores que fazem parte do Programa de qualificação de fornecedores de sistemas de aquecimento solar - QUALISOL BRASIL. Para aquecedores a gás do tipo instantâneo: - aquecedores a gás do tipo instantâneo devem possuir etiqueta com classificação A, segundo regulamento específico do PBE/ Inmetro; - devem estar instalados em lugares protegidos permanentemente contra intempéries e com ventilação adequada para não interferir em sua eficiência. Introdução 27

29 Para sistemas de aquecimento de água por bombas de calor: - as bombas de calor devem possuir COP maior ou igual a 3,0 W/W, medidos de acordo com a norma ASHRAE 146, ASHRAE ou AHRI não devem ser utilizados gases refrigerantes comprovadamente nocivos ao meio ambiente (por exemplo, R22). Recomendase equipamentos que utilizem os gases R 134, R 407 ou similares. Para caldeiras a gás: - devem atender aos requisitos mínimos de eficiência apresentados na Tabela 2.4: Para o isolamento das tubulações: - em tubulações metálicas para água quente, o isolamento térmico deve possuir espessura mínima determinada pela Tabela 2.5, de acordo com o diâmetro nominal da tubulação: Introdução 28

30 - em tubulações não metálicas, a espessura mínima do isolamento deve ser de 1cm, para qualquer comprimento de tubulação, com condutividade térmica entre 0,032 e 0,040 W/mK; - para reservatórios de água quente instalados em sistemas que não sejam de aquecimento solar, deve-se comprovar que a estrutura do reservatório apresenta resistência térmica mínima de 2,20 m²k/w. Para atingir o nível, deve-se comprovar que um percentual igual ou superior a 70% da demanda de água quente é atendida por um ou mais dos sistemas descritos a seguir: Introdução 29

31 Para sistemas de aquecimento solar: - os coletores solares devem ser instalados voltados para o Norte geográfico. Recomenda-se um desvio máximo de até 30º em relação a esta orientação; - o ângulo de inclinação dos coletores solares deve estar no intervalo compreendido entre a latitude do local do edifício e esta latitude acrescida de 10º; - os reservatórios devem possuir Selo PROCEL, ter isolamento térmico adequado e capacidade de armazenamento mínimo compatível com a metodologia de cálculo proposta pela NBR 15569; - os coletores solares devem possuir ENCE A ou B e a área coletora deve ser compatível com a metodologia de cálculo proposta pela NBR 15569; - na instalação do sistema de aquecimento solar recomenda-se instaladores que fazem parte do Programa de qualificação de fornecedores de sistemas de aquecimento solar - QUALISOL BRASIL. Para aquecedores a gás do tipo instantâneo: - aquecedores a gás do tipo instantâneo devem possuir etiqueta com classificação A, segundo regulamento específico do PBE/ Inmetro; - devem estar instalados em lugares protegidos permanentemente contra intempéries e com ventilação adequada para não interferir em sua eficiência. Para sistemas de aquecimento de água por bombas de calor: - as bombas de calor devem possuir COP maior que 2,0 W/W, medidos de acordo com a norma ASHRAE 146 ou AHRI 1160; - não devem ser utilizados gases refrigerantes comprovadamente nocivos ao meio ambiente (por exemplo, R22). Recomenda-se equipamentos que utilizem os gases R 134, R 407 ou similares. Para o isolamento das tubulações: - em tubulações metálicas para água quente, o isolamento térmico deve possuir espessura mínima determinada pela Tabela 2.5, de acordo com o comprimento da tubulação; - em tubulações não metálicas, a espessura mínima do isolamento deve ser de 1cm, para qualquer comprimento de tubulação, com condutividade térmica entre 0,032 e 0,040 W/mK. - para reservatórios de água quente instalados em sistemas que não sejam de aquecimento solar, deve-se comprovar que a estrutura do reservatório apresenta resistência térmica mínima de 2,20 m²k/w. Introdução 30

32 Edifícios com sistema de aquecimento solar e a gás que atendam menos de 70% da demanda de água, complementados por sistemas elétricos classificam-se no nível. Além disso, aqueles edifícios que tenham apenas aquecimento elétrico da água atingirão no máximo nível atendam aos pré-requisitos a seguir:, desde que Nos aquecedores elétricos de passagem, chuveiros e torneiras elétricas: - possuir eficiência energética superior a 95%; - participar do Programa Brasileiro de Etiquetagem - PBE/Inmetro; - possuir potência menor ou igual a 4.600W. Obs.: Equipamentos com potência regulável serão classificados pela maior potência. Nos aquecedores elétricos de hidromassagem: - possuir eficiência energética superior a 95%; - participar do Programa Brasileiro de Etiquetagem - PBE/Inmetro; - possuir potência menor ou igual a 5.000W. Nos aquecedores elétricos por acumulação (boiler): - aquecedores elétricos por acumulação devem possuir etiqueta com classificação A, segundo regulamento específico do PBE/ Inmetro. Pré-requisitos Específicos Além dos pré-requisitos gerais, há pré-requisitos específicos, que devem ser atendidos de acordo com os critérios de cada item Envoltória, Iluminação e Condicionamento de ar. Introdução Esses pré-requisitos serão detalhados nos capítulos respectivos de cada item. 31

33 Caso nenhum dos pré-requisitos seja atendido em seu respectivo item, a avaliação poderá ser feita, mas o equivalente numérico obtido não será superior às seguintes classificações: Envoltória: somente ; Iluminação: máximo, de acordo com o item 4.3 Método de cálculo da densidade de potência de iluminação do RTQ; Condicionamento de ar: máximo, de acordo com o item 5.2 Procedimento de determinação da eficiência do RTQ. Edifício Exemplo O edifício exemplo será utilizado para demonstração de cálculos durante o curso EtiqEEE. Trata-se de um prédio de lojas comerciais e atividades de escritório, localizado na cidade de São Francisco do Sul (Zona Bioclimática 5). As cores utilizadas na fachada são o branco e o vermelho, e há brises horizontais e verticais brancos. Veja a seguir, a planta de cobertura e as fachadas cotadas do edifício exemplo. Introdução 32

34 33 Introdução

35 34 Introdução

36 Envoltória Lembra a definição de envoltória? Então: planos externos da edificação, compostos de fachadas, empenas, cobertura, brises, marquises, aberturas, assim como quaisquer elementos que os compõem. E o peso da envoltória na equação final? 8 Antes de iniciar os cálculos, é preciso analisar os pré-requisitos específicos. Para cada nível de eficiência pretendido, há limites diferentes nos pré-requisitos. Após a verificação dos pré-requisitos, inicia-se o procedimento de determinação da eficiência. Esses cálculos são feitos a partir de variáveis, para finalmente encontrarmos o Índice de Consumo da Envoltória, ICenv. Confira a seguir os pré-requisitos da envoltória, como calcular as variáveis e o procedimento de classificação do edifício. Peso da envoltória na equação final 8 O peso da envoltória na equação final é de 30%, mas possui uma particularidade importante: Como visto, a etiquetagem de um edifício tem três variáveis: a Envoltória, o Sistema de Iluminação e o Condicionamento de Ar. O Sistema de Iluminação e o Condicionamento de Ar podem ser requeridos para a edificação inteira ou para algum pavimento específico, ao contrário da Envoltória, que é realizada para o edifício completo. Assim, apesar de o peso da Envoltória ser de 30% na equação final da etiqueta, ela tem um impacto maior na equação justamente por ser obrigatória sua avaliação completa. 35

37 Pré-requisitos Específicos Os pré-requsitos específicos da envoltória estão relacionados às propriedades dos materiais que compõem a fachada do edifício; à cor desses materiais; e à quantidade de aberturas zenitais existentes. Veja como cada um desses fatores influenciará no edifício. Transmitância Térmica: A transmitância térmica é a transmissão de calor em unidade de tempo e através de uma área unitária de um elemento ou componente construtivo, incluindo as resistências superficiais interna e externa, induzida pela diferença de temperatura entre dois ambientes. Para a Etiquetagem, iremos verificar a transmitância dos componentes opacos das fachadas - paredes externas - e coberturas. Pisos de áreas externas localizados sobre ambientes de permanência prolongada devem atender ao pré-requisito; no entanto, coberturas de garagens, casa de máquinas e reservatórios de água são dispensados de atendimento. Como calcular a transmitância? A transmitância térmica deve ser calculada utilizando o método de cálculo da NBR (ABNT, 2005), descrito a seguir: Primeiro, calcula-se a resistência de cada componente de uma seção: Onde: R = material da seção e = espessura do material λ = condutividade térmica Após calcular a resistência de cada material da seção, somam-se todos eles, encontrando assim, o Rmat, correspondente à resistência da seção inteira. Envoltória 36

38 Ao Rmat, acrescenta-se ainda a resistência superficial interna (Rsi) e resistência superficial externa (Rse), obtido por tabelas da Norma, para chegar ao Rt: A transmitância (U) é finalmente obtida através do inverso da resistência total (Rt): Onde: U = transmitância térmica dos componentes [W/m²k]; e Rt = resistência térmica dos componentes (Rt) [m²k/w]. Absortância: A absortância diz respeito à radiação solar incidente e absorvida em dada superfície. Seu cálculo é estabelecido pela NBR (ABNT, 2005). Pisos de áreas externas localizados sobre ambientes de permanência prolongada devem atender ao pré-requisito; porém, estão excluídos do cálculo: - fachadas na divisa do terreno, ou seja, aquelas que estiverem encostadas em edificação de propriedade alheia; - áreas cobertas por coletores e painéis solares; e - superfícies inteiras com comprovação de estarem 100% do tempo sombreadas, desconsiderando-se o sombreamento do entorno. Como calcular a absortância? Para realizar o cálculo da absortância térmica do edifício-exemplo, é necessário obter as áreas de fachada de superfície opaca de diferentes cores. Envoltória 37

39 Paredes: Áreas das fachadas por cores: - Fachada Norte: Envoltória Área de fachada cor vermelha: (19,0 x 0,6) + (1,0 x 12,0) = 23,4m² Área de fachada cor branca: (19,0 x 11,4) - 4 x (12,0 x 1,5) = 144,6m² 38

40 - Fachada Leste: Área de fachada cor vermelha: (10,0 x 0,6) + 2 x (6,4 x 1,0) - (0,4 x 1,0) + (3,5 x 1,0) + (9,0 x 0,6) = 27,3m² Área de fachada cor branca: (9,0 x 5,4) + (5,0 x 10,0) + (6,4 x 5,5) - 2 x (1,5 x 3,5) - 2 x (1,5 x 7,0) = 102,3m² Envoltória 39

41 - Fachada Sul: Área de fachada cor vermelha: (12,0 x 1,0) + (19,0 x 0,6) + (4,0 x 1,0) + (1,0 x 6,4) + (9,0 x 0,6) + (1,0 x 6,0) = 45,2m² Área de fachada cor branca: (19,0 x 5,0) + (0,4 x 10,0) + (6,4 x 4,0) + (9,0 x 5,4) - 12 x (1,5 x 3,0) - 2 x (2,4 x 3,0) - 4 x (1,8 x 2,5) = 86,8m² Envoltória 40

42 - Fachada Oeste: Ponderação 9 A ponderação é feita quando existem áreas com diferentes características. Área fachada cor vermelha: 2 x (1,0 x 11,4) + (10,0 x 0,6) + (6,0 x 10,0) - (1,0 x 0,4) - 2 x (1,5 x 3,5) = 77,9m² Área fachada cor branca: (8,0 x 11,4) - 4 x (1,5 x 5,0) = 61,2m² No caso da absortância, as áreas de fachada apresentam cores diferentes que terão valores de absortância diferentes. Sendo assim, é necessário fazer a ponderação das áreas para descobrir a porcentagem que uma dada área representa no resultado final. 41

43 Feitas as somas das áreas por cores, para determinar o resultado da absortância da parede, deve-se montar uma tabela com a área de cada cor e suas respectivas absortâncias. Deve-se ponderar 9 a área de cada cor, fazer a soma e, assim, obter o resultado total. Portanto, atende ao pré-requisito para a classificação da Envoltória. Cobertura: Envoltória 42

44 *lembre-se que a área da caixa dágua não é contabilizada para este cálculo. Portanto, não atende aos pré-requisitos, sendo somente possível a classificação para a parte da Envoltória. Percentual de Abertura Zenital (PAZ): Percentual de áreas da(s) abertura(s) zenital(is) na cobertura. Aberturas zenitais permitem que a luz natural penetre nos ambientes internos, possibilitando a redução no consumo de eletricidade em iluminação. No entanto, essa exigência garante que a entrada de luz natural no edifício não implique uma elevação da carga térmica pela radiação solar. Portanto, quanto maior a área de abertura zenital, menores os fatores solares dos vidros a serem utilizados nessas aberturas. Assim, o PAZ máximo de uma edificação deve ser de 5%, e, de acordo com a porcentagem, também há um fator solar (FS) máximo do vidro utilizado para as aberturas. A aplicação dos conceitos de transmitância, absortância e PAZ será feita ao verificar os limites de cada um para os determinados níveis de eficiência, de acordo com a tabela a seguir. Envoltória 43

45 Pré-requisitos para Nível A Transmitância térmica (U) Cobertura - limites para Ucob: Paredes externas - limites para Upar: Dica! 10 Consultar o RTQ-C para superfícies opacas que não estão sujeitas a este pré-requisito. 10, 11 Dica! Absortância (α) Limite para coberturas e paredes externas: Dica! 12 Percentual de Abertura Zenital (PAZ): Dica! 11 Superfícies opacas em contato com placas fotovoltaicas devem ter transmitância máxima de 1,0 W/m 2 K. Dica! 12 A absortância solar a ser considerada é a média das absortâncias de cada parcela da fachada (ou cobertura) ponderadas pela área que ocupam. Tabela 3.1: Limites de fator solar de vidros e de percentual de abertura zenital para coberturas. Pré-requisitos para Nível B 44

46 Transmitância térmica (U): Cobertura - limites para Ucob: Paredes externas - limites para Upar: 10, 11 Dica! Absortância (α): Limite para coberturas: Dica! 12 Iluminação Zenital: Envoltória Tabela 3.1: Limites de fator solar de vidros e de percentual de abertura zenital para coberturas. Pré-requisitos para os Níveis C e D 45

47 Transmitância térmica (U): Cobertura - limites para Ucob: Paredes externas - limites para Upar: Dica! 13 De acordo com a zona bioclimática (NBR ABNT,2005) em que o edifício está localizado, existem diferentes equações de classificação no RTQ. A variação dessas equações depende também da área de projeção do edifício (Ape) e do fator de forma (FF). Dica! 10 Verifique no RTQ as equações para cada zona bioclimática. Procedimento de Determinação da Eficiência Após a verificação dos pré-requisitos, procede-se à determinação do indicador de consumo da envoltória, o ICenv. Para a equação desse indicador, algumas variáveis (estão listadas ao lado) precisam ser calculadas. Veja a seguir algumas explicações e alguns exemplos de cálculo dessas variáveis. Os cálculos são baseados no edifício exemplo do curso. Fonte: Dica! 13 46

48 1. Apcob: Área de projeção da cobertura [m²] A área de projeção horizontal da cobertura inclui terraços cobertos ou descobertos. Exemplo ilustrativo: 2. Ape: Área de projeção do edifício [m²] Assim como explicado no glossário, a Ape se diferencia do conceito usualmente utilizado na área de arquitetura e engenharia. Não é a soma das áreas da cobertura, mas sim a média da soma das áreas dos pavimentos. Ape = ( ) / 4 = 250m² Envoltória 47

49 3. Atot: Área total de piso [m²] Área total dos pavimentos, medidos por fora da envoltória. Atot = = 1000m² 3.1 Aútil (Área útil) Área interna disponível para ocupação nos pavimentos, incluindo as áreas de transição (circulações e escadas). Neste cálculo devem ser excluídas as áreas de garagem. Aútil* = 260, , , ,5 = 848,4m² *sem área das paredes Envoltória 4. Aenv: Área da envoltória [m²] A área da envoltória é a casca do edifício que está em contato com o meio externo, portanto subsolos não entram na contagem para a Aenv. A área da caixa d água também é descontada da Aenv. 48

50 A Aenv compreende a soma das áreas de todas as fachadas e empenas mais a área de cobertura: Ou seja, deve-se considerar o todo da fachada, inclusive as aberturas envidraçadas. Obs.: a espessura dos brises não entra no cálculo das fachadas, pois eles não são considerados. Área das Fachadas: AFnorte = (12,0 x 20,0) = 240,0 m² AFsul = (12,0 x 20,0) = 240,0 m² AFleste = (12,0 x 10,0) + (6,0 x 10,0) = 180 m² AFoeste = (12,0 x 10,0) + (6,0 x 10,0) = 180 m² Acob = = 300,0 m² Aenv = (240,0 x 2) + (180 x 2) + 300,0 = 1140,0 m² 5. AVS: Ângulo Vertical de Sombreamento área. No glossário é especificado que o CORTE da abertura que tem o elemento de sombreamento horizontal pode fornecer o AVS. O edifício como um todo terá um AVS, portanto é preciso verificar todos os ângulos das aberturas e realizar a ponderação 14 por Ponderação 14 Cada abertura da edificação pode apresentar um ângulo diferente. Sendo assim, é necessário fazer a ponderação das áreas para descobrir a porcentagem que dada abertura representa no resultado final. Observe que o AVS final limite é de 45, ou seja, se o cálculo der mais do que 45, utilize o limite. Para os cálculos parciais pode-se utilizar ângulos maiores que

51 Determinação do AVS no edifício exemplo: Corte de abertura da Fachada Oeste, e o ângulo formado entre a folha de vidro e o brise. Fachada Norte Envoltória 50

52 Fachada Sul Fachada Leste Fachada Oeste Envoltória 51

53 AVS Total 6. AHS: Ângulo Horizontal de Sombreamento No glossário é especificado que a PLANTA da abertura que tem o elemento de sombreamento horizontal pode fornecer o AHS. O edifício como um todo terá um AHS, portanto é preciso verificar todos os ângulos das aberturas e realizar a ponderação por área. Observe que para o AHS, o próprio edifício também pode influenciar no sombreamento, ou seja, mesmo que a abertura não tenha proteção solar, a forma do prédio pode funcionar como tal. Uma abertura terá sempre dois ângulos, correspondentes a cada extremidade dela, ou seja, deverá ser feita a média desses dois ângulos. Observe que o AHS final limite é de 45, ou seja, se o cálculo der mais do que 45, utilizar o limite. Para os cálculos parciais pode-se utilizar ângulos maiores que 45. Determinação do AHS no edifício exemplo: AHS Oeste: O AHS da abertura 1, proporcionado pelo brise vertical, será: Envoltória AHS = 11,31º + 0º 2 AHS = 5,66º 52

54 O AHS da abertura 2, na qual o prédio faz o sombreamento, será: AHS = 29,05º + 0º 2 AHS = 14,53º Planta baixa perspectivada - aberturas da fachada Oeste. AHS Norte: Envoltória Exemplo de definição de AHS para abertura da fachada Norte com dois AHS, onde é necessário fazer a média desses ângulos. 53

55 O AHS da abertura será: AHS=18,43º + 18,43º 2 AHS=18,43º AHS Sul: Exemplo de definição de AHS para abertura da fachada sul (Entrada do Edifício) com dois AHS, onde utiliza-se o maior ângulo (plano verde) O AHS da abertura será: AHS = 63,43º + 0º 2 AHS = 31,72º Envoltória Fachada norte A fachada norte apresenta um total de 16 aberturas com área de 4,5 m² (área total de abertura na fachada é de 72 m²), todas idênticas e com o mesmo AHS (18,43º). Fazer a ponderação 14 nesse caso não é necessário, pois como os AHS são iguais, conclui-se que o AHS da fachada norte será de 18,43º. 54

56 Fachada sul Fachada leste Fachada oeste Envoltória 55

57 AHS Total 7. FF: Fator de Forma (Aenv/Vtot) O Fator de forma é um índice que representa numericamente a volumetria do edifício para o cálculo do índice de consumo. Cálculo do FF do edifício exemplo: FF = 1140,0 / 3000 FF = 0,38 8. FA: Fator Altura (Apcob/Atot) O fator de altura é um índice que representa a razão entre a área de cobertura e a área total construída. Expressa a proporção da altura do edifício em relação ao número de pavimentos, utilizado no cálculo do índice de consumo. Envoltória Cálculo do FA do edifício exemplo: FA = 300 / 1000 FA = 0,3 56

58 9. FS: Fator Solar O fator solar diz respeito ao ganho de calor através da radiação solar incidente em uma abertura. Seu cálculo é realizado de acordo com a NBR (ABNT, 2005), mas na maioria dos casos é possível conseguir o FS nos catálogos das empresas que produzem o vidro. De acordo com o vidro utilizado, essa tabela fornece um Fator Solar. No exemplo, com vidro prata, o FS = 29,5%. No entanto, nas equações é utilizado número fracionário, e não a porcentagem. Então, FS = 0, PAFt e PAZ: Percentual de abertura total 10.1 PAFt (Percentual de abertura na fachada total - %) Envoltória Neste cálculo devem ser consideradas todas as aberturas com materiais transparentes ou translúcidos (permeáveis à luz). Devem-se excluir áreas de esquadrias. As aberturas devem ter o ângulo superior à 60º com o plano horizontal, pois do contrário será considerada abertura zenital e entrará no cálculo do PAZ (percentual de abertura zenital). 57

59 O cálculo é realizado parcialmente, para cada fachada, pois deve ser feita a comparação entre o PAFt e PAFo: Se PAFo for maior ou igual a 1,2xPAFt, adotar PAFo para cálculo na equação do ICenv. Observação: Para o cálculo do PAFt, as áreas de fachada do volume de caixa d água não são contadas. Cálculo do PAFt para o edifício exemplo: - As áreas de abertura e fachada total já foram calculadas acima (a título de simplificação, considerar as áreas das aberturas como já sendo as áreas sem esquadrias). Então: PAFn = 72,0 / 240,0 PAFn = 0,30 PAFs = 105,0 / 240,0 PAFs = 0,44 Envoltória 58

60 PAFl = 63,0 / 180,0 PAFL = 0,35 PAFo = 43,50 / 180,0 PAFo = 0,24 Comparando PAFo e PAFt: PAFt = 283,5 / 840,0 PAFt = 0,34 PAFo = 0,24 < 0,34 = PAFt Portanto, utilizar o valor do PAFt para o cálculo PAZ (Percentual de Abertura Zenital - %) Aberturas zenitais são aquelas que formam o ângulo inferior à 60º com o plano horizontal. Para o cálculo, deve ser considerada sua projeção horizontal. 11. Vtot: Volume total da edificação [m³] Envoltória O Vtot é referente ao volume total da envoltória. Cálculo do Vtot do edifício-exemplo: Vtot = (200 x 3 x 2) + (300 x 3 x 2) Vtot = 3000m³ 59

61 Classificação Após o cálculo das variáveis para a equação do Índice de Consumo da Envoltória, é preciso definir qual equação usar. O RTQ- C apresenta várias equações para cálculo do ICenv, e a escolha depende de três variáveis: - Ape 500m² > Ape - FF (fator de forma): limite mínimo e limite máximo Definição das variáveis e cálculo do ICenv para o edifício exemplo: Envoltória O edifício exemplo está localizado em São Francisco do Sul, ou seja, na Zona Bioclimática 5. Temos que Ape=250m² e FF=0,38. Assim, de acordo com o RTQ-C e a equação escolhida, temos: 60

62 Eq. 3.7 do RTQ-C ICenv= 111,32 O Índice de Consumo da Envoltória é um índice numérico, e para a determinação da classificação da eficiência é preciso estabelecer os limites numéricos para cada nível. Assim, o procedimento para determinação desses limites é: 1 - Calcular ICmáx, que corresponde ao indicador máximo que a edificação deve atingir para obter a classificação. Utiliza-se a mesma equação do ICenv, mas com as variáveis para ICmáxD: 2 - Calcular o ICmín, com as variáveis para ICmín. Envoltória 3 - Obter o valor de i, que é o intervalo de mudança de um nível a outro, através da equação: 61

63 4 - Calcular os limites para cada nível, de acordo com a tabela de IC mínimo e máximo. Procedimento para determinação dos limites numéricos para o edifício exemplo: Cálculo do ICmáxD: ICmáxD = 123,75 Cálculo do ICmín: Eq. 3.7 do RTQ-C--- Envoltória ICmín = 122,20 Eq. 3.7 do RTQ-C 62

64 Cálculo do i: i = (123,75-122,20) / 4 i = 0,39 Resultado Final De acordo com a tabela obtida, o nível de eficiência do edifício seria, pois o ICenv = 111,32 está dentro deste limite. Apesar disso, recordando os pré-requisitos calculados anteriormente, como a absortância térmica da cobertura ultrapassou o limite estabelecido, o nível de eficiência só pode ser. Envoltória 63

65 Sistema de Iluminação As diversas atividades realizadas pelos usuários dos ambientes internos dos edifícios necessitam de níveis adequados de iluminação, caracterizados pela iluminância: quando a luz emitida por uma fonte atinge uma superfície, esta superfície será iluminada. Assim, iluminância (E) é a medida da quantidade de luz incidente numa superfície por unidade de área. Sua unidade no sistema internacional é lúmen/m² ou lux [lx]. A Norma NBR 5413 define os níveis mínimos de iluminância necessários para diversas atividades. Para alcançar esses níveis adequados, utilizam-se tanto iluminação natural quanto artificial. O consumo de energia do sistema de iluminação artificial se dá de duas maneiras: Consumo Direto: É o consumo de eletricidade para gerar luz. Consumo Indireto: É o consumo causado pela carga térmica gerada no processo de geração de luz. Este consumo aumenta o gasto com a retirada de calor do edifício pelo sistema de condicionamento de ar. Dessa maneira, o edifício mais eficiente é aquele que gera os níveis adequados de iluminância consumindo o mínimo de energia, produzindo, assim, a menor carga térmica possível. O Sistema de Iluminação pode ser avaliado em sua totalidade ou apenas para um pavimento ou para um conjunto de salas separadamente, e seu peso na Equação Final é de 30%. Sistema de Iluminação Veja a seguir os procedimentos de determinação da eficiência do Sistema de Iluminação: - método da área do edifício; e - método das atividades do edifício. 64

66 Pré-requisitos Específicos Para a classificação do Sistema de Iluminação, além dos limites de potência instalada 15 estabelecidos, deverão ser respeitados os critérios de controle do sistema de iluminação, conforme os requisitos: divisão dos circuitos por dispositivos independentes em cada ambiente fechado; contribuição da luz natural, possuindo acionamento independente da fileira de luminárias mais próxima à janela para aproveitar a luz natural disponível; desligamento automático do sistema de iluminação em ambientes com mais de 250m². Esses requisitos serão avaliados para cada ambiente separadamente, e sua análise deverá atender, de acordo com o nível de eficiência pretendido, às características da tabela: limites de potência instalada 15 O Regulamento define o limite de potência instalada para cada ambiente interno de um edifício, variando o nível de eficiência de (mais eficiente) a (menos eficiente). Após encontrados os níveis de eficiência, ponderam-se os equivalentes numéricos pelas áreas dos ambientes, encontrando-se o equivalente numérico final do Sistema de Iluminação do edifício ou conjunto de salas e, consequentemente, a classificação final do nível de eficiência. Procedimento de Determinação da Eficiência O procedimento de avaliação do sistema de iluminação pode ser realizado de acordo com dois métodos: - método da área do edifício; e - método das atividades do edifício. 65

67 Esses métodos consistem basicamente em: - identificar a(s) atividade(s) principal(is) - calcular a potência total instalada; - encontrar a potência limite, através das tabelas de cada método; - comparar a potência limite com a potência total instalada; e - verificar os pré-requisitos. Os dois métodos diferenciam-se, pois o método da área simplifica a avaliação, uma vez que generaliza as atividades, mas pode, em alguns casos, prejudicar a classificação final, enquanto o método das atividades é mais detalhado. Vale lembrar que só podem ser avaliados pelo método da área aqueles edifícios com até três atividades diferentes! Dica! 16 Método da Área O método da área do edifício considera os ambientes de forma conjunta, por isso tem como limite um único valor para a avaliação do sistema de iluminação. Ele pode ser aplicado num edifício com até três atividades principais, ou para atividades que ocupem mais de 30% da área do edifício. Para a avaliação, deve-se seguir as seguintes etapas: - identificar a atividade principal 17 do edifício, de acordo com a tabela 4.1, e a DPI L para cada nível de eficiência. Para edifícios com atividades não listadas, deve-se escolher uma atividade equivalente; - determinar a área iluminada do edifício; - multiplicar a área iluminada pela DPI L para encontrar a potência-limite do edifício; - comparar a potência total instalada no edifício e a potência-limite para determinar o nível de eficiência do sistema de iluminação; e - verificar o atendimento dos pré-requisitos 18 em todos os ambientes. Dica! 16 Devem ser excluídos do cálculo da potência instalada da iluminação os sistemas que forem complementares à iluminação geral e com controle independente nas seguintes situações: - iluminação de destaque que seja parte essencial para o funcionamento de galerias, museus e monumentos; - iluminação contida ou parte integrante de equipamentos ou instrumentos, desde que instalada pelo próprio fabricante, como lâmpadas de refrigeradores, geladeiras, etc; - iluminação especificamente projetada para uso exclusivo em procedimentos médicos ou dentários e iluminação contida em equipamentos médicos ou dentários; - iluminação contida em refrigeradores e freezers, tanto abertos quanto fechados por vidro; - iluminação totalmente voltada a aquecimento de alimentos e em equipamentos de preparação de alimentos; - iluminação totalmente voltada ao crescimento de plantas e sua manutenção; - iluminação em ambientes especificamente projetados para uso de deficientes visuais; - iluminação em vitrines de lojas varejistas, desde que a área da vitrine seja fechada por divisórias cuja altura alcance o forro; - iluminação em ambientes internos que sejam especificamente designados como um bem cultural tombado, de acordo com o Instituto do Patrimônio Histórico Artístico Nacional (IPHAN) ou outros órgãos municipais ou estaduais de competência análoga; - iluminação totalmente voltada à propaganda ou à sinalização; - sinais indicando saída e luzes de emergência; - iluminação à venda ou sistemas de iluminação para demonstração com propósitos educacionais; - iluminação para fins teatrais, incluindo apresentações ao vivo e produções de filmes e vídeos; - áreas de jogos ou atletismo com estrutura permanente para transmissão pela televisão; - iluminação de circulação externa; e - iluminação de tarefa ligada diretamente em tomadas, como luminária de mesa. 66

68 Dica! 19 Exemplo: Cálculo pelo método da área do edifício Para explicar o método da área, utilizaremos o conjunto de salas de um pavimento do edifício exemplo: atividade principal 17 Para edifícios com atividades não listadas, deve-se escolher uma atividade equivalente. pré-requisitos 18 Se existirem ambientes que não atendam aos pré-requisitos, o EqNum deverá ser corrigido por meio da ponderação entre os níveis de eficiência e potência instalada dos ambientes que não atenderam aos pré-requisitos e a potência instalada e o nível de eficiência encontrado para o sistema de iluminação. Dica! 19 E QUANDO O EDIFÍCIO POSSUIR ATÉ TRÊS ATIVI- DADES PRINCIPAIS? Quando o edifício for caracterizado por até três atividades principais, determina-se a DPI L e a área iluminada para cada atividade. A potêncialimite para o edifício será a soma d as potências-limites para cada atividade do edifício. A classificação do nível de eficiência será feita mediante a potência total instalada no edifício, e não por atividade. 67

69 Informações do projeto: - Conjunto de lâmpadas utilizado: - Características do sistema de iluminação: Sistema de Iluminação 1) O primeiro passo na avaliação pelo método da área consiste em verificar na tabela 4.1 do RTQ a principal atividade exercida nos ambientes avaliados, e obter as DPI L para cada nível de eficiência. De acordo com a tabela 4.1, temos que a principal atividade do conjunto de salas pode ser relacionada com a de ESCRITÓRIO. Então, a DPI L para cada nível é: 68

70 2) Determinada a atividade, calcula-se a área total dos ambientes iluminados no projeto, no caso, igual a 300 m². 3) Multiplicando a área iluminada de 300 m² do edifício pela DPI L de cada nível, temos as potências-limite: 4) Como há apenas uma atividade principal no edifício, não será necessário somar as potências de cada atividade. 5) Ao comparar a potência instalada total do edifício W - com as DPI L, vimos que a potência instalada ultrapassa o limite para nível C, classificando-se como nível de eficiência energética. 6) Após determinação do nível de eficiência, verifica-se o cumprimento dos pré-requisitos por ambiente. Apesar disso, esse conjunto de ambientes, avaliado pelo método da área, já possui uma classificação inferior à aplicação dos pré-requisitos, não sendo necessária sua verificação. Sistema de Iluminação Pelos pré-requisitos, temos que alguns ambientes passariam, inclusive, para nível conjunto de salas do pavimento classifica-se com nível de eficiência energética.. Porém, como a DPI ultrapassa os limites, o 69

71 Tabela Limite máximo aceitável de densidade de potência de iluminação (DPI L ) - Método da área do edifício. Sistema de Iluminação 70

72 Método das Atividades O método das atividades do edifício, diferentemente do método da área, avalia separadamente os ambientes. É utilizado quando o outro método não é possível de ser aplicado. Aqui, as DPI L têm uma chance de aumentar em 20%. Ambientes que possuam o índice de ambiente (K) menor que o definido na tabela 4.2, ou room cavity ratio (RCR) maior que o da tabela 4.2, podem conseguir esse aumento. Observação: Este aumento de potência poderá ser utilizado apenas por ambiente, que deve ser avaliado individualmente, não sendo computado na potência limite para o edifício. O procedimento de avaliação é o seguinte: - identificar adequadamente as atividades encontradas no edifício, de acordo com a tabela 4.2; - encontrar a potência limite 20 para cada atividade, através da multiplicação da área iluminada e da DPI L ; - encontrar o EqNum do sistema de iluminação, comparando a potência limite com a potência instalada; - verificar os pré-requisitos 21 em cada ambiente. potência-limite 20 Assim como no método da área, aqui a potência limite para o edifício será a soma das potências limites das atividades. Exemplo: Cálculo pelo método das atividades do edifício Para exemplificar o método das atividades, utilizaremos o mesmo conjunto de salas do edifício exemplo: pré-requisitos 21 Se existirem ambientes que não atendam aos pré-requisitos, o EqNum deverá ser corrigido através da ponderação entre os níveis de eficiência e potência instalada dos ambientes que não atenderam aos pré-requisitos e a potência instalada e o nível de eficiência encontrado para o sistema de iluminação. 71

73 Informações do projeto: - Conjunto de lâmpadas utilizado: Sistema de Iluminação 72

74 - Características do sistema de iluminação: *n = número de luminárias 1) Assim como no método da área, o primeiro passo é verificar na tabela 4.2 do RTQ as atividades que são exercidas nos ambientes em questão e obter as DPI L para cada nível de eficiência: Sistema de Iluminação *Como as atividades de Atendimento e Diretoria não estão listadas na tabela, foram escolhidas atividades semelhantes. 73

75 2) Para facilitar o desenvolvimento, podemos verificar se algum dos índices de ambiente (K) do conjunto de salas é menor que o da tabela, para obtermos ou não aumento de 20% nos limites da DPI. Então: Como vimos, o único ambiente que apresenta índice de ambiente menor que o limite é o hall. Por isso, podemos acrescentar a este ambiente 20% aos DPI L dos níveis de eficiência. 3) Verifica-se então as DPI L de cada ambiente, já acrescentando os 20%: Sistema de Iluminação 74

76 4) Multiplicando a área iluminada de cada ambiente pelas DPIL, temos as potências-limite de cada atividade: 5) O próximo passo é comparar a soma da potência instalada com a soma das potências limites dos níveis de eficiência e descobrir o EqNum do conjunto. Sistema de Iluminação 75

77 Como a potência total instalada do conjunto não ultrapassa a potência limite para nível C, o conjunto recebe EqNum 3, que corresponde ao nível C. 6) Ao conferir os pré-requisitos para cada ambiente, podemos observar que os ambientes que não atendem aos pré-requisitos do nível são o hall e a sala de reuniões, passando a ser o EqNum deles 3. É preciso, então, realizar a ponderação 22 entre a potência instalada e o nível de eficiência dos ambientes que não atenderam aos prérequisitos para o nível. ponderação 22 Cada ambiente do conjunto contribui, com a sua potência instalada, para a classificação final. Nesse caso, como há ambientes que possuem valores diferentes (EqNum), é necessário realizar a ponde -ração. Lembre-se! Mesmo que os outros ambientes tenham cumprido os pré-requisitos para o nível, a classificação pela potência instalada indicou nível, ou seja, o EqNum continua sendo 3. A classificação final do sistema de iluminação desse conjunto, avaliado pelo método das atividades do edifício, é EqNum é 3,00. e seu 76

78 Tabela Limite máximo aceitável de densidade de potência de iluminação (DPI L ) - Método das atividades do edifício. Sistema de Iluminação 77

79 78 Sistema de Iluminação

80 79

81 Índice de Ambiente (K) O Índice de Ambiente classifica diferentes ambientes de acordo com a área, considerando a distribuição uniforme das luminárias. Qualquer alteração de densidade de potência instalada, geometria ou altura do plano de tarefa configura um novo zoneamento K, como mostra a figura a seguir. Formas de calcular o K: *Fórmula geral Diferentes ambientes têm diferentes indíces K Sistema de Iluminação 80

82 Onde: K = índice de ambiente [adimensional] At = Área de teto [m²] Apt = Área do plano de trabalho [m²] Ap = Área de parede entre o plano iluminante e o plano de trabalho [m²] *Ambientes retangulares com iluminação direta Em ambientes retangulares com iluminação direta (ou seja, quando a luz incide diretamente no plano de trabalho), a relação pode ser simplificada: Onde: K = índice de ambiente, iluminação direta [adimensional] C = comprimento total do ambiente [m] L = largura total do ambiente [m] h = altura entre a superfície de trabalho e o plano das luminárias no teto [m] *Ambientes com iluminação indireta Em ambientes com iluminação indireta (quando a luz é direcionada para parede e refletida para o plano de trabalho): Sistema de Iluminação Onde: K = índice de ambiente, iluminação semi-direta e indireta [adimensional] C = comprimento total do ambiente [m] L = largura total do ambiente [m] h = altura entre a superfície de trabalho e o teto [m] 81

83 Room Cavity Ratio (RCR) O RCR, que pode ser traduzido como razão da cavidade do ambiente, é um índice que pertence ao método de cálculo da média dos níveis de iluminação baseado no conceito da divisão do ambiente em três cavidades: Formas de calcular o RCR: *Ambientes retangulares Trata-se de uma relação matemática que corresponde às dimensões de um espaço fechado (comprimento, largura, altura), determinando os efeitos do coeficiente global de utilização de uma luminária dentro dele. O RCR abrange o volume demilitado pelas paredes, plano das luminárias e plano de trabalho, e pode ser calculado de três maneiras, de acordo com a forma do ambiente: Sistema de Iluminação Onde: RCR = Room Cavity Ratio [admensional] h = altura entre a superfície de trabalho e o plano das luminárias no teto[m] C = comprimento [m] L = largura [m] A = área [m²] 82

84 *Ambientes quadrados Onde: RCR = Room Cavity Ratio [admensional] h = altura entre a superfície de trabalho e o plano das luminárias no teto[m] L = largura [m] *Ambientes irregulares Onde: RCR = Room Cavity Ratio [admensional] h = altura entre a superfície de trabalho e o plano das luminárias no teto[m] P = perímetro da sala, incluindo as divisórias interiores [m] A = área [m²] Sistema de Iluminação 83

85 Sistema de Condicionamento de Ar Neste capítulo, explica-se e exemplifica-se a avaliação do requisito Condicionamento de Ar, tão importante e significativo na eficiência do edifício. Para a avaliação existem dois métodos: *um para aparelhos avaliados pelo PBE/INMETRO 21 ; e *outro para aparelhos não avaliados e sistemas centrais. Classificações Parciais Para a classificação do sistema de condicionamento de ar, há também como considerar classificações parciais, ou seja, é possível certificar apenas uma sala, um conjunto de salas, um pavimento ou parte de um edifício. Veja nesse capítulo os processos de avaliação para esse sistema. Para lembrar! A influência do sistema de condicionamento de ar na avaliação de um edifício é 40%. PBE/INMETRO 21 É o Programa Brasileiro de Etiquetagem, desenvolvido pelo INMETRO. Mais informações no site: 84

86 Pré-requisitos Específicos Os pré-requisitos específicos a serem verificados atendem apenas à classificação. Essa é a condicionante inicial da avaliação, por isso se deve prestar muita atenção, já que ela define a classificação do sistema em relação ao nível máximo. O pré-requisito é avaliado em cada unidade separadamente, ou seja, mesmo que pelo INMETRO o nível de eficiência seja pré-requisito não for atendido, a classificação cai para. 1) Isolamento térmico para dutos de ar e tubulações de água gelada: O RTQ-C estipula espessuras mínimas para isolamento de tubulações para sistemas de aquecimento na tabela 5.1; e refrigeração na tabela 5.2. Observação: Para isolamentos cuja condutividade térmica esteja fora das faixas estipuladas nestas tabelas, a espessura mínima (E) deve ser deter minada pela equação 2.2: Onde: E: espessura mínima de isolamento [cm]; r: raio externo da tubulação [cm]; e: espessura de isolamento listada nesta tabela para a temperatura do fluido e tamanho da tubulação em questão [cm]; ʎ: condutividade do material alternativo à temperatura média indicada para a temperatura do fluido [W/mK]; ʎ : valor superior do intervalo de condutividade listado nesta tabela para a temperatura do fluido., se o Sistema de Condicionamento de Ar 85

87 2) Condicionamento de ar por aquecimento artificial: As edificações que têm um sistema de aquecimento artificial devem atender aos seguintes indicadores mínimos de eficiência energética: *sistemas com bombas de calor, independente da sua capacidade, devem apresentar um COP para aquecimento 3,0W/W; *sistemas unitários de condicionamento de ar com ciclo reverso devem apresentar um COP para aquecimento 3,0 W/W; e *caldeiras a gás devem atender aos requisitos mínimos de eficiência apresentados na tabela 5.3. Aparelhos Avaliados SISTEMAS COM CONDICIONADORES DO TIPO JANELA OU SPLIT AVALIADOS PELO INMETRO Para determinar a eficiência desses sistemas, você deve em primeiro lugar, observar se o cálculo da carga térmica de projeto foi fundamentado em uma das normas e manuais de engenharia como a ASHRAE,2005 e a NBR Dentre todas as possibilidades de combinação de condicionadores e ambientes, o exemplo a seguir demonstra que o procedimento é o MESMO em todos os casos: ponderação por potência, e a multiplicação pelo equivalente numérico. Sistema de Condicionamento de Ar Exemplo: Aparelhos Avaliados O edifício exemplo apresenta em um pavimento: SISTEMA CENTRAL de condicionamento de ar; Sala 1 e Sala 3 com unidades de janela; e Sala 2 com dois aparelhos do sistema SPLIT: 86

88 As unidades condensadoras de condicionadoras do tipo Split, para sistema de refrigeração, possuem tubulações de cobre de 12mm de diâmetro nominal e revestidas com 1,5cm de isolante térmico (condutividade térmica = 0,040 W/mK). Veja agora a especificação dos aparelhos: UNIDADES DE JANELA Sistema de Condicionamento de Ar * Sala 1: 87

89 * Sala 3: SISTEMA SPLIT * Sala 2: Sistema de Condicionamento de Ar SISTEMA CENTRAL Capacidade: BTU/h Classificação do sistema: C Observação: neste exemplo só foram fornecidos os dados do sistema central para ilustrar a ponderação quando existem diferentes sistemas. Ele será especificado e exemplificado em outro tópico, a seguir. 88

90 RESOLUÇÃO - Construção da tabela: SISTEMA: Identifica-se cada diferente sistema que atuará no pavimento. POTÊNCIA: Identifica-se a capacidade de cada aparelho. Sistema de Condicionamento de Ar PONDERAÇÃO: Pondere a potência de cada aparelho/sistema em relação a potência total (somatório de todas as potências). 89

91 EFICIÊNCIA DO SISTEMA: Identifica-se a eficiência de cada sistema. Para Sistemas Unitários, identifica-se a classificação do aparelho obtida no site do INMETRO. identifica-se a classificação do aparelho obtida no site do INMETRO. No caso do aparelho que possui classificação A pelo INMETRO, é necessário analisar o pré-requisito. Como a espessura mínima é igual a recomendada pela Tabela 5.2, atende ao pré-requisito, e sua classificação continua A. Para o Sistema Central, utilize a eficiência fornecida no exemplo, pois como encontrá-la será exemplificado a seguir, em outro tópico. Sistema de Condicionamento de Ar 90

92 EQUIVALENTE NUMÉRICO: Identifica-se o equivalente numérico (encontrado na Tabela 2.1 do RTQ) em relação a classificação de cada sistema. PONDERAÇÃO x EQ. NUMÉRICO: Multiplica-se o resultado encontrado na ponderação das áreas pelo equivalente numérico. Sistema de Condicionamento de Ar 91

93 RESULTADO FINAL Portanto, a classificação final do condicionamento de ar nesse exercício será : 3,5 3,93 < 4, Como em todos os casos o procedimento é o mesmo, você pode seguir um ROTEIRO para auxiliá-lo. Utilize um modelo de tabela que identifique quais informações devem ser obtidas, e a sua ordem. Antes de iniciar, verifique o cumprimeiro do pré-requisito de cada aparelho separadamente - se o aparelho for A, porém não atender ao pré-requisito, entrará no cálculo com o equivalente numérico de B! Por exemplo: Sistema de Condicionamento de Ar 92

94 O somatório dessas ponderações pelos equivalentes (Ponderação x EqNum) é o valor que dará a classificação geral do conjunto. Aparelhos não Avaliados SISTEMAS COM CONDICIONADORES DO TIPO JANELA OU SPLIT NÃO AVALIADOS PELO INMETRO Os aparelhos não regulamentados pelo INMETRO compreendem aqueles que não possuem avaliação nas tabelas fornecidas pelo site como, por exemplo, aparelhos split do tipo cassete, canto ou saídas de duto. Para esses aparelhos, o RTQ-C fornece tabelas que indicam os níveis mínimos de eficiência dos condicionadores para cada nível da etiqueta. As tabelas utilizadas indicam a eficiência mínima do aparelho mediante a comparação dos dados, adquiridos no próprio aparelho ou informados pelo fabricante, com os valores indicados. Cada valor se encaixa em determinada tabela, que abrange os níveis de a. Se os valores não se encaixarem em nenhuma dessas tabelas, a eficiência poderá ser somente. Veja a seguir, as tabelas necessárias para alcançar cada nível, e como utilizá-las. * Para Nível : Tabela eficiência mínima Tabela resfriadores de líquido Tabela torres de arrefecimento e condensadores Sistema de Condicionamento de Ar * Para Nível : Tabela eficiência mínima Tabela resfriadores de líquido Tabela torres de arrefecimento e condensadores * Para Nível : Tabela eficiência mínima Tabela A, B ou C Tabela 5.8 A Tabela 5.8 B Tabela 5.8 C 93

95 Dica! 23 Tabela torres de arrefecimento e condensadores * Para Nível : Tabela eficiência mínima Tabela resfriadores de líquido Exemplo: Uso das tabelas Os dados necessários para fazer a avaliação do aparelho estão destacados na tabela a seguir. Você deve comparar os dados obtidos no aparelho ou informados pelo fabricante com os dados da tabela do respectivo nível em que eles se encaixam. - Informações do aparelho: Dica! 23 Tabela A, B ou C A consulta destas tabelas será necessária quando os compressores centrífugos forem projetados para operar em condições diferentes das condições de teste da Tabela 5.8, atendendo aos limites de acordo com a sua Capacidade. Verificar na tabela 5.4, que determina a eficiência mínima do aparelho para os níveis A e B: 94

96 Sistema de Condicionamento de Ar Como a eficiência do aparelho não corresponde à eficiência mínima exigida pela ASHRAE (COP < 3,28), já não pode ser classificado como nível A ou B. Então, consultamos a Tabela 5.7, que avalia a eficiência mínima para nível C: 95

97 Sistema de Condicionamento de Ar O aparelho encaixa-se nos intervalo da tabela. Assim, obtém classificação. 96

98 Sistemas Centrais Os sistemas centrais de condicionamento de ar não são avaliados pelo INMETRO. Assim, sua classificação deverá ser feita mediante a consulta de valores mínimos presentes nas tabelas indicadas no RTQ-C. De acordo com a classificação desejada, deve-se consultar uma tabela específica. Dica! 24 Esquema do funcionamento básico do ar condicionado central. Deve-se verificar, a partir dos dados fornecidos pelo fabricante, se eles estão de acordo com o procedimento de teste, indicado na tabela. Os dados necessários para realizar a avaliação devem ser obtidos pelo fabricante ou pelo projetista responsável. Os dados devem ser analisados de acordo com o IPLV (Integrated Part Load Value) do equipamento; ou de acordo com o COP (Coefficient of Performance) do equipamento, que indica a eficiência no consumo de energia. Dica! 24 COP (Coefficient of Performance) O COP é estabelecido a partir da razão entre capacidade de resfriamento (kw) pelo consumo de energia (kw). Assim, um COP maior indica menor consumo de energia, ou seja, um uso mais eficiente. 97

99 Veja os requisitos para cada nível nos itens abaixo, e depois confira o exemplo. Requisitos para o Nível A Para a obtenção da classificação, você deve consultar as tabelas, assim como para os outros níveis: - Tabela 5.5 para os resfriadores de líquido; - Tabela 5.6 para os condensadores e torres de arrefecimento. Porém, todo sistema deve atender também às especificações dos requisitos a seguir: - Cálculo de carga térmica: A carga térmica de projeto deve ser calculada de acordo com as normas e manuais de engenharia de aceitação geral pelos profissionais da área. Exemplos: ASHRAE Handbook of Fundamentals (ASHRAE,2005) e a norma NBR Controle de temperatura por zona: O aquecimento ou resfriamento de ar de cada zona térmica deve ser controlado individualmente por um termostato, que deverá atender à temperatura do ar de cada zona, exceto para controle de sistemas periféricos, nos quais é permitido o uso de um termostato em mais de uma zona, desde que sua disposição seja feita em fachadas com a mesma orientação e com 15m de distância máxima entre eles, e que o termostato de controle esteja localizado dentro da zona servida pelo sistema. Nesse item deve-se observar ainda: - faixa de temperatura de controle; - exceções ao controle de temperatura por zona; - aquecimento suplementar; e - aquecimento e resfriamento simultâneo, todos descritos no RTQ-C. Sistema de Condicionamento de Ar - Automação: Todo sistema de condicionamento de ar deve ser equipado com pelo menos um tipo de controle: controles que possam desativar e acionar o sistema sob diferentes condições de rotina de operação, sensores de ocupação, temporizador de acionamento manual, ou possuir integração com o sistema de segurança e alarmes, que desligue o sistema de condicionamento de ar quando o sistema de segurança é ativado. Deve-se adotar pelo menos um desses sistemas de automação, com seus respectivos tipos de controle, descritos no RTQ-C. - Isolamento de zonas: Sistemas de condicionamento de ar servindo diferentes zonas térmicas destinadas à operação ou à ocupação não simultânea 98

100 devem ser divididos em áreas isoladas. As zonas devem ser agrupadas em áreas que não ultrapassem 2.300m² de área condicionada, não incluindo mais do que um pavimento. Esse requisito evita o suprimento de ar condicionado em grandes áreas não ocupadas durante o funcionamento do restante do edifício. Sistemas do tipo volume de ar variável (VAV, Variable Air Volume) atendem a essa situação, e as áreas isoladas devem possuir sistemas de automação, como os descritos no RTQ-C, para desativar os suprimentos de ar. Nesse caso, o projeto deve incluir um registro extra (damper) que bloqueará a vazão mínima que poderia entrar de maneira desnecessária numa zona não ocupada. Os controles e dispositivos devem permitir a operação estável do sistema e equipamentos para qualquer período enquanto atendem à menor área isolada servida pelo sistema central. - Controles e dimensionamento do sistema de ventilação: Esse requisito deve ser considerado apenas para sistemas de condicionamento de ar com potência total de ventilação superior a 4,4 kw, que devem atender aos limites de potência especificados no RTQ-C, com base na potência máxima aceitável apresentada na Tabela 5.11 do RTQ-C. Os sistemas de ventilação com taxa de insuflação de ar externo superior a 1400 l/s (5040m³/h) devem possibilitar a redução automática da renovação do ar, quando os ambientes estiverem parcialmente ocupados. Deve-se ainda observar as especificações dos controles de sistemas de ventilação para: - ciclo economizador; - sistemas de exaustão; e - acionamento otimizado, todos descritos no RTQ-C. - Recuperação de calor: Esse requisito atende aos ventiladores individuais que tenham capacidade de insuflação de ar nominal de pelo menos 2.400l/s e uma taxa de insuflação de ar externo de pelo menos 70% da vazão total de projeto, os quais devem possuir sistema de recuperação de calor com eficácia de pelo menos 50%. O sistema de recuperação de calor deve ser provido por um sistema de controle que permita a operação do ciclo economizador. Exceções à recuperação de calor: - sistemas em que os ambientes não são resfriados ou que necessitam de pouco aquecimento; - quando os fluxos de ar são pequenos (vazão de exaustão menor que 75% da vazão de ar externo); - quando a exaustão (ar descartado) contém poluentes que podem danificar o recuperador de calor, como gases tóxicos, fumaça corrosiva ou gordura; - quando o pré-aquecimento já é realizado por outro sistema. Sistema de Condicionamento de Ar - Controles e dimensionamento dos sistemas hidráulicos: Sistemas de condicionamento de ar com um sistema hidráulico servido por sistema de bombeamento com potência superior a 7,5 kw devem atender aos requisitos de: - sistemas de vazão de líquido variável; - isolamento de bombas; e 99

101 - controles de reajuste da temperatura de água gelada e quente, todos descritos no RTQ-C. - Equipamentos de rejeição de calor: Aplica-se para o equipamento de rejeição de calor usado em sistemas de condicionamento ambiental, tais como condensadores a ar, torres de resfriamento abertas, torres de resfriamento com circuito fechado e condensadores evaporativos. Exceção a esses equipamentos citados: dispositivos de rejeição de calor que já possuem o uso de energia incluído nos índices de eficiência listados nas tabelas 5.4 a Controle de Velocidade do Ventilador Cada ventilador acionado por motor de potência igual ou superior a 5,6 kw deve ter a capacidade de operar a dois terços ou menos de sua velocidade máxima (em carga parcial) e deve possuir sistema que mude automaticamente a velocidade do ventilador para controlar a temperatura de saída do fluído ou temperatura/pressão de condensação do dispositivo de rejeição de calor. Exceções: ventiladores de condensador servindo a múltiplos circuitos refrigerantes, ventiladores de condensadores afogados (flooded condenser), até um terço dos ventiladores de um condensador ou torre com múltiplos ventiladores, onde os ventiladores principais estão de acordo com os requisitos de controle de velocidade. (RTQ-C) Observação: os itens acima estão descritos a título de introdução. Para uma análise completa é necessário consultar diretamente o RTQ-C a partir da página 49. Requisitos para Outros Níveis Para os outros níveis, você deve consultar as tabelas indicadas abaixo: * Para o Nível : Tabela resfriadores de líquido; Tabela condensadores e torres de arrefecimento. * Para o Nível : Tabela resfriadores de líquido A, B ou C Tabela 5.8 A Tabela 5.8 B Tabela 5.8 C Tabela condensadores e torres de arrefecimento. Dica! 24 Dica! 25 Tabela A, B ou C A consulta destas tabelas será necessária quando os compressores centrífugos forem projetados para operar em condições diferentes das condições de teste da Tabela 5.8, atendendo aos limites de acordo com a sua Capacidade. 100

102 * Para o Nível : Tabela resfriadores de líquido. Se o sistema não alcançar os valores para o nível, será considerado nível. Exemplo: Sistema Central O edifício exemplo apresenta no térreo e no primeiro pavimento sistema central de condicionamento de ar. Atendendo as especificações do cálculo de carga térmica de acordo com a norma ASHRAE Handbook of Fundamentals (ASHRAE, 2005) ou NBR 16401, superior a 350 kw, o sistema possui: DISTRIBUIÇÃO DO SISTEMA Sistema de Condicionamento de Ar 101

103 Obtidos os dados do projeto, começa o processo de análise da eficiência do sistema através das tabelas indicadas no Regulamento. No exemplo, o equipamento funciona através de condensação a ar, com condensador, o que indica que o condensador já está acoplado ao chiller, e não separado do equipamento (caso contrário, você deveria analisar também a tabela que avalia condensadores resfriados a ar). ATENÇÃO! 26 Identificando na tabela abaixo: ATENÇÃO! 26 1 TR equivale a BTU/h, ou a 3.500W. Logo, a capacidade do sistema de 20 TR corresponde a W, ou 70kW. 102

104 Como podemos observar, de acordo com a tabela, o sistema se encaixa nos níveis de classificação e. Para identificar a qual dos dois níveis ele atende, é necessário analisar uma série de requisitos. Caso o sistema não atenda a algum desses requisitos, ele terá classificação. Se o sistema tivesse atendido à tabela de classificação ou, então não seria necessário avaliar os requisitos, a classificação já se daria pela tabela. Vamos pensar na avaliação dos requisitos como um check list. Para poder realizá-la, além de obter e verificar os dados do projeto do sistema central, você deve contatar o projetista do ar condicionado central proposto, uma vez que é ele o responsável pelo projeto e é capaz de esclarecer os requisitos necessários, indicando sua existência ou não, o que irá determinar a classificação do sistema. O sistema não cumpriu o requisito de rejeição de calor, portanto sua CLASSIFICAÇÃO será, Sistema de Condicionamento de Ar 103

105 Tabelas para Avaliação A seguir, você encontra a lista de todas as tabelas necessárias para a avaliação dos pré-requisitos e de aparelhos não-regulamentados. Para os pré-requisitos: Tabela Espessura mínima de isolamento de tubulações para sistemas de aquecimento Sistema de Condicionamento de Ar 104

106 Tabela Espessura mínima de isolamento de tubulações para sistemas de resfrigeração Tabela Eficiência mínima para caldeiras de água a gás Sistema de Condicionamento de Ar Para aparelhos não-regulamentados: 105

107 Tabela Eficiência mínima de condicionadores de ar para classificação nos níveis A e B Sistema de Condicionamento de Ar 106

108 Tabela 5.4 A - Eficiência mínima de condicionadores de ar do tipo VRF que operam somente em refrigeração (sem ciclo reverso) para classificação no nível A 107

109 Tabela 5.4 B - Eficiência mínima de condicionadores de ar do tipo VRF que operam em refrigeração e aquecimento (ciclo reverso) para classificação no nível A 108

110 Tabela Eficiência mínima de resfriadores de líquido para classificação nos níveis A e B Sistema de Condicionamento de Ar 109

111 Tabela Eficiência mínima de torres de resfriamento e condensadores para classificação nos níveis A e B e C Sistema de Condicionamento de Ar 110

112 Tabela Eficiência mínima de condicionadores de ar para classificação no nível C Sistema de Condicionamento de Ar 111

113 Tabela Eficiência mínima de resfriadores de líquido para classificação no nível C Sistema de Condicionamento de Ar 112

114 Tabela 5.8 A - Eficiência mínima para Chillers Centrífugo com capacidade menor que 528kW Sistema de Condicionamento de Ar 113

115 Tabela 5.8 B - Eficiência mínima para Chillers Centrífugo com capacidade menor/igual a 528kW e menor que 1055kW: Sistema de Condicionamento de Ar 114

116 Tabela 5.8 C - Eficiência mínima para Chillers Centrífugo com capacidade maior que 1055kW Sistema de Condicionamento de Ar 115

117 Tabela Eficiência mínima de condicionadores de ar para classificação no nível D Sistema de Condicionamento de Ar 116

118 Tabela Eficiência mínima de resfriadores de líquido para classificação no nível D Sistema de Condicionamento de Ar 117

119 Determinação da Eficiência Nesta parte final do curso, vamos abordar como se dá a classificação geral da eficiência energética de uma edificação. Vimos que cada parte da avaliação do edifício (envoltória, sistema de iluminação e sistema de condicionamento de ar) pode ter um nível de eficiência diferente, mas o objetivo é que a edificação como um todo também obtenha sua classificação. Além da avaliação das três partes já mostradas, sistemas que visem à economia de recursos energéticos na edificação podem auxiliar na classificação, podendo acrescer até 1 ponto na pontuação final. São as chamadas bonificações 27. Para a determinação da eficiência final do edifício avaliado, são atribuídos pesos para cada parte: BONIFICAÇÃO 27 A equação da pontuação final apresenta uma variável para bonificações, uma pontuação extra que visa incentivar o uso de soluções que elevem a eficiência energética do edifício. A pontuação adquirida com essas iniciativas deve ser comprovada no memorial de cálculo. Os cinco itens principais são: Uso racional de água - economia mínima de 40%; Aquecimento solar - fração mínima de 60%; Fontes renováveis de energia - economia anual mínima de 60%; Cogeração - economia anual mínima de 30%; Inovações que promovam a eficiência energética - economia anual mínima de 30%. Qualquer uma das alternativas acima, garantindo o mínimo proposto, pode render até 1 ponto na classificação geral, ou seja, se houver uma economia abaixo desse valor, é contabilizada a fração correspondente. Etiqueta Geral, com a classificação do edifício completo, e das três partes avaliadas separadamente. 118

120 O nível da classificação de cada parte na equação final equivale a um número de pontos, segundo a tabela abaixo. A classificação geral do edifício é calculada de acordo com a distribuição dos pesos por meio da Equação 2.1 do RTQ: Determinação da Eficiência Onde: - EqNumEnv é o Equivalente Numérico da Envoltória - EqNumDPI é o Equivalente Numérico do sistema de iluminação, identificado pela sigla DPI, de Densidade de Potência de Iluminação - EqNumCA é o Equivalente Numérico do sistema de Condicionamento de Ar - EqNumV 27 é o Equivalente Numérico de ambientes não condicionados e/ou Ventilados naturalmente - APT é a Área de piso dos ambientes de Permanência Transitória, desde que não condicionados - ANC é a Área de piso dos ambientes Não Condicionados de permanência prolongada - AC é a Área de piso dos Ambientes Condicionados - AU é a Área Útil - b é a pontuação obtida pelas Bonificações, que varia de zero a

121 O número de pontos obtidos na Equação Final irá definir a classificação geral da edificação. EqNumV 28 Os edifícios que possuem áreas não condicionadas devem atentar para: Além do Método Prescritivo, há também outro método de avaliação da eficiência energética: a Simulação Computacional, descrita no próximo capítulo. - Áreas de curta permanência, tais como circulação, depósitos, banheiros - estas não são consideradas para análise da envoltória; - Áreas de permanência prolongada, tais como lojas, escritórios, áreas de trabalho - é obrigatório comprovar por simulação que o ambiente interno proporciona temperaturas dentro da zona de conforto durante um percentual das horas ocupadas, caso contrário estas áreas serão consideradas com nível de eficiência E. Ambientes ventilados naturalmente sem comprovação de conforto por simulação não entram no cômputo de ANC. Para se obter o equivalente numérico da ventilação é preciso realizar a simulação computacional e verificar a porcentagem de horas de conforto em cada ambiente. Após a simulação, é obtida a classificação de cada ambiente e feita a ponderação por área. 120

122 Considerações Finais O objetivo do curso é de esclarecimento geral sobre o procedimento de avaliação pelo método prescritivo (Envoltória + Iluminação + Sistema de Condicionamento de Ar). Entretanto, há também o método de simulação computacional. Saiba mais, clicando no menu ao lado. Considerações Finais Como apoio para o cálculo através do método prescritivo, o LabEEE/UFSC desenvolveu uma ferramenta para auxiliar na avaliação da eficiência energética, trata-se no WebPrescritivo. As explicações legais e documentação necessária para o processo de obtenção da etiqueta da edificação se dá através do Requisito de Avaliação de Conformidade do Nível de Eficiência Energética (RAC-C). A avaliação da eficiência energética por meio do projeto é válida por cinco anos. Após esse período, é necessário fazer a avaliação da conformidade da edificação. 121

123 Simulação O método de simulação computacional pode ser utilizado para avaliar o desempenho energético de uma edificação. A avaliação por simulação pode ser utilizada quando um edifício não pode ser bem representado pelo método prescritivo. Como para tipologias mais complexas ou para comprovação de conforto ambiental em ambientes naturalmente ventilados. A simulação computacional do desempenho energético apresenta como pré-requisitos: - considerações sobre o programa de simulação; e - arquivo climático adotado. O procedimento utilizado para a simulação é a comparação de um modelo real (projeto) com quatro modelos de referência, um para cada nível de eficiência, de acordo com o nível que se pretende atingir. Considerações Finais Para definição dos parâmetros de entrada dos modelos de referência, é necessário realizar o cálculo de acordo com o método prescritivo, a fim de estabelecer os limites do nível de eficiência de cada modelo. Como obter uma etiqueta? A SUBMISSÃO DO PROJETO A submissão de um projeto ao processo de etiquetagem pode ser feita diretamente pelo proprietário do edifício ou por um profissional consultor encarregado. O pedido de avaliação deverá ser encaminhado a um laboratório de inspeção. Para o início do processo de etiquetagem o INMETRO designou dois laboratórios, o Laboratório de Eficiência Energética em Edificações (LabEEE), da UFSC, e o Centro de Pesquisas de Energia Elétrica (CEPEL), do Sistema Eletrobras, para a realização das primeiras avaliações. Outros laboratórios já estão em fase de capacitação. O primeiro organismo de inspeção OI3E-CERTI entrou em funcionamento no final de QUAL A DOCUMENTAÇÃO NECESSÁRIA? No RAC-C você poderá encontrar os métodos de avaliação, os procedimentos para submissão de sua edificação, além de uma lista de documentos que devem ser encaminhados, acompanhados de modelos de formulários para preenchimento. 122

124 WebPrescritivo O WebPrescritivo é uma ferramenta online, desenvolvida pelo Projeto S3E para auxiliar na avaliação da Eficiência Energética das Edificações Comerciais. Basta entrar com as variáveis da Envoltória, do Sistema de Iluminação e/ou do Ar Condicionado, e o nível de eficiência é fornecido. Para conferir, acesse: Considerações Finais Exemplo de avaliação do WebPrescritivo para a Envoltória 123

125 REALIZAÇÃO FINANCIADOR