IX A CONSERVAÇÃO DE ENERGIA COMO INSTRUMENTO DE POLÍTICA E GESTÃO

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1 IX A CONSERVAÇÃO DE ENERGIA COMO INSTRUMENTO DE POLÍTICA E GESTÃO Marcelo de Andrade Roméro (1) Arquiteto. Professor Livre - Docente da Faculdade de Arquitetura e Urbanismo da USP. Mestre e Doutor pela FAU-USP. Coordenador dos Cursos de Especialização em Gestão Ambiental da Faculdade de Saúde Pública da USP. Coordenador da Área de Conservação de Energia do NUTAN - Núcleo de Pesquisa em Tecnologia da Arquitetura e Urbanismo da USP. Vice - Chefe do Departamento de Tecnologia de Arquitetura da Faculdade de Arquitetura e Urbanismo da USP. Arlindo Philippi Jr. Engenheiro Sanitarista pela Faculdade de Saúde Pública da Universidade de São Paulo. Mestre e Doutor pela Faculdade de Saúde Pública da Universidade de São Paulo. Pós Doutorado pelo MIT- USA. Coordenador dos Cursos de Gestão Ambiental, Engenharia de Saneamento Básico, Educação Ambiental. Engenharia de Controle Ambiental e Direito Ambiental da Faculdade de Saúde Pública da Universidade de São Paulo. Coordenador Científico do NISAM Núcleo de Informações em Saúde Ambiental. Presidente do Conselho Consultivo do PROISA-USP Programa de Informações em Saúde Ambiental. Endereço(1): Rua do Lago, Cidade Universitária - USP - São Paulo - SP - CEP: Brasil - Tel: (11) maromero@usp.br RESUMO O objetivo deste trabalho é demonstrar por meio de pesquisas de campo no setor comercial da cidade de São Paulo, o enorme potencial de conservação de energia elétrica existente no país e o conseqüente papel dos regulamentos energéticos com características de instrumentos de lei, na minimização destes consumos e na elevação dos níveis de qualidade dos projetos arquitetônicos e das obras edificadas. Metodologicamente, a pesquisa utilizou procedimentos de diagnósticos energéticos que foram aplicados em edifícios existentes para levantar o potencial de conservação de energia elétrica na massa edificada e utilizou procedimentos de análise de projetos arquitetônicos para levantar o potencial de conservação de energia existente na etapa de projeto. PALAVRAS-CHAVE: Energia, Edifícios, Legislação. INTRODUÇÃO O Brasil caminha neste final de século para uma situação nada confortável em termos de oferta e demanda de energia no seu mercado interno. Empresas do setor energético vindas dos países desenvolvidos, preparam-se para financiar projetos de geração de energia elétrica, sendo a maior parte em países da América do Sul, visando suprir a demanda brasileira. O Brasil, por mais de uma vez neste ano 2000, atingiu a faixa de segurança do setor elétrico, provocando um alerta nacional entorno da questão e a mobilização para adquirir rapidamente um excedente vindo de parceiros latino-americanos. O cenário que se apresenta a curto e médio prazo, é o Brasil no papel de um mega consumidor energético e o restante da América do Sul como mega fornecedores. O montante total de potência instalada a ser importada dos parceiros latino-americanos, quer já aprovados ou em fase de aprovação ou estudo, totaliza cerca de 10 TW, ou algo como 13% da potência instalada em geração de eletricidade do país e gerando uma despesa extra de US$ 700 milhões ou cera de ¼ do superávit comercial que o Brasil prevê para o ano ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 1

2 No Brasil o setor dos edifícios é responsável por cerca de 40% do consumo total de eletricidade e uma parte considerável deste consumo, cerca de 25%, pode ser conservada, caso haja uma política de implantação de regulamentos energéticos nos níveis municipais, estaduais ou federal. Em termos nacionais, estes valores representam cerca de 10% do futuro consumo do país ou o equivalente ao crescimento da demanda durante dois anos. Em termos ambientais, uma parcela significativa dos futuros impactos seria eliminada, quer nas termo elétricas ou quer nas hidrelétricas. O início de um processo de legislação energética para o setor dos edifícios é portanto uma alternativa viável e de sucesso nos países industrializados e nos países membros da Comunidade Econômica Européia. OS REGULAMENTOS ENERGÉTICOS O grande estopim da proliferação dos regulamentos energéticos em todo o mundo foi o choque do petróleo ocorrido em fins de 1973, como resposta à ajuda dos EUA a Israel na guerra Árábe-Israelita de Foi uma medida de clara retaliação embora os árabes tenham colocado a questão de uma outra forma, alegando a importância do petróleo para a economia dos países compradores e a elevação do custo de vida (1). A partir de 1974, com uma nova ordem na econômica mundial, baseada no uso racional dos energéticos disponíveis, é criada em Paris a AIE - Agência Internacional de Energia, como um comitê autônomo da OCDE - Organização para a Cooperação Econômica e Desenvolvimento. Em 30 de Setembro de 1961, foi criada em Paris a OCDE com o principal objetivo de promover políticas que visem a expansão econômica e os níveis de vida dos países membros e dos não membros mas em vias de desenvolvimento. Em Novembro de 1974, foi criada no âmbito da OCDE, a AIE com o objetivo de promover uma cooperação energética entre os países membros de forma a reduzir a dependência do petróleo externo e desenvolver fontes energéticas alternativas, bem como promover pesquisas que visem o uso racional de energia. A OCDE dividiu os 100 países maiores produtores e consumidores de energia em dois grandes grupos: os países membros, que totalizavam 24 em 1992, e os países não membros, entre eles o Brasil, que somam 76. Neste momento alguns países europeus já dispunham de recomendações energéticas para o setor residencial para o período de inverno, de forma a reduzir as perdas e aumentar os ganhos energéticos. Entre eles, cita-se o caso da França que até o momento do choque do petróleo, possuía as regras K elaboradas pelo CSTB em Paris. Ocorre que as regras K, embora fossem conhecidas no meio acadêmico e parcialmente no meio técnico, não estavam regulamentadas, não tinham nenhuma função legal e conseqüentemente não eram adotadas suficientemente para gerarem uma redução significativa no consumo. Após 1974, as regras originam o Coeficiente G de Perdas Globais e o seu uso torna-se obrigatório em toda a França. Com esta medida, o consumo energético dos novos edifícios, sofre uma redução de 25% em 8 anos (2). A partir de 1982, é introduzido o Coeficiente B para os Ganhos de energia e novamente observou-se uma redução de mais 25% no consumo das novas edificações no período de 1982 a Após 1989 é introduzido o coeficiente C, para regulamentar os consumos dos sistemas ativos e a expectativa é de que o consumo tenha uma nova queda percentual de 25% até o final de Nos Estados Unidos da América, ocorreu uma situação semelhante. A partir de 1974 com implantação de regulamentos energéticos, atrelados a uma elevação do preço das tarifas, a variação média do consumo no período entre 1974 e 1985, foi de 0%, ou seja, não houve crescimento do consumo embora o PIB e o nível da qualidade de vida tenham crescido (3). Em nenhum destes dois países e nos demais países europeus nos quais os regulamentos energéticos foram implantados, notou-se um declínio da qualidade da arquitetura ou a redução nas possibilidades de criação dos arquitetos. As normas implantadas não tinham o objetivo de fornecer receitas descritivas, mas sim de fornecer condições para que os arquitetos pudessem adequar o clima local aos materiais construtivos mais convenientes e às condições climáticas mais agressivas, optando por exemplo, por isolar o edifício de modo a evitar as perdas. ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 2

3 Uma recente constatação deste fato foi verificada em Portugal. Este país implantou em 1990 o seu regulamento energético, considerando as diversas regiões climáticas do seu território no continente e de suas pocessões no Atlântico. Até sua implantação que foi aprovada no Decreto Lei 40/90 de 6 de fevereiro de 1990, não existia no país nenhum tipo de regulamentação energética, quer para as áreas mais quentes ao sul, na região do Algarve, quer para as áreas frias ao Norte, na região da Serra da Estrela. Ocorre que o regulamento está adaptado ao clima e não se pode mais construir no Norte da mesma forma que se constrói no Sul. As primeiras análises comparativas entre as fases pré e pós regulamento estão sendo feitas no momento em Portugal, e a expectativa é de que haja uma elevação do consumo de energia no setor de edifícios, devido à falta de qualidade existente nas edificações na fase pré regulamento. A PESQUISA REALIZADA NO SETOR COMERCIAL Considerações preliminares Nos 4 estudos de caso analisados nesta pesquisa, procurou-se identificar exemplos de projetos com grande representatividade no setor comercial brasileiro de forma a possibilitar a extrapolação dos resultados para a realidade dos novos edifícios do setor comercial paulista e de certa forma nacional. Entende-se por conservação de energia na etapa de projeto, o total de energia elétrica medida em termos de consumo (kwh), que poderia ser economizada hoje, caso o projeto de arquitetura tivesse incorporado alguns conceitos de eficiência. Da mesma forma, entende-se por conservação de energia na etapa de retrofit, o total de energia elétrica medida em termos de consumo (kwh), que poderia ser economizada hoje, caso o edifício sofra um processo de modernização tecnológica, visando a redução do consumo de energia. Vale ressaltar que as medidas de eficientização tomadas na etapa de projeto, são muito mais simples e economicamente mais viáveis, que aquelas tomadas na etapa de uso e ocupação. As tabelas a seguir, demonstram os resultados alcançados para os quatro estudos de caso. Potencial total de conservação de energia elétrica na etapa de projeto Tabela 1 - Potencial total de conservação na etapa de projeto. CASO kwh/ano % do total , , , ,3 TOTAL Todos os edifícios apresentaram potenciais de conservação de energia elétrica na etapa de projeto, embora com valores bastante diversos. Devido a grande gama de possibilidades, esta pesquisa concentrou-se em algumas alternativas, para as quais realizaram-se as simulações computacionais e as análises, porém vale ressaltar que além das alternativas analisadas, outras possibilidades demonstradas nas simulações são possíveis de serem quantificadas, orçadas e implantadas, tais como o aproveitamento das temperaturas exteriores no período de inverno como forma de redução das cargas de condicionamento ambiental e a análise de diferentes tipos de vidro e seus efeitos. Em todos os estudos de caso analisados, existe também a possibilidade de conservação de energia na etapa de projeto mediante a colocação de protetores solares exteriores, que reduziriam ainda mais o futuro consumo de energia destes edifícios, podendo chegar a cerca de 5% nos casos 3 e 4. Vale ressaltar que estes percentuais aparentemente pequenos, representam uma grande economia para o setor elétrico brasileiro. Se os edifícios do setor comercial já construídos tivessem seus atuais consumos reduzidos em 5%, o consumo nacional de energia elétrica sofreria uma redução de 0,6% (4). ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 3

4 Potencial total de conservação de energia na etapa de retrofit Tabela 2 - Potencial de conservação de energia na etapa de retrofit. CASO kwh/ano % do total ,00 TOTAL Dos quatro estudos de caso analisados, somente o caso 2 apresentou um potencial de conservação na etapa de retrofit, devido as tecnologias existentes na época de sua concepção e que hoje se encontram ultrapassadas. Somente atuando no uso final iluminação artificial o potencial de conservação é de cerca de 28%. Se considerarmos o impacto destas medidas no condicionamento ambiental e também a otimização do atual sistema de condicionamento, este potencial pode atingir valores bem mais elevados. Os potenciais de conservação na etapa de retrofit são tão mais elevados quanto a idade do edifício, e considerando a grande quantidade de m 2 com mais de 15 anos de vida útil existentes no setor terciário brasileiro, poderemos avaliar o potencial de conservação de energia elétrica existente no país. Sem um esforço muito elevado e com relações factíveis de custo versus benefício, cerca de 10% no consumo médio das atuais edificações do setor comercial poderia ser conservado, representando para o setor elétrico brasileiro uma economia de cerca de 1,2% do consumo nacional de energia elétrica (5), que é a redução média obtida pelo país com o horário de verão, ou seja, MWh. Um fato que necessita ficar claro é o papel e a importância do arquiteto neste processo, pois em última análise é ao redor deste profissional que as decisões do projeto de arquitetura e dos projetos complementares são tomadas. Alguns indicadores energéticos importantes Tabela 3 Consumos desagregados por usos finais. CONSUMO DESAGREGADO POR USOS FINAIS (%) CASO Iluminação Condicionamento Equipamentos TOTAL 1 31,1 33,3 35,6 100,0 2 35,5 54,3 10,2 100,0 3 35,0 39,6 25,4 100,0 4 42,0 40,5 17,5 100,0 MÉDIA 35,9 42,0 16, JWCA 52,0 36,0 12,0 100,0 Nota-se na tabela acima que os consumos desagregados levantados para os edifícios inaugurados até meados da década de oitenta (JWCA) (6), apontaram a iluminação artificial como responsável por mais de 50% do consumo, seguido do condicionamento ambiental com 36%. Nos edifícios analisados nesta pesquisa nota-se uma inversão destes percentuais onde o condicionamento ambiental passa a ser o uso final mais representativo, seguido da iluminação artificial. Acredito que este diagnóstico reflita não somente uma realidade nestes estudos de caso levantados, mas também seja uma tendência para os edifícios de escritório no terciário paulista e nacional. A 15 ou 20 anos atrás a iluminação artificial era de fato o uso final mais pesado devido principalmente a ineficiência dos sistemas de iluminação com lâmpadas de 40 W, luminária não refletoras, reatores eletromagnéticos e elevada potência instalada por unidade de área. O condicionamento ambiental não era utilizado com a freqüência que é utilizado hoje nos edifícios de escritório e em muitos casos optava-se por condicionadores individuais tipo janela com baixa eficiência e elevado consumo. Hoje, com a elevação da eficiência dos sistemas e iluminação, reduzindo a potência instalada, elevando o rendimento de lâmpadas e luminárias, o consumo do uso final iluminação artificial tende a se reduzir em percentuais, frente ao condicionamento ambiental. ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 4

5 Tabela 4 - Consumo por unidade de área total. CONSUMO POR UNIDADE DE ÁREA TOTAL kwh/m2*mês CASO Consumo JWCA (7) 1 11,7 9,6 2 16,5 17,0 3 16,3 9,6 4 14,9 17,0 Média 14, POTÊNCIA INSTALADA EM ILUMINAÇÃO ARTIFICIAL W/M 2 CASO Potência JWCA (8) 1 18,2 13,0 2 26,5 20,0 3 9,2 13,0 4 17,0 20,0 Média 17, Nota-se que em relação a pesquisa realizada por JWCA, o consumo por unidade de área dos casos 1 e 3 cresceu e isto pode ser explicado pela maior participação do condicionamento ambiental e dos equipamentos nas atuais edificações. Com relação a potência instalada em iluminação artificial, os casos 1 e 2 possuem valores mais elevados, e o caso 4 possui valores próximos à média encontrada por JWCA em Naquela época a tecnologia disponível em termos de lâmpadas, luminárias e reatores era muito ineficiente quando comparada com as tecnologias disponíveis hoje no mercado. Mesmo com estas considerações o caso 2, que é um projeto mais recente não incorporou a tecnologia disponível. O caso 3 é aquele que mais se aproxima de uma potência instalada satisfatória e que possibilita níveis de iluminância na faixa dos 500 lux. O caso 1 possui o dobro da potência instalada que o caso 3 e níveis de iluminância inferiores e isto devido a baixa qualidade do seu sistema de iluminação (lâmpadas, luminárias e reatores). Vale ressaltar que o caso 3 apesar de apresentar a mais baixa potência instalada em iluminação artificial dos edifícios analisados, ainda possui um potencial de conservação devido a substituição dos atuais reatores eletromagnéticos por outros eletrônicos, resultando em uma potência instalada de 7,70 W/m 2 (9). Trata-se de um valor bastante satisfatório e possível de ser alcançado em edifícios de escritório e mantendo os níveis médios de iluminância na faixa dos 500 lux. A tabela a seguir analisa indicadores agrupados dos potenciais de conservação obtidos. Tabela 5 -Potenciais anuais totais de conservação. POTENCIAIS ANUAIS TOTAIS DE CONSERVAÇÃO CONSUMO CASOS TOTAL ETAPA DE PROJETO ETAPA DE RETROFIT TOTAIS Kwh % Kwh % kwh % kwh , , , , , , , , , TOTAIS , , , Depreende-se da tabela anterior que somente o caso 2 apresentou potenciais de conservação na etapa de retrofit, ou seja, nos demais três casos analisados todo o potencial de conservação poderia ter sido evitado na etapa de projeto, totalizando kwh/ano. Este valor embora represente 2,2% do consumo total dos quatro estudos de caso analisados, é suficiente para suprir 168 unidades de interesse social na cidade de São Paulo. Se considerarmos o potencial total de ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 5

6 conservação ( retrofit + projeto), de kwh/ano, cerca de 346 residências poderiam ser abastecidas energéticamente anualmente (10). CONCLUSÕES A pesquisa demonstrou três aspectos importantes na questão da eficientização energética no setor dos edifícios no Brasil: (1) O potencial de energia a ser conservada ou eficientizada no Brasil, principalmente no setor de comércio e de serviços, é bastante elevada; (2) A existência de um regulamento energético que atuasse nas etapas preliminares de projeto, seria uma ferramenta eficaz para reduzir futuros dispêndios energéticos na fase de uso e ocupação; (3) As conseqüências na área ambiental seriam de minimizar futuros impactos e prolongar os atuais cronogramas de investimento no setor energético, possibilitando ações mais elaboradas e estudadas, para as áreas de impacto. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 1. GOLDENBERG, José et al. Energy for a Sustainable World, India, Wiley Eastern Limited, 1988, p DEHAUSSE, R (1988) Énergetique des Bâtiments - Calcul des Envelopes. Paris, PYC Édition, v.3. p GADGIL, A; ROSENFELD, A.H (1991). Making the market right for environmentally sound energy efficient technology: U.S. building sector successes that might work in developing countries and Easten Europe. Berkeley, LBL, p Considerou-se aqui um consumo total nacional de eletricidade de MWh e um consumo total nacional para o setor comercial de MWh.Fonte: Balanço Energético Nacional , p Balanço Energético Nacional, loc.cit. 6. J.W.C.A.(1988). Consumo de Energia dos Setores de Comércio e Serviços - I - Relatório Final. São Paulo, PROCEL - PROGRAMA NACIONAL DE CONSERVAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA, p.37. (mimeo). Esta é considerada a maior e mais completa pesquisa realizada na área de consumo de energia elétrica no setor comercial paulista. Foram levantados detalhadamente 400 estabelecimentos do setor, revelando dados de consumo, consumo desagregado e potência instalada para os principais usos finais existentes. 7. Ibid., p Id. 9. A potência total; instalada do caso 3 em iluminação artificial ;é de Watts. Considerando uma área útil de m 2, obtém-se o valor de 7,70 W/m Considerou-se aqui uma média de kwh/ano para o consumo do setor residencial paulista - Habitações de interesse social. ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 6