UTILIZAÇÃO DE UM APLICATIVO DE SIMULAÇÃO COMPUTACIONAL NA AVALIAÇÃO DE DESEMPENHO TÉRMICO DE PROTÓTIPO DE HABITAÇÃO DE INTERESSE SOCIAL (HIS)

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1 RODRIGO PORTO OLIVEIRA UTILIZAÇÃO DE UM APLICATIVO DE SIMULAÇÃO COMPUTACIONAL NA AVALIAÇÃO DE DESEMPENHO TÉRMICO DE PROTÓTIPO DE HABITAÇÃO DE INTERESSE SOCIAL (HIS) NATAL - RN MARÇO DE 2010

2 UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE CENTRO DE TECNOLOGIA PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ARQUITETURA E URBANISMO RODRIGO PORTO OLIVEIRA UTILIZAÇÃO DE UM APLICATIVO DE SIMULAÇÃO COMPUTACIONAL NA AVALIAÇÃO DE DESEMPENHO TÉRMICO DE PROTÓTIPO DE HABITAÇÃO DE INTERESSE SOCIAL (HIS) NATAL - RN MARÇO DE 2010

3 Catalogação da Publicação na Fonte. UFRN / Biblioteca Setorial de Arquitetura Oliveira, Rodrigo Porto. Utilização de um aplicativo de simulação computacional na avaliação de desempenho térmico de protótipo de habitação de interesse social (HIS) / Rodrigo Porto Oliveira. Natal, RN, f.: il. Orientador: Virgínia Maria Dantas de Araújo. Dissertação (Mestrado) Universidade Federal do Rio Grande do Norte. Centro de Tecnologia. Departamento de Arquitetura. 1. Habitação Dissertação. 2. Desempenho térmico Dissertação. 3. Simulação computacional Dissertação. 4. DesignBuilder Dissertação. I. Araújo, Virgínia Maria Dantas de. II. Universidade Federal do Rio Grande do Norte. III. Título. RN/UF/BSE-ARQ CDU 728.1

4 RODRIGO PORTO OLIVEIRA UTILIZAÇÃO DE UM APLICATIVO DE SIMULAÇÃO COMPUTACIONAL NA AVALIAÇÃO DE DESEMPENHO TÉRMICO DE PROTÓTIPO DE HABITAÇÃO DE INTERESSE SOCIAL (HIS) Dissertação apresentada ao Programa de Pós- Graduação em Arquitetura e Urbanismo, PPGAU, da Universidade Federal do Rio Grande do Norte, UFRN, tendo como Orientadora, a Professora Doutora Virgínia Maria Dantas de Araújo, como requisito à obtenção do título de Mestre em Arquitetura e Urbanismo NATAL - RN MARÇO DE 2010

5 Ao meu pai, exemplo nesta difícil caminhada; Á minha mãe, minha fortaleza.

6 AGRADECIMENTOS A Deus, grande criador do universo; À minha esposa Milena, pela paciência, compreensão e essencial amor; À minha orientadora Virgínia Araújo, pelo valoroso e essencial trabalho na condução dessa pesquisa; Ao colega, arquiteto Leonardo Cunha, pela grande ajuda em horas difíceis, na realização de diversas tarefas deste trabalho; À professora Flora Mendes, pelo incentivo fundamental à realização do mestrado; Ao professor George Marinho, pela disponibilidade e cessão do protótipo do projeto Habitare, essencial na realização deste trabalho; Ao CNPq, pela bolsa concedida; À amiga e colega, arquiteta Sheila Oliveira de Carvalho, pelo incentivo em horas difíceis; Aos meus amigos que, de uma forma geral, colaboraram com esta pesquisa;

7 RESUMO A presente dissertação de mestrado teve como objetivo estudar comparativamente os dados das temperaturas do ar internas simuladas através de um aplicativo computacional de simulação térmica, o DesignBuilder 1.2, e os dados registrados in loco através do HOBO Temp Data Logger, em protótipo de Habitação de Interesse Social (HIS), localizado no Campus Central da Universidade Federal do Rio Grande do Norte UFRN. O referido protótipo foi projetado e construído buscando estratégias de conforto térmico recomendadas para o clima do local de estudo, e construído com painéis de concreto celular pela Construtora DoisA, interventora do projeto de pesquisa REPESC Rede de Pesquisa em Eficiência Energética de Sistemas Construtivos, integrante do programa Habitare. A metodologia utilizada partiu da problemática, realizando uma revisão bibliográfica, que levantou os principais aspectos relacionados às simulações computacionais de desempenho térmico de edificações, como a caracterização climática da região objeto de estudo e às exigências de conforto térmico de usuários. O aplicativo computacional DesignBuilder 1.2 foi o utilizado como ferramenta de simulação, realizando alterações teóricas no protótipo e comparando-os com os parâmetros de conforto térmico adotados, com base na literatura técnica atual da área. As análises dos resultados dos estudos comparativos foram realizadas através de saídas gráficas para a compreensão das amplitudes de temperatura do ar e situações de conforto térmico. Os dados utilizados para a caracterização da temperatura do ar externa foi o Test Reference Year (TRY), definidos para a região de estudo (Natal-RN). Neste sentido, também foram realizados estudos comparativos do TRY com os dados registrados nos anos 2006, 2007 e 2008, na estação climática Davis Precision Station, localizada no Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais INPE-CRN, em terreno contíguo ao Campus Central da UFRN. Dos estudos comparativos entre as simulações computacionais e os registros in loco realizados no protótipo objeto de estudo, conclui-se que simulações em edificações naturalmente ventiladas é uma tarefa complexa devido às limitações dos aplicativos, principalmente devido à complexidade do fenômeno de escoamento do ar, da influência das condições de contorno da área e dos registros climáticos. Por fim, quanto à utilização do aplicativo DesignBuilder 1.2 no presente estudo, pode-se definir como uma boa ferramenta de simulação computacional. Todavia, há necessidade de alguns ajustes para maior confiabilidade na sua utilização, tendo a necessidade de continuação da pesquisa considerando a ocupação de usuários no protótipo, bem como as cargas térmicas de equipamentos, no sentido de aferição de sua sensibilidade. Palavras chave: Desempenho térmico; Simulação computacional; DesignBuilder.

8 ABSTRACT This Masters Degree dissertation seeks to make a comparative study of internal air temperature data, simulated through the thermal computer application DesignBuilder 1.2, and data registered in loco through HOBO Temp Data Logger, in a Social Housing Prototype (HIS), located at the Central Campus of the Federal University of Rio Grande do Norte UFRN. The prototype was designed and built seeking strategies of thermal comfort recommended for the local climate where the study was carried out, and built with panels of cellular concrete by Construtora DoisA, a collaborator of research project REPESC Rede de Pesquisa em Eficiência Energética de Sistemas Construtivos (Research Network on Energy Efficiency of Construction Systems), an integral part of Habitare program. The methodology employed carefully examined the problem, reviewed the bibliography, analyzing the major aspects related to computer simulations for thermal performance of buildings, such as climate characterization of the region under study and users thermal comfort demands. The DesignBuilder 1.2 computer application was used as a simulation tool, and theoretical alterations were carried out in the prototype, then they were compared with the parameters of thermal comfort adopted, based on the area s current technical literature. Analyses of the comparative studies were performed through graphical outputs for a better understanding of air temperature amplitudes and thermal comfort conditions. The data used for the characterization of external air temperature were obtained from the Test Reference Year (TRY), defined for the study area (Natal-RN). Thus the author also performed comparative studies for TRY data registered in the years 2006, 2007 and 2008, at weather station Davis Precision Station, located at the Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais INPE-CRN (National Institute of Space Research), in a neighboring area of UFRN s Central Campus. The conclusions observed from the comparative studies performed among computer simulations, and the local records obtained from the studied prototype, point out that the simulations performed in naturally ventilated buildings is quite a complex task, due to the applications limitations, mainly owed to the complexity of air flow phenomena, the influence of comfort conditions in the surrounding areas and climate records. Lastly, regarding the use of the application DesignBuilder 1.2 in the present study, one may conclude that it is a good tool for computer simulations. However, it needs some adjustments to improve reliability in its use. There is a need for continued research, considering the dedication of users to the prototype, as well as the thermal charges of the equipment, in order to check sensitivity. Key-words: Thermal performance; Computer simulation; DesignBuilder.

9 LISTA DE ILUSTRAÇÕES Figura 01: Imagem da região de Natal-RN 24 Figura 02: Climas controlados por massas de ar 25 Figura 03: Gráfico da temperatura do ar média nos períodos diários de Natal 28 Figura 04: Carta com estratégias bioclimáticas para Natal 33 Figura 05: Foto da Estação climática Davis Precision Weather Station, localizada no INPE-CRN 40 Figura 06: Velocidade interna em função da relação do tamanho das aberturas e direção dos ventos para 45º e Figura 07: Fluxograma da Metodologia Proposta para a pesquisa. 50 Figura 08: Planta baixa do protótipo de Habitação de Interesse Social. 46 Figura 09: Perspectiva do protótipo de Habitação de Interesse Social. 52 Figura 10: Foto da fachada frontal do Protótipo 53 Figura 11: Foto da fachada posterior do Protótipo 53 Figura 12: Tela de definição da espessura e material de cada camada 55 Figura 13: Tela de composição das camadas escolhidas. 55 Figura 14: Tela de características Físicas como transmitância térmica e absortância já calculados pelo DesignBuilder após a escolha das camadas e materiais 56 Figura 15: Tela de dados do Local ou Location Data. 57 Figura 16: Tela de dados de ocupação do edifício, desde as taxas metabólicas até listagem de equipamentos presentes no interior do edifício. 58 Figura 17: Tela de dados de elementos construtivos do objeto modelado 59 Figura 18: Tela de definição da operação de aberturas. 60 Figura 19: Tela de definição do tipo de iluminação artificial, bem como a operação das luminárias e o calor gerado por elas no ambiente interno. 61 Figura 20: Tela de definição do controle do ar-condicionado e ventilação natural,alem dos níveis de infiltração de ar externo no interior do modelo. 62 Figura 21: Fluxograma dos Gerenciadores que organizam o funcionamento do DesignBuilder Figura 22: Localização do protótipo de Habitação de Interesse Social no Campus Central da UFRN. 66 Figura 23: Gráfico do comportamento dos dias típicos de temperatura para a região de estudo. 67 Figura 24: HOBO, para as medições de temperatura do ar 68

10 Figura 25: Planta Baixa do Protótipo utilizado como objeto de estudo nas medições e indicação da localização da aparelhagem. 72 Figura 26: Foto da fixação dos dataloggers no interior do protótipo em estudo 72 Figura 27: Tela do protótipo modelado no DesignBuilder 1.2 sem as proteções das aberturas primeira modelagem para arquivamento dos resultados, para posterior comparação com a modelagem do projeto original (com proteções). 73 Figura 28: Planta baixa do protótipo em sua real implantação. 74 Figura 29: Gráfico de freqüência de horas em que o protótipo base se encontra dentro da Zona de Conforto escolhida para análise neste estudo. 77 Figura 30: Gráfico de cargas de aquecimento e resfriamento do protótipo modelado sem proteções solares. 78 Figura 31: Gráfico de freqüência de horas em que o protótipo base se encontra dentro da Zona de Conforto escolhida, em relação ao caso base. 80 Figura 32: Gráfico de cargas de aquecimento e resfriamento do protótipo modelado rotacionado 60 no sentido anti-horário 81 Figura 33: Gráfico de freqüência de horas dentro da zona de conforto escolhida em relação ao meio externo e o caso base. 83 Figura 34: Gráfico de cargas de aquecimento e resfriamento do protótipo modelado. 84 Figura 35: Gráfico de freqüência de horas dentro da zona de Conforto escolhida em relação ao meio externo e o caso base. 85 Figura 36: Gráfico de cargas de aquecimento e resfriamento do protótipo modelado. 86 Figura 37: Gráfico de freqüência de horas dentro da zona de Conforto escolhida em relação ao meio externo e o caso base. 88 Figura 38: Gráfico de cargas de aquecimento e resfriamento do protótipo modelado. 89 Figura 39: Gráfico de freqüência de horas dentro da zona de Conforto escolhida em relação ao meio externo e o caso base. 91 Figura 40: Gráfico de cargas de aquecimento e resfriamento do protótipo modelado. 92 Figura 41: Gráfico de freqüência de horas dentro da zona de Conforto escolhida em relação ao meio externo e o caso base. 93 Figura 42: Gráfico de cargas de aquecimento e resfriamento do protótipo modelado. 94 Figura 43: Foto da vedação das aberturas do protótipo 95

11 Figura 44: Gráfico de freqüência de horas dentro da zona de Conforto escolhida em relação ao meio externo e o caso base. 96 Figura 45: Gráfico das temperaturas internas medidas e simuladas da Zona 2, referente ao quarto da frente da HIS em análise 97 Figura 46: Gráfico das temperaturas internas medidas e simuladas da Zona 4, referente cozinha da HIS em análise. 97 Figura 47: Gráfico das temperaturas internas medidas e simuladas da Zona 3, referente ao quarto fundos da HIS em análise. 98 Figura 48: Comparação entre os dados de temperatura externa TRY e os coletados na estação do INPE-CRN, em um dia típico no período de medição. 101 Figura 49: Comparação entre os dados de temperatura externa TRY e os coletados na estação do INPE-CRN, em médias. 102 Figura 50: Gráfico das temperaturas internas das Zonas térmicas dos dados simulados no primeiro dia de medições. 103 Figura 51: Gráfico das temperaturas internas das Zonas térmicas dos dados medidos no primeiro dia de medições 104 Figura 52: Gráfico comparativo das temperaturas internas medidas e simuladas da Zona 2, referente ao quarto da frente, em todos os dias de medição. 105 Figura 53: Gráfico comparativo das temperaturas internas medidas e simuladas da Zona 2, referente ao quarto da frente, em um dia típico no período de medições. 105 Figura 54: Gráfico comparativo das temperaturas internas medidas e simuladas da Zona 2, referente ao quarto dos fundos, em todos os dias de medição. 106 Figura 55: Gráfico comparativo das temperaturas internas medidas e simuladas da Zona 3, referente ao quarto dos fundos, em um dia no período de medições. 107 Figura 56: Gráfico comparativo das temperaturas internas medidas e simuladas da Zona 4, referente à média de temperaturas da sala e cozinha, em todos os dias de medição. 108 Figura 57: Gráfico comparativo das temperaturas internas medidas e simuladas da Zona 3, referente à média entre sala e cozinha, em um dia típico no período de medições. 108

12 LISTA DE TABELAS Tabela 01: Temperatura de conforto térmico para climas quentes e úmidos e/ou países tropicais em desenvolvimento 34 Tabela 02: Características dos materiais construtivos básicos do protótipo de HIS modelada no DesignBuilder LISTA DE QUADROS Quadro 01: Nomenclatura dos Ambientes da HIS 103

13 LISTA DE SIGLAS E ABREVIAÇÕES ASHRAE American Society of Heating, Refrigeration and Air Conditioning Engineers CIBSE Chartered Institute of Buildings Services Engineering CNPq Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico UFRN Universidade Federal do Rio Grande do Norte LABCON Laboratório de Conforto Ambiental do curso de Arquitetura e Urbanismo DOE Department of Energy of U.S.A. HVAC Heating, Ventilation and Air Conditioning PROCEL Programa Nacional de Combate ao Despedício de Energia Elétrica TRY Test Reference Year TMY Tipical Meteorological Year PPGAU Programa de Pós Graduação em Arquitetura e Urbanismo ABNT Associação Brasileira de Normas Técnicas APO Avaliação Pós Ocupação HIS Habitação de Interesse Social IPT Instituto de Pesquisas Tecnológicas EPE Empresa de Pesquisa Energética INEMET Instituto Nacional de Meteorologia CFD Computational Fluid Dynamics DFC Dinâmica Computacional dos Fluidos REPESC Rede de Pesquisa em Eficiência Energética de Sistemas Construtivos PBCP Associação Brasileira de Cimento Portland

14 LISTA DE FIGURAS LISTA DE TABELAS LISTA DE SIGLAS E ABREVIAÇÕES RESUMO ABSTRACT Sumário INTRODUÇÃO REVISÃO BIBLIOGRÁFICA A Produção da Arquitetura e o Desempenho Térmico Características climáticas da região de estudo Estratégias Bioclimáticas recomendadas para o Clima Quente e Úmido Critério de Conforto Térmico para a região de estudo Simulação computacional do Desempenho Térmico de Edificações Variáveis Climáticas Variáveis de Projeto METODOLOGIA O Objeto de Estudo O DesignBuilder 1.2 como ferramenta de Simulação Metodologias de Cálculo do DesignBuilder Plano de Medições Tratamento dos Dados Climáticos Simulações Limitações e Simplificações do Aplicativo Simulação do Protótipo nas condições reais de implantação RESULTADOS E DISCUSSÕES Simulação do Protótipo alteração Simulação do Protótipo alteração Simulação do Protótipo alteração Simulação do Protótipo alteração Simulação do Protótipo alteração Simulação do Protótipo alteração Experiência com o protótipo totalmente fechado Considerações sobre as simulações Resultados obtidos por medições no local CONSIDERAÇÕES FINAIS REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS APÊNDICE 122

15 INTRODUÇÃO O problema da adequação da arquitetura ao clima tem sido objeto de estudo em grandes centros de pesquisa. Porém, países desenvolvidos, que outrora eram símbolos de estilo hightech, com muito vidro e aço, agora retomam os materiais menos agressivos ao meio natural, e se preocupam com estratégias para poupar energia, respeitando a natureza e o entorno onde se insere e, sobretudo, promovendo o conforto, sem esquecer a questão estética. A redução do impacto ambiental gerado pelas edificações nos países desenvolvidos é uma das grandes preocupações de seus gestores. Para exemplificar isto, cita-se aqui os Estados Unidos que, segundo Edwards (2004), é o país que mais consome energia no mundo. Somente no setor residencial são consumidos 21% do total de energia gerada. A preocupação em desenvolver métodos de desempenho térmico nas habitações americanas se deve à grande quantidade de aparelhos de resfriamento e/ou aquecimento de ar. Este dado está diretamente relacionado ao alto padrão de vida dos cidadãos do país, que têm condições de arcar com as despesas geradas pelos equipamentos de condicionamento artificial. Em países em desenvolvimento, como o Brasil, o cenário é diferente. Os critérios de avaliação do desempenho térmico de edificações, adotados em países como os EUA, são inapropriados para o clima tropical brasileiro. O baixo número de aparelhos de condicionamento de ar no país também representa um obstáculo à validação desses critérios, já que esses softwares foram desenvolvidos para climas onde só é possível reproduzi-los com esses aparelhos. Pode-se acrescer isso ao baixo poder aquisitivo da população, trazendo para a maioria das habitações brasileiras, sistemas de ventilação mecânica ou passiva. Existem normas que são 15

16 empregadas na avaliação de conforto de edificações, como a ISO-7730 (2005) e a ASHRAE Standard 55 (2004). A primeira contém estudos dos modelos adaptativos adotados por Fanger (1972). A última inclui estudos de um modelo adaptativo de conforto térmico. Porém, o uso destas normas só é aceito pela falta de referências adequadas, o que torna essencial a avaliação do conforto térmico de cada região, e suas devidas condições e peculiaridades. Segundo Jones (2002), todos os modelos térmicos nas normas de conforto são no máximo uma aproximação da realidade, ou seja, desenvolvidos a partir de determinadas condições. No Brasil, existem normas de desempenho térmico e energético, dentre elas a NBR (ABNT, 2005) - Desempenho térmico de edificações - Parte 3: Zoneamento Bioclimático Brasileiro e Diretrizes Construtivas para Habitações Unifamiliares de Interesse Social, que trazem recomendações para a melhoria do comportamento térmico e energético dos edifícios brasileiros. No nordeste brasileiro, mais precisamente em Natal-RN, estudos sobre o assunto já foram desenvolvidos pelo Programa de Pós-Graduação em Arquitetura e Urbanismo da Universidade Federal do Rio Grande do Norte (PPGAU-UFRN), por Araújo (2001) e Oliveira (2006). O primeiro, de Araújo (2001), realizou um estudo de campo em edificações escolares e seus usuários, determinando parâmetros das variáveis ambientais que propiciam o conforto térmico, a partir da APO (Avaliação Pós- Ocupação), confrontando-os com os índices de conforto térmico comumente utilizados no Brasil, a fim de validar a adoção de algum deles à realidade do objeto de estudo. O trabalho deixou claro que merece estudos posteriores, com o intuito de correlacionar os dados encontrados com a inércia térmica das edificações pesquisadas, no sentido de comprovar as recomendações de projeto adotadas para Natal-RN. Já o trabalho desenvolvido por Oliveira (2006) abordou questões relacionadas ao desempenho térmico de habitações unifamiliares no clima quente e úmido e sua avaliação através de simulação computacional, na fase de projeto, buscando uma forma de melhor analisar a decisão arquitetônica e assim promover o entendimento do comportamento térmico dessas habitações. Foi escolhido o programa VisualDOE (DOE, 2008), disponível na época, e que, segundo o próprio 16

17 Oliveira (2006), apresentou limitações quanto à medição da velocidade do ar, propondo estudos futuros com programas mais avançados. Assim, o presente estudo busca trabalhar com dados de temperatura do ar coletados em um protótipo de Habitação de Interesse Social (HIS), localizado no Campus Central da UFRN, na cidade de Natal, de clima quente e úmido de baixa latitude, semelhante ao existente em algumas cidades litorâneas do nordeste brasileiro. Nas simulações, foi utilizado o aplicativo computacional DesignBuilder 1.2, recentemente desenvolvido pela DesignBuilder Software (DESIGNBUILDER, 2008). Há hipótese que o DesignBuilder é capaz de fornecer excelentes resultados, que serão comparados e discutidos ao longo deste trabalho. Este estudo poderá fornecer à área de conhecimento da Arquitetura e Urbanismo informações pertinentes a melhores formas de projeto com o uso de simulação térmica. Assim, os resultados desta pesquisa poderão contribuir para um melhor aproveitamento dos recursos naturais disponíveis no local de projeto, promovendo, a longo prazo, uma economia de energia por parte do setor residencial da cidade de Natal, no Estado do Rio Grande do Norte. O aplicativo utilizado é capaz de fornecer dados de temperaturas do ar internas e externas ( C), umidade relativa do ar (%), dentre outros, necessários à avaliação de desempenho térmico do objeto arquitetônico, fornecendo subsídio à propostas de melhorias projetuais que podem levar o mesmo ao equilíbrio térmico. O objeto de estudo é definido como o desempenho térmico de um protótipo de Habitação de Interesse Social (HIS) condicionado passivamente. A pesquisa está contextualizada para o clima da cidade de Natal no Estado do Rio Grande do Norte RN (Latitude 5º55, Longitude 35º15 ), pertencente à Zona Bioclimática Z8, clima quente úmido, de acordo com a norma da ABNT , de Desempenho Térmico de Edificações Parte 3, que divide o país em oito zonas bioclimáticas homogêneas quanto ao clima (ABNT, 2005). 17

18 Este trabalho está estruturado em cinco partes. Na Introdução, estão expostos: a problemática, os objetivos, a relevância deste estudo, a contextualização e a estrutura. No Capítulo da Revisão Bibliográfica estão apresentados assuntos referentes à arquitetura bioclimática, sustentabilidade, desempenho térmico de edificações, conforto térmico, e outros. Além disso, será apresentado o clima da cidade objeto de estudo, fazendo um link com a simulação computacional e apresentação do DesignBuilder, aplicativo escolhido para esta pesquisa. Em seguida, serão apresentadas estratégias bioclimáticas para o clima quente e úmido, analisando as principais variáveis envolvidas rumo à melhor situação térmica local. No Capítulo da Metodologia, são apresentados procedimentos de pesquisa, tais como materiais e ferramentas utilizadas nas medições in loco, as variáveis a serem utilizadas na avaliação de conforto térmico do protótipo. O Capítulo 4 se inicia com a apresentação dos resultados obtidos nas simulações e medições in loco, sendo em seguida esses resultados analisados e discutidos, a fim de testar a sensibilidade do aplicativo computacional utilizado como ferramenta de avaliação de desempenho térmico de edificações em locais de clima quente e úmido de baixa latitude. No Capítulo 5, Considerações Finais e Conclusões é feita uma análise dos resultados, sendo posteriormente apresentadas as limitações e dificuldades de metodologia, sendo feitas recomendações para estudos futuros sobre a problemática. 18

19 1.0. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 1.1. A PRODUÇÃO DA ARQUITETURA E O DESEMPENHO TÉRMICO A evolução tecnológica pós-revolução Industrial modificou o panorama da concepção arquitetônica. O arquiteto foi direcionado a buscar soluções distantes das que levavam em consideração os elementos naturais. Embora fossem encontrados nesse período exemplos arquitetônicos notáveis nos quais se identificam a manutenção de princípios bioclimáticos, os desenvolvimentos na área de sistemas estruturais, na produção do vidro e, posteriormente, no advento da luz elétrica contribuíram para retirar a função de fontes de luz primárias (JANNUZZI, DANELLA e SILVA, 2004). O embargo do petróleo no início da década de 70 e o conseqüente aumento dos preços da energia levaram a sociedade a forçar os setores a reavaliar suas praticas de uso desta. Medidas emergenciais, como conservar os recursos simplesmente por não usá-los, deram início a um movimento pela conscientização do uso racional de energia. O embargo acabou, porém os preços continuaram elevados e, além disso, a sociedade foi forçada a encarar e apontar soluções para a crescente degradação ambiental do planeta. Com essa pressão e a oportunidade de uma resposta mais sensível e efetiva para uma mudança de perspectiva no projeto do ambiente construído, a atenção tem se voltado para estratégias de eficiência energética através do uso mais racional dos recursos naturais. 19

20 Ainda de acordo com Jannuzzi, Danella e Silva (2004), em 1981 foi criado o CONSERVE pelo Conselho Nacional de Petróleo. Foi o primeiro programa de eficiência energética de peso em nível nacional e estava sob a coordenação do então Ministério da Indústria e Comércio. O objetivo desse programa era a conservação de energia e a substituição de derivados do petróleo por eletricidade no setor industrial. Paralelamente, o Instituto de Pesquisas Tecnológicas IPT, também elaborou uma série de estudos e materiais de divulgação nesse sentido. Observou-se que a conservação da energia ficou muito aquém do esperado, se considerado o forte período de recessão industrial verificado no início da década de 80. Somente os setores de Papel e Celulose e de Siderurgia obtiveram resultado expressivo, e em menor quantidade, os setores Energético e Petroquímico. Em 1985, foi criado o Programa de Combate ao Desperdício de Energia Elétrica - PROCEL. O foco inicial do PROCEL estava voltado ao combate ao desperdício de eletricidade, tanto na produção, quanto no uso da energia elétrica. Na década de 90, o programa teve seu escopo ampliado, tornando-se um programa de governo, e não mais setorial. Atualmente, o programa é coordenado pelo Ministério de Minas e Energia e executado pela ELETROBRÁS. O financiamento dos projetos conta com recursos do Banco Nacional de Desenvolvimento Econômico e Social BNDES, e da própria ELETROBRÁS. No período de 1994 a 2003, o PROCEL conseguiu evitar a geração adicional de GWh de energia elétrica (PROCEL, 2003). Mesmo com programas de conservação de energia promovidos, observase muitas vezes em diversos projetos o descaso com esse critério, de forma que o profissional da arquitetura e engenharia não tem contemplado seus trabalhos com diretrizes de eficiência energética. Se para o cliente ou investidor o interesse e o apoio a uma posição de uso mais eficiente da energia passam por uma análise de custo-benefício, para o arquiteto a questão é bastante diferente (LAMBERTS, DUTRA E PEREIRA, 2004). A tarefa assume outra magnitude, exigindo uma reavaliação dos métodos e 20

21 estratégias de projeto. Isso exige a retomada de um conhecimento básico necessário para o resgate da função perdida de projetista integrador. Ainda que as fundamentais decisões pautadas com o desempenho da edificação sejam tomadas pelo projetista, o trabalho deste profissional vem apontado para seu descuido para com o desempenho térmico e energético. A principal causa é a falta de entendimento do impacto das decisões sobre os fenômenos físicos que ocorrem entre as condições de contorno, a edificação e o seu usuário. A partir daí, observa-se o não comprometimento com o atendimento às condições térmicas e fatores climáticos favoráveis ao usuário no ambiente construído, implicando na perda do bem-estar físico e mental, em baixa produtividade, ou até mesmo no comprometimento da saúde dos usuários das edificações projetadas. Os fatores climáticos atuam de forma intrínseca na natureza. A ação simultânea das variáveis climáticas terá influência no espaço arquitetônico construído. Segundo Lamberts, Dutra e Pereira (2004), as variações climáticas são atribuídas a elementos de controle, tais como: proximidade à água (pois a água se aquece ou esfria mais rapidamente que a terra), altitude (a temperatura do ar tende a diminuir com o aumento da altitude), barreiras montanhosas e correntes oceânicas. As cidades estão crescendo em ritmo cada vez mais acelerado e com elas as indústrias e atividades urbanas proliferam. A cobertura vegetal dá lugar a inúmeros tipos de materiais, com diferentes comportamentos térmicos, tornando a paisagem cinzenta e agravando cada vez mais a situação climática. Dessa forma, a área urbana se torna mais quente que a área rural durante parte do dia e a maior parte da noite. Nas noites de verão, pouca diferença é percebida na temperatura, mesmo após as áreas periféricas já terem dispersado grande parte do calor do dia. Santamouris, em pesquisas de 2001 em 30 cidades e áreas suburbanas próximas a Atenas, encontrou diferenças de temperatura de até 15ºC e em média de 10ºC (SANTAMOURIS apud WILLIAMSON, 2001). 21

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