ANÁLISE DA ADEQUAÇÃO DE UM EDIFÍCIO COMERCIAL À ETIQUETA PROCEL EDIFICA DE EFICIÊNCIA ENERGÉTICA

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1 ANÁLISE DA ADEQUAÇÃO DE UM EDIFÍCIO COMERCIAL À ETIQUETA PROCEL EDIFICA DE EFICIÊNCIA ENERGÉTICA Ivna Baquit Campos (1) ; José de Paula Barros Neto (2) (1) Universidade Federal do Ceará,ivnabaquit@gmail.com (2) Universidade Federal do Ceará, jpbarros@ufc.br Resumo O Brasil passa por uma transformação com relação à questão de eficiência energética na construção civil. Inserido no contexto da Lei de Eficiência Energética nº , de 2001 e no Programa Brasileiro de Etiquetagem, em 2009, foi publicado, o Regulamento Técnico da Qualidade do Nível de Eficiência Energética de Edifícios Comerciais, de Serviços e Públicos (RTQ-C) do programa PROCEL Edifica. Este se propõe a certificar projetos que preveem redução de consumo e o uso de energias alternativas. Com isso, o objetivo geral deste artigo é propor sugestões de melhoria do projeto em análise para a adequação de um empreendimento comercial existente ao nível máximo de eficiência energética da etiqueta PROCEL Edifica. A estratégia de pesquisa adotada foi o estudo de caso em um empreendimento comercial localizado na cidade de Fortaleza. O edifício foi avaliado pelo método prescritivo obedecendo ao processo metodológico descrito pelo RTQ-C. Com a avaliação, foram encontrados os seguintes níveis de eficiência: C para a envoltória, C para o sistema de iluminação e B para o sistema de condicionamento de ar, resultando no nível C para classificação geral do edifício. Verificou-se que pequenas alterações no projeto poderiam levá-lo ao nível máximo de eficiência energética. Palavras-chave: Construções Sustentáveis, Eficiência Energética, PROCEL Edifica. Abstract Brazil is going through a transformation regarding the issue of energy efficiency in construction. Placed in the context of the Energy Efficiency Law No. 10,295, from 2001, and the Brazilian Labeling Program in 2009, was published the Technical Regulation on Quality Level of Energy Efficiency on Commercial, Services and Public Buildings (RTQ- C) PROCEL Edifica. This Regulation aims to certify projects that predict reduced consumption and the use of alternative energies. Thus, the purpose of this paper is to propose guidelines for the adequacy of an existing commercial building to the maximum level of energy efficiency label PROCEL Edifica. The research strategy adopted was the case study in a commercial building in the city of Fortaleza. The building was evaluated by the prescriptive method following the methodological process described by RTQ-C. With this evaluation, we found the following efficiency levels: "C" for the envelopment, "C" for the lighting system and "B" for the air conditioning system, resulting in level "C" for the general classification of the building. It could be verified that small changes in the project could take it to the maximum level of energy efficiency. Keywords: Sustainable Buildings, Energy Efficiency, PROCEL Edifica. 2718

2 INTRODUÇÃO No setor da construção civil, segundo dados disponíveis no BEN (BRASIL, 2011) publicado pelo Ministério de Minas e Energia dentro da composição setorial do consumo de energia do país, as edificações e sua cadeia construtiva são responsáveis por aproximadamente metade da energia consumida, no qual 23,7% correspondem a edificações residenciais, 14,6% a edificações comerciais e 8,1% a edificações públicas, totalizando em 45% do consumo de energia do país. Segundo Lamberts et al. (1997), a eficiência energética pode ser entendida como a obtenção de um serviço com baixo dispêndio de energia. Um edifício é mais eficiente energeticamente quando proporciona as mesmas condições ambientais com um menor consumo de energia. Muitas campanhas contra o desperdício vêm sendo feitas, como os eletrodomésticos com baixo consumo e maior eficiência energética. Entretanto, além da utilização destes recursos tecnológicos, maiores níveis de eficiência podem ser alcançados através de estratégias de projeto e por iniciativas e cooperação dos diversos atores ligados à construção dos edifícios como: arquitetos, engenheiros civis, eletricistas, mecânicos e empreendedores, além dos próprios usuários (PROCELINFO, 2010). O Programa Nacional de Conservação de Energia Elétrica, PROCEL Edifica, surge como mecanismo de avaliação da conformidade para classificação do nível de eficiência energética das edificações, a partir da Lei n , de 17 de outubro de 2001, como consequência da crise energética brasileira, que discorre sobre a Política Nacional de Conservação e Uso Racional de Energia visando à alocação eficiente de recursos energéticos e a preservação do meio ambiente (INMETRO, 2008). O programa PROCEL tem como objetivo principal promover a racionalização do consumo e produção de energia elétrica, eliminando os desperdícios e reduzindo conseqüentemente os custos e investimentos setoriais. Esta busca, a eficiência energética no setor elétrico, visa a realização de algumas metas essenciais: o desenvolvimento tecnológico, segurança energética, eficiência econômica, novos parâmetros incorporados à Cidadania e a redução de impactos ambientais (ELETROBRÁS, 2010). A Etiqueta Nacional de Conservação de Energia (ENCE), por sua vez, é obtida através da avaliação dos requisitos contidos no Regulamento Técnico da Qualidade do Nível de Eficiência Energética de Edifícios Comerciais de Serviços e Públicos (RTQ-C), utilizando o método descrito no Regulamento de Avaliação da Conformidade do Nível de Eficiência Energética de Edifícios Residenciais (RAC-C). O sistema de etiquetagem de edifícios possui caráter voluntário para edificações novas e para as já existentes, porém passará a ter caráter obrigatório para edificações novas em prazo a ser definido. O regulamento é aplicável a edifícios com área útil mínima de 500 m² e/ou com tensão de abastecimento maior ou igual a 2,3 kv, incluindo edificações condicionadas, parcialmente condicionadas e não condicionadas. Pode ser fornecida uma etiqueta para o edifício completo ou parte do edifício. A etiqueta 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 do ar (INMETRO, 2008). Com isso, o objetivo principal deste artigo é propor diretrizes para a adequação de um empreendimento comercial existente ao nível máximo de eficiência energética da etiqueta 2719

3 PROCEL Edifica. METODOLOGIA Quanto ao enfoque metodológico e em consonância com o objetivo a ser alcançado, a pesquisa foi realizada segundo a abordagem qualitativa e teve como estratégia de pesquisa o estudo de caso único e do tipo exploratório, já que busca estudar um assunto contemporâneo, ainda pouco discutido. De acordo com Yin (2005), essa estratégia de pesquisa é utilizada quando o pesquisador almeja lidar com condições contextuais que sejam relevantes ao seu fenômeno de estudo. Estudos de casos adotam um enfoque indutivo no processo de coleta e análise de dados em que os pesquisadores tentam obter suas informações a partir das percepções dos atores locais (YIN, 2005). 2.1 Descrição do edifício estudado O estudo foi realizado em um empreendimento do tipo comercial localizado na cidade de Fortaleza. O edifício já construído encontra-se em um terreno com aproximadamente m 2, com área total construída de 715 m 2 divididos em dois pavimentos, térreo com 400 m 2 e mezanino com 315 m 2, tendo ainda 14 vagas de garagem no térreo e áreas de jardim. O edifício é caracterizado pelo uso de concreto armado como estrutura, alvenaria de tijolo cerâmico para vedações, vidro incolor com espessura de 6,0 mm, e fechamento da coberta com estrutura metálica. A cobertura do edifício, executada em estrutura metálica com telha trapezoidal em alumínio, não possui nenhuma abertura, o que não permite a entrada de iluminação zenital na construção. A fachada principal do edifício, norte, e a fachada oeste possuem grandes áreas envidraças, permitindo a entrada da iluminação natural. Porém toda a área do edifício é condicionada artificialmente, isto é, não possui nenhuma área com ventilação natural. 2.2 Etapas da Pesquisa A metodologia para realização desta pesquisa pode ser dividida em três etapas: a primeira etapa compreende a preparação do estudo de caso, a segunda a condução do estudo de caso e, por fim, a proposição de sugestões de melhoria de projeto para que o empreendimento possa atingir o nível máximo de eficiência energética. A primeira etapa inicia-se com a definição do método a ser utilizado para avaliação da edificação, método prescritivo. Apesar de ser mais simples que o método de simulação computacional, apresenta inúmeras equações e um processo relativamente extenso quando não sistematizado. Segundo Pereira et al. (2010), as ferramentas computacionais auxiliam na agilidade de processos, fixação de um método e o registro de informações, que por sua vez, podem ser modificadas facilmente quando necessário. Com isso, desenvolveram-se planilhas computacionais com o intuito de facilitar o processo de etiquetagem e proporcionar agilidade na aplicação do método prescritivo do regulamento. As planilhas computacionais utilizaram como base o programa Excel e foram elaboradas através da inclusão das equações e pré-requisitos referentes à envoltória, sistema de iluminação e sistema de condicionamento de ar, de acordo com o RTQ-C. Nas 2720

4 planilhas foram inseridas as informações referentes aos parâmetros do edifício e fornecidos a classificação dos níveis parciais de cada sistema e do nível geral de eficiência energética da edificação. A segunda etapa da pesquisa, condução do estudo de caso, inicia-se com a coleta de todos os projetos e memoriais necessários para avaliação do empreendimento. Seguida da avaliação do nível energético da edificação. No fluxograma abaixo, Figura 1, pode ser observado o processo de avaliação da edificação: Figura 1 Fluxograma do processo de etiquetagem do programa PROCEL Edifica Fonte: Autores Para avaliação da etapa de projeto, definiram-se os equivalentes numéricos dos três requisitos pelo método prescritivo do RTQ-C. O equivalente numérico da envoltória é baseada na determinação do Índice de Consumo da Envoltória (ICenv), calculado através de uma equação representada por variáveis relacionadas com a caracterização da volumetria do edifício e análise de seus pré-requisitos específicos. A avaliação do sistema de iluminação é baseada no cálculo da Densidade de Potência de Iluminação Limite (DPIL), que será comparada a potência total instalada no edifício para determinação do nível de eficiência do sistema. Este nível determinado em adição a consideração dos prérequisitos deste sistema, determina o equivalente numérico do sistema de iluminação. Para o sistema de condicionamento de ar, a partir do nível de classificação dos equipamentos utilizados na edificação, são obtidos seus respectivos equivalentes numéricos, os quais serão ponderados de acordo com a área de cada ambiente condicionada, para determinação do nível de eficiência deste sistema. O equivalente número, mais uma vez, foi encontrado após consideração dos pré-requisitos específicos e nível calculado. Por fim, são analisados os pré-requisitos gerais e ponderados dos três equivalentes numéricos, para determinação do nível de eficiência global do edifício. Obtido o nível de eficiência energética do edifício, caso este nível encontrado seja 2721

5 inferior ao nível máximo, A, surge à terceira etapa da pesquisa que se refere à proposição de sugestões para melhoria do projeto para que o empreendimento estudado consiga atingir o nível máximo de eficiência energética do programa PROCEL Edifica. RESULTADOS Os resultados da pesquisa serão apresentados conforme as etapas descritas anteriormente na metodologia do artigo. 3.1 Envoltória A definição do equivalente numérico do requisito envoltória consistiu na determinação do nível de eficiência limitado pelos pré-requisitos e o cálculo do indicador de consumo da envoltória. Os principais materiais utilizados na edificação foram: Estrutura: Concreto armado; Fechamentos: Alvenaria de tijolo cerâmico com oito furos e dimensões 20x20x10cm, rebocadas em ambos os lados com 2,5 cm de espessura. Aberturas: Janelas de alumínio e vidro; portas de vidro e madeira; e vidro incolor de 6,0mm, com fator solar de 0,87, nas fachadas norte e oeste. Acabamentos: Pintura com tinta acrílica branca em todas as áreas internas e externas. Cobertura: Para o vão central, cobertura com telha metálica tipo sanduíche. Laje de concreto com manta impermeabilizante e também uma área de teto-jardim. A análise dos pré-requisitos da envoltória baseia-se nas recomendações enquadradas no zoneamento bioclimático brasileiro. Assim, como o edifício estudado encontra-se na cidade de Fortaleza, os valores apresentados se referem à zona bioclimática 8. São avaliados nos pré-requisitos: a transmitância térmica de paredes e coberta, cores e absortância de superfícies e a iluminação zenital do edifício, descritos na Tabela 1. Pré-requisitos específicos envoltória Trasmitância parede ( parede com cap. Máx. de 80KJ/m 2 K Trasmitância parede (parede com cap. superior de 80KJ/m 2 K Trasmitância cobertura Ambiente climatizado Cores e absortância de superfícies (cobertura) Tabela 1 Resultados da avaliação dos pré-requisitos da envoltória Exigências RTQ-C Nível A Nível B Nível C Nível D 2,5 3,7 1,0 2,5 3,7 1,5 2,5 3,7 2,0 2,5 3,7 2,0 Valores calculados Nível - - 3,90 A 1,71 C α < 0,5 α < 0, ,43 A PAZ 0 a 2% 2,1 a 3% 3,1 a 4% 4,1 a 5% 0 A FS 0,87 0,67 0,52 0,3 0,87 A Nível de eficiência limitado pelo pré-requisito específico envoltória C Fonte: Autores A edificação estudada não possui nenhuma abertura em sua coberta, o que implica a falta 2722

6 de iluminação zenital na estrutura, por isso, o percentual de abertura zenital (PAZ) é considerado nulo. E o fator solar (FS) do vidro utilizado no edifício é de 0,87. Para determinação do indicador de consumo foram calculados um conjunto de índices referentes às características físicas do edifício, como pode ser observado na Tabela 2: Tabela 2 Caracterização da envoltória a partir das variáveis determinantes do IC Índices Áreas Equivalentes numéricos A PCOB Área de projeção da coberta 405,14 A tot Área total de piso 712,36 FA Fator Altura 0,57 A ENV Área da envoltória 1176,84 V tot Volume Total 2850,18 FF Fator de Forma 0,41 PAF T Percentual de área de abertura na fachada 0,25 FS Fator solar 0,87 AVS Ângulo Vertical de Sombreamento 0,16 AHS Ângulo Horizontal de Sombreamento 0,13 IC máx Limite máximo do indicador de consumo 323,14 IC mín Limite mínimo do indicador de consumo 306,56 i Subdivisão do intervalo 4,14 IC env Indicador de consumo da envoltória 313,32 Fonte: Autores Assim, pôde-se calcular os limites máximos e mínimos do Indicador de Consumo para cada nível de eficiência e determinar o nível de eficiência da envoltória estudada, como pode ser observado na Tabela 3: Tabela 3 Resultado da classificação do índice de consumo da envoltória IC de envoltória 313,32 Eficiência A B C D E Lim Mín - 310,72 314,86 319,00 323,15 Lim Máx 310,71 314,85 318,99 323,14 - Fonte: Autores A avaliação do indicador de consumo da envoltória resultou no índice B de eficiência, porém as exigências previstas na avaliação dos pré-requisitos resultaram no índice de eficiência C. Desta maneira, a classificação final da envoltória resultou na classificação nível C. 3.2 Sistema de Iluminação A conferência quanto aos pré-requisitos do sistema de iluminação baseia-se nas informações contidas no próprio regulamento, RTQ-C. Em relação ao pré-requisito de divisão de circuitos, foi observado que todos os ambientes do edifício possuem pelo menos um dispositivo de controle manual para o acionamento independente da iluminação interna do ambiente. Quanto a contribuição de luz natural no edifício, 2723

7 somente dois ambientes possuem abertura voltada para o ambiente externo, e a exigência para este pré-requisito não foi atendido em nenhum dos dois casos. E por fim, o edifício possui dois ambientes maiores de 250 m 2, que deveriam possuir dispositivos para desligamento automático do sistema de iluminação, porém mais uma vez não foi atendido. Assim, com o atendimento de somente dois dos três pré-requisitos o sistema fica classificado quanto aos pré-requisitos com nível C. Com relação ao sistema de iluminação, foram empregadas três tipologias de luminárias. Luminárias com um ou duas lâmpadas de 23W e luminárias com uma lâmpada de 70W. Calculada a potência total instalada na edificação e comparada com os limites de densidade de potência de iluminação descritos no regulamento o edifício foi classificado com o nível A. Apesar do nível de eficiência calculado pela densidade de potência de iluminação ter alcançado nível A, as exigências relativas aos pré-requisitos do sistema de iluminação, limitaram o nível final de avaliação do sistema de iluminação ao nível C. 3.3 Sistema de Condicionamento de Ar Na avaliação dos pré-requisitos específicos desconsiderou-se o condicionamento de ar por aquecimento artificial, já que este sistema não é utilizado na edificação. As exigências de proteção dos aparelhos condicionadores não foram atendidas. Porém, o isolamento térmico para dutos de ar foram utilizados no empreendimento. Assim a avaliação dos pré-requisitos específicos do sistema de condicionamento de ar obteve nível B. No edifício são utilizados três aparelhos de Split, com nível A, e sete aparelhos do tipo split cassete, com o nível de eficiência C. Com isso buscou-se na página eletrônica do INMETRO o nível de eficiência de cada aparelho, para determinação do nível de eficiência do sistema de condicionamento de ar, que resultou no nível B. Assim definese o equivalente numérico do sistema de condicionamento de ar igual a B. 3.4 Nível global de eficiência energética Dentre os pré-requisitos gerais determinados no regulamento, somente foi considerado o pré-requisito que exige a utilização de circuitos elétricos com medição centralizada por uso final, que por sua vez, não foi atendido no edifício, resultando na limitação do nível C. Isto ocorreu, pois o empreendimento não possui elevadores e também não possui elevada demanda de aquecimento de água. Para a determinação da classificação geral do edifício, consideraram-se os três equivalentes numéricos dos sistemas determinados acima, que a edificação não possui áreas não condicionais, isto é, com ventilação natural, e que o projeto não possui nenhuma característica para adquirir bonificações. Assim a pontuação final correspondeu ao valor 3,22 resultando no nível C. E consequentemente, o nível global de eficiência energética do edifício também resultou em C. 3.5 Proposições de Sugestões de Melhorias Identificado o nível de eficiência em que se encontra o edifício, o próximo passo é elevá- 2724

8 lo com o objetivo de obter a classificação máxima, A, em eficiência energética. Assim, a seguir serão propostas diretrizes para cada sistema, envoltória, iluminação e condicionamento de ar. O nível de eficiência da envoltória calculado pelo seu indicador de consumo resultou na classificação B. Este resultado é consequência das grandes áreas envidraçadas do edifício. Para a elevação do nível de eficiência da envoltória são propostas as seguintes diretrizes: 1) A diminuição do percentual de área de abertura na fachada. Para o edifício em questão, a diminuição do percentual de 25% para 17% seria suficiente para atingir do nível máximo de eficiência, isto se somente esta medida fosse implantada; 2) A implantação de proteções solares, isto é, o aumento de sombreamento nas aberturas. Para aumentar os ângulos vertical e horizontal de sombreamento podem-se adotar brises, marquises, ou persianas. Para o edifício estudado, somente o aumento do AHS de 0,13 para 15, por exemplo, já seria suficiente para alcançar o nível máximo; Além destas medidas, o pré-requisito específico de transmitância térmica da cobertura deve ser atendido com valor máximo de 1,0. Para isto, são propostas as seguintes diretrizes: 3) Aumentar a área coberta com telha metálica com proteção térmica, que possui transmitância térmica de 0,7, diminuindo, consequentemente a área da laje de concreto; 4) Cobrir a laje de concreto com manta impermeabilizante com grama, telhado verde, diminuindo a transmitância térmica da cobertura. Para que o nível parcial da envoltória possa ser classificado como A, propõe-se um aumento na área coberta com telha metálica, tipo sanduíche, de 50 m 2 e a utilização de grama na laje de concreto. Para a garantia do nível máximo para o sistema de iluminação seria necessária a implantação de acionamento independente da fileira de luminárias mais próxima à janela. E a Implantação de um dispositivo de controle automático para desligamento da iluminação de ambientes maiores que 250 m 2, que é o caso das áreas para exposição da loja, no térreo e no mezanino. Quanto ao sistema de condicionamento de ar os aparelhos tipo split cassete deverão ser substituídos por aparelhos do mesmo tipo com classificação A ou até substituir por um maior número de aparelhos com menor capacidade de refrigeração, em que todos estes também deverão possuir classificação A. Além da necessidade de implantação de uma proteção em todas as unidades condensadoras, onde estas estejam permanentemente sombreadas e com ventilação adequada para não interferir em sua eficiência. Por fim, garantindo as exigências feitas nos pré-requisitos gerais o edifício necessita ainda da instalação de um equipamento no circuito elétrico do edifício, que possibilite a medição centralizada por uso final: iluminação, sistema de condicionamento de ar, dentre outros que possam existir. CONSIDERAÇÕES FINAIS A publicação, em julho de 2009 do Regulamento Técnico da Qualidade do Nível de 2725

9 Eficiência Energética de Edifícios Comerciais, de Serviços e Públicos foi um importante passo no sentido da inserção do tema eficiência energética no cenário da construção civil nacional. O processo de etiquetagem é lançado com o intuito de incentivar a elaboração de projetos que aproveitem ao máximo as potencialidades arquitetônicas, que remetam a um menor consumo energético. Segundo os critérios do RTQ-C e mantendo suas características atuais, o edifício comercial, obteria a classificação de nível C. Para a elevação do nível C para o nível A de eficiência, algumas alterações deverão ser realizadas, tais como: redução do percentual de abertura das fachadas, redução da transmitância da coberta, implantação de controle de desligamento automático do sistema de iluminação, possibilidade de medição centralizada por uso final da edificação e adoção de equipamentos de condicionamento de ar mais eficientes. Os resultados encontrados mostram que com pequenas alterações no projeto, ou mesmo mudanças após a construção do edifício, o nível de eficiência A poderia ser obtido no empreendimento analisado. Porém é importante destacar que este estudo conteve-se em analisar somente as mudanças de projeto necessárias para atingir o nível máximo do selo desconsiderando as questões de viabilidade técnica e econômica das mudanças. Vale ressaltar que a avaliação do nível de eficiência energética foi realizada com os projetos da edificação, desconsiderando a construção existente. Isto ocorreu, porque o edifício construído não está em consonância com o projeto avaliado. E para que um empreendimento possa passar por todo o processo de avaliação garantindo a expedição da ENCE, é fundamental que o projeto seja executado de forma fidedigna. REFERÊNCIAS BRASIL, Ministério de Minas e Energia. Balanço Energético Nacional. Brasília, BRASIL. Lei Federal n.º de 17 de outubro de Política Nacional de Conservação e Uso Racional de Energia e dá outras providências. Brasília, ELETROBRÁS. Disponível em tm. Acesso em: 20 de agosto de INMETRO. Etiquetagem de Eficiência Energética de Edificações, Disponível < Acesso em: 03 maio LAMBERTS, R.; DUTRA, L.; PEREIRA, F. O. R. Eficiência Energética na Arquitetura.São Paulo, PW Editores, PEREIRA, F. O. R.; FONSECA, R. W.; DIDONÉ, E. L., BOEIRA, M.; BASTIANI, G. Desenvolvimento de uma ferramenta para aplicação do regulamento para etiquetagem voluntária do nível de eficiência energética de edifícios comerciais de serviços públicos. In: ENCONTRO NACIONAL DE TECNOLOGIA DO AMBIENTE CONSTRUÍDO, 13, 2010, Canela. Anais... Canela: PROCELINFO. A tendência da eficiência energética. PROCELINFO, Disponível < Acesso em: 03 maio YIN, R. K. Estudo de caso: Planejamento e métodos. 3 ed. Porto Alegre: Bookman, em: em: 2726