REGULAMENTO PARA O NÍVEL DE EFICIÊNCIA ENERGÉTICA DE EDIFICAÇÕES RESIDENCIAIS DO BRASIL

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1 REGULAMENTO PARA O NÍVEL DE EFICIÊNCIA ENERGÉTICA DE EDIFICAÇÕES RESIDENCIAIS DO BRASIL Claudia MORISHITA, Arch 1 Michele FOSSATI, Dr 2 Martin Ordenes MIZGIER, Dr 3 Marcio SORGATO, Msc 4 Rogério VERSAGE, Msc 5 Roberto LAMBERTS, Ph.D 6 1 Departamento de Engenharia Civil, Laboratório de Eficiência Energética em Edificações, Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis SC, Brasil, claudiamorishita@labeee.ufsc.br 1, michele@ecv.ufsc.br², martin@labeee.ufsc.br³, marciosorgato@labeee.ufsc.br 4, versage@labeee.ufsc.br 5, lamberts@ecv.ufsc.br 6. Keywords: energy-efficiency, residential sector, regulation. Summary In Brazil the residential sector accounts for about 22.0% or 94 TWh of the electricity consumption, what increases the concern about energy savings. Stimulated by this grown on consumption and by the National Program on Conservation and Electricity Rational Use (PROCEL), the Brazilian government adopted measures such as specific regulation and technical indicators to establish energy efficiency minimum levels in new buildings. The main objective of this paper is to present the Brazilian voluntary regulation and the actual proposal to classify the energy efficiency level of residential buildings. The technical requirements to classify the energy efficiency level of residential buildings and the regulation method, which is divided into three major components, are presented. For housing units (which consists on single-family houses and apartment units), the efficiency level is obtained through the evaluation of the envelope and the water heating system. Extra score can be added through initiatives that provide extra energy efficiency. For multifamily buildings the efficiency level is obtained through the weighted average of the classification of its units and in common area of multifamily buildings the evaluation is divided into areas of frequent and of eventual use, being classified the requirements which are applicable according to the building in evaluation. The efficiency levels vary from A (more efficient) until E (less efficient). Energy efficiency classification of residential buildings through the presented regulation proposal, presents as an efficient method of energy saving that will encourage the civil construction market to invest in more energy-efficient buildings, once there is a large potential of energy saving by the residential sector. The major benefits that can be provided by the regulation are: consumers can choose more efficient buildings, owners can use it as a market strategy to promote sales, energy cost reduction during building operation and decrease on natural resources consumption. 1. Introdução Em diversos países, a contribuição para o crescimento do consumo energético por parte das edificações (cerca de 20 a 40%) excede grandes setores como indústria e transporte, aumentando a preocupação governamental em relação ao suprimento, conservação e acesso aos recursos energéticos (PÉREZ- LOMBARD et al., 2009). No Brasil, após a crise de energia ocorrida em 2001 ocasionada por fatores como falta de investimento, aumento do consumo nos anos anteriores e escassez de chuvas, intensificaram-se as considerações na busca do uso racional de energia. A taxa de crescimento observada no período de 1995 a 1999, anterior à crise, foi de 8.3%, contra a taxa de 4.3% observada para o período de 2003 a A recuperação consideravelmente lenta do consumo deu-se provavelmente pela absorção, ainda que parcialmente, dos hábitos de economia adquiridos durante a fase do racionamento. Na Figura 1 é possível observar a relação entre o crescimento no consumo de energia dos setores residencial, comercial e público e o Produto Interno Bruto (PIB) para o período de 1976 a 2008, cuja taxa média de crescimento no consumo de energia elétrica

2 Consumo (TWh) PIB (Bilhões de US$) foi de 5.3% ao ano. O consumo total de energia elétrica para o ano de 2008 foi de 454 TWh, representando aumento de 2.2% em relação ao ano de 2007 (BEN, 2009) Residencial Comercial Público PIB Figura 1 Evolução do consumo de energia elétrica por setor em relação ao crescimento do PIB. Fonte: adaptado de BEN Entre as medidas que acarretam economia de energia por parte do setor de edificações estão as normas que regulamentam a aplicação de medidas de conservação em edificações novas ou existentes. Métodos de avaliação de edificações residenciais (House Rating Schemes - HRS) vêm sendo desenvolvidos em diversos países, a fim de analisar e classificar seu desempenho. Os principais métodos consideram como indicador central a eficiência energética, pelo fato da energia representar grande parte dos custos de operação, por ter alto impacto no conforto térmico e visual dos ocupantes e pelo potencial de oferecer ao consumidor informações sobre os futuros gastos com energia (KORDJAMSHIDI e KING, 2009). Os primeiros regulamentos relacionados ao desempenho de edificações foram criados na Europa no início dos anos 70 e definiam parâmetros para o envelope construtivo das edificações, no intuito de diminuir a transferência de calor através dos seus componentes construtivos. Estados Unidos, Canadá, México, Portugal, Espanha, Austrália, Nova Zelândia, Singapura, Hong Kong e Filipinas são alguns dos países que possuem norma ou lei de eficiência energética em edificações (CARLO, 2008). No Brasil, as primeiras medidas relacionadas à conservação de energia emergiram mediante a crise ocorrida no ano de A Lei n o 10,295, de 17 de outubro de 2001, que dispõe sobre a Política Nacional de Conservação e Uso Racional de Energia (BRASIL, 2001b), regulamentada pelo Decreto n o 4,059, de 19 de dezembro de 2001 (BRASIL, 2001a), estabelece a necessidade de indicadores técnicos e regulamentação específica, visando o uso racional de energia elétrica das edificações. O decreto criou um grupo técnico para regulamentar e elaborar procedimentos para avaliação da eficiência energética de edificações, o Grupo Técnico para Eficientização de Energia nas Edificações no País (GT-Edificações). No final de 2005, o GT-Edificações criou a Secretaria Técnica de Edificações (ST-Edificações), coordenada pelo Programa Procel Edifica da Eletrobras, com competência para discutir as questões técnicas relativas aos indicadores de eficiência energética. Também em 2005, o Inmetro foi incluído no processo através da criação da Comissão Técnica (CT-Edificações), onde é discutido e definido o processo de obtenção da Etiqueta Nacional de Conservação de Energia (ENCE) (BRASIL, 2009a). Em uma das vertentes de ação do Procel Edifica - Subsídios à Regulamentação - são determinados os parâmetros referenciais para verificação do nível de eficiência energética de edificações. Para tanto, um convênio entre a Eletrobras e a Universidade Federal de Santa Catarina (através do Laboratório de Eficiência Energética em Edificações - LabEEE) prevê, dentre outras ações, a elaboração de dois regulamentos: Regulamento Técnico da Qualidade do Nível de Eficiência Energética de Edifícios Comerciais, de Serviços e Públicos (RTQ-C), em vigor desde fevereiro de 2009, quando da aprovação da Portaria INMETRO n o 53 (BRASIL, 2009b), posteriormente substituída pela Portaria INMETRO n o 163, de 08 de junho de 2009 (BRASIL, 2009c); e Regulamento Técnico da Qualidade do Nível de Eficiência Energética de Edificações Residenciais (RTQ-R), prevista para entrar em vigor em dezembro de 2010.

3 2. Objetivo O objetivo deste artigo é apresentar e descrever o método proposto pelo Regulamento Técnico da Qualidade do Nível de Eficiência Energética de Edificações Residenciais (RTQ-R), que especifica as condições para a classificação e etiquetagem do nível de eficiência energética de edificações residenciais brasileiras. 3. Processo de Desenvolvimento A principal meta do regulamento é definir índices de eficiência energética para edificações residenciais, sejam unifamiliares ou multifamiliares. Neste sentido, o regulamento está focado principalmente em duas linhas: na avaliação dos parâmetros arquitetônicos através do desempenho térmico da envoltória e na avaliação dos sistemas para aquecimento de água das edificações residenciais. Para a avaliação do desempenho térmico da envoltória foi dada uma orientação voltada ao desempenho em condições de ventilação natural nos ambientes internos. Esta perspectiva visa o conforto térmico dos usuários quantificando anualmente os graus horas que o projeto apresenta acima de uma temperatura de conforto previamente definida. A intenção é incentivar estratégias bioclimáticas de caráter passivo, evitando assim a instalação de sistemas de condicionamento artificial como primeira opção de projeto. No entanto, no Brasil existem regiões com temperaturas extremamente elevadas ao longo do ano. Considerando esta particularidade, a avaliação também inclui um método para identificar o desempenho da envoltória sob condições de climatização artificial. Esta avaliação é de caráter informativo, mas pode participar dentro da classificação geral da edificação desde que seja comprovada a instalação destes sistemas na inspeção do edifício construído. Em relação à envoltória, também se procurou privilegiar edificações residenciais que valorizam a ventilação e a iluminação naturais, contribuindo para o conforto térmico dos usuários e minimizando a necessidade de utilização de sistemas artificiais. As avaliações da envoltória são realizadas em cada ambiente de permanência prolongada (dormitórios e salas) e em cada unidade habitacional autônoma (edificações residenciais unifamiliares ou unidades autônomas de edificações multifamiliares). O aquecimento de água nas edificações residenciais brasileiras é feita prioritariamente por chuveiros elétricos, que representam uma participação considerável na potência instalada das residências. Como resposta a esta situação, o regulamento apresenta uma classificação que prioriza a utilização de sistemas de aquecimento solar, a gás ou por meio de bombas de calor antes de sistemas elétricos. Outros equipamentos e eletrodomésticos como refrigeradores, lâmpadas e ventiladores de teto podem participar na classificação geral como bonificações, desde que a residência seja entregue com estes equipamentos e que seja comprovado o nível A dos mesmos dentro do Programa Brasileiro de Etiquetagem (PBE/INMETRO). O uso racional da água também é incentivado através das bonificações. O RTQ-R será regulamentado em dezembro de 2010 e sua aplicação será voluntária, com previsão de tornar-se compulsória em prazo a ser definido. 4. O regulamento para avaliação da eficiência energética de edificações residenciais O regulamento residencial brasileiro segue o processo realizado para o regulamento comercial, sendo desenvolvido no Laboratório de Eficiência Energética em Edificações (LabEEE). Junto à Secretaria Técnica são discutidas as questões técnicas envolvendo os indicadores de eficiência energética, e junto à Comissão Técnica Edificações (CT Edificações) é discutido o processo de obtenção da Etiqueta Nacional de Conservação de Energia (ENCE) (INMETRO, 2009). O regulamento especifica os requisitos técnicos bem como os métodos para classificação do nível de eficiência energética de edificações residenciais e compreende três grupos para avaliação: (a) unidades habitacionais autônomas, que consiste em edificações residenciais unifamiliares e unidades autônomas de edificações multifamiliares, (b) edificações multifamiliares; (c) áreas de uso comum de edificações multifamiliares ou de condomínios residenciais. O método de avaliação será discorrido nos itens a seguir, sendo que o desempenho dos requisitos varia de A (mais eficiente) até E (menos eficiente). Para se obter a classificação geral da edificação, cada requisito possui um peso e deve ser avaliado de acordo com método específico. A avaliação da envoltória, tanto para unidades habitacionais autônomas quanto para edifícios multifamiliares, pode ser realizada através de método prescritivo ou por simulação, segundo os parâmetros definidos no regulamento. Como pré-requisito geral para avaliação das edificações residenciais, havendo mais de uma unidade habitacional autônoma no mesmo lote, estas devem possuir medição individualizada de eletricidade e água. O nível de classificação de cada requisito equivale a um número de pontos atribuídos de acordo com o Quadro 1.

4 Quadro 1 Equivalente Numérico (EqNum) para cada nível de eficiência Eficiência EqNum A 5 B 4 C 3 D 2 E 1 Itens que possuem pontuação em escala têm sua eficiência obtida através do Quadro 2. Quadro 2 - Classificação de acordo com a Pontuação Final Pontuação Final Eficiência PT 4.5 A 3.5 PT 4.5 B 2.5 PT 3.5 C 1.5 PT 2.5 D PT 1.5 E 4.1 Unidades Habitacionais Autônomas Para unidades habitacionais autônomas são avaliados requisitos referentes ao nível de eficiência da envoltória e do sistema de aquecimento de água, de acordo com a Equação (1) a seguir. PT UH = (a EqNumEnv) + [(1 a) EqNumAA] (1) Onde: - PTUH: pontuação total do nível de eficiência da unidade habitacional autônoma; - a: coeficiente adotado de acordo com a região geográfica (mapa político do Brasil) em que a edificação está localizada (a = 0,75 nas regiões centro-oeste, sudeste e sul; 0,95 na região norte e 0,90 na região nordeste, estes dois últimos podendo chegar a 0,75 quando houver um sistema de aquecimento de água instalado); - EqNumEnv: equivalente numérico da envoltória da unidade habitacional autônoma ventilada naturalmente; - EqNumAA: equivalente numérico do sistema de aquecimento de água. À pontuação final poderão ser somadas bonificações, que correspondem a iniciativas que aumentem a eficiência da edificação, desde que justificadas e comprovadas. As bonificações podem ser relativas à ventilação e iluminação natural, ao uso racional de água, à iluminação artificial, ao condicionamento de ar, à existência de ventiladores de teto e refrigeradores eficientes instalados na edificação e à medição individualizada de água quente Envoltória A avaliação da envoltória compreende prescrições combinadas de área das aberturas para iluminação e ventilação, condições de sombreamento, orientação das fachadas e características térmicas das superfícies opacas. O método de classificação é baseado em indicadores que podem ser obtidos através do método prescritivo ou através de simulação. Para que se possa realizar a avaliação do nível de eficiência da envoltória, a edificação deve atender a determinados pré-requisitos relativos à transmitância, à absortância e à capacidade térmica das superfícies opacas e a condições de ventilação e iluminação natural. A envoltória da unidade habitacional autônoma deve ter seu equivalente numérico (EqNumEnv) estabelecido através de equações de regressão múltipla para resfriamento (onde são determinados os indicadores de graus hora) e para aquecimento (onde é determinado o consumo relativo para aquecimento), de acordo com a Zona Bioclimática em que a edificação se localiza. O indicador de consumo de

5 aquecimento só será determinado para as Zonas Bioclimáticas 1 a 4. As equações foram desenvolvidas a partir da análise do resultado de simulações realizadas em modelos desenvolvidos através de combinações paramétricas resultantes da análise combinatória de variáveis geométricas, propriedades térmicas da envoltória e estratégias de ventilação natural. O equivalente numérico da envoltória deve ser obtido para os ambientes de permanência prolongada, que correspondem a ambientes de ocupação contínua incluindo sala de estar, sala de jantar, sala íntima, dormitório, escritório, sala de TV ou de uso similar aos citados. Ponderando-se os equivalentes numéricos dos ambientes de permanência prolongada para resfriamento e aquecimento pela sua área útil, obtém-se o equivalente numérico da unidade habitacional para as duas situações. Nas Zonas Bioclimáticas em que é necessário o cálculo do equivalente numérico apenas para resfriamento, o equivalente numérico da unidade habitacional é obtido diretamente através destedestes. Havendo equivalente numérico para aquecimento e resfriamento, o equivalente numérico da unidade habitacional é obtido através de distribuição de pesos de acordo com a Zona Bioclimática. O equivalente numérico da envoltória para a unidade habitacional condicionada artificialmente é obtido através do mesmo procedimento descrito para a unidade habitacional ventilada naturalmente, com suas respectivas equações. Possui caráter obrigatório somente para os casos em que se almeja obter a bonificação relativa ao condicionamento de ar Sistema de Aquecimento de Água Neste item é avaliado o nível de eficiência de sistemas de aquecimento solar, elétrico, a gás e bomba de calor. A avaliação do sistema de aquecimento solar pode ser realizada através de método proposto ou através de simulação, que corresponde a métodos mais precisos que utilizam dados de radiação solar, como f-chart (BECKMAN, KLEIN e DUFFIE, 1977) ou similares. Em unidades habitacionais que possuam mais de um tipo de sistema, o nível de eficiência é obtido através de equação na qual são combinadas, para cada um dos sistemas existentes, as porcentagens de demanda de aquecimento de água por seu respectivo equivalente numérico. Como pré-requisito para avaliação do sistema de aquecimento de água, deve haver misturadores de água quente e fria nos pontos de uso. Para os níveis A e B, também é pré-requisito que as tubulações de água quente possuam isolamento térmico de espessura compatível com o comprimento da tubulação. Para o sistema de aquecimento solar, a inclinação e a orientação dos coletores também é avaliada como pré-requisito. Como pré-requisitos específicos para obtenção dos níveis A e B o reservatório de água quente deve possuir Selo Procel, isolamento térmico e capacidade de armazenamento adequados e os coletores devem possuir Etiqueta Nacional de Conservação de Energia (ENCE) A ou B pelo Programa Brasileiro de Etiquetagem (PBE) (INMETRO, 2009). No método proposto, o nível de eficiência do sistema de aquecimento solar será obtido através de duas etapas. Na primeira se realiza o dimensionamento do sistema de acordo com o método de cálculo proposto pela norma brasileira NBR Sistema de aquecimento solar de água em circuito direto Projeto e instalação (ABNT, 2008). Na segunda etapa, o dimensionamento calculado na primeira etapa é comparado com as características do projeto em avaliação, onde é feita a classificação em função da porcentagem da área coletora instalada.. Para sistemas de aquecimento a gás (GN ou GLP), os aquecedores devem estar de acordo com normas técnicas brasileiras para aquecedores a gás e possuir Etiqueta Nacional de Conservação de Energia (ENCE). Será adotado o nível de eficiência da ENCE. Para sistemas de aquecimento elétrico de passagem, o nível de eficiência é obtido de acordo com a potência (W) do aparelho. Para sistemas de aquecimento elétrico de acumulação o nível de eficiência é obtido de acordo com a Etiqueta Nacional de Conservação de Energia (ENCE), devendo ser considerada a existência de timer para evitar seu uso em horários de ponta, não sendo aplicável a sistemas que operam como backup de sistema de aquecimento solar. Para sistemas que utilizam bomba de calor, o nível de eficiência é obtido de acordo com o Coeficiente de Performance (COP) (em unidades de W/W) do equipamento. Em quaisquer métodos, o processo consiste em obter o nível de eficiência do sistema de aquecimento entre A e E para então, através do Quadro 1, determinar o equivalente numérico de aquecimento de água (EqNumAA) a ser computado na Equação 1.

6 4.2 Edificações Multifamiliares As edificações multifamiliares compreendem aquelas cujo lote possua mais de uma unidade residencial em relação de condomínio, podendo configurar edifício de apartamentos ou grupamento horizontal de edificações. O nível de eficiência da envoltória é obtido através da ponderação da classificação do nível de eficiência de suas unidades habitacionais autônomas pela soma da área útil dos ambientes avaliados. 4.3 Áreas Comuns A avaliação de áreas comuns é dividida em duas partes: áreas comuns de uso freqüente, que correspondem a circulação, hall, garagem, escada, elevador, corredor, acessos e similares; e áreas comuns de uso eventual, que correspondem a salão de festa, piscina, brinquedoteca, quadra de esportes, salas de cinema, estudo e ginástica, churrasqueira e demais espaços destinado ao lazer dos moradores. As áreas comuns de uso frequente serão avaliadas através de prescrições relativas às condições de iluminação artificial, eficiência das bombas centrífugas e dos elevadores. As áreas comuns de uso eventual serão avaliadas através de prescrições relativas às condições de iluminação artificial, ao sistema de equipamentos (condicionadores de ar e eletrodomésticos), ao sistema de aquecimento de água (para banho e piscina) e às saunas, devendo ser avaliados apenas os requisitos aplicáveis ao empreendimento. Para obtenção da classificação final do item de áreas comuns é feita uma distribuição de pesos relativos às áreas comuns de uso frequente e de uso eventual. À pontuação final poderão ser somadas bonificações relacionadas a iniciativas que aumentem a eficiência das áreas comuns, desde que justificadas e comprovadas. As bonificações podem ser relativas ao uso racional de água e condições de iluminação e ventilação natural. 5. Conclusão Este artigo apresentou uma síntese do regulamento para eficiência energética de edificações residenciais, com previsão de publicação em dezembro do corrente ano. A criação de uma etiqueta com nível de classificação da eficiência energética a ser usada em novas edificações é uma iniciativa que pode auxiliar os consumidores a optarem por edificações com maior eficiência, além de trazer um diferencial de mercado para os construtores. Apesar do caráter voluntário, acredita-se que a determinação de requisitos mínimos de eficiência energética das edificações estimule o mercado da construção civil a investir em edificações mais eficientes e, por conseguinte, auxilie na redução do crescimento do consumo de energia elétrica por parte das edificações residenciais. O método descrito neste artigo encontra-se na fase de testes finais da Zona Bioclimática 3 e as equações para avaliação da envoltória estão sendo finalizadas para as demais Zonas Bioclimáticas. A partir de setembro de 2010 será iniciado o processo de etiquetagem dos primeiros edifícios residenciais, onde pretende-se etiquetar uma amostra representativa de diferentes padrões de construção e de diferentes regiões do país. Referências ABNT - ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. Iluminância de interiores, ABNT 5413, p.. Sistema de aquecimento solar de água em circuito direto - Projeto e instalação, NBR 15569, p. BECKMAN, W. A., KLEIN, S. A. e DUFFIE, J. Solar Heating Design by the f-chart Method. Nova Iorque: John Wiley & Sons BEN - Balanço Energético Nacional. Relatório final. Ano base Rio de Janeiro: EPE BRASIL - Presidência da República. Casa Civil. Subchefia de assuntos jurídicos. Decreto n 4.059, de 19 de dezembro de Regulamenta a lei n , de 17 de outubro de 2001, que dispõe sobre a Política Nacional de Conservação e Uso Racional de Energia, e dá outras providências. In: Diário Oficial da União. Brasília, DF, 2001a p. Disponível em: Acesso em: 26 abril 2009.

7 . Lei n , de 17 de outubro de Dispõe sobre a Política Nacional de Conservação e Uso Racional de Energia, e dá outras providências. In: Diário Oficial da União. Brasília, DF, 2001b p. Disponível em: Acesso em: 26 abril Ministério do desenvolvimento, indústria e comércio exterior. Instituto Nacional de Metrologia Normalização e Qualidade Industrial - INMETRO. Etiquetagem de Eficiência Energética de Edificações. 2009a. Disponível em: Acesso em: 06 agosto Ministério do desenvolvimento, indústria e comércio exterior. Instituto Nacional de Metrologia, Normalização e Qualidade Industrial INMETRO. Portaria n o 53, de 27 de fevereiro de Regulamento Técnico da Qualidade para Eficiência Energética de Edifícios Comerciais, de Serviços e Públicos. 2009b. Disponível em: Acesso em: 06 agosto Ministério do desenvolvimento, indústria e comércio exterior. Instituto Nacional de Metrologia, Normalização e Qualidade Industrial INMETRO. Portaria n o 163, de 08 de junho de Regulamento Técnico da Qualidade do Nível de Eficiência Energética de Edifícios Comerciais, de Serviços e Públicos (RTQ-C). 2009c. Disponível em: Acesso em: 06 agosto CARLO, J. C. Desenvolvimento de metodologia de avaliação de eficiência energética do envoltório de edificações não-residenciais. (Tese de doutorado). Centro Tecnológico, Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis, p. INMETRO - INSTITUTO NACIONAL DE METROLOGIA, NORMALIZAÇÃO E QUALIDADE INDUSTRIAL. PBE - Programa Brasileiro de Etiquetagem. Disponível em: Acesso em: dezembro KORDJAMSHIDI, M. e KING, S. Overcoming problems in house energy ratings in temperate climates: A proposed new rating framework. Energy and Buildings, v.41, n.1, p PÉREZ-LOMBARD, L., ORTIZ, J., GONZÁLEZ, R. e MAESTRE, I. R. A review of benchmarking, rating and labelling concepts within the framework of building energy certification schemes. Energy and Buildings, v.41, p