Proposta em desenvolvimento de métodos para avaliação da eficiência energética Edificações Residenciais Versão 01

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1 Proposta em desenvolvimento de métodos para avaliação da eficiência energética Edificações Residenciais Versão 01 Núcleo Residencial Florianópolis, junho de 2017

2 Proposta em desenvolvimento de métodos para avaliação da eficiência energética O texto a seguir apresenta uma proposta, em desenvolvimento, de métodos para avaliação da eficiência energética de edificações residenciais. Os métodos, bem como os textos, são frutos de resultados parciais de pesquisas em andamento. A proposta baseia-se no consumo de energia primária, comparando as características de certa edificação real com condições de referência. Os sistemas avaliados envoltória e aquecimento de água resultam em consumos de energia elétrica ou energia térmica, buscando aproximação com o consumo real da edificação. As diferentes fontes de energia são convertidas para energia primária a fim de que possam ser somadas e avaliadas. A proposta considera, ainda, um consumo estimado de equipamentos, o uso racional de água, a geração local de energia renovável e as emissões de dióxido de carbono (CO 2 ). Este texto é a primeira versão da proposta. Os textos aqui apresentados não tem valor legal e estão disponíveis apenas para consulta pela comunidade científica e demais interessados. Equações, fatores, definições, escalas e demais conteúdos não são definitivos e podem sofrer alterações no decorrer do desenvolvimento dos estudos. Nas próximas páginas são apresentadas imagens das ENCEs com o objetivo de facilitar a relação entre este texto e as novas etiquetas propostas, exibidas na apresentação 3-Proposta de método para edificações Residenciais ( A ENCE, aqui denominada ENCE principal será acompanhada de páginas complementares que trazem informações quanto às classificações parciais, consumos por uso final e as condições de avaliação.

3 ENCE principal método simplificado e método de simulação

4 Páginas de informações complementares Pág. 2 Classificações parciais e Consumos por uso final

5 Pág. 3 Condições de avaliação

6 ENCE principal método prescritivo

7 Páginas de informações complementares Pág. 2 Classificações parciais e Consumos por uso final

8 ÍNDICE 1. OBJETIVO ESCOPO DE APLICAÇÃO SIGLAS DOCUMENTOS COMPLEMENTARES DEFINIÇÕES PRÉ-REQUISITO GERAL PROCEDIMENTO PARA DETERMINAÇÃO DA EFICIÊNCIA Consumo total de energia primária das unidades habitacionais autônomas (C EP ) Consumo energético por tipo de energia Consumo total de energia elétrica (C EE ) Consumo médio estimado de equipamentos (C EQ ) Consumo de energia térmica (C ET ) Fatores de conversão para energia primária Classe de eficiência energética da UH Características da condição de referência Classificação dos sistemas Envoltória Aquecimento de água Consumos informativos por fonte de energia Percentual de horas ocupadas em conforto térmico quando ventilada naturalmente (PHOC T ) Uso racional de água Geração local de energia renovável Emissão de dióxido de carbono... 37

9 ANEXO A MÉTODO PRESCRITIVO A1. REQUISITO 1 PAREDES EXTERNAS A2. REQUISITO 2 COBERTURAS EXTERNAS A3. REQUISITO 3 ABERTURAS EXTERNAS A4. REQUISITO 4 SOMBREAMENTO DAS ABERTURAS A5. REQUISITO 5 SISTEMA DE AQUECIMENTO DE ÁGUA A6. GERAÇÃO LOCAL DE ENERGIA RENOVÁVEL A7. USO RACIONAL DE ÁGUA A8. CONSUMO ESTIMADO DE ENERGIA DAS UHS ANEXO B MÉTODO SIMPLIFICADO B1. ENVOLTÓRIA B1.1. Procedimento para determinação do consumo energético da envoltória B1.2. Procedimento para determinação do percentual de horas ocupadas em conforto térmico quando ventilada naturalmente (PHOC T ) B1.3. Variáveis consideradas na avaliação da envoltória pelo método simplificado B Considerações sobre a absortância solar, a transmitância térmica e a capacidade térmica B Considerações sobre a exposição de pisos e coberturas B2. AQUECIMENTO DE ÁGUA B2.1. Requisitos para obtenção da classe A em eficiência energética do sistema de aquecimento de água B Automação do sistema de recirculação B Isolamento térmico do circuito de distribuição B Reservatório de água quente B2.2. Procedimento para determinação do consumo energético do sistema de aquecimento de água

10 B Energia consumida no atendimento da demanda de água quente (E AA ) B Volume diário de consumo de água quente (V dia ) B Energia para aquecimento de água proveniente de sistemas que recuperam calor ou energia solar térmica (E AA,rec_sol ) B Energia para aquecimento de água proveniente de sistemas recuperadores de calor56 B Energia solar mensal incidente sobre a superfície dos coletores B Energia solar mensal absorvida pelos coletores B Energia solar não aproveitada pelos coletores B Fração solar mensal (f) B Energia para aquecimento solar de água (E AA,sol ) B Consumo de energia associado às perdas térmicas B Perdas térmicas na tubulação do sistema de distribuição B Perdas térmicas no sistema de recirculação B Perdas térmicas do reservatório de água quente B Eficiência dos equipamentos aquecedores de água ANEXO C MÉTODO DE SIMULAÇÃO C1. Características do programa computacional C2. Arquivo climático C3. Procedimento para a simulação C3.1. Metodologia para a modelagem da envoltória C3.2. Características comuns ao modelo do edifício real e ao modelo do edifício na condição de referência C3.3. Modelo do edifício real C3.4. Modelo do edifício na condição de referência ANEXO D GERAÇÃO LOCAL DE ENERGIA RENOVÁVEL ANEXO E USO RACIONAL DE ÁGUA

11 E1. CONSUMO DE ÁGUA DA EDIFICAÇÃO NA CONDIÇÃO DE REFERÊNCIA E2. CONSUMO DE ÁGUA DA EDIFICAÇÃO NA CONDIÇÃO REAL ANEXO F EMISSÃO DE DIÓXIDO DE CARBONO

12 1. OBJETIVO Estabelecer os requisitos técnicos e os métodos e seus limites de aplicação para a classificação da eficiência energética de edificações residenciais unifamiliares e unidades habitacionais autônomas de edificações multifamiliares, para fins de etiquetagem de edificações. 2. ESCOPO DE APLICAÇÃO Estes requisitos aplicam-se a edificações residenciais unifamiliares, unidades habitacionais autônomas de edificações multifamiliares e edifícios de uso misto, em projeto ou construídos. Estes requisitos não se aplicam às porções não residenciais dos edifícios de uso misto. 3. SIGLAS ABNT Inmetro NBR RAC RTQ RTQ-C RTQ-R UH ENCE PBE OIA APP HIS IBGE Associação Brasileira de Normas Técnicas Instituto Nacional de Metrologia, Normalização e Qualidade Industrial Norma Brasileira Requisitos de Avaliação da Conformidade para Eficiência Energética de Edificações Regulamento Técnico da Qualidade Regulamento Técnico da Qualidade para Eficiência Energética de Edificações Comerciais, de Serviços e Públicas Regulamento Técnico da Qualidade para Eficiência Energética de Edificações Residenciais Unidade Habitacional Autônoma Etiqueta Nacional de Conservação de Energia Programa Brasileiro de Etiquetagem Organismo de Inspeção Acreditado Ambiente de permanência prolongada Habitações de interesse social Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística 12

13 GN GLP SIN Gás natural Gás liquefeito de petróleo Sistema Interligado Nacional 4. DOCUMENTOS COMPLEMENTARES ABNT NBR (2013) Edificações habitacionais Desempenho Parte 4: requisitos para os sistemas de vedações verticais internas e externas SVVIE ABNT NBR (2013) Edificações habitacionais Desempenho Parte 5: requisitos para os sistemas de coberturas Portaria Inmetro nº 50/2013 Requisitos de Avaliação da Conformidade para Eficiência Energética de Edificações ASHRAE 90.1 (2016) Energy Standard for Buildings Except Low-Rise Residential Buildings (ANSI Approved; IES Cosponsored) ABNT NBR (2013) Edificações habitacionais Desempenho Parte 2: Requisitos para os sistemas estruturais ABNT NBR 6488 (1980) Componentes de construção - Determinação da condutância e transmitância térmica - Método da caixa quente protegida ABNT NBR (2005) Desempenho térmico de edificações Parte 3: Zoneamento bioclimático brasileiro e diretrizes construtivas para habitações unifamiliares de interesse social ASTM E (2015) Standard Test Method for Measuring Solar Reflectance of Horizontal and Low-Sloped Surfaces in the Field ASTM E (1996) Standard Test Method for Solar Absorptance, Reflectance, and Transmittance of Materials Using Integrating Spheres ASHRAE 74 (1988) Method of Measuring Solar-Optical Properties of Materials 13

14 ABNT NBR (2005) Desempenho térmico de edificações Parte 2: Método de cálculo da transmitância térmica, da capacidade térmica, do atraso térmico e do fator solar de elementos e componentes de edificações ABNT NBR (2008) Sistema de aquecimento solar de água em circuito direto - Projeto e instalação BS EN (2007) Heating systems in buildings. Method for calculation of system energy requirements and system efficiencies. Domestic hot water systems, generation BS EN (2006) Water supply. Specification for indirectly heated unvented (closed) storage water heaters 5. DEFINIÇÕES Para fins desta proposta, são adotadas as seguintes definições Abertura Todas as áreas da envoltória da edificação, abertas ou com fechamento translúcido ou transparente (que permitam a entrada de luz e/ou ar) incluindo, por exemplo, janelas, painéis plásticos, portas de vidro (com mais da metade da área de vidro), paredes de blocos de vidro e aberturas zenitais Abertura para iluminação Parcela de área do vão que permite a passagem de luz Abertura para ventilação Parcela de área do vão que permite a passagem de ar. 14

15 5.4. Abertura zenital Abertura na cobertura para iluminação natural. Refere-se exclusivamente a aberturas em superfícies com inclinação inferior a 60 em relação ao plano horizontal. Sua área deve ser calculada a partir da projeção horizontal da abertura Absortância α (adimensional) Quociente da taxa de radiação solar absorvida por uma superfície pela taxa de radiação solar incidente sobre esta mesma superfície. A absortância é utilizada apenas para elementos opacos, com ou sem revestimento externo de vidro. Exclui-se a absortância das parcelas envidraçadas das aberturas Ambiente Espaço interno de uma edificação, fechado por superfícies sólidas, tais como paredes ou divisórias piso-teto, teto, piso e dispositivos operáveis tais como janelas e portas Ambiente condicionado artificialmente Ambiente fechado (incluindo fechamento por cortinas de ar) atendido por sistema de condicionamento de ar Ambiente de permanência prolongada APP Ambientes de ocupação contínua por um ou mais indivíduos, incluindo sala de estar, sala de jantar, sala íntima, dormitórios, escritório, sala de TV e ambientes de uso similares aos citados. Não são considerados ambientes de permanência prolongada: cozinha, lavanderia ou área de serviço, banheiro, circulação, varanda aberta ou fechada com vidro, solarium, garagem, dentre outros que sejam de ocupação transitória. Os ambientes listados nesta definição não excluem outros não listados. Observação: varandas fechadas com vidro, cozinhas ou outros ambientes que não possuam separação por parede ou divisória até o forro com ambientes de permanência prolongada são considerados extensão dos ambientes contíguos a eles. 15

16 5.9. Área da abertura (m²) Área da abertura livre de obstrução por elementos fixos de sombreamento que sejam paralelos ao plano da abertura Área efetiva de ventilação Áreas da abertura livre de obstrução que permita a circulação de ar Área útil (m²) Área disponível para ocupação medida entre os limites internos das paredes que delimitam o ambiente Caixilho Moldura opaca onde são fixados os vidros de janelas, portas e painéis Capacidade térmica CT (kj/(m²k)) Quantidade de calor necessária para variar em uma unidade a temperatura de um sistema Carga térmica para aquecimento CgT A (kwh/ano) Quantidade de calor a ser fornecida ao ar para manter, em um ambiente, as condições desejadas Carga térmica para refrigeração CgT R (kwh/ano) Quantidade de calor a ser retirada do ar para manter, em um ambiente, as condições desejadas Cartas solares Instrumentos para representação da geometria da insolação Classe de eficiência energética Classificação da eficiência energética alcançada pela edificação e/ou sistema avaliado, variando de A (mais eficiente) até E (menos eficiente). 16

17 5.18. Cobertura Parcela da área de fechamentos opacos superiores da edificação, com inclinação inferior a 60 em relação ao plano horizontal Coeficiente de descarga C D Coeficiente relacionado com as resistências de fluxo de ar encontradas nas aberturas de portas e janelas. É uma função entre a diferença de temperatura do ar, a velocidade e direção do vento e, principalmente, a geometria da abertura. É um coeficiente adimensional relacionado com a taxa de fluxo de ar média que passa pelas aberturas e corresponde à diferença de pressão através delas Coeficiente de fluxo de ar por frestas C Q Coeficiente relacionado à infiltração, que corresponde ao fluxo de ar que vem do exterior para o interior da edificação através de frestas e outras aberturas não intencionais. Equivale ao coeficiente de descarga de fluxo de ar relativo ao tamanho da abertura Coeficiente de performance COP (W/W) Definido para as condições de resfriamento ou aquecimento, segundo a ASHRAE Para resfriamento: razão entre o calor removido do ambiente e a energia consumida, para um sistema completo de refrigeração ou uma porção específica deste sistema sob condições operacionais projetadas. Para aquecimento: razão entre o calor fornecido ao ambiente e a energia consumida, para um sistema completo de aquecimento por bomba de calor, incluindo compressor e, se aplicável, o sistema auxiliar de aquecimento, sob condições operacionais projetadas Coeficiente de pressão superficial C P (adimensional) Número adimensional que indica as relações entre as pressões em diferentes pontos das superfícies externas de um sólido. Cada ponto da edificação que sofre pressão do vento possui seus próprios valores de C P para cada direção de vento. Os valores de C P dependem da forma da edificação, da direção do vento e da influência de obstruções como edificações vizinhas, vegetação e características locais do terreno. 17

18 5.23. Coeficiente de rugosidade do entorno (adimensional) Valor adimensional relacionado com o perfil de obstrução dos arredores da edificação. Este valor é utilizado para corrigir os dados de velocidade de vento adquiridos em uma estação meteorológica Coletor solar Dispositivo que absorve a radiação solar incidente, transferindo-a para um fluido de trabalho sob a forma de energia térmica Condição de referência Características construtivas prefixadas para determinada edificação residencial submetida à etiquetagem de eficiência energética. A condição de referência possui a mesma forma, a mesma orientação solar, o mesmo volume, as mesmas áreas e o mesmo pé-direito da edificação avaliada em sua condição real Consumo para aquecimento C A (kwh/ano) Consumo anual de energia (em kwh) necessário para aquecimento do ambiente durante o período compreendido entre 13h e 22h para as salas e durante o período compreendido entre 22h e 08h para os dormitórios. São consideradas duas pessoas por dormitório e quatro pessoas por sala. São considerados todos os dias do ano, com termostato em 21 C. O acionamento do sistema de aquecimento é realizado sempre que a temperatura do ambiente for menor ou igual a 18 C. O consumo para aquecimento será calculado em função da carga térmica, considerando um sistema operando com condicionadores de ar do tipo split com coeficiente de performance (COP) igual a 3, Consumo para refrigeração C R (kwh/ano) Consumo anual de energia (em kwh) necessário para refrigeração do ambiente durante o período compreendido entre 13h e 22h para as salas e durante o período compreendido entre 22h e 08h para os dormitórios. São consideradas duas pessoas por dormitório e 50% do número total de habitantes da residência para a sala. São considerados todos os dias do ano, com termostato em 24 C. O acionamento do sistema de refrigeração é realizado sempre que a 18

19 temperatura do ambiente for superior ou igual aos limites de aceitabilidade de 90% estabelecidos no gráfico de conforto adaptativo apresentado na Figura 1. O consumo para refrigeração será calculado em função da carga térmica, considerando um sistema operando com condicionadores de ar do tipo split com coeficiente de performance (COP) igual a 3,24. Figura 1 Gráfico de conforto adaptativo Dispositivo de proteção solar Elementos externos que proporcionam sombreamento nas aberturas dos ambientes de permanência prolongada, tais como venezianas, persianas, brises e cobogós Edificação multifamiliar Edificação que possui mais de uma unidade habitacional autônoma (UH) em um mesmo lote, em relação de condomínio, podendo configurar edifício de apartamentos, sobrado ou grupamento de edificações. Casas geminadas ou em fita, quando situadas no mesmo lote, enquadram-se nesta classificação. Estão excluídos desta categoria hotéis, motéis, pousadas, apart-hotéis e similares. 19

20 5.30. Edificação residencial Edificação utilizada para fins habitacionais, que contenha espaços destinados ao repouso, alimentação, serviços domésticos e higiene, não podendo haver predominância de atividades como comércio, escolas, associações ou instituições de diversos tipos, prestação de serviços, diversão, preparação e venda de alimentos, escritórios e serviços de hospedagem, sejam eles hotéis, motéis, pousadas, apart-hotéis ou similares. No caso de edificações de uso misto, que possuem ocupação diversificada englobando mais de um uso, estes devem ser avaliados separadamente Edificação unifamiliar Edificação que possui uma única unidade habitacional autônoma (UH) no lote Eficiência luminosa η (lm/w) Quociente entre fluxo luminoso emitido, em lumens, pela potencia consumida, em Watts Energia primária Forma de energia disponível na natureza que não foi submetida a qualquer processo de conversão ou transformação. É a energia contida nos combustíveis ainda brutos (primários), podendo ser proveniente de fontes renováveis ou não renováveis. Quando não utilizada diretamente, pode ser transformada em fontes de energia secundárias como eletricidade e calor Envoltória Conjunto de planos que separam o ambiente interno do ambiente externo, tais como fachadas, empenas, cobertura, aberturas, pisos, assim como quaisquer elementos que os compõem Equipamento economizador Equipamento hidráulico que possui consumo de água inferior a modelos convencionais. 20

21 5.36. Etiqueta Nacional de Conservação de Energia ENCE Etiqueta concedida a produtos e edificações com eficiência avaliada pelo Programa Brasileiro de Etiquetagem (PBE) Fachada Superfícies externas verticais ou com inclinação superior a 60 em relação ao plano horizontal. Inclui as superfícies opacas, translúcidas, transparentes e vazadas como cobogós e vãos de entrada Fachada leste Fachada cuja normal à superfície está voltada para a direção de 90 em sentido horário a partir do norte geográfico. Fachadas cuja orientação variarem de -45 a +45 em relação a essa orientação serão consideradas como fachada leste Fachada norte Fachada cuja normal à superfície está voltada para a direção de 0 a partir do norte geográfico. Fachadas cuja orientação variarem de -45 a +45 em relação a essa orientação serão consideradas como fachada norte Fachada oeste Fachada cuja normal à superfície está voltada para a direção de 270 em sentido horário a partir do norte geográfico. Fachadas cuja orientação variarem de -45 a +45 em relação a essa orientação serão consideradas como fachada oeste Fachada sul Fachada cuja normal à superfície está voltada para a direção de 180 em sentido horário a partir do norte geográfico. Fachadas cuja orientação variarem de -45 a +45 em relação a essa orientação serão consideradas como fachada sul. 21

22 5.42. Fator solar FS (adimensional) Razão entre o ganho de calor que entra em um ambiente através de uma abertura e a radiação solar incidente nesta mesma abertura. Inclui o calor radiante transmitido pelo vidro e a radiação solar absorvida, que é transmitida, por condução ou convecção, ao ambiente. O fator solar considerado é relativo a uma incidência de radiação solar ortogonal à abertura Fração solar Parcela de energia requerida para aquecimento da água que é suprida pela energia solar, em média anual Geração local de energia renovável Energia gerada exclusivamente por fontes renováveis instaladas na edificação avaliada ou no mesmo lote onde esta está (ou estará) construída Grupo climático GLC Agrupamento de cidades que possuem realidades climáticas próximas quanto aos elementos climáticos que interferem nas relações entre ambiente construído e conforto humano. Os critérios estabelecidos referentes ao arquivo climático da cidade para a definição destes agrupamentos são: temperatura média anual, desvio padrão da média mensal das temperaturas médias diárias, amplitude média anual, desvio padrão da amplitude média mensal e altitude das cidades Organismo de Inspeção Acreditado OIA Pessoa jurídica, de direito público ou privado, que obteve o reconhecimento formal da Coordenação Geral de Acreditação do Inmetro Cgcre quanto à sua competência para realizar os serviços de inspeção de projeto e/ou de edificações construídas para determinar a classe de eficiência energética da edificação, tendo como base o RAC, o RTQ-C e o RTQ-R Padrão de ocupação (h) Número de horas em que um determinado ambiente é ocupado, considerando a dinâmica da edificação (dias de semana e fins de semana). 22

23 5.48. Padrão de uso (h) Número de horas em que um determinado equipamento é utilizado Paredes externas Superfícies opacas que delimitam o interior do exterior da edificação. Esta definição exclui as aberturas Pé-direito Distância vertical entre o piso e a parte inferior do teto ou forro de um ambiente Percentual de horas ocupadas em conforto térmico PHOC T (%) Razão entre as horas ocupadas que comprovadamente atendem aos requisitos de conforto térmico quando ventiladas naturalmente e o total de horas ocupadas da edificação. O PHOC T é o resultado da média das horas ocupadas em conforto térmico de cada APP ponderada pela respectiva área útil Pilotis Consiste na área aberta, sustentada por pilares, que corresponde à projeção da superfície do pavimento imediatamente acima Programa Brasileiro de Etiquetagem PBE Programa de conservação de energia que atua por meio de etiquetas informativas, com o objetivo de alertar o consumidor quanto à eficiência energética dos principais produtos consumidores de energia comercializados no país Temperatura operativa T O ( C) Valor médio entre a temperatura do ar e a temperatura radiante média do ambiente. 23

24 5.55. Temperatura setpoint ( C) Temperatura pré-estabelecida que um sistema de controle automático tentará alcançar quando acionado Transmitância térmica U (W/(m²K)) Transmissão de calor em unidade de tempo e através de uma área unitária de um elemento ou componente construtivo; neste caso, dos vidros e dos componentes opacos das paredes externas e coberturas, incluindo as resistências superficiais interna e externa, induzida pela diferença de temperatura entre dois ambientes. A transmitância térmica deve ser calculada utilizando o método de cálculo da NBR ou determinada por meio do método da caixa quente protegida da NBR Unidade Habitacional Autônoma UH Bem imóvel destinado à moradia e dotado de acesso independente, sendo constituído por, no mínimo, banheiro, dormitório, cozinha e sala, podendo estes três últimos serem conjugados. Corresponde a uma unidade de uma edificação multifamiliar (apartamento) ou a uma edificação unifamiliar (casa) Ventilação cruzada Ventilação caracterizada pelo escoamento de ar entre aberturas localizadas em fachadas distintas após esse escoamento ter cruzado um ou mais ambientes que se encontrem interligados por aberturas que permitam a circulação do ar entre eles Zona Bioclimática ZB Região geográfica homogênea quanto aos elementos climáticos que interferem nas relações entre ambiente construído e conforto humano de acordo com a NBR

25 6. PRÉ-REQUISITO GERAL Para classificação da eficiência energética de edificações residenciais, havendo mais de uma unidade habitacional autônoma no mesmo lote, estas devem possuir a infraestrutura necessária para a instalação do equipamento de medição individualizada de eletricidade e água fria. Estão excluídas deste pré-requisito as edificações construídas até janeiro de Observação: Este pré-requisito não se aplica a edificações unifamiliares isoladas no lote. 7. PROCEDIMENTO PARA DETERMINAÇÃO DA EFICIÊNCIA A eficiência energética das edificações é avaliada por meio do seu desempenho quanto ao consumo estimado de energia elétrica e energia térmica, bem como pelo seu potencial de geração de energia renovável. A avaliação do consumo energético deve ser realizada por meio do método prescritivo (Anexo A), do método simplificado (Anexo B) ou do método de simulação (Anexo C), e a geração local de energia renovável por meio do método disposto no Anexo D. O percentual de horas da edificação ocupadas em conforto térmico quando ventilada naturalmente também é determinado pelos métodos supracitados. Outros dois temas são contemplados na etiquetagem: uso racional de água em edificações (Anexo E) e emissões de dióxido de carbono (Anexo F). O desempenho destes sistemas é apenas informativo e não influencia na classificação energética da edificação avaliada. Independente do método utilizado, são avaliados dois sistemas: o aquecimento de água e a envoltória, esta avaliada para aquecimento, quando houver, e para refrigeração dos ambientes de permanência prolongada. A etiquetagem de eficiência energética pelo método prescritivo é realizada por meio da análise do cumprimento de cinco requisitos específicos referentes à envoltória e ao aquecimento de água da edificação avaliada. Além destes sistemas, a etiquetagem pelo método prescritivo avalia o emprego de sistemas de geração local de energia renovável e/ou do emprego de sistemas de uso racional de água, quando existentes, e a emissão de dióxido de carbono. O método descrito no Anexo A Método Prescritivo permite, apenas, a 25

26 classificação em classe A de eficiência energética. Os limites de aplicação do método são descritos na Tabela 1. Tabela 1 Limites de aplicação do método prescritivo [CB3E1] Comentário: Em desenvolvimento. O método simplificado abrange grande parte das soluções arquitetônicas mais difundidas. A avaliação da envoltória baseia-se na análise dos resultados de um conjunto de simulações paramétricas referentes a um número limitado de casos por meio de metamodelagem em redes neurais artificiais. Os limites de aplicação do método são descritos na Tabela 2. Tabela 2 Limites de aplicação do método simplificado Limites do método Parâmetro Mínimo Máximo Absortância solar da cobertura 0,30 0,80 Absortância solar das paredes externas 0,30 0,80 Abertura zenital (percentual em relação à área de cobertura do ambiente) Proporção de área de fachada em relação à área de piso (por orientação de fachada e por ambiente) Proporção de área de paredes internas em relação à área de piso do ambiente Proporção de área de vão das aberturas em relação à área da fachada correspondente - 2% 0 1,10 0,95 2,95 0,10 1,00 Capacidade térmica da cobertura 17 kj/(m²k) 303 kj/m²k Capacidade térmica das paredes externas 17 kj/(m²k) 303 kj/m²k Capacidade térmica das paredes internas 17 kj/(m²k) 303 kj/m²k Capacidade térmica do piso externo 17 kj/(m²k) 303 kj/m²k Fator solar do vidro 0,35 0,87 Fator de ventilação das aberturas 0,25 1,00 26

27 Pé-direito 2,50 m 3,20 m Sombreamento das aberturas Sem somb. Com somb. Transmitância térmica da cobertura 0,50 W/m²K 3,70 W/m²K Transmitância térmica das paredes externas 0,50 W/m²K 4,50 W/m²K Transmitância térmica do piso externo 0,57 W/m²K 3,97 W/m²K Ventilação cruzada Sem vent. cruz. Com vent. cruz. Fachadas expostas a ambientes externos 1 2 O método de simulação é recomendado para os casos não compreendidos pelos limites de aplicação dos métodos prescritivo e/ou simplificado. É possível que os sistemas de uma mesma edificação sejam avaliados por diferentes métodos. As combinações possíveis de métodos para etiquetagem são descritas na Tabela 3. Tabela 3 Combinações possíveis de métodos para etiquetagem de eficiência energética de edificações residenciais Envoltória Método de Simulação Anexo C Método Simplificado Anexo B Aquecimento de água Método Simplificado Anexo B Nota: Estas combinações não se aplicam a edificações avaliadas pelo método prescritivo (Anexo A). Para a classificação da eficiência energética das edificações pelos Anexos B e C, os consumos energéticos dos sistemas avaliados são somados e ponderados por fatores de conversão para energia primária, conforme detalhado no item 7.1. As edificações, bem como os sistemas individuais: envoltória e aquecimento de água, são classificados da classe A (mais eficiente) à classe E (menos eficiente). Os fatores de conversão para energia primária variam de acordo com a fonte de energia empregada e são definidos no item

28 7.1. Consumo total de energia primária das unidades habitacionais autônomas (C EP ) A classificação da eficiência de unidades habitacionais autônomas (UHs) é o resultado do percentual de economia do consumo de energia primária alcançado pela edificação real em relação à mesma edificação com características construtivas de referência. As escalas de classificação da UH, bem como as características de referência, são apresentadas nos itens 7.4 e 7.5, respectivamente. O consumo total de energia primária da UH (C EP ) é o resultado da soma dos consumos energéticos de energia elétrica e de energia térmica, ponderados por coeficientes de conversão para energia primária, conforme expresso na Equação 1. Equação 1 Onde: C EP é o consumo total anual de energia primária da unidade habitacional autônoma (kwh/ano); C EE é o consumo total de energia elétrica da unidade habitacional autônoma (kwh/ano); fc e é o fator de conversão de energia elétrica para energia primária, dado pela Tabela 4; C ET é o consumo total de energia térmica da unidade habitacional autônoma (kwh/ano); fc t é o fator de conversão de energia térmica para energia primária, dado pela Tabela 4. Observação: as edificações avaliadas pelo método prescritivo tem o consumo total de energia primária estimado de acordo com a tipologia da edificação conforme especificado no Anexo A Consumo energético por tipo de energia Os consumos de energia resultantes da avaliação de eficiência energética devem ser discriminados por tipo de energia: elétrica ou térmica. 28

29 Consumo total de energia elétrica (C EE ) Aos consumos para refrigeração (C R ), para aquecimento (C A ) e para aquecimento de água proveniente de fontes de energia elétrica (C AAE ) deve ser acrescido um consumo médio estimado de equipamentos (C EQ ), descrito no item Do consumo de energia elétrica deve-se descontar a geração local de energia renovável (G EE ). A geração local de energia renovável é detalhada no Anexo E. A Equação 2 expressa o consumo total de energia elétrica da unidade habitacional autônoma (C EE ). Equação 2 Onde: C EE é o consumo total de energia elétrica da unidade habitacional autônoma (kwh/ano); C R é o consumo total para refrigeração dos ambientes de permanência prolongada da unidade habitacional autônoma (kwh/ano); C A é o consumo total para aquecimento dos ambientes de permanência prolongada da unidade habitacional autônoma (kwh/ano); C AAE é o consumo total para aquecimento de água proveniente de fontes de energia elétrica (kwh/ano); C EQ é o consumo médio estimado de equipamentos (kwh/ano); G EE é a energia gerada por fontes renováveis locais de energia elétrica (kwh/ano) Consumo médio estimado de equipamentos (C EQ ) Para fins de cálculo do consumo médio estimado de equipamentos desta proposta, devem ser consideradas duas pessoas no primeiro dormitório da UH e uma pessoa nos demais. O número de habitantes da UH deve ser multiplicado por 28,37 kwh/mês e por 12 meses. O resultado deve ser somado ao consumo de energia elétrica da UH. 29

30 Consumo de energia térmica (C ET ) O consumo de energia térmica para as UHs avaliadas por esta proposta equivale ao consumo de energia para aquecimento de água proveniente de fontes térmicas (C AAT ), como gás natural (GN), gás liquefeito de petróleo (GLP) ou outros. A Equação 3 expressa o consumo total de energia térmica da unidade habitacional autônoma (C ET ). Equação 3 Onde: C ET é o consumo total de energia térmica da unidade habitacional autônoma (kwh/ano); C AAT é o consumo total para aquecimento de água proveniente de fontes de energia térmica (kwh/ano) Fatores de conversão para energia primária Devem-se considerar os valores expressos na Tabela 4, conforme o tipo de energia, para a conversão para energia primária. Tabela 4 Fatores de conversão para energia primária Fonte de energia Fator de conversão Energia elétrica fc e 1,6 Energia térmica - Gás Natural (GN) fc t 1,1 Energia térmica Gás Liquefeito de Petróleo (GLP) fc t 1, Classe de eficiência energética da UH A classificação da eficiência energética da UH é determinada pelo percentual de economia do consumo de energia primária da edificação real (C EP_Real ) quando comparada com o da edificação na condição de referência (C EP_Ref ). A Figura 2 apresenta a escala de classificação da UH conforme os percentuais de economia. 30

31 Figura 2 Escala de classificação da eficiência energética de UHs [RFS2] Comentário: Em desenvolvimento A classe de eficiência energética da edificação é determinada de acordo com o percentual de economia (% E ) da condição real em relação à condição de referência classe C e com o grupo climático onde está inserida a UH, conforme Tabela 5. Tabela 5 Escala de classificação da eficiência energética de UHs Grupos Climáticos Classes de eficiência energética A B C * D E * condição de referência 7.5. Características da condição de referência Esta seção descreve as características para avaliação do desempenho da edificação na condição de referência. A edificação na condição de referência é equivalente à edificação real sob análise. O volume da edificação, as áreas e os pés-direitos permanecem iguais aos da condição real, porém, suas características construtivas são definidas a seguir: 31

32 As propriedades térmicas das paredes externas e internas da condição de referência correspondem aos valores apresentados na Tabela 6. Os valores apresentados na tabela correspondem a uma parede real cujas propriedades térmicas atendem ao exigido pela norma ABNT NBR :2013. Tabela 6 Propriedades térmicas das paredes da condição de referência Transmitância térmica (U) [W/m².K] Absortância (α) Capacidade térmica (CT) [kj/m².k] Paredes externas 3,65 0, Paredes internas - - Os valores apresentados na Tabela 6 correspondem à parede 19 descrita no Anexo V do RAC; As propriedades térmicas da cobertura externa da condição de referência correspondem aos valores apresentados na Tabela 7. Os valores apresentados na tabela correspondem a uma cobertura externa real cujas propriedades térmicas atendem ao exigido pela norma ABNT NBR :2013. Tabela 7 Propriedades térmicas da cobertura externa da condição de referência Transmitância térmica (U) [W/m².K] Absortância (α) Capacidade térmica (CT) [kj/m².k] Grupos climáticos X a X Grupos climáticos X a X 2,29 0,6 22,87 2,29 0,6 22,87 Grupos climáticos X a X 2,29 0,4 22,87 Os valores apresentados na Tabela 7 correspondem à cobertura X descrita no Anexo V do RAC. As composições de piso e lajes intermediárias da UH na condição de referência devem permanecer as mesmas da UH da edificação real; 32

33 As aberturas para ventilação dos ambientes de permanência prolongada devem corresponder às dimensões apresentadas na Tabela 8. As dimensões apresentadas na tabela correspondem às dimensões mínimas exigidas pela norma ABNT NBR :2013. As dimensões correspondem às áreas efetivas de ventilação; Tabela 8 Dimensões das aberturas efetivas para ventilação da edificação de referência Grupos climáticos X a X Grupos climáticos X a X Região norte Grupos climáticos X a X Região nordeste 7% da área de piso 12% da área de piso 8% da área de piso Os vidros das aberturas devem ser considerados vidros simples de 3 mm com fator solar de 0,87; Para edificações com sistemas individuais de aquecimento de água, o sistema de aquecimento de água da condição de referência é composto por um boiler elétrico; Para edificações com sistemas coletivos de aquecimento de água, o sistema de aquecimento de água da condição de referência é composto por um aquecedor elétrico de acumulação boiler de eficiência 0,85. Deve-se considerar que as tubulações da condição de referência tem isolamento térmico de 5 mm. Devem-se considerar as perdas térmicas de recirculação e de armazenamento iguais às perdas térmicas da edificação na condição real. Deve-se, ainda, considerar a temperatura de armazenamento igual a 60 C e a temperatura de água fria igual a da edificação na condição real; [??3] Comentário: Em desenvolvimento 7.6. Classificação dos sistemas Os sistemas envoltória e aquecimento de água devem ter suas classes de eficiência energética determinados pelo percentual de economia do consumo de energia primária da edificação real quando comparada com o da edificação na condição de referência. As escalas de classificação, bem como demais especificações, são apresentadas nos itens a seguir. Para a classificação dos sistemas não deve ser descontada a eventual geração local de energia renovável. 33

34 Envoltória A envoltória deve ser classificada como envoltória para refrigeração e envoltória para aquecimento (nos grupos climáticos onde é considerado aquecimento). O consumo para refrigeração (C R ) equivale à envoltória para refrigeração, enquanto o consumo para aquecimento (C A ) corresponde à envoltória para aquecimento. Devem ser considerados os consumos em energia primária, multiplicando-os pelos fatores de conversão expressos no item 7.3 correspondentes à fonte de energia empregada. A classificação da envoltória é dada de acordo com o percentual de economia da condição real em relação à condição de referência. A escala de classificação da eficiência energética para a envoltória é expressa na Tabela 9. Grupos Climáticos Tabela 9 Escala de classificação da eficiência energética de da envoltória Classes de eficiência energética A B C * D E [CB3E4] Comentário: Em desenvolvimento. * condição de referência Aquecimento de água Devem ser considerados os consumos de energia elétrica e/ou térmica para aquecimento de água (C AAE e/ou C AAT ) convertidos para energia primária, obtidos pela Equação B1 do Anexo B desta proposta. 34

35 A classificação do sistema de aquecimento de água é dada de acordo com o percentual de economia da condição real em relação à condição de referência. A escala da classificação da eficiência energética para o sistema de aquecimento de água é expressa na Tabela 10. Tabela 10 Escala de classificação da eficiência energética do aquecimento de água Classes de eficiência energética Sistemas A B C D E Com armazenamento 30% 20% 10% 0% * 0% Sem armazenamento 20% 10% 0% * 0% 10% * condição de referência [??5] Comentário: Em desenvolvimento 7.7. Consumos informativos por fonte de energia Devem ser apresentados os consumos por fonte de energia. O consumo de energia elétrica deve ser expresso em kwh/ano e em kwh/mês, dividindo-se o resultado anual por 12 meses. O consumo de energia térmica para aquecimento de água (CAA) deve ser convertido de kwh/ano para m³/ano ou kg/ano, a fim de facilitar o entendimento por parte dos consumidores finais. Para a conversão, deve-se considerar que: Para GLP (gás liquefeito de petróleo) em seu estado gasoso tem-se 12,91 kwh equivalem a 1 kg de GLP; Para GN (gás natural) em seu estado gasoso tem-se 10,23 kwh equivalem a 1 m³ de GN. Deve-se, também, expressar o consumo mensal de energia térmica, em m³/mês ou kg/mês, dividindo o consumo anual por 12 meses. A apresentação destes consumos tem caráter informativo e visa facilitar o entendimento da ENCE pelos usuários. Estes consumos devem ser expressos sem a ponderação por coeficientes de conversão para energia primária. 35

36 7.8. Percentual de horas ocupadas em conforto térmico quando ventilada naturalmente (PHOC T ) As UHs avaliadas por esta proposta têm seus ambientes de permanência prolongada (APPs) avaliados quanto ao percentual de horas ocupadas em conforto térmico quando ventilados naturalmente (PHOC T ). O PHOC T é o resultado da média das horas ocupadas em conforto térmico de cada APP ponderada pela respectiva área útil, conforme expresso na Equação 4. ( ) ( ) Equação 4 Onde: PHOC T é o percentual de horas da UH ocupadas em conforto térmico quando ventilados naturalmente (%); % APPn é o percentual de horas de cada APP ocupadas em conforto térmico quando ventilados naturalmente (%); AU APPn é a área útil de cada APP. As edificações avaliadas pelo método prescritivo (Anexo A) não têm seus APPs avaliados quanto ao PHOC T Uso racional de água Esta proposta especifica os critérios para avaliação do uso racional de água no Anexo D. A avaliação do uso racional de água é de caráter informativo, complementar e não obrigatório. Sua avaliação não altera a classe de eficiência energética da UH Geração local de energia renovável Esta proposta especifica os critérios para avaliação do potencial de geração de energia local por fontes renováveis no Anexo E. O emprego de fontes renováveis de geração local de energia é facultativo. A avaliação dos sistemas, quando existentes na edificação avaliada, é de 36

37 caráter facultativo. A energia elétrica gerada por fontes locais, exclusivamente, renováveis é descontada do consumo de energia elétrica da UH antes da conversão desta para energia primária Emissão de dióxido de carbono Esta proposta especifica, no Anexo F, os critérios para avaliação da estimativa da emissão de dióxido de carbono (CO 2 ) pelo consumo de energia dos sistemas avaliados nos métodos expostos no Anexo B e no Anexo C. 37

38 ANEXO A MÉTODO PRESCRITIVO Escopo: Este anexo tem por objetivo estabelecer os critérios para classificação classe A em eficiência energética para edificações residenciais. O método descrito neste anexo método prescritivo aplica-se somente às edificações que atendem aos critérios para este método definidos no item 7 do texto principal desta proposta. As edificações que não atendem a um ou mais critérios devem ser avaliadas pelos métodos descritos no Anexo B ou no Anexo C. No método prescritivo, a UH é avaliada quanto ao cumprimento de requisitos expostos nos itens A1 a A5 deste anexo. Para atingir a classe A pelo método prescritivo, a UH deve atender a todos os requisitos deste anexo. O descumprimento de um ou mais requisitos impossibilita a classificação da edificação pelo método prescritivo. Esta deve, então, ser avaliada pelo método simplificado Anexo B ou pelo método de simulação Anexo C. Os itens A6 e A7 são avaliações complementares. O item A8 apresenta os consumos estimados de energia (elétrica, térmica e primária) das UHs avaliadas pelo método prescritivo, de acordo com sua tipologia, condições de exposição, dimensões e orientações. A seguir, na Figura A1, é apresentado um fluxograma da aplicação do método prescritivo a fim de facilitar a compreensão do método. 38

39 Figura A1 Fluxograma para compreensão do método prescritivo 39

40 A1. REQUISITO 1 PAREDES EXTERNAS Para cumprimento do requisito 1, as paredes externas das edificações submetidas à avaliação pelo método descrito neste anexo devem atender aos critérios referentes às propriedades térmicas descritas na Tabela A1. Os critérios variam de acordo com a zona bioclimática onde a edificação está inserida. Tabela A1 Critérios para atendimento do Requisito 1, referente a paredes externas Grupos Climáticos Absortância Transmitância Capacidade térmica [CB3E6] Comentário: Em desenvolvimento. 1 a 4 5 a 8 9 a a a a 24 A2. REQUISITO 2 COBERTURAS EXTERNAS Para cumprimento do requisito 2, as coberturas externas das edificações submetidas à avaliação pelo método descrito neste anexo devem atender aos critérios referentes às propriedades térmicas descritas na Tabela A2. Os critérios variam de acordo com a zona bioclimática onde a edificação está inserida. 40

41 Tabela A2 Critérios para atendimento do Requisito 2, referente a coberturas externas Grupos Climáticos Absortância Transmitância Capacidade térmica [CB3E7] Comentário: Em desenvolvimento. 1 a 4 5 a 8 9 a a a a 24 A3. REQUISITO 3 ABERTURAS EXTERNAS Para cumprimento do requisito 3, as aberturas externas de ambientes de permanência prolongada (salas e dormitórios) devem atender a dimensões mínimas para vãos efetivos de ventilação e de iluminação de acordo com a área útil do ambiente e com a zona bioclimática da edificação. As dimensões mínimas dos vãos efetivos destinados à ventilação são descritas na Tabela A3. Tabela A3 - Dimensões mínimas dos vãos efetivos para ventilação dos ambientes de permanência prolongada [CB3E8] Comentário: Em desenvolvimento. As dimensões mínimas dos vãos efetivos destinados à iluminação são descritas na Tabela A4. Tabela A4 - Dimensões mínimas dos vãos efetivos para iluminação dos ambientes de permanência prolongada [CB3E9] Comentário: Em desenvolvimento. 41

42 Nos grupos climáticos 1 a X, as aberturas para ventilação devem, também, ser passíveis de fechamento (excetuando-se as áreas de ventilação de segurança como as relativas às instalações de gás). [RFS10] Comentário: Em desenvolvimento. A4. REQUISITO 4 SOMBREAMENTO DAS ABERTURAS Para cumprimento do requisito 4, as aberturas externas de ambientes de permanência prolongada (salas e dormitórios) devem possuir dispositivos de proteção solar. Os dormitórios devem possuir dispositivos que cubram 100% da abertura quando fechados. As salas devem possuir dispositivos que cubram 100% da abertura quando fechados, ou sombreamento por varanda, beiral ou brise horizontal cujos ângulos mínimos em relação à abertura são definidos na Tabela A5. Tabela A5 Ângulos mínimos de sombreamento em relação à abertura [CB3E11] Comentário: Em desenvolvimento. A5. REQUISITO 5 SISTEMA DE AQUECIMENTO DE ÁGUA. [CB3E12] Comentário: Em desenvolvimento. A6. GERAÇÃO LOCAL DE ENERGIA RENOVÁVEL A edificação avaliada pelo método descrito neste anexo deve, também, ser avaliada quanto ao potencial de geração local de energia renovável pelos critérios estabelecidos no Anexo D, quando existente. Esta avaliação não altera a classificação de eficiência energética da edificação avaliada e tem caráter informativo. Quando existentes sistemas de geração local de energia renovável, o potencial de geração de energia deve ser subtraído do consumo total de energia elétrica da UH. 42

43 A7. USO RACIONAL DE ÁGUA A edificação avaliada pelo método descrito neste anexo pode, também, ser avaliada quanto ao uso racional de água pelos critérios estabelecidos no Anexo E. Esta avaliação não altera a classificação de eficiência energética da edificação avaliada e tem caráter facultativo e informativo. A8. CONSUMO ESTIMADO DE ENERGIA DAS UHS [RFS13] Comentário: Em desenvolvimento. 43

44 ANEXO B MÉTODO SIMPLIFICADO Escopo: Este anexo tem por objetivo estabelecer os critérios para avaliação da classe de eficiência energética de unidades habitacionais autônomas (UHs) e edificações unifamiliares. O método descrito neste anexo método simplificado aplica-se somente às edificações que atendem aos critérios para este método definidos no item 7 do texto principal desta proposta. As edificações que não atendem a um ou mais critérios expostos nos limites devem ser avaliadas pelo método de simulação descrito no Anexo C. No método simplificado, a UH é testada sob duas condições: a condição real, com as características reais da edificação; e a condição de referência, com as características listadas no item 7.5 desta proposta. B1. ENVOLTÓRIA Esta seção descreve os critérios para avaliação do desempenho da envoltória dos ambientes de permanência prolongada (APPs) das unidades habitacionais autônomas (UHs) quanto ao consumo energético e quanto ao percentual de horas ocupadas em conforto térmico quando ventilada naturalmente. B1.1. Procedimento para determinação do consumo energético da envoltória O consumo energético da envoltória da UH é determinado pelos consumos energéticos para refrigeração (CR) e para aquecimento (CA) dos ambientes de permanência prolongada da UH. Os consumos são determinados pela relação entre a carga térmica para refrigeração e para aquecimento, quando houver, e o coeficiente de performance (COP) do sistema de condicionamento de ar, conforme Equação B1 e Equação B2. As cargas térmicas para refrigeração e aquecimento são obtidas por meio de redes neurais artificiais disponíveis no endereço eletrônico xxxx. As cargas térmicas para refrigeração e para aquecimento de cada APP são extraídas das redes neurais artificiais em kwh/ano. Os consumos são expressos em kwh/ano de energia elétrica. O coeficiente de performance (COP) considerado para o sistema de condicionamento de ar 44

45 deve ser 3,24 para todos os grupos climáticos, para a edificação em condição real e em condição de referência. Para UHs que possuam sistemas centrais de condicionamento de ar, deve-se obter o COP dos sistemas por meio da metodologia descrita no RTQ-C. Equação B1 Onde: CR é o consumo para refrigeração (kwh/ano); CgT R é a carga térmica para refrigeração (kwh/ano); COP R é o coeficiente de performance do sistema de condicionamento de ar para refrigeração. Equação B2 Onde: CA é o consumo para aquecimento (kwh/ano); CgT A é a carga térmica para aquecimento (kwh/ano); COP A é o coeficiente de performance do sistema de condicionamento de ar para aquecimento. Para UHs cujo mesmo APP seja utilizado como sala e dormitório (ex.: quitinete, lofts, estúdios e similares), o APP deve ser avaliado como sala e como dormitório. Seus consumos devem ser somados. B1.2. Procedimento para determinação do percentual de horas ocupadas em conforto térmico quando ventilada naturalmente (PHOC T ) O percentual de horas ocupadas em conforto térmico (PHOC T ) quando a UH é ventilada naturalmente é o resultado da média das horas ocupadas em conforto térmico de cada APP ponderada pela respectiva área útil, conforme expresso na Equação 4 do texto principal desta proposta. O percentual tem caráter informativo e é determinado por meio de redes neurais artificiais disponíveis no endereço eletrônico xxxx. 45

46 B1.3. Variáveis consideradas na avaliação da envoltória pelo método simplificado [CB3E14] Comentário: Em revisão. A seguir são listadas as variáveis referentes à envoltória da edificação em avaliação a serem levantadas para aplicação do método simplificado. As variáveis devem ser levantadas, individualmente, para cada APP, com exceção da ventilação cruzada, que deve considerar a UH inteira. Suas definições são detalhadas no item 5 do texto principal desta proposta. a) Ambiente: deve-se definir se o ambiente é sala ou dormitório. b) Transmitância térmica das paredes externas (U ParExt ): deve-se informar a transmitância térmica da parede externa do ambiente em W/m²K. c) Transmitância térmica das paredes internas (U ParInt ): deve-se informar a transmitância térmica das paredes internas do ambiente em W/m²K. d) Transmitância térmica da cobertura (U Cob ): deve-se informar a transmitância térmica da cobertura do ambiente em W/m²K. Para ambientes cuja cobertura seja uma laje intermediária, deve-se considerar a transmitância igual a -1. e) Transmitância térmica do piso (U Piso ): deve-se informar a transmitância térmica do piso do ambiente em W/m²K. Para ambientes cujo piso seja uma laje intermediária (ex.: apartamentos intermediários), deve-se considerar a transmitância igual a -1. f) Capacidade térmica das paredes externas (CT ParExt ): deve-se informar se a capacidade térmica das paredes externas é leve, média ou pesada. Consideram-se leves, capacidades térmicas menores ou iguais a 50 kj/(m²k), médias, capacidades térmicas maiores que 50 ou menores e iguais a 200 kj/(m²k), e pesadas, capacidades térmicas maiores que 200 kj/(m²k). g) Capacidade térmica das paredes internas (CT ParInt ): deve-se informar se a capacidade térmica das paredes internas é leve, média ou pesada. Consideram-se leves, capacidades térmicas menores ou iguais a 50 kj/(m²k); médias, capacidades térmicas maiores que 50 ou menores e iguais a 200 kj/(m²k); e pesadas, capacidades térmicas maiores que 200 kj/(m²k). h) Capacidade térmica do piso (CT Piso ): deve-se informar se a capacidade térmica do piso é leve, média ou pesada. Consideram-se leves, capacidades térmicas menores ou iguais a 50 kj/(m²k); médias, capacidades térmicas maiores que 50 ou menores e iguais a 200 kj/(m²k); e pesadas, capacidades térmicas maiores que 200 kj/(m²k). 46

47 i) Capacidade térmica da cobertura (CT Cob ): deve-se informar se a capacidade térmica da cobertura é leve, média ou pesada. Consideram-se leves, capacidades térmicas menores ou iguais a 50 kj/(m²k); médias, capacidades térmicas maiores que 50 ou menores e iguais a 200 kj/(m²k); e pesadas, capacidades térmicas maiores que 200 kj/(m²k). j) Condição de exposição do piso: deve-se informar se o piso está em contato com o solo, sobre pilotis ou é uma laje intermediária. k) Condição de exposição da cobertura: deve-se informar se a cobertura está exposta ou é uma laje intermediária. l) Absortância solar das paredes externas (α): deve-se informar a absortância da superfície externa das paredes externas. m) Absortância solar da cobertura (α): deve-se informar a absortância da superfície externa da cobertura. Para ambientes cuja cobertura seja uma laje intermediária, devese considerar a absortância igual a -1. n) Vidro: deve-se informar se o vidro é simples de alto, médio ou baixo fator solar ou duplo. Consideram-se baixos, fatores solares menores ou iguais a 0,35; médios, maiores que 0,35 e menores ou iguais a 0,60; e altos, maiores que 0,60. o) Sombreamento das aberturas: deve-se informar se as aberturas do APP possuem sombreamento total ou parcial ou não possuem sombreamento. Considera-se sombreamento total, o sombreamento produzido por elementos que cubram, externamente, 100% da abertura quando fechados (ex.: venezianas e persianas integradas). Considera-se sombreamento parcial, o sombreamento produzido por elementos horizontais perpendiculares à abertura. Ângulos horizontais de sombreamento maiores ou iguais a 30 e menores que 60 são considerados pequenos; maiores ou iguais a 60 e menores que 90, médios; e, maiores ou iguais a 90, grandes. p) Ventilação cruzada: deve-se informar a existência ou a ausência de ventilação cruzada considerando todos os ambientes da UH. Para que se considere a existência de ventilação cruzada na UH, as aberturas devem atender à proporção indicada na Equação B3. 47

48 Equação B3 Onde: A 1 é o somatório das áreas efetivas de ventilação das aberturas localizadas nas fachadas com maior área de abertura para ventilação (m); A 2 é o somatório das áreas efetivas de ventilação das aberturas localizadas nas fachadas das demais orientações (m). q) Densidade de pessoas: deve-se informar a densidade de pessoas por área (pessoas/m²) do ambiente. Para dormitórios, consideram-se duas pessoas por dormitório. Para salas, consideram-se quatro pessoas por sala. r) Fachadas: deve-se informar a proporção de área de fachada em relação à área útil do ambiente, além da respectiva orientação (norte, sul, leste ou oeste). A maior fachada do ambiente, considerando paredes e aberturas, deve ser considerada fachada principal. A segunda maior fachada do ambiente deve ser considerada secundária. Inexistindo uma segunda fachada exposta, deve-se considerar fachada secundária igual a 0 (zero). s) Aberturas: deve-se informar a proporção de áreas de vão das aberturas em relação à área da fachada correspondente, além da respectiva orientação (norte, sul, leste ou oeste). Havendo mais de uma abertura em uma mesma orientação, suas áreas de vão devem ser somadas. Considera-se a maior proporção de área de vão das aberturas de uma mesma orientação como abertura principal. A segunda maior proporção é considerada abertura secundária. Existindo abertura(s) em apenas uma orientação de fachada, deve-se considerar abertura secundária igual a 0 (zero). t) Fator de ventilação: deve-se considerar a proporção da área efetiva de ventilação em relação à área de vão da abertura. Havendo mais de uma abertura no ambiente, devemse ponderar os respectivos fatores de ventilação pela área de vão das aberturas. 48

49 B Considerações sobre a absortância solar, a transmitância térmica e a capacidade térmica Havendo diferentes composições de paredes, coberturas e/ou pisos em um mesmo ambiente, deve-se considerar a média de cada parcela das diferentes composições ponderada pela área que ocupam; Para as propriedades térmicas referentes a paredes, coberturas e pisos, são consideradas, apenas, as propriedades térmicas das superfícies opacas. São excluídas as propriedades térmicas das áreas de aberturas; Para a absortância solar, recomenda-se utilizar os valores de absortância resultantes de medições realizadas de acordo com as normas da ASTM E , ASTM E e ASHRAE A NBR fornece valores indicativos de absortância; Não fazem parte da ponderação de áreas para o cálculo da absortância: i. aberturas; ii. fachadas construídas na divisa do terreno, desde que encostadas em outra edificação; iii. áreas cobertas por coletores ou painéis solares; iv. paredes externas ou coberturas permanentemente sombreadas, sem considerar o sombreamento do entorno. B Considerações sobre a exposição de pisos e coberturas Para ambientes em que parte da cobertura é exposta e parte é laje intermediária, deve-se considerar cobertura exposta quando 50% ou mais da área de cobertura está exposta; Para ambientes em que parte do piso está em contato com o solo e/ou sobre pilotis e/ou é laje intermediária, deve-se considerar em contato com o solo quando 50% ou mais da área de piso está em contato com o solo, e sobre pilotis quando 50% ou mais da área de piso está sobre pilotis. 49

50 B2. AQUECIMENTO DE ÁGUA Esta seção descreve os procedimentos para avaliação do desempenho energético do sistema de aquecimento de água da edificação. B2.1. Requisitos para obtenção da classe A em eficiência energética do sistema de aquecimento de água Para que o sistema de aquecimento de água da edificação em avaliação possa ser elegível à classe A, este deve atender a requisitos de automação para o sistema de recirculação e de isolamento térmico de tubulações e reservatórios, quando existentes. O não cumprimento de algum destes requisitos, quando aplicáveis, implica na possibilidade de atingir no máximo classe B de eficiência energética para a classificação individual do sistema de aquecimento de água. B Automação do sistema de recirculação Quando existente, o circuito de recirculação de água deve possuir um dispositivo de controle automático para acionamento da recirculação de forma pré-programada. Este dispositivo de controle automático deve funcionar de acordo com uma das seguintes opções: a) Acionamento associado à temperatura da rede de distribuição; b) Automação por período pré-programado (ex.: timer); c) Comando de acionamento manual ou automático em função da demanda de água quente. B Isolamento térmico do circuito de distribuição Quando existentes, as tubulações destinadas à condução de água quente devem ser apropriadas para a função de condução a que se destinam. Devem, ainda, possuir isolamento térmico com espessura mínima e condutividade térmica determinadas na Tabela B2. Tabela B2 Espessura mínima e condutividade térmica de isolamento de tubulações para condução de água quente Condutividade térmica (W/mK) Espessura mínima (mm) 0,032 a 0,

51 B Reservatório de água quente Quando existente, os reservatórios de água quente devem obedecer aos limites de perda específica de energia mensal máxima descritos na Tabela B5. B2.2. Procedimento para determinação do consumo energético do sistema de aquecimento de água O consumo de energia necessário para o aquecimento de água em edificações residenciais deve ser obtido a partir de três parcelas principais do sistema de aquecimento de água, descritas nas alíneas a, b, c e do rendimento do equipamento aquecedor de água alínea d. a) Energia necessária para aquecimento do volume de água quente consumida nas diversas aplicações e pontos de utilização da edificação; b) Energia gerada para aquecimento de água por sistemas que recuperam calor ou por energia solar térmica, quando existentes na edificação; c) Energia necessária para compensação das perdas térmicas do sistema de distribuição e de armazenamento; c.1) Energia necessária para a compensação das perdas térmicas dos sistemas de distribuição responsáveis pelo transporte de água quente entre o sistema e/ou equipamento de aquecimento e o ponto de utilização, quando existentes na edificação; c.2) Energia necessária para a compensação das perdas térmicas dos sistemas de recirculação de água quente, quando existentes na edificação; c.3) Energia necessária para a compensação das perdas térmicas devido ao armazenamento da água quente, quando existirem reservatórios na edificação; d) Rendimento do equipamento aquecedor de água. O consumo anual de energia primária para aquecimento de água é calculado pela Equação B4. Equação B4 Onde: E AA,tot é o consumo total de energia primária para aquecimento de água (kwh/ano); 51

52 fce é o fator de conversão de energia elétrica para energia primária, dado pela Tabela 4 do texto principal desta proposta; C AAe é o consumo total para aquecimento de água proveniente de fontes de energia elétrica (kwh/ano); fct é o fator de conversão de energia térmica para energia primária, dado pela Tabela 4 do texto principal desta proposta; C AAt é o consumo total para aquecimento de água proveniente de fontes de energia térmica (kwh/ano). O consumo anual de energia elétrica necessária para o aquecimento de água é expresso pela Equação B5. Equação B5 Onde: C AAe é o consumo de energia elétrica para aquecimento de água (kwh/ano); E AA é a energia requerida para o atendimento da demanda de água quente (kwh/dia); E AA,rec,sol é a energia para aquecimento de água proveniente de sistemas que recuperam calor ou energia solar térmica, quando existentes (kwh/dia); E AA,per,tub é a energia consumida para suprir perdas térmicas de distribuição, quando existentes, sem contar o sistema de recirculação (kwh/dia); E AA,per,rec é a energia consumida para suprir perdas térmicas de sistemas de recirculação, quando existentes (kwh/dia); E AA,res é a energia consumida para suprir perdas térmicas devido ao armazenamento de água quente em reservatórios, quando existentes (kwh/dia); r aq é o rendimento do equipamento aquecedor de água elétrico (%). 52

53 O consumo anual de energia térmica necessária para o aquecimento de água é expresso pela Equação B6. Equação B6 Onde: C AAt é o consumo de energia térmica para aquecimento de água (kwh/ano); E AA é a energia requerida para o atendimento da demanda de água quente (kwh/dia); E AA,rec,sol é a energia para aquecimento de água proveniente de sistemas que recuperam calor ou energia solar térmica, quando existentes (kwh/dia); E AA,per,tub é a energia consumida para suprir perdas térmicas de distribuição, quando existentes, sem contar o sistema de recirculação (kwh/dia); E AA,per,rec é a energia consumida para suprir perdas térmicas de sistemas de recirculação, quando existentes (kwh/dia); E AA,res é a energia consumida para suprir perdas térmicas devido ao armazenamento de água quente em reservatórios, quando existentes (kwh/dia); r aq é a rendimento do equipamento aquecedor de água térmico (%). O método para cálculo de cada termo das equações B2 e B3 e para o dimensionamento da demanda de água quente é descrito nos itens B2.2.1 a B Para sistemas coletivos de aquecimento de água em edificações multifamiliares, deve-se dividir o consumo de energia para aquecimento de água pelo número de habitantes total da edificação e multiplicar o resultado pelo número de habitantes da UH. Devem ser consideradas duas pessoas por dormitório da UH. 53

54 B Energia consumida no atendimento da demanda de água quente (E AA ) A energia requerida para atendimento da demanda de água quente (E AA ) depende do volume de armazenamento e da temperatura da água. A energia diária requerida para atendimento da demanda de água quente (E AA ) é calculada pela Equação B7. Onde: ( ) Equação B7 E AA é a energia consumida no atendimento da demanda diária de água quente (kwh/dia); V dia é o volume diário de consumo de água quente (m³); θ A,uso,armaz é a temperatura de uso ou armazenamento da água ( C); θ A,0 é a temperatura da água fria ( C). Para sistemas sem armazenamento de água quente, deve-se adotar, no mínimo, 40 C como temperatura de uso (θ A,uso ) para as regiões sul, sudeste e centro-oeste do Brasil. Para as regiões norte e nordeste, 38 C. Para sistemas com armazenamento de água quente, deve-se adotar, no mínimo, 60 C como temperatura de armazenamento (θ A,armaz ) para todas as regiões do Brasil. Para a temperatura de água fria, deve-se adotar a média anual da temperatura ambiente da cidade onde está localizada a UH menos 2 C. A média anual da temperatura ambiente das cidades é obtida na Tabela de Temperaturas do Ar Externo para as Diferentes Cidades Brasileiras, disponível no sítio do CB3E (cb3e.ufsc.br/etiquetagem/desenvolvimento/atividades /trabalho-1/pesquisas) ou no Anexo D da NBR Na ausência de informações da cidade onde está localizada a UH, deve-se adotar a cidade mais próxima. 54

55 B Volume diário de consumo de água quente (V dia ) O volume diário de água quente deve ser calculado por meio da Equação B8. Onde: Equação B8 V dia é o volume diário de consumo de água quente (L); V dia,f é o volume diário de consumo de água quente por pessoa; f é o número de pessoas. Deve-se considerar, no mínimo, 50 litros/pessoa/dia para o volume diário de consumo. Devese, ainda, considerar duas pessoas por dormitório da UH. B Energia para aquecimento de água proveniente de sistemas que recuperam calor ou energia solar térmica (E AA,rec_sol ) Do consumo de energia para aquecimento da demanda de água quente devem ser descontadas, quando existentes, a energia para aquecimento de água de sistemas recuperadores de calor e/ou energia solar térmica (E AA,rec_sol ). A E AA,rec_sol é obtida pela Equação B9. Equação B9 Onde: é a energia para aquecimento de água proveniente de sistemas que recuperam calor ou energia solar térmica, quando existentes na edificação real (kwh/dia); é a parcela de energia para aquecimento de água proveniente de sistemas que recuperam calor, quando existentes na edificação real, conforme item B (kwh/dia); é aparcela de energia para aquecimento de água proveniente de sistemas de aquecimento solar térmico, quando existentes na edificação real, calculada conforme item B (kwh/dia). 55

56 No caso de, em uma mesma unidade habitacional autônoma, coexistirem sistemas elétricos ou térmicos de aquecimento de água, a parcela de energia atendida pelo sistema de recuperação de calor e/ou de energia solar térmica (E AA,rec_sol ) deve ser descontada apenas do sistema (elétrico ou térmico) ao qual colabora. B Energia para aquecimento de água proveniente de sistemas recuperadores de calor Para sistemas que recuperam calor utilizado em outros processos, deve-se adotar o calor absorvido dos processos para reduzir a energia necessária para o sistema de aquecimento de água (E AA,rec ). Nota: assim como para todas as informações fornecidas para submissão da edificação à etiquetagem PBE Edifica, as comprovações exigidas para emprego deste tipo de sistema são expressas no RAC. B Energia solar mensal incidente sobre a superfície dos coletores Na Equação B10, é descrito o cálculo da radiação solar mensal incidente sobre a superfície inclinada dos coletores (EI mês ). Equação B10 Onde: EI mês,i é a média anual da energia solar mensal incidente sobre as superfícies dos coletores (kwh/(m².mês)); H dia é a radiação solar incidente no plano inclinado (kwh/(m².dia)), obtida em mapas solarimétricos e variável em função do local de instalação. Disponível no sítio eletrônico do CRESESB ou no software Radiasol para latitude e longitude do local; N i é o número de dias do mês i, tal que i = 1, 2, 3,...,

57 B Energia solar mensal absorvida pelos coletores Na Equação B11, é descrito o cálculo da energia solar mensal absorvida pelos coletores (E SAmês ). Onde: ( ) Equação B11 E SAmês,i é a energia solar mensal absorvida pelos coletores do mês i (kwh/mês), tal que i = 1, 2, 3,..., 12; S c é a superfície de absorção do coletor (m²); EI mês,i é a energia solar mensal incidente sobre as superfícies dos coletores do mês i (kwh/(m².mês)), tal que i = 1, 2, 3,..., 12; F R ( ) é o fator adimensional, calculado por meio da Equação B12. Onde: ( ) ( ) [ ( ) ( ) ] Equação B12 F R ( ) n é o fator de eficiência óptica do coletor, obtido nas tabelas do PBE para coletores solares (adimensional); [ ( ) ] é o modificador do ângulo de incidência (na ausência desta informação recomenda-se ( ) adotar 0,96 para coletores com cobertura de vidro); é o fator de correção do conjunto coletor/trocador (na ausência desta informação recomenda-se adotar 0,95). B Energia solar não aproveitada pelos coletores Na Equação B13, é descrito o cálculo da energia solar mensal não aproveitada pelos coletores (EP mês,i ). 57

58 ( ) Equação B13 Onde: EP mês,í é a energia solar mensal não aproveitada pelos coletores do mês i (kwh/mês), tal que i = 1, 2, 3,..., 12; S c é a superfície do coletor solar (m²); F R U L é o fator, em kw/(m².k), calculado pela Equação B11; T AMB,i é a temperatura média mensal do local de instalação do coletor do mês i ( C), tal que i = 1, 2, 3,..., 12; é o período de tempo considerado (horas) no mês i, tal que i = 1, 2, 3,..., 12; K 1 é o fator de correção para armazenamento, calculado pela Equação B15; é o fator de correção para o sistema de aquecimento solar que relaciona as diferentes temperaturas no mês i, calculado pela Equação B16, tal que i = 1, 2, 3,..., 12; Equação B14 Onde: F R U L é o coeficiente global de perdas do coletor, obtido nas tabelas do PBE para coletores solares (W/(m².K)); é o fator de correção do conjunto coletor/trocador (na ausência desta informação recomenda-se adotar 0,95); [ ] Equação B15 58

59 Onde: V é o volume de acumulação solar (litros) (recomenda-se que o valor de V seja tal que obedeça a condição 50 < < 100); S c é a superfície do coletor solar (m²). Onde: ( ) ( ) Equação B16 T AC é a temperatura mínima admissível da água quente. Deve-se utilizar 38 C para as regiões norte e nordeste e 40 C para as demais; T AF,i é a temperatura média mensal de água fria no mês i ( C), tal que i = 1, 2, 3,..., 12; T AMB,i é a temperatura média mensal do local de instalação do coletor no mês i ( C), tal que i = 1, 2, 3,..., 12. B Fração solar mensal (f) Na Equação B17, é descrito o cálculo da fração solar mensal, a partir dos valores de D 1 e D 2. ( ) ( ) ( ) Equação B17 Onde: f i é a fração solar mensal (adimensional); D 1,i é o parâmetro do mês i calculado conforme Equação B18, tal que i = 1, 2, 3,..., 12; D 2,i é o parâmetro do mês i calculado conforme Equação B19, tal que i = 1, 2, 3,..., 12. Onde: Equação B18 59

60 E SAmês,i é a energia solar mensal absorvida pelos coletores (kwh/mês), obtida na Equação B11; E AA é a energia requerida no atendimento da demanda de água quente (kwh/dia), obtida na Equação B7; N i é o número de dias do mês i. Equação B19 Onde: EP mês,i é a energia solar mensal não aproveitada pelos coletores (kwh/mês), obtida na Equação B13; E AA é a energia consumida no atendimento da demanda de água quente (kwh/dia), obtida pela Equação B7; N i é o número de dias do mês i. B Energia para aquecimento solar de água (E AA,sol ) A energia para aquecimento solar de água corresponde à energia útil coletada pela instalação de coletores solares para aquecimento de água (E AA,sol ) é calculada pela Equação B20. Equação B20 Onde: f i é a fração solar mensal; E AA é a energia consumida no atendimento da demanda diária de água quente (kwh/dia); N i é o número de dias do mês i. 60

61 B Consumo de energia associado às perdas térmicas As perdas térmicas podem ser oriundas do sistema de distribuição de água, sistema de recirculação e armazenamento da água quente. B Perdas térmicas na tubulação do sistema de distribuição Sistemas de aquecimento individuais, instalados no ponto de utilização, servindo somente um único ponto, não possuem perdas em sistema de distribuição. Aquecedores de passagem a gás que servem vários pontos e sistemas combinados possuem perdas nos sistemas de distribuição. A parcela de perdas relativas à tubulação de distribuição é calculada em função do fator de perdas, que depende do comprimento da tubulação. A Equação B21 é utilizada para cálculo das perdas térmicas relativas da tubulação do sistema de distribuição de água quente. Onde: Equação B21 E A,per,tub é a perda térmica na tubulação do sistema de distribuição de água quente, sem recirculação (kwh/dia); F per,tub é o fator de perdas térmicas por metro de tubulação (kwh/dia/m), conforme Tabela B4; L tub é o comprimento da tubulação (m). A Tabela B4 apresenta os fatores de perda térmica em função do diâmetro da tubulação do sistema de aquecimento de água para diferentes níveis de espessura de isolamento térmico. 61

62 Diâmetro nominal da tubulação (mm) Tabela B4 Fatores de perda em função de comprimento da tubulação Diâmetro de referência (polegadas) Espessura do isolamento térmico (mm) Fator de perda (kwh/dia/m) 15 ½ 0,275 0,167 0,140 0,111 0,102 0, ¾ 0,348 0,206 0,171 0,133 0,122 0, ,424 0,247 0,203 0,156 0,142 0, ¼ 0,507 0,292 0,239 0,182 0,164 0, ½ 0,597 0,341 0,278 0,209 0,189 0, ,730 0,415 0,336 0,251 0,225 0, ½ 0,872 0,494 0,400 0,296 0,264 0, ,012 0,575 0,464 0,342 0,305 0, ,224 0,697 0,562 0,412 0,366 0,331 Observação: a tabela acima é utilizada para tubulações com isolamento térmico, independente do material da tubulação. Tabelas com fatores de perdas para tubulações sem isolamento térmico encontram-se em desenvolvimento. Serão acrescidas a este texto futuramente, tão logo seu desenvolvimento seja concluído. B Perdas térmicas no sistema de recirculação A Equação B22 deve ser utilizada para cálculo das perdas relativas ao sistema de recirculação. Onde: Equação B22 E A,per,recirc é a perda térmica relativa ao sistema de recirculação de água quente (kwh/dia); F per,recirc é o fator de perdas térmicas por metro de tubulação do sistema de recirculação (0,959 kwh/dia/m); L recirc é o comprimento da tubulação do sistema de recirculação (m). No caso de existência de automação no sistema de recirculação, dos tipos previstos no item B2.1.1, a perda térmica deve ser desconsiderada. 62

63 B Perdas térmicas do reservatório de água quente As perdas no armazenamento de água são associadas às características do reservatório e do isolamento térmico. Perdas em armazenamento de água não são consideradas em sistemas de aquecimento de água instantâneo. As perdas térmicas associadas ao reservatório de água quente indiretamente aquecido podem ser calculadas a partir da perda de calor do reservatório em espera (standby) com o ajuste de diferença de temperaturas, pela Equação B23. ( ) Equação B23 Onde: é a perda térmica do reservatório de água quente (kwh/dia); é a média de temperatura no reservatório ( C); é a média de temperatura no ambiente ( C); é a média da diferença de temperatura em testes com o reservatório em standby ( C). Adota-se 29 C; é a perda térmica específica do reservatório em standby (kwh/dia). A perda térmica específica dos reservatórios em standby, em função do volume de armazenamento, é apresentada na Tabela B5. 63

64 Tabela B5 Perda específica térmica de reservatório de água quente em standby Volume de Reservatório (litros) Perdas (kwh/dia) 100 0, , , , , , , , , ,331 Para dimensões não especificadas na Tabela B5, deve-se dividir a perda do reservatório de volume imediatamente inferior pelo respectivo volume tabelado e multiplicar o resultado pelo volume do reservatório procurado. Para reservatórios térmicos de sistemas solares de aquecimento de água etiquetados pelo Inmetro, deve-se considerar a perda específica térmica descrita na tabela do PBE, em kwh/dia. B Eficiência dos equipamentos aquecedores de água Quando o sistema de aquecimento conta com apenas um aquecedor, a eficiência do sistema é igual à eficiência do aquecedor. Quando o sistema de aquecimento é composto por mais de um aquecedor, eficiência do sistema é calculada por meio da média ponderada da eficiência dos aquecedores pelas potências nominais de cada aquecedor. [RFS15] Comentário: Em revisão O rendimento (r aq ) do aparelho de aquecimento de água deve ser obtido por meio de informações oficiais do Programa Brasileiro de Etiquetagem (PBE) do INMETRO, sempre que possível. Na ausência de valores de eficiência, pode-se adotar o valor de eficiência dados pela Tabela B6. 64

65 Tabela B6 Tipos de sistemas de aquecimento de eficiências Sistema de água quente Eficiência (%) Aquecedor de acumulação a combustível sólido (lenha) 55 Aquecedor de acumulação a gás * Aquecedor de passagem a gás * Aquecedor elétrico de um único ponto de consumo (chuveiro elétrico) 95 Bomba de calor elétrica para aquecimento exclusivo de água ** Sistema de aquecimento por resistência elétrica em imersão (boiler) 85 * a eficiência dos equipamentos corresponde ao rendimento informado nas tabelas do Inmetro. ** a eficiência da bomba de calor deve ser informada pelo fabricante. 65

66 ANEXO C MÉTODO DE SIMULAÇÃO [CB3E16] Comentário: Em desenvolvimento Escopo: Este anexo tem por objetivo estabelecer os critérios para avaliação da classe de eficiência energética de unidades habitacionais autônomas (UHs) e edificações unifamiliares. O método descrito neste anexo método de simulação aplica-se às edificações que não atendem a um ou mais critérios de limites definidos no item 7 do texto principal desta proposta. No método de simulação, assim como no simplificado, a UH é testada sob duas condições: a condição real, com as características reais da edificação; e a condição de referência, com as características listadas no item 7.5 desta proposta. O método de simulação aplica-se somente à envoltória das edificações. Esta seção descreve os critérios para avaliação do desempenho da envoltória dos ambientes de permanência prolongada (APPs) das unidades habitacionais autônomas (UHs) quanto ao consumo energético e quanto ao percentual de horas ocupadas em conforto térmico quando ventilada naturalmente. C1. CARACTERÍSTICAS DO PROGRAMA COMPUTACIONAL O programa computacional de simulação termo-energética deve possuir, no mínimo, as seguintes características: a) ser um programa para a análise do consumo de energia em edifícios; b) ser validado pela ASHRAE Standard 140; c) modelar 8760 horas por ano; d) modelar variações horárias de ocupação, potência de iluminação e equipamentos, sistemas de condicionamento de ar e ventilação natural, definidos separadamente para cada dia da semana e feriados; e) modelar efeitos de inércia térmica; f) permitir a modelagem de multi-zonas térmicas; g) ter capacidade de simular os efeitos das estratégias bioclimáticas adotadas no projeto; h) permitir modelar diferentes sistemas de sistema de condicionamento de ar; 66

67 i) determinar a capacidade solicitada pelo sistema de condicionamento de ar; j) calcular as horas não atendidas pelo sistema de condicionamento de ar; k) calcular as curvas de desempenho de carga parcial para o sistema de condicionamento de ar; l) calcular as curvas de correção de capacidade e eficiência para o sistema de aquecimento e resfriamento; m) permitir modelar todos os dados de entrada referente ao funcionamento da ventilação natural na edificação; n) produzir relatórios horários do uso final de energia. C2. ARQUIVO CLIMÁTICO O arquivo climático utilizado deve possuir, no mínimo, as seguintes características: a) fornecer valores horários para todos os parâmetros relevantes requeridos pelo programa de simulação computacional, tais como temperatura e umidade, direção e velocidade do vento e radiação solar; b) os dados climáticos devem ser representativos da zona bioclimática onde o projeto proposto será locado e, caso o local do projeto não possuir arquivo climático, deve-se utilizar dados climáticos de uma região próxima que possua características climáticas semelhantes; c) devem ser utilizados arquivos climáticos com formato INMET publicados no Caso contrário o arquivo climático deve ser aprovado pelo laboratório de referência. C3. PROCEDIMENTO PARA A SIMULAÇÃO Esta seção descreve os critérios para avaliação, por meio de simulação computacional, do desempenho da envoltória dos ambientes de permanência prolongada (APPs) das unidades habitacionais autônomas (UHs) quanto ao consumo energético e quanto ao percentual de horas ocupadas em conforto térmico quando ventilada naturalmente. 67

68 No método de simulação, a UH é testada sob duas condições: a condição real, com as características reais da edificação; e a condição de referência, com as características listadas no item 7.5 desta proposta. Para tanto, deve-se elaborar um modelo representando a edificação real e um modelo representando a condição de referência. C3.1. Metodologia para a modelagem da envoltória A modelagem da envoltória deve considerar que: para as UHs, cada ambiente deve ser modelado como uma única zona térmica, com as características geométricas e orientação conforme o projeto sob avaliação; para as edificações multifamiliares, devem ser modeladas todas as UHs do pavimento térreo, do primeiro pavimento, do pavimento abaixo da cobertura e do pavimento cobertura. Deve-se, também, modelar um pavimento tipo representativo localizado em uma altura média entre o primeiro pavimento e o pavimento abaixo da cobertura. Todos os pavimentos devem ser modelados com as características geométricas e orientação conforme o projeto sob avaliação; o ático da cobertura pode ser modelado como uma zona térmica; os ambientes comuns das edificações multifamiliares, tais como circulação vertical, corredores, hall de entrada e similares, podem ser agrupados e modelados em uma única zona térmica, desde que esta modelagem não interfira na ventilação natural das UHs; as garagens presentes na edificação que tiverem contato direto com UHs devem ser modeladas em uma única zona térmica. C3.2. Características comuns ao modelo do edifício real e ao modelo do edifício na condição de referência a) mesmo programa de simulação; b) mesma versão do programa de simulação; c) mesmo arquivo climático; 68

69 d) mesma geometria; e) mesma condição de contato com o solo do pavimento inferior; f) mesma orientação com relação ao Norte Geográfico; g) mesma modelagem, número de pavimento e divisão de zonas térmicas; h) mesmas considerações de carga interna em cada zona térmica; i) mesma condição de troca de calor para os elementos construtivos; j) mesma área total de piso condicionada; k) mesmo padrão de uso de equipamentos e mesmo valor de densidade de cargas internas (DCI) em equipamentos. O padrão de uso e o valor de DCI em equipamentos devem estar de acordo com a Tabela C1; l) mesmo padrão de uso de pessoas, com o mesmo valor de calor dissipado por pessoa. O padrão de uso e o calor dissipado devem estar de acordo com a Tabela C2 e a Tabela C3; m) mesmo setpoint de resfriamento e aquecimento. A temperatura do termostato de refrigeração é de 24 C, para todas as zonas bioclimáticas; e a temperatura do termostato de aquecimento é de 21 C, somente para as Zonas Bioclimáticas 1 a 3; n) mesma taxa de renovação de ar para o sistema de condicionamento de ar. Deve ser considerada a taxa de fluxo de ar por pessoa de 0,0075 m³/s; o) mesmo valor da taxa de infiltração de ar; p) mesmo padrão de uso de controle de aberturas para a ventilação natural. O padrão de temperatura deve controlar a abertura das janelas, habilitando a abertura quando a temperatura do ar do ambiente é igual ou superior à temperatura de setpoint (Tint Tsetpoint) e quando a temperatura do ar interno é superior à externa (Tint Text). A temperatura de setpoint estipulada é 23 C. Nesse padrão de ventilação, todas as portas internas permanecem abertas durante as 24 horas do dia. As portas de acesso à unidade habitacional são consideradas fechadas por todo período; q) a mesma modelagem da ventilação natural das UHs. Devem ser considerados os mesmos valores de coeficientes de descarga e os requisitos estabelecidos na Tabela C4; r) utilização de ventilação híbrida (combinação de ventilação natural e sistema de condicionamento de ar). O sistema de condicionamento de ar é controlado de acordo 69

70 com a temperatura interna do ambiente analisado e com as condições de limites de aceitabilidade do uso da ventilação natural. Quando a temperatura interna do ambiente analisado ultrapassa as condições de limite de aceitabilidade para o uso da ventilação natural, o algoritmo deve parar a simulação de ventilação natural e iniciar a simulação com o uso do sistema de condicionamento de ar. O sistema de condicionamento de ar funciona somente quando os ambientes são ocupados. As condições de conforto térmico adaptativo são baseadas nos limites da ASHRAE Standard 55 (2013) para ambientes naturalmente ventilados. Adota-se 90% de aceitabilidade para o limite superior (desconforto por calor) com base na média da temperatura externa da semana anterior. Para o limite inferior (desconforto por frio) assume-se que, a partir da temperatura de 18ºC, o sistema de aquecimento é acionado. O fluxograma do funcionamento do algoritmo de controle da integração do sistema de ventilação natural e do sistema de condicionamento artificial está apresentado na Figura C1; s) mesmo valor de PAZ (percentual de abertura zenital) caso o modelo do edifício real apresente PAZ 3%. Caso contrário, deve-se utilizar o valor de PAZ conforme estabelecido em projeto para o modelo do edifício real, e o valor de PAZ de 3% para o modelo do edifício na condição de referência. Os valores de fator solar para o PAZ devem ser estabelecidos conforme descrito na Tabela C5. Nota 1: Um exemplo do uso de ventilação híbrida para um ambiente de permanência prolongada, com a ferramenta de simulação computacional EnergyPlus, está disponível sítio eletrônico do PBE Edifica ( Nota 2: Para UHs cujo mesmo APP seja utilizado como sala e dormitório (ex.: quitinete, lofts e similares), o APP deve ser simulado considerando, concomitantemente, os padrões de ocupação e do sistema de iluminação de sala e de dormitório, expostos na Tabela C3. Tabela C1 Padrão de uso e densidade de cargas internas de equipamentos Ambiente Período de uso Potência [W/m²] Sala 24 h 8 Cozinha 24 h 7,5 Sala e Cozinha 24 h 15,5 70

71 Ambiente Tabela C2 Taxas metabólicas para cada atividade Atividade realizada Calor produzido [W/m²] Calor produzido para área de pele = 1,80 m² [W] Sala Sentado ou assistindo TV Dormitórios Dormindo ou descansando Tabela C3 Padrões de ocupação e do sistema de iluminação para dias de semana e final de semana Ocupação Iluminação Hora Dormitórios [%] Sala [%] Dormitórios [%] Sala [%] 1h h h h h h h h h h h h h h h h h h h h h h h h

72 Tabela C4 Descrição dos dados de entrada dos parâmetros da ventilação natural Parâmetros Valores adotados Coeficiente de descarga 0,60 Coeficiente de frestas quando a janela está fechada 0,001; n = 0,65 Rugosidade do entorno 0,33 - City Tabela C5 Limites de fator solar de vidros e de percentual de abertura para coberturas Grupos Climáticos x a x Grupos Climáticos x a x PAZ 0 a 2% 2,1 a 3% 0 a 2% 2,1 a 3% FS 0,49 0,39 0,36 0,19 Figura C1 Fluxograma do algoritmo de controle da integração do sistema de ventilação natural e do sistema de condicionamento artificial 72