Eficiência Energética Arquitetura

Eficiência Energética de Edificações: por onde começar?

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A eficiência energética residencial é um tema cada vez mais relevante e urgente no contexto das mudanças climáticas.

De acordo com o artigo 'Emissões por Setor', publicado em inglês no 'Our World in Data' (que você pode checar neste link), o consumo elétrico nas residências é o segundo maior emissor de gases de efeito estufa (10,9% do total de emissões), ficando atrás apenas do tráfego rodoviário (11,9%) como pode ver aqui em baixo.

 

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Isso implica que as nossas escolhas, enquanto sociedade, não devem se limitar apenas à substituição da matriz energética das concessionárias por fontes de energia sustentável, mas também incluem a seleção inteligente de materiais e processos construtivos de residências, além da escolha da iluminação e dos aparelhos eletrônicos utilizados.

Diante desse cenário, a busca por uma arquitetura energeticamente eficiente se torna fundamental não apenas para reduzir os impactos ambientais, mas também para garantir uma maior economia financeira aos moradores.

Nesse sentido, este artigo tem como objetivo explorar conceitos-chave que são essenciais para uma arquitetura energeticamente eficiente e te mostrar como pequenas escolhas e decisões no projeto podem ter um grande impacto na eficiência energética de uma edificação, contribuindo para um futuro mais sustentável, consciente e com mais dinheiro no seu bolso.

 

Eficiência Energética de Edificações

O conceito "Eficiência Energética" define a utilização eficiente da energia para realizar uma determinada tarefa ou atividade, minimizando o desperdício e otimizando a sua utilização.

Quando tratamos sobre eficiência energética de edificações, nos referimos à capacidade de um edifício de utilizar a energia de forma eficiente, ou seja, proporcionando conforto aos ocupantes com o menor consumo possível de eletricidade.

Isso inclui a utilização de materiais e equipamentos eficientes em termos de energia, bem como a implementação de sistemas de gestão de energia e práticas operacionais adequadas.

A eficiência energética de edificações é importante não só para reduzir o consumo de eletricidade e custos, mas também para diminuir o impacto ambiental das edificações e melhorar a qualidade de vida dos seus ocupantes.

Você provavelmente já viu aqueles selos grudados nos eletrodomésticos expostos em redes varejistas que mostram o quanto eficiente estes produtos são. O tema de Eficiência Energética em Edificações está tão em alta, e é tão relevante, que o INMETRO fez uma consulta pública e criou uma certificação de eficiência energética para prédios: Etiqueta PBE Edifica e o Selo Procel Edificações.

 

Selo Procel Edificações

O Selo Procel Edificações é uma certificação concedida pelo Programa Nacional de Conservação de Energia Elétrica (Procel) a edificações que apresentam alto desempenho energético.

Esse selo é uma importante ferramenta para incentivar a eficiência energética em edificações, uma vez que reconhece e valoriza construções que utilizam tecnologias e práticas capazes de reduzir o consumo de energia elétrica, o que resulta em uma redução significativa nos custos de operação e manutenção do imóvel ao longo do tempo.

Segundo esse levantamento do Laboratório de Análise e Desenvolvimento de Edificações da Faculdade de Engenharia da Universidade Federal do Mato Grosso do Sul (LADE, FAENG, UFMS), 45% do consumo elétrico brasileiro vem de edificações, sendo que as novas construções possuem potencial de reduzir 50% dos valores de referência, e reformas de prédios antigos, seguindo o conceito de eficiência energética, conseguem abaixar até 30% dos custos.

A grande questão, que passa desapercebida pela maioria das pessoas, é que a eficiência energética de uma edificação nasce muito antes de passar o primeiro cabo elétrico, quando ainda está na fase de projeto.

 

Conceitos-Chave para uma arquitetura energeticamente eficiente

Você sabia que o simples fato de substituir o modelo de janela ou trocar a parede onde ela está inserida pode influenciar na sua conta de energia?

Se você acha que estou brincando, saiba que falo muito sério. Pra que consiga medir minha seriedade: essa dissertação de mestrado tem quase 200 páginas falando exclusivamente sobre esse assunto.

Para te explicar melhor, você precisa saber que toda edificação deve atender, no mínimo, dois aspectos: o funcional e o de conforto dos usuários.

O aspecto funcional se refere a aplicação do espaço (casa, academia, mercado, etc) enquanto o de conforto é sobre como as pessoas se sentem ao executar essa função.

Se você acha que esse segundo não faz muito sentido, ou que eu esteja forçando a barra, o que você faz quando está sentindo calor dentro de casa, mesmo com a janela aberta? Exatamente, liga o ar condicionado ou o ventilador. E aqui voltamos ao início deste tópico.

Um grande estereótipo que se criou sobre arquitetos, pelo menos no Brasil, é de que sua função é de criar casas esteticamente atraentes.

Casas lindíssimas surgem através de um fenomenal casamento entre arte e engenharia, mas o profissional de arquitetura tem a atribuição de mapear as demandas dos usuários e elaborar um projeto otimizado da distribuição e alocação dos espaços, que viabilize o aspecto funcional com conforto (térmico, lumínico e acústico) sem ultrapassar o limite de orçamento do cliente.

O conforto térmico e o lumínico são os principais influenciadores da eficiência energética das edificações, podendo, quando mal projetadas, estimular o uso acentuado de dispositivos elétricos e eletromecânicos ou até criar uma necessidade que poderia não existir.

 

Conforto Térmico

Segundo essa definição do Laboratório de Eficiência Energética em Edificações da Universidade Federal de Santa Catarina (LABEEE, UFSC), o conforto térmico é a condição em que a pessoa se sente fisicamente e mentalmente confortável em relação a temperatura do ambiente em que está inserida.

Este é um tópico bem complexo pois parte de aspectos bioclimáticos, que integra localização geográfica, vegetação, altitude, umidade e os arredores do local de construção, dos tipos de materiais disponíveis para construção na região, do orçamento e do 'interesse térmico' do próprio usuário que é extremamente subjetivo, afinal, o que é calor para mim pode ser frio para você.

As principais referências brasileiras deste assunto são as normas ABNT - NBR 15.220 (Zoneamento Bioclimático Brasileiro) e a NBR 15.575 (Desempenho em Edificações Habitacionais).

Com o avanço e popularização da computação aplicada a arquitetura e engenharia civil, padronizações internacionais passaram a ser mais comumente utilizadas como referências (como a ANSI/ASHRAE 55 - Condições Térmicas Ambientais para Ocupação Humana - da Sociedade Americana de Engenheiros de Refrigeração, Aquecimento e Ar Condicionado; e também a ISO 7730 - Ergonomia térmica em Ambientes).

A menos que você seja arquiteto ou engenheiro civil, aconselho a resistir à tentação de olhar essas normas não muito amigáveis.

Neste artigo de 2011, os autores (Sicurella, Evola e Wurtz) propuseram uma metodologia estatística para dimensionar as condições térmicas no interior de edificações. Simplificando, apresentam o 'Diagrama de Flutuabilidade' que trazem dois indicadores que os arquitetos podem utilizar para avaliar o conforto térmico em seus projetos.

O primeiro indicador é a FTD (em português FDT - Frequência de Desconforto Térmico): percentual do tempo em que a temperatura está acima ou abaixo do limite definido como confortável.

O segundo é o IDT (ajustado por alguns autores brasileiros como GhDT - Grau-horas de Desconforto Térmico): somatória da temperatura medida a cada hora, durante todo intervalo de tempo em que essa temperatura esteja acima do limite de conforto.

Você pode verificar como os indicadores, processos e definições foram "nacionalizados" na Portaria Nº 309 do INMETRO.

Deixo também essa tese de doutorado caso queira ver mais uma aplicação prática de dimensionamento de conforto térmico para melhor eficiência energética aplicada.

 

Conforto Lumínico

O conforto lumínico é um aspecto fundamental do design de edificações, que visa proporcionar iluminação adequada para os ocupantes.

A iluminação natural é uma das principais estratégias para alcançar o conforto lumínico, reduzindo a necessidade de investimentos em iluminação artificial e consequentemente o consumo de energia elétrica durante a operação.

Assim como no térmico, conforto lumínico deve ser considerado desde as fases iniciais do projeto arquitetônico, com a análise cuidadosa da localização, orientação e dimensões das aberturas, bem como da seleção de materiais e acabamentos que permitam uma boa distribuição da luz natural.

Agregar um sistema de automação pode ser uma ferramenta importante para reduzir o consumo de eletricidade e otimizar a eficiência energética de edificações por meio do monitoramento e gerenciamento do sistema de iluminação artificial.

Com a Dyona, por exemplo é possível controlar de forma remota os dispositivos de iluminação, assim como quem poderá acessá-los, permitindo o uso mais eficiente da energia elétrica.

Agregando sensores de presença e de luminosidade ao sistema da Dyona, é possível programar a iluminação para que acenda apenas quando há pessoas no ambiente e em níveis adequados de luminosidade.

Ainda permite programar diferentes cenas de iluminação para cada ambiente da edificação, possibilitando ajustes de acordo com horários definidos e tornando o ambiente mais agradável e acolhedor.

Por fim, é importante destacar que o sistema de automação também permite o monitoramento e gerenciamento do consumo de energia elétrica da iluminação, permitindo que o usuário acompanhe o uso da energia elétrica em tempo real e tome decisões mais conscientes em relação ao seu consumo.

Existem diversas estratégias de design para otimizar o uso da iluminação natural que podem ser empregadas para alcançar o conforto lumínico em edificações, como a criação de pátios internos, a utilização de vidros especiais para controlar a entrada de luz, a disposição de elementos de sombreamento externos, entre outras.

É importante ressaltar que a escolha da estratégia adequada deve ser baseada nas condições locais, como clima, topografia e paisagem.

Além dos benefícios para a eficiência energética, o conforto lumínico alcançado através do uso da luz natural com um bom projeto luminotécnico automatizado influencia positivamente a produtividade e o desempenho dos ocupantes uma vez que a iluminação inadequada pode causar fadiga visual, dores de cabeça e irritação.

Portanto, a busca pelo conforto lumínico deve ser um aspecto central do design de edificações, visando não apenas a economia de energia, mas também a qualidade de vida dos usuários.

 

Referências
Fillipe Oliveira
Fillipe Oliveira
CEO Dyona | Engenheiro Automotivo e Aeroespacial | 6Sigma Green Belt | Microsoft for Startups Founders Hub | Cocreator | StartUp Acelerada Inovativa

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