UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS FACULDADE DE ENGENHARIA CIVIL, ARQUITETURA E URBANISMO Desempenho Trmico e Consumo Energtico de Edifcios de Escritrios em So Carlos, SP Kellen Regina Monte Carrires Campinas 2007 UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS FACULDADE DE ENGENHARIA CIVIL, ARQUITETURA E URBANISMO Desempenho Trmico e Consumo Energtico de Edifcios de Escritrios em So Carlos, SP Kellen Regina Monte Carrires Orientador: Maurcio Roriz DissertaodeMestradoapresentada Comisso de ps-graduao da Faculdade deEngenhariaCivildaUniversidade EstadualdeCampinas,comopartedos requisitos para obteno do ttulo de Mestre emEngenhariaCivil,nareade concentrao de Edificaes. Campinas, SP 2007 FICHA CATALOGRFICA ELABORADA PELABIBLIOTECA DA REA DE ENGENHARIA E ARQUITETURA - BAE - UNICAMP C23d Carrires, Kellen Regina Monte Desempenho trmico e consumo energtico de edifcios de escritrios em So Carlos, SP./ Kellen Regina Monte Carrires.--Campinas, SP: [s.n.], 2007. Orientador: Maurcio Roriz Dissertao (Mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo. 1. Energia eltrica - Consumo.2. Conforto trmico.3. Edifcios comerciais.I. Roriz, Maurcio.II. Universidade Estadual de Campinas. Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo.III. Ttulo. Titulo em Ingls: Thermal performance and energy consumption of buildings of offices in So Carlos, SP Palavras-chave em Ingls: Energy consumption, Thermal comfort, Building of offices rea de concentrao: Arquitetura e Edificaes Titulao: Mestre em Engenharia Civil Banca examinadora: Lucila Chebel Labaki e J oaquim Pizzutti dos Santos Data da defesa: 31/08/2007 Programa de Ps-Graduao: Engenharia Civil DEDICATRIA Dedicatria Dedicoestadissertao memriademinhaav,Caetanae demeupai,Rosualdo,quesempre olhampormimeguiamminhavida.AGRADECIMENTOS Agradecimentos Agradeo primeiramente a Deus que sempre esteve presente na minha vida, iluminando meus caminhos.Agradeo minha me, Terezinha e minhas irms, Renata e rika, pelo apoio dado durante toda a pesquisa. Ao meu pai, que apesar de no estar junto de ns, tem olhado por mim. Ao meu marido, Jos Andr, que com muito amor e pacincia me deu apoio incondicional antes e durante a pesquisa. Aomeuorientador,professorMaurcioRoriz,porsuacompetente orientao, dedicao e pelos seus valiosos ensinamentos.A todos os professores e alunos das sete cidades brasileiras que participaram dessetrabalho,principalmenteaoscoordenadoresdapesquisaRobertoLambertse Enedir Ghisi. AosprofessoresLucilaLabaki,JoaquimPizzutti,DorisKowaltowskie JooRobertoFaria, que aceitaram participar na banca examinadora como membros titulares e membros suplentes.Ao Bruno e Felipe da Estatstica da UFSCar pela ajuda nas anlises. arquiteta Renata Barbugli, que colaborou muito com essa pesquisa.advogadaReginaeaofotgrafoMarceloquepermitiramquefossem realizadas as medies em suas salas no edifcio Conde do Pinhal. As advogadasRenata e Cidinha que tambm possibilitaram as medies no edifcio Luciano Zanollo. Aos mdicos Clvis e Pripas pela permisso das medies no edifcio Centro Mdico. EPGRAFE

As grandes coisas so feitas por pessoas quetem grandes idias e saem pelo mundo para fazercom que seus sonhos se tornem realidadesErnest HolmesSUMRIO viiiSUMRIO Lista de Tabelas ................................................................................................................. x Lista de Figuras..................................................................................................................xiv RESUMO............................................................................................................................ xviii ABSTRACT........................................................................................................................xx 1.INTRODUO .............................................................................................................1 1.1. Estrutura da Dissertao.......................................................................................3 1.2. Contexto da Dissertao .......................................................................................4 2.OBJETIVOS DA PESQUISA .......................................................................................6 2.1. Objetivo Geral .......................................................................................................6 2.2. Objetivos Especficos ............................................................................................6 3.JUSTIFICATIVA............................................................................................................7 4.REVISO BIBLIOGRFICA.........................................................................................8 4.1. Demanda Energtica Mundial ................................................................................8 4.2. Cenrio Energtico Brasileiro.................................................................................9 4.3. Fontes Alternativas de Energia............................................................................... 11 4.4. Normas de Eficincia Energtica...........................................................................18 4.5. Eficincia Energtica e Conforto Trmico .............................................................. 25 4.6. Eficincia Energtica e Iluminao......................................................................... 33 4.7. Softwares de Simulao Termo-Energtica........................................................... 39 5.MATERIAIS E MTODOS ........................................................................................... 44 5.1. Identificao dos Edifcios de Escritrios Existentes............................................. 44 5.2. Escolha das Tipologias e Caracterizao do Padro de Uso e Ocupao dasEdificaes ................................................................................................................... 44 5.3. Instrumentos de Medio ...................................................................................... 45 5.4. Locais das Medies de Temperatura e Umidade Relativa do Ar......................... 46 5.5. Anlise Climtica Segundo a Norma Ashrae 55-2004.......................................... 46 5.6. Simulaes Termo-Energticas............................................................................. 47SUMRIO ix5.6.1. Ano Climtico Tpico de So Carlos (TRY)................................................. 48 5.6.2. Caracterizao do Edifcio de Referncia e suas Variaes...................... 48 5.6.3. Codificao dos Casos em Funo dos Parmetros Definidos.................. 50 5.7. Anlise Estatstica dos Dados Simulados.............................................................. 516. O CLIMA LOCAL.......................................................................................................... 53 7. DIAGNSTICO DA SITUAO ATUAL DOS EDIFCIOS DE ESCRITRIOS..........587.1. Identificao dos Edifcios de Escritrios ..............................................................58 7.2. Escolha das Tipologias..........................................................................................74 7.3. Caractersticas do Padro de Uso e Ocupao das Edificaes ..........................74 7.3.1 Padro de Uso e Ocupao das Atividades de Advocacia e Medicina........75 7.4. Medies de Inverno e Vero - Temperatura e Umidade do Ar.............................79 7.5. Anlise Climtica Segundo a Norma Ashrae 55-2004...........................................88 8.SIMULAES TERMO-ENERGTICAS......................................................................94 8.1. TRY de So Carlos................................................................................................94 8.2. Caracterizao do Edifcio de Referncia .............................................................98 9. ANLISE ESTATSTICA..............................................................................................101 9.1 Tratamento dos Dados............................................................................................. 101 9.2 Regresso Linear Mltipla........................................................................................ 102 9.2.1 Pavimento Intermedirio - Ms de J unho.......................................................1049.2.2 Pavimento Intermedirio - Ms de Dezembro................................................110 9.2.3 Pavimento Cobertura - Ms de J unho............................................................114 9.2.4 Pavimento Cobertura - Ms de Dezembro...................................................... 120 10.CONCLUSO...............................................................................................................125 10.1 Limitaes do Trabalho ........................................................................................127 10.2 Sugestes para Futuros Trabalhos ......................................................................128 REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS...................................................................................129 APNDICE..........................................................................................................................135 Apndice A Cdigos de Eficincia Energtica para Edificaes Residenciaise Comerciais Adotados nos Estados Unidos.................................................................135 Apndice B Questionrio - Padro de Uso e Ocupao................................................141 Apndice C Padro de Uso das Edificaes Estudadas ...............................................143 Apndice D Clculo de Graus-Hora de Frio e Calor.......................................................147 GLOSSRIO........................................................................................................................152LISTA DE TABELAS xLista de Tabelas 4Reviso Bibliogrfica Tabela 4.1 - Projetos de Energia Elica Implementados no Brasil.....................................15 Tabela 4.2 - Cdigos de Eficincia Energtica - Edifcios Comerciais..............................20 Tabela 4.2.1 - Cdigos de Eficincia Energtica - Edifcios Comerciais............................ 21 Tabela 4.3 - Estrutura de Avaliao do LEED.................................................................... 22 Tabela 4.4 - Tipologias de J anelas..................................................................................... 31Tabela 4.4.1 - Tipologias de J anelas.................................................................................. 32 Tabela 4.5 - Consumo de Energia com Iluminao em Edificaes Comerciais ............... 34 5Materiais e Mtodos Tabela 5.6 - Dados do Sistema Hobo................................................................................. 45 Tabela 5.7 - Cdigos para Gravao dos Arquivos............................................................ 50 Tabela 5.8 - Exemplo de Codificao das Alternativas para a Etapa de Simulao...........51 6O Clima Local Tabela 6.9 - Aberturas para Ventilao e Sombreamento das Aberturas para a Zona Bioclimtica 4...................................................................................................................... 56 Tabela 6.10 - Transmitncia Trmica, Atraso Trmico e Fator de Calor SolarAdmissveis para Vedaes Externas para a Zona Bioclimtica 4..................................... 56 Tabela 6.11 - Estratgias de condicionamento trmico passivo para a ZonaBioclimtica 4 ..................................................................................................................... 57LISTA DE TABELAS xi7Diagnstico da Situao Atual dos Edifcios de Escritrios Tabela 7.12 - Edifcio Bandeirantes....................................................................................59 Tabela 7.12.1 - Caractersticas Construtivas......................................................................60 Tabela 7.12.2 - Caractersticas dos Pavimentos.................................................................60 Tabela 7.12.3 - Caractersticas da Fachada do Pavimento Tipo........................................ 60 Tabela 7.13 - Edifcio Conde do Pinhal .............................................................................. 61 Tabela 7.13.1 - Caractersticas Construtivas...................................................................... 62 Tabela 7.13.2 - Caractersticas dos Pavimentos................................................................ 62 Tabela 7.13.3 - Caractersticas da Fachada do Pavimento Tipo........................................ 62 Tabela 7.14 - Edifcio Racz Center..................................................................................... 63 Tabela 7.14.1 - Caractersticas Construtivas...................................................................... 64 Tabela 7.14.2 - Caractersticas dos Pavimentos................................................................ 64 Tabela 7.14.3 - Caractersticas da Fachada do Pavimento Tipo........................................ 64 Tabela 7.15 - Edifcio Rotary Club...................................................................................... 65 Tabela 7.15.1 - Caractersticas Construtivas.....................................................................66 Tabela 7.15.2 - Caractersticas dos Pavimentos................................................................ 66 Tabela 7.15.3 - Caractersticas da Fachada do Pavimento Tipo........................................ 66 Tabela 7.16 - Edifcio Luciano Zanollo............................................................................... 67 Tabela 7.16.1 - Caractersticas Construtivas...................................................................... 68 Tabela 7.16.2 - Caractersticas dos Pavimentos................................................................ 68 Tabela 7.16.3 - Caractersticas da Fachada do Pavimento Tipo........................................ 68 Tabela 7.17 - Edifcio Centro Mdico ................................................................................. 69 Tabela 7.17.1 - Caractersticas Construtivas...................................................................... 70 Tabela 7.17.2 - Caractersticas dos Pavimentos................................................................ 70 Tabela 7.17.3 - Caractersticas da Fachada do Pavimento Tipo........................................ 70 Tabela 7.18 - Caractersticas Gerais.................................................................................. 71 Tabela 7.19 - Sistemas Construtivos.................................................................................. 71 Tabela 7.20 - Caractersticas da Implantao dos Edifcios............................................... 72 Tabela 7.21 - Caractersticas das Fachadas do Pavimento Tipo Bandeirantes.............. 72 Tabela 7.22 - Caractersticas das Fachadas do Pavimento Tipo Conde do Pinhal ........ 72 Tabela 7.23 - Caractersticas das Fachadas do Pavimento Tipo Racz Center............... 72 Tabela 7.24 - Caractersticas das Fachadas do Pavimento Tipo Rotary Club................ 73 Tabela 7.25 - Caractersticas das Fachadas do Pavimento Tipo Luciano Zanollo........ 73 LISTA DE TABELAS xiiTabela 7.26 - Caractersticas das Fachadas do Pavimento Tipo Centro Mdico............ 73 Tabela 7.27 - Salas Analisadas.........................................................................................75 Tabela 7.28 - N Equipamentos em Salas de Advocacia..................................................76 Tabela 7.29 - N Equipamentos em Salas de Medicina..................................................... 78 Tabela 7.30 - Aplicao do Modelo para a Cidade de So Carlos......................................89 8Simulaes Termo-Energticas Tabela 8.31 - Mdias Mensais de Temperatura em So Carlos (1999 a 2004)................. 94 Tabela 8.32 - Seqncia de Eliminao dos Anos............................................................. 95 Tabela 8.33 - Eliminao dos Anos.................................................................................... 95 Tabela 8.34 - Dados de Temperatura e Umidade do Ano de 2004.................................... 98 Tabela 8.35 - Dados de Temperatura e Umidade dos Perodos de Vero e Inverno de 2004............................................................................................................... 98 Tabela 8.36 - Parmetros Variveis nas Simulaes......................................................... 100 9Analise Estatstica Tabela 9.37 - Orientao Solar.......................................................................................... 101 Tabela 9.38 - Capacidade Trmica e Transmitncia dos Materiais..................................102 Tabela 9.39 - Valores em Escalas Diferentes...................................................................103 Tabela 9.40 - Valores em escalas Uniformizadas.............................................................103 Tabela 9.41 - Consumo para Resfriamento (escalas diferentes)..................................... 104 Tabela 9.42 - Consumo para Resfriamento (escalas Uniformizadas).............................. 105Tabela 9.43 - Desempenho Trmico das Variveis em J unho........................................ 106 Tabela 9.44 - Consumo para Aquecimento (escalas diferentes)..................................... 108 Tabela 9.45 - Consumo para Aquecimento (escalas Uniformizadas).............................. 109 Tabela 9.46 - Desempenho Trmico das Variveis em J unho........................................ 110 Tabela 9.47 - Consumo para Resfriamento (escalas diferentes)..................................... 110 Tabela 9.48 - Consumo para Resfriamento (escalas Uniformizadas).............................. 111 Tabela 9.49 - Desempenho Trmico das Variveis em Dezembro.................................. 112 Tabela 9.50 - Consumo para Resfriamento (escalas diferentes)..................................... 114 Tabela 9.51 - Consumo para Resfriamento (escalas Uniformizadas).............................. 115Tabela 9.52 - Desempenho Trmico das Variveis em J unho........................................116 Tabela 9.53 - Consumo para Aquecimento (escalas diferentes).....................................118 LISTA DE TABELAS xiiiTabela 9.54 - Consumo para Aquecimento (escalas Uniformizadas).............................. 119 Tabela 9.55 - Desempenho Trmico das Variveis em J unho........................................119 Tabela 9.56 - Consumo para Resfriamento (escalas diferentes)..................................... 120 Tabela 9.57 - Consumo para Resfriamento (escalas Uniformizadas).............................. 121 Tabela 9.58 - Desempenho Trmico das Variveis em Dezembro.................................. 121LISTA DE FIGURAS xivLista de Figuras 4Reviso Bibliogrfica Figura 4.1 - Oferta Interna de Energia 1970-2025..............................................................9 Figura 4.2 - Emisses de Dixido de Carbono...................................................................9 Figura 4.3 - Consumo Final de Energia no Brasil............................................................... 10 Figura 4.4 - Estrutura da Oferta Interna de Energia no Brasil............................................12 Figuras 4.5 e 4.6 - Estrutura da Oferta Interna no Mundo e Estrutura da OfertaInterna na OCDE................................................................................................................12 Figuras 4.7 e 4.8 - Painis Fotovoltaicos Aplicados na Fachada e Painis Aplicadosna Cobertura e Terrao...................................................................................................... 17 Figuras 4.9 e 4.10 - Sistema de Eletrificao Residencial e Sistema Fotovoltaico em Parque Ecolgico.......................................................................................................... 18 Figura 4.11 - Modelo de Certificado Energtico para Edifcios .......................................... 19 Figuras 4.12, 4.13 e 4.14 - Fachada do Edifcio, rea Interna e Sistema Fotovoltaico.... 22 Figura 4.15 - Carta Bioclimtica de Olgyay........................................................................ 25 Figura 4.16 - Carta de Givoni Adotada para o Brasil.......................................................... 26 Figura 4.17 - Exemplo de Edifcio Comercial em So Paulo.............................................. 27 Figura 4.18 - Ptio Interno.................................................................................................. 37 Figura 4.19 - trio............................................................................................................... 37 Figura 4.20 - Prateleira de Luz........................................................................................... 37 Figura 4.21 - Parede Refletora........................................................................................... 37Figura 4.22 - Shed.............................................................................................................. 37 Figura 4.23 - Dutos de Luz................................................................................................. 37 Figura 4.24 - Clerestory...................................................................................................... 37 Figura 4.25 - Refletor Interno.............................................................................................. 37 Figura 4.26 - Elemento Prismtico.................................................................................... 37 LISTA DE FIGURAS xvFigura 4.27 - Superfcie Inclin. e Reflex.............................................................................. 37Figura 4.28 - Vidro Reflexivo.............................................................................................. 37Figura 4.29 - Isolao Trmica Transp..............................................................................37Figura 4.30 - Exemplo de Edifcio com Brise Fixo.............................................................. 38 5Materiais e Mtodos Figura 5.31 - Proteo........................................................................................................ 46 6O Clima Local Figura 6.32 - Localizao no Estado de So Paulo............................................................ 53 Figura 6.33 - So Carlos e Municpios Vizinhos................................................................. 53Figura 6.34 - Dados Mensais de Temperatura do Ano de 2005......................................... 55 Figura 6.35 - Dados Mensais de Umidade do Ar do Ano de 2005....................................55 Figura 6.36 - Zoneamento Bioclimtico Brasileiro.............................................................. 56 Figura 6.37 - Zona Bioclimtica 4....................................................................................... 56 7Diagnstico da Situao Atual dos Edifcios de Escritrios Figura 7.38 - Tempo de Uso de Equipamentos.................................................................. 76 Figura 7.39 - Ocupao...................................................................................................... 77 Figura 7.40 - Tempo de Uso de Equipamentos.................................................................. 78 Figura 7.41 - Ocupao...................................................................................................... 78 Figura 7.42 - Croqui do Edifcio Conde do Pinhal .............................................................. 80 Figura 7.43 - Croqui do Edifcio Luciano Zanollo................................................................ 80 Figura 7.44 - Croqui do Edifcio Centro Mdico.................................................................81 Figura 7.45 - Temperatura do Ar no Edifcio Conde do Pinhal (inverno)............................ 82 Figura 7.46 - Umidade Relativa no Edifcio Conde do Pinhal (inverno).............................82 Figura 7.47 - Temperatura do Ar no Edifcio Conde do Pinhal (vero)..............................83 Figura 7.48 - Umidade Relativa no Edifcio Conde do Pinhal (vero)................................. 83 Figura 7.49 - Temperatura do Ar no Edifcio Luciano Zanollo (inverno)............................. 84 Figura 7.50 - Umidade Relativa no Edifcio Luciano Zanollo (inverno)............................... 84 Figura 7.51 - Temperatura do Ar no Edifcio Luciano Zanollo (vero)...............................85 Figura 7.52 - Umidade Relativa no Edifcio Luciano Zanollo (vero).................................85 Figura 7.53 - Temperatura do Ar no Edifcio Centro Mdico (inverno)............................... 86 LISTA DE FIGURAS xviFigura 7.54 - Umidade Relativa no Edifcio Centro Mdico (inverno)................................86 Figura 7.55 - Temperaturas do Ar no Edifcio Centro Mdico (vero)................................ 87 Figura 7.56 - Umidade Relativa no Edifcio Centro Mdico (vero)...................................87 Figura 7.57 - Temperaturas Confortveis em Funo das Mdias Mensais dasTemperaturas Externas......................................................................................................88 Figura 7.58 - Graus-Hora de Desconforto por Calor no Edifcio Centro Mdico (O/NO/N/L/SE)...................................................................................................................90 Figura 7.59 - Graus-Hora de Desconforto por Frio no Edifcio Centro Mdico(L/SE/S/O)..........................................................................................................................91 Figura 7.60 - Graus-Hora de Desconforto por Frio no Edifcio Conde do Pinhal (N/E)......92 Figura 7.61 - Graus-Hora de Desconforto por Frio no Edifcio Luciano Zanollo (S/O).......93 Figura 7.62 - Graus-Hora de Desconforto por Frio no Edifcio Luciano Zanollo (N/E).........93 8Simulaes Termo-Energticas Figura 8.63 - Temperaturas e Umidade Relativa ao Longo do Ano................................... 96 Figura 8.64 - Classificao Bioclimtica do Ano Tpico, Conforme o Modelode Givoni..............................................................................................................................96 Figura 8.65 - Clima mido: 8 a 14 janeiro............................................................................97 Figura 8.66 - Clima seco: 1 a 7 setembro........................................................................... 97 Figura 8.67 - Clima ameno: 28 maro a 3 abril .................................................................. 97 Figura 8.68 - Clima frio: 19 a 25 julho................................................................................. 97 Figura 8.69 - Planta do Edifcio de Referncia....................................................................98 9Anlise Estatstica Figura 9.70 - Relao entre Consumo Estimado e Consumo Simulado............................. 105 Figura 9.71 - Relao entre Absortncia da Fachada, Irradincia e Consumo paraResfriamento - Ms J unho.................................................................................................. 107 Figura 9.72 - Relao entre PJ F, Irradincia e Consumo para Resfriamento - - Ms J unho......................................................................................................................... 107 Figura 9.73 - Relao entre Consumo Estimado e Consumo Simulado............................. 109 Figura 9.74 - Relao entre Consumo Estimado e Consumo Simulado............................. 111 Figura 9.75 - Relao entre Absortncia da Fachada, Irradincia e Consumo paraResfriamento - Ms Dezembro............................................................................................112 LISTA DE FIGURAS xviiFigura 9.76 - Relao entre PJ F, Irradincia e Consumo para Resfriamento - - Ms Dezembro.................................................................................................................113 Figura 9.77 - Relao entre Consumo Estimado e Consumo Simulado............................. 115 Figura 9.78 - Relao entre Absortncia de Fachada, Irradincia e Consumo paraResfriamento - Ms J unho.................................................................................................. 116 Figura 9.79 - Relao entre Absortncia de Cobertura, Irradincia e Consumo para Resfriamento - Ms J unho.................................................................................................. 116 Figura 9.80 - Relao entre PJ F, Irradincia e Consumo para Resfriamento - - Ms J unho........................................................................................................................117 Figura 9.81 - Relao entre Consumo Estimado e Consumo Simulado............................. 118 Figura 9.82 - Relao entre Consumo Estimado e Consumo Simulado............................. 120 Figura 9.83 - Relao entre PJ F, Irradincia e Consumo para Resfriamento - - Ms Dezembro.................................................................................................................. 122 Figura 9.84 - Relao entre Absortncia de Fachada, Irradincia e Consumo para Resfriamento Ms Dezembro............................................................................................. 122 Figura 9.85 - Relao entre Absortncia de Cobertura, Irradincia e Consumo para Resfriamento - Ms Dezembro............................................................................................122 RESUMO xviiiRESUMO CARRIRES,KellenMonte.Desempenhotrmicoeconsumoenergticode edifciosdeescritriosemSoCarlos,SP.Campinas,FaculdadedeEngenharia Civil,ArquiteturaeUrbanismo,UniversidadeEstadualdeCampinas,2007.151f. Dissertao. Comacriseenergticaeoaltoconsumodeeletricidade,crescentea preocupaocomaeconomiadeenergia,principalmenteemedifciosdossetores pblicosecomerciais,poissoosgrandesconsumidores.Comisso,muitos pesquisadores da rea esto direcionando suas pesquisas cientficas para o estudo do confortotrmicodohomem,embuscadeedifciosmaiseficientesenergeticamente. Baseado nesses fatos, esse trabalho avalia a influncia de parmetros construtivos com relaoaoconsumodeenergiaeaoconfortotrmicodeedifciosdeescritriosda cidadedeSoCarlos,deformaaadequarosedifciosaoclimadacidade.Paratal anlise,foramestudadosseisedifcioscomrelaocaracterizaoconstrutiva,dos quais trs foram escolhidos para o levantamento do padro de uso e ocupao desse tipodeedificao,eparamonitoramentodetemperaturaeumidaderelativadoar. Foram realizadas para o clima da cidade, simulaes de um edifcio de referncia que apresenta alguns parmetros fixos, que foram adotados por representarem os sistemas construtivosmaisutilizadosnoBrasil,eoutrosvariveiscomoaorientao,sistema construtivo, porcentagem de vidro na fachada, absortncia da fachada e da cobertura e renovaesdear.Cadaparmetrovarivelfoisimuladocomtodososoutrosfixos, obtendo-seassimresultadosreaisdainflunciadecadaum.Osresultadosdessas simulaes foram analisados estatisticamente por regresso linear mltipla. Com essa anlise pde-se determinar a influncia de cada parmetro no consumo de energia. A RESUMO xixabsortncia da cobertura foi o parmetro que mais influenciou no consumo, chegando a 160% a mais no ms de junho e 238% a mais no ms de dezembro, isso em relao a absortnciadafachada,parmetrodemenorinfluncianessesmodelos.Almdisso, foram calculadas as diferenas de consumo entre os maiores e menores valores para todas as combinaes adotadas nesse trabalho, chegando as situaes ideais para o consumodeaquecimentoeresfriamento.Emtodososcasos,comexceoda capacidadetrmicadosistemaconstrutivo,osmenoresvaloresdecadaparmetro foram os que obtiveram um menor consumo total em todas as situaes. Palavras Chave: consumo energtico, conforto trmico, edifcios de escritrios. ABSTRACT xx ABSTRACT CARRIRES,KellenMonte.Thermalperformanceandenergyconsumptionof buildingsofofficesinSaoCarlos,SP.Campinas,CollegeofCivilEngineering, ArchitectureandUrbanism,UniversidadeEstadualdeCampinas,2007.151p. Dissertation. Duetotheenergeticcrisisandthehighdemandforelectricity,theconcern about power saving is growing, mainly at public and commercial buildings, as they are thegreatestconsumers.Therefore,manyresearchersoftheareaaredirectingtheir scientificresearchestowardsthestudyofmankindthermalcomfort,aimingmore energeticallyefficientbuildings.Baseduponthesefacts,thisworkevaluatesthe influenceofconstructionparametersinrelationtoenergyconsumptionandthermal comfortofofficebuildingslocatedinthecityofSaoCarlos,inordertoadequatethe buildingstothecityclimate.Forsuchanalysis,sixbuildingswerestudiedregarding constructive characterization and three of them were chosen to be assessed by the use andoccupancypatternsofthistypeofbuildingandfortemperatureandairrelative humiditymonitoring.Accordingtothecityclimate,simulationswereperformedfora reference building with some fixed parameters, which were adopted as representing the mostusedbuildingsystemsin Brazilandothervariablessuchasorientation,building system,thepercentageofglassinthefaade,faadeandroofabsortanceandair renovation.Eachvariableparameterwassimulatedhavingallothersfixed,obtaining realresultsoftheirindividualinfluences.Theresultsofthesesimulationswere statistically analyzed by multiple linear regression. Through this analysis it was possible todeterminetheinfluenceofeachparameterintheenergyconsumption.Theroof absortance was the parameter that most influenced the consumption, reaching a 160% increase in the month of J une and 238% in December, regarding the faade absortance, ABSTRACT xxi thelessinfluentialparameterinthesemodels.Besidesthat,thedifferencesof consumption between bigger and smaller values for all the combinations adopted in this workwerecalculated,reachingidealsituationsforthewarmingandcooling consumptions. In all cases, except for the thermal capacity of the building system, the smallervaluesofeachparameterweretheonesthatobtainedtheminortotal consumption in all situations. Key Words: energy consumption, thermal comfort, buildings of offices. 1. INTRODUO 1 1. INTRODUO No incio da dcada de 80 apareceram as primeiras iniciativas no sentido de tornarousodaenergiamaiseficiente.Iniciou-seem1985oProgramaNacionalde ConservaodeEnergiaEltricaPROCELquehojeomaisimportantergo nacional de implementao de eficincia, coordenando pesquisas e programas em todo o pas. Apesardessasiniciativas,em2001oBrasilsofreuasconseqnciasdoseu mau planejamento no uso e distribuio de energia, com isso, foram feitas campanhas de conservao e recomendaes quanto utilizao de elementos construtivos (cores, aberturas, disposio de ambientes) que proporcionassem maior eficincia energtica edificaocomoumtodo(MAGALHES,2002).Noentanto,mesmocomessas medidas, ultimamente o consumo nacional de energia eltrica tem atingido o patamar maisaltodesuahistria,chegandoademandasde95%dacapacidadedisponvel. Neste sentido, h pases que esto mais adiantados no processo da eficincia, como porexemplo,PortugalepasesdaUnioEuropia,quepossuemumprogramacom medidas para eficincia energtica de edifcios e para o uso de energias endgenas. Hoje, com o grave problema do aquecimento global crescente a preocupao com a economia energtica. No mbito da arquitetura essa preocupao est voltada principalmente para os edifcios dos setores pblicos e comerciais, pois so os grandes consumidores, representando 23% do consumo de energia no Brasil (PROCEL, 2005) e 1. INTRODUO 2 40%emPortugalepasesdaUnioEuropia(DIRECOGERALDEENERGIA, 2002). Observa-sequeailuminaoartificialeoarcondicionadosoosgrandes viles,poissoresponsveisporaproximadamente64%doconsumo,sendo44% provenientes da iluminao artificial e 20% do uso de ar condicionado (LAMBERTS et al,1997),podendoteralgumasvariaes,comonocasodeumestudorealizadoem Salvador, onde os dados mostraram que o consumo de energia em salas de edifcios deescritrios,podiachegara70%paraocondicionamentodeare15%para iluminao artificial (MASCARENHAS et al, 1988). Esses valores mostram que grande parte do consumo atribudo s variveis arquitetnicas e construtivas, j que grande percentagem do seu consumo devido ao arcondicionadoeailuminaoartificial,razopelaqual,pode-sedemonstrara responsabilidadedosprofissionaisnoconsumofinaldeenergiaeltrica(GELLER, 1994). Apesar dessa despreocupao por parte dos profissionais da construo civil, hoje muitos pesquisadores esto direcionando suas pesquisas cientficas para estudos doconfortotrmicodohomemparacontribuirnocombateaoaquecimentoglobal. SegundoumtextodoIPCC(PainelIntergovernamentalSobreMudanasdoClima) divulgado em Bangcoc, a emisso descontrolada de gases do efeito estufa pode elevar as temperaturas globais em at 6C at 2100, desencadeando elevao dos nveis dos mares, profundas transformaes ecolgicas, com a extino de espcies, devastao econmica e crises humanitrias (ESTADO, 2007). Segundo Shaeffer (2007), no caso do Brasil, a eficincia energtica a grande estratgiaparaminimizaroefeitoestufa,comaadoodemedidasqueforcema diminuio do desperdcio e o uso racional de energia, como atravs da utilizao da luz natural, da previso de dispositivos de controle do sistema de iluminao artificial, daescolhadeequipamentosdearcondicionadomaiseficientesemelhor 1. INTRODUO 3 dimensionados,dousodemateriaisetcnicasdeconstruoadequadosregio, entreoutras.Paraissooarquitetopodeutilizarsoftwaresdesimulao,poisesses programassimplificameajudamoprojetistaapreverodesempenhoenergticoe ambientaldasedificaes,orientandoasdecisesdeprojetooucomprovandoa eficincia e anlise custo/benefcio dessas decises. Contudo,oconsumodeenergiaeltricaassumehojeumpapeldedestaque nosprojetosdenovasedificaes.Ocustocrescentedesteinsumo,aliadoaosaltos investimentosnecessriossuaproduo,tornamaenergiaeltricaumparmetro fundamentaldeplanejamento.Sendoassim,estetrabalhotemcomoobjetivo diagnosticarasituaoatualdosedifciosdeescritriosexistentesemSoCarlose atravsdesimulaesnoprogramaEnergyPlus,proporparmetrosdeprojetopara futurasedificaes,adequando-asaoclimadolocal,poisestcomprovadoque edifcios que no so adequados ao clima onde esto inseridos, se tornam edificaes com baixo desempenho trmico e consequentemente com alto consumo de energia. 1.1 Estrutura da Dissertao EssadissertaodeMestradoencontra-sedivididaemdezcaptulos: Introduo,ObjetivosdaPesquisa,J ustificativa,RevisoBibliogrfica,Materiaise Mtodos,OClimaLocal,DiagnsticodaSituaoAtualdosEdifciosdeEscritrios, Simulao Termo-Energtica, Anlise Estatstica e Concluso. Nos trs primeiros captulos feita uma apresentao do tema a ser discutido nestetrabalho,dosobjetivosaseremalcanadoseabordadaaimportnciado assunto.Nocaptuloseguinte,faz-seumadiscussosobreademandaenergtica mundial, o cenrio energtico brasileiro, as fontes alternativas de energia e so citadas algumasnormasdeeficinciaenergticaexistentesnosEstadosUnidos,Portugale Brasil.Segue-secomumadiscussosobreotermoarquiteturabioclimticaesua relaocomoconfortotrmicoelumnicoemedificaes,efinalizadocoma 1. INTRODUO 4 apresentao de softwares de simulao termo-energtica, inclusive o Energy Plus e a interfaceE2-AC(E2-ArCondicionado)queseroutilizadosnestetrabalho,ecom pesquisas realizadas nesta rea. O captulo seguinte apresenta o procedimento metodolgico aplicado ao estudo de forma a se alcanar os objetivos estabelecidos no segundo captulo. Inicia-se com o mtodo utilizado para a identificao da amostra dos edifcios de escritrios da cidade deSoCarlos.Logo,apresentadoomododelevantamentodastipologiasea caracterizao do padro de uso e ocupao. Em seguida, a metodologia utilizada para asmediesdetemperaturaeumidaderelativadoareparaaanliseclimtica segundoaNormaAshrae55-2004.Porfim,apresentadoomtodoparaas simulaescomputacionaisnoprogramaEnergyPlusatravsdainterfaceE2-ACe para anlise estatstica dos resultados. O sexto captulo apresenta a caracterizao climtica da cidade de So Carlos e o stimo o diagnstico da situao atual dos edifcios de escritrios da cidade. Esse captulo inicia com a caracterizao construtiva dos edifcios levantados, o padro de uso e ocupao, os resultados das medies de temperatura e umidade relativa do ar atravs de grficos e por fim, uma anlise climtica das edificaes segundo a Norma Ashrae 55-2004. Nooitavocaptulosoapresentadososresultadosdassimulaestermo-energticasdoedifciodereferncia,nononocaptuloaanliseestatsticados resultados e, para finalizar, o captulo 10 apresenta a concluso do trabalho. 1.2 Contexto da Dissertao Essa dissertao est contextualizada com uma pesquisa de mbito nacional financiada pelo CT-Energ/CNPq e intitulada: Impactos da Adequao Climtica sobre a 1. INTRODUO 5 Eficincia Energtica e o Conforto Trmico de Edifcios de Escritrio no Brasil, na qual seroestudadosedifciosdeescritrioslocalizadosnasoitozonasbioclimticas brasileiras,conformeozoneamentoestabelecidopelaNBR15220-3(ABNT,2005). Com o objetivo principal de produzir subsdios para uma futura normalizao sobre a eficinciaenergticadessetipodeedificao,sendoestetrabalhodemestradoo responsvel pela zona 4, onde a cidade de So Carlos est inserida. Ametodologiadestapesquisaestdivididaemtrsetapas:aprimeirao levantamento das tipologias construtivas de edifcios de escritrios existentes nas oito cidadesselecionadas(Zona1:CuritibaPR;Zona2:SantaMariaRS;Zona3: FlorianpolisSC;Zona4:SoCarlosSP;Zona5:NiteriRJ ;Zona6:Campo GrandeMS;Zona7:MossorRN;Zona8:MaceiAL).Asegundaetapao monitoramento da temperatura e umidade relativa do ar, o monitoramento do consumo deenergiadeequipamentosexistentesemalgunsescritrioseasatividadesneles realizadas. Por fim, a terceira etapa a de simulaes computacionais. 2. OBJETIVOS DA PESQUISA 6 2. OBJETIVOS DA PESQUISA 2.1 Objetivo Geral Avaliarainflunciadeparmetrosconstrutivoscomrelaoaoconsumode energia e ao conforto trmico, de forma a adequar os edifcios de escritrios ao clima da cidade de So Carlos. 2.2Objetivos Especficos - Diagnosticar a situao atual dos edifcios de escritrios da cidade de So Carlos-SP, com relao ao desempenho trmico; - Avaliar a influncia de parmetros construtivos no consumo de energia e no conforto trmico; -Produzirjuntocomoprojetomaior,subsdiosparaumafuturanormalizao relacionada eficincia energtica de edifcios de escritrios. 3. JUSTIFICATIVA 7 3. JUSTIFICATIVA OBrasilapresentasignificativadiversidadeclimticaecadaregioexige soluesconstrutivasespecficas,aindainsuficientementeestudadas.O desconhecimento sobre essas especificidades vem sendo responsvel pela proliferao de edifcios com baixo desempenho trmico e, por conseqncia, elevado consumo de energia, pois a adoo de solues idnticas ou semelhantes para todo o pas provoca consumodesnecessriodeenergiaeltrica(LAMBERTS,2004).Estima-seque edifcios com projetos adequados possam consumir em torno de 30% menos energia que outros que ofeream nveis de conforto e utilizao similares (GMEZ et al, 1995). Alm disso, adequao do padro arquitetnico o item que exige menor investimento. SegundooMME(1990)paraaadequaoarquitetnicaoinvestimentoexigidode apenas 5% do total, proporcionando uma das maiores economias de energia, 23%. Para mudar o cenrio do consumo de energia exagerado provocado por uma arquitetura desvinculada da bioclimatologia, preciso primeiramente entender melhor o climaesuasvariveisinfluentessobreoconfortohumanoesobreocomportamento trmicodasedificaes,ecriarlegislaesespecficasdeconfortoeconsumode energia. Por isso, este projeto justifica-se por buscar compreender o clima da cidade de So Carlos e atravs de simulaes computacionais, avaliar os parmetros construtivos comrelaoaoconsumodeenergiaaoconfortotrmico,deformaaadequaros edifcios de escritrios ao clima de So Carlos. Alm disso, este trabalho em conjunto com o projeto maior, vem como uma forma de colaborar com a sociedade atravs da formulao de uma norma de conforto trmico e consumo de energia para edifcios de escritrios, com o objetivo de que adaptaes ou novas edificaes sejam realizadas adequadas ao clima onde sero inseridas.4. REVISO BIBLIOGRFICA 8 4. REVISO BIBLIOGRFICA 4.1 Demanda Energtica Mundial A demanda mundial de energia no cenrio de referncia do OIE 2004 (Oferta Interna de Energia) chegar a 15697 milhes tep (tonelada equivalente de petrleo) em 2025, apresentando taxa mdia de crescimento de 1,8% aa (ao ano), inferior aos 2,21% aadoperodohistrico1970-2000.Ospasesindustrializadosapresentamtaxade 1,12%aa,osemdesenvolvimentode2,79%aaeosdogrupoEE/FSU(Rssia, Ucrnia,Belarus,Cazaquisto,Bulgria,Crocia,outrosdaantigaUnioSoviticae outros da Europa em reestruturao econmica) 1,49% aa (figura 4.1). O Brasil atingir um consumo de energia de 346 milhes de tep em 2025, com taxa de crescimento de 2,42% aa (MME, 2005). Aintensidadeenergticamundial,medidapelarelaoentreademandade energiaeoPIB(ProdutoInternoBruto),decresce1,09%aanoperodoprojetado, percentual que representa um maior esforo de racionalizao do uso de energia em relao ao perodo 1970-2000. EmrelaosemissesdeCO2(dixidodecarbono),chegaroa37124 milhesdetoneladasem2025(figura4.2).Comparativamenteaoanode2000,este montante mantm praticamente a mesma relao com o consumo de energia (2,365 t CO2//tep). No caso do Brasil se projeta um crescimento de 0,58% aa no indicador, em decorrnciadareduodaparticipaodasfontesrenovveis,principalmenteda hidrulica (MME, 2005).4. REVISO BIBLIOGRFICA 9 Figura 4.1 - Oferta interna de Energia 1970-2025 Figura 4.2 - Emisses de Dixido de Carbono Fonte: MME, 2005 4.2 Cenrio Energtico Brasileiro

Noperodode1970a2004,opaspassouporumagrandeevoluoem relao oferta interna de energia, atravs da reduo de sua dependncia externa e da permanncia ainda significativa das fontes renovveis. Dentre as fontes de energia produzidas no pas como o carvo vegetal,derivados do petrleo, hidrulica, eltrica, biomassa,entreoutros,ogsnaturalvemtendosignificativodesenvolvimento.No relatrio do Balano Energtico Nacional - BEN (2007) o gs natural o energtico que vemapresentandoasmaiorestaxasdecrescimentonamatrizenergticabrasileira, tendoquasetriplicadoasuaparticipaonosltimosanos,de3,7%em1998,para 9,6% em 2006. O reflexo deste aumento recai, principalmente, sobre os derivados de petrleo pela substituio de leo combustvel e gs liquefeito de petrleo, de GLP na indstria, de gasolina no transporte, alm de outras substituies em menor escala. Com o objetivo de reduzir ainda mais o consumo de combustveis derivados do petrleoeoscustoscorrespondentessuaimportao,oBrasiladotoualgumas alternativas, como a implementao do Pr-lcool e o uso do seu potencial hidrulico para a gerao de energia eltrica limpa e barata. Essas alternativas acabaram criando 4. REVISO BIBLIOGRFICA 10 umareservaenergticanopas,possibilitandoinvestimentosemconstruese implantaesdeusinas,sendoumestimuladorparaodesenvolvimentodaeconomia nacional. Apesardisso,em2001,oBrasilsofreuasconseqnciasdoseumau planejamento no uso e distribuio de energia, foram feitas campanhas em todo o pas para conscientizar a populao da necessidade do uso eficiente da energia eltrica e da utilizaomaisracionaldosrecursosnaturais.Essascampanhas,noentanto,no forammuitoeficientes,poiscadavezmaisedifciossoconstrudossemlevarem considerao, desde a fase inicial de projeto, diversos fatores como orientao, escolha demateriaisadequadosaoclimadaregio,usodailuminaoartificialcomo complementodanatural,entreoutros,acarretandoedificaescompssimas condiesdeconfortotrmicoeconsequentementebaixaeficinciaenergtica. Segundo o Ministrio de Minas e Energia (2005) o consumo final de energia eltrica em 2004 teve um aumento de 3,1 vezes em relao ao de 1970. Sendo que as edificaes residenciaisecomerciaissoresponsveispor48%doconsumototaldeenergia eltrica no Brasil. J no setor comercial e pblico, entre 1970 e 2004 houve um crescimento de 700% no consumo de energia, como mostra a figura 4.3. Figura 4.3 - Consumo Final de Energia no Brasil Fonte: MME, 2005 4. REVISO BIBLIOGRFICA 11 Oaumentonoconsumodeenergiacontinuacrescendo.Levantamentos preliminaresrealizadosnosprimeirosmesesde2007permitiramcomporumaidia concisadaOfertaInternadeEnergia.Taislevantamentosindicaramqueademanda totaldeenergianoBrasil,em2007,atingiu225,8milhesdetep(toneladas equivalentesdepetrleo),montante3,2%superiordemandaverificadaem2005e equivalente a cerca de 2% da energia mundial (BEN, 2007). Esse consumo exagerado podeacarretarumanovacriseenergticanopas,almdecolaborarcomo aquecimento global atravs da emisso excessiva de CO2 na atmosfera. Apesar disso, pelo fato do Brasil possuir uma expressiva participao de energia hidrulica e um uso ainda representativo de biomassa, o pas apresenta indicadores de emisses de CO2 bem menores que a mdia dos pases desenvolvidos. No Brasil, a emisso de 1,57 toneladasdeCO2portepdaOIE,enquantonospasesdaOCDE(Organizaode Cooperao e de Desenvolvimento Econmicos) a emisso de 2,37 toneladas de CO2 por tep, ou seja, 51% maior (BEM, 2007). Nesse sentido, busca-se hoje aumentar a eficincia energtica das edificaes atravsdousodeequipamentosmaismodernosqueconsumammenosenergia, atravsdousodaarquiteturabioclimtica,delegislaesedenovasalternativasde gerao de energia. 4.3 Fontes Alternativas de Energia EmboraoBrasilpossuaumavastagamadefontesdeenergiaempotencial (sol,vento,biomassaetc.),omodelohegemnicodeproduodeenergiacontinua sendo desde o incio de seu desenvolvimento industrial o hidreltrico, ou seja, aquele baseado na fora do deslocamento de grandes massas de gua. Inicialmente, as usinas hidreltricas eram predominantemente de grande porte, com grandes reas alagadas, construdas basicamente pelo Estado; nas duas ltimas dcadas, porm, este modelo vem se alterando, passando a predominar a construo de barragens menores sob os 4. REVISO BIBLIOGRFICA 12 auspciosdeconsrciosdeempresasprivadas,sendocomumaparticipaode estrangeirastransnacionais.Talmodeloenergtico,utilizadoemaltssimaescalano Brasil, no poderia deixar de causar grandes impactos scio-ambientais, como no caso doEstadodoParan,emqueopotencialhidreltricodosriosencontra-se completamente exaurido. Isso se d pelo fato de que 85% da energia produzida no pas vm da fonte hdrica. Apesar desse percentual alto, o Brasil vem investindo em algumas fontes alternativas de energia. O relatrio do BEN (2007) mostrou que em 2006 houve um aumento de 4,2% das fontes renovveis no pas (hidrulica, biomassa e outras) e 2,4% das no renovveis (petrleo e derivados, gs natural, carvo mineral e urnio). Comisso,aenergiarenovvelpassouarepresentar44,9%daMatrizEnergtica Brasileira, em 2006 (figura 4.4). Essa proporo a mais alta do mundo, contrastando significativamentecomamdiamundial,de13,2%(figura4.5),emaisaindacoma mdia dos pases que compem a Organizao de Cooperao e de Desenvolvimento Econmicos OCDE, em sua grande maioria pases desenvolvidos, de apenas 6,1% (figura 4.6). Figura 4.4 - Estrutura da Oferta Interna de Energia no BrasilFonte: BEN, 2007 Figuras 4.5 e 4.6 - Estrutura da Oferta Interna no Mundo e Estrutura da Oferta Interna na OCDE Fonte: BEN, 2007 4. REVISO BIBLIOGRFICA 13 A seguir so apresentadas as diversas fontes alternativas de energia eltrica, trmica e combustvel que so utilizadas pelo Brasil e por outros pases: Biomassa-Atravsdafotossntese,asplantascapturamenergiadosole transformamemenergiaqumica.Estaenergiapodeserconvertidaem eletricidade,combustveloucalor.Asfontesorgnicasquesousadaspara produzirenergiausandoesteprocessosochamadasdebiomassa.Os combustveismaiscomunsdabiomassasoosresduosagrcolas,madeirae plantascomoacana-de-acar.NoBrasilaproduodeenergiaeltricada biomassa estimada em cerca de 3% da energia eltrica total: 10 TWh (1999), sendo 4.1 em co-gerao na industrializao de cana, 2.9 na indstria de papel e celulose, e cerca de 3 TWh em diversas unidades utilizando resduos agrcolas (CGEE, 2001). ClulaCombustvel-Clulacombustvel(FuelCells)umatecnologiaque utiliza o hidrognio e o oxignio para gerar eletricidade com alta eficincia. Sua importnciaestnaaltaeficinciaenaausnciadeemissodepoluentes quando se utiliza o hidrognio puro. Etanolomaiscomumdoslcooisecaracteriza-seporserumcomposto orgnico,obtidoatravsdeprocessossintticosedafermentaode substncias amilceas ou aucaradas, como a sacarose existente no caldo-de-cana.umlquidoincolor,voltil,inflamvel,solvelemgua,comcheiroe saborcaractersticos.Olcooletlicoutilizadocomocombustveldesdeo nascimentodosautomveis,natentativadeadaptarosmotoresrecm inventados para a utilizao do etanol. Desde ento e at nos dias de hoje, o uso doetanolemveculosautomotorestemsidoumconsidervelavanoe possibilitou o desenvolvimento de uma tecnologia 100% nacional. O Prolcool umprogramanacionaldesubstituiodopetrleoporenergiarenovvel.No Brasil 43% dos automveis so movidos a lcool, que um combustvel menos poluente,poisemiteparaaatmosferamenosCO2queoresponsvelpelo aquecimentoglobal,enquantoquenosEUAamisturalcoolegasolina 4. REVISO BIBLIOGRFICA 14 correspondem a 8% do mercado de combustvel. Esses dois pases representam 70% da produo mundial de etanol (SPITZ, 2007). GsNatural-Ogsnaturalumamisturadehidrocarbonetosleves,que temperaturaambienteepressoatmosfrica,permanecenoestadogasoso. um gs inodoro e incolor, no txico e mais leve que o ar. O gs natural umafontedeenergialimpa,quepodeserusadanasindstrias,substituindo outros combustveis mais poluentes, como leos combustveis, lenha e carvo. Desta forma ele contribui para reduzir o desmatamento e diminuir o trfego de caminhes que transportam leos combustveis para as indstrias. As reservas degsnaturalsomuitograndeseocombustvelpossuiinmerasaplicaes em nosso dia-a-dia. Energia Geotrmica - Abaixo da crosta terrestre constitue-se uma rocha lquida, chamada magma. A gua contida nos reservatrios subterrneos pode aquecer ou mesmo ferver quando em contato com essa rocha, podendo ser utilizada para aquecerprdios,casasepiscinasnoinverno.Emalgunslugaresdoplaneta existem tanto vapor e gua quente que possvel produzir at energia eltrica. EmPortugal,existemalgunsaproveitamentosdiretos,comoocasodaCentral Geotrmica em So Miguel (Aores). EnergiaMaremotriz-Asondasdomarpossuemenergiacinticadevidoao movimentodaguaeenergiapotencialdevidosuaaltura.Aenergiaeltrica podeserobtidaseforutilizadoomovimentooscilatriodasondas.O aproveitamentofeitonosdoissentidos:namaraltaaguaencheo reservatrio,passandoatravsdaturbinaeproduzindoenergiaeltrica, enquantoquenamarbaixaaguaesvaziaoreservatrio,passando novamenteatravsdaturbina,agoraemsentidocontrrioaodoenchimento, produzindo tambm energia eltrica. EnergiaElica-Aenergiaelicaprovmdaradiaosolarumavezqueos ventos so gerados pelo aquecimento no uniforme da superfcie terrestre. Uma 4. REVISO BIBLIOGRFICA 15 estimativa da energia total disponvel dos ventos ao redor do planeta pode ser feitaapartirdahiptesedeque,aproximadamente2%daenergiasolar absorvidapelaTerraconvertidaemenergiacinticadosventos(CRESESB, 2006a). Este percentual, embora parea pequeno, representa centenas de vezes apotnciaanualinstaladanascentraiseltricasdomundo.Existemalguns casos de implementao do sistema elico em algumas regies do Brasil, como mostra a tabela 4.1. Tabela 4.1 - Projetos de Energia Elica Implementados no Brasil Fonte: CRESESB, 2006a EstadoLocalGeradoresCapacidade Instalada Produo Anual Prevista Estado Atual Cear Taba Prainha Mucuripe Paracur Camocim ENERCON ENERCON TAKE - - 5 MW 10 MW 1,2 MW 30 MW 30 MW 17.500 MWh 35.000 MWh 3.800 MWh - - Operao Operao Operao Estudo Estudo Minas GeraisMorro do Camelinho TAKE1,0 MW800 MWhOperao ParVila J oanes Costa NE BERGEY - 40 KW 100 MW - - Operao Estudo ParanPalmas I Palmas II Palmas III ENERCON ENERCON ENERCON 2,5 MW 9,5 MW 75 MW 7.000 MWh - - Operao Estudo Estudo PernambucoF. NoronhaFOLKCENTER75 KW-Operao Rio de J aneiroCabo Frio-10 MW-Estudo EnergiaSolar-Oaproveitamentodaenergiageradapelosol,inesgotvelna escala terrestre de tempo, tanto como fonte de calor quanto de luz, hoje, sem sombra de dvidas, uma das alternativas energticas mais promissoras para se enfrentar os desafios do novo milnio. Existem algumas formas de utilizao da energia solar, como a energia solar fototrmica e a energia solar fotovoltaica. 4. REVISO BIBLIOGRFICA 16 oEnergiaFototrmica-aquantidadedeenergiaqueumdeterminado corpo capaz de absorver, sob a forma de calor, a partir da radiao solar incidentenomesmo.Autilizaodessaformadeenergiaimplicasaber capt-la e armazen-la. Os equipamentos mais difundidos com o objetivo especfico de se utilizar a energia solar fototrmica so conhecidos como coletoressolares.Oscoletoressolaresplanossolargamenteutilizados para aquecimento de gua em residncias, hospitais e hotis, devido ao conforto proporcionado e a reduo do consumo de energia eltrica. oEnergiaFotovoltaica-aenergiasolarfotovoltaicaaenergiada conversodiretadaluzemeletricidade(EfeitoFotovoltaico).Oefeito fotovoltaico o aparecimento de uma diferena de potencial nos extremos deumaestruturadematerialsemicondutor,produzidapelaabsoroda luz.Aclulafotovoltaicaaunidadefundamentaldoprocessode converso. fabricada na sua grande maioria usando o silcio (Si), mas podendoserconstitudadecristaismonocristalinos,policristalinosoude silcioamorfo(CRESESB,2006b).Ainstalaodessessistemas fotovoltaicos integrados aos edifcios e interligados rede eltrica, muito aplicadaempasesdesenvolvidos.Essesistemaintegradoedificao, aomesmotempoemquegeraenergia,podesubstituirelementos construtivos convencionais da edificao, como telhas, janelas, materiais de fachada, bem como elementos de sombreamento, possibilitando assim umamaioreconomiaaoproprietrio(SALOMANI&RUTHER,2003).A seguirsoapresentadosdoisexemplosdeaplicaodepainis fotovoltaicos em edifcios de escritrio (figuras 4.7 e 4.8). 4. REVISO BIBLIOGRFICA 17 Figuras 4.7 e 4.8 - Painis Fotovoltaicos Aplicados na Fachada e Painis Aplicados na Cobertura e Terrao Fonte: http://www.infobuild.it/mecgi/ drv?tlHome&mod=modInno NoBrasilexistemalgunsprojetosemnvelgovernamentaleprivado.Esses projetosenglobamdiversosaspectosdautilizaodaenergiasolar,comona eletrificaorural,nobombeamentodguaetambmemsistemashbridos (CRESESB, 2006b). A seguir so apresentados alguns desses sistemas. oSistemadeEletrificaoResidencialnoCear(fig.4.9)-este sistema foi instalado em dezembro de 1992 no municpio de Cardeiro e vem operando nestes ltimos anos de forma contnua. Este projeto atende a 14 vilas do interior do Cear beneficiando 492 residncias num total de 30,74 kWp de potncia solar instalada. oSistema Fotovoltaico em Parque Ecolgico (fig. 4.10) - em 28 de janeirode1995,foiinauguradooSistemaGeradorFotovoltaicodo PostoAvanadodoParqueEcolgicoPortoSaupe,Bahia.Este sistema composto por um painel fotovoltaico Solarex de 1,4 kWp, queforneceenergiaemcorrentecontnuaparaumbancode baterias,aondeatravsdeuminversoralimentaem110VAC 4. REVISO BIBLIOGRFICA 18 luminrias, equipamentos de informtica e sistemas de udio e vdeo do Posto.

Figuras 4.9 e 4.10 - Sistema de Eletrificao Residencial e Sistema Fotovoltaico em Parque Ecolgico Fonte: CRESESB, 2006b Atravsdosexemploscitados,pode-seafirmarqueousodesistemasde energia fototrmica e fotovoltaica so grandes estratgias para se obter edifcios mais eficientesenergeticamente,sendoumdositensresultantesdeumaarquitetura bioclimtica. Otpicoseguinteapresentaalgumasnormasrelacionadaseficincia energtica de edificaes existentes em pases como Portugal, Estados Unidos e Brasil, que fornecem diretrizes de projeto para uma arquitetura vinculada bioclimatologia. 4.4 Normas de Eficincia Energtica Asprimeirasnormasdeeficinciaenergticaemedificaessurgiramna dcadade70,duranteacrisedopetrleo.Diversospaseslanaramprogramasde incentivo reduo do consumo de energia, resultando posteriormente na criao de normasdeeficinciaenergtica,comoaStandard90,EnergyConservationinNew Building Design (ASHRAE, 1975) e a norma californiana Title 24 de 1978.

4. REVISO BIBLIOGRFICA 19 Atualmente, EUA, Canad, Mxico, Reino Unido, Portugal, Espanha, Austrlia, Nova Zelndia, Singapura, Hong Kong, Filipinas, Chile, entre outros pases, possuem algumtipodenormaouleiemeficinciaenergticadeedificaes.Diversosdestes pases revisaram ou esto em processo de reviso de suas regulamentaes a fim de atender ao Protocolo de Quioto, que regula a emisso de gases na atmosfera, como o CO2, responsvel pelo efeito estufa (GOULART & LAMBERTS, 2005). No caso particular de Portugal, atravs da Resoluo do Conselho de Ministros n 154/2001, de 19 de outubro, o pas adotou formalmente o programa E4 (Eficincia EnergticaeEnergiasEndgenas)comoobjetivode...pelapromoodaeficincia energticaedavalorizaodasenergiasendgenas,contribuirparaamelhoriada competitividade da economia portuguesa e para a modernizao da nossa sociedade, salvaguardandosimultaneamenteaqualidadedevidadasgeraesvindouraspela reduo de emisses, em particular do CO2, responsvel pelas alteraes climticas" (DIRECOGERALDEENERGIA,2002).OProgramaE4assume-se,assim,como um instrumento de primordial importncia, apresentando um vasto conjunto de medidas que visam aumentar a eficincia energtica dos edifcios e promover o uso de energias endgenas.Oprocessodecertificaoenergticadasedificaesatravsdesse programaacontecepormeiodeumcertificadosemelhanteaosdasEtiquetas Energticas para eletrodomstico, como mostra a figura 4.11. Figura 4.11 - Modelo de Certificado Energtico para Edifcios Fonte: DIRECO GERAL DE ENERGIA, 2002 4. REVISO BIBLIOGRFICA 20 Seguindo os passos de Portugal, a Unio Europia preparou uma proposta de Directiva para a Eficincia Energtica dos Edifcios, j aprovada em dezembro de 2001 pelo Conselho nas suas linhas gerais, e tambm pelo Parlamento Europeu no incio de fevereiro 2002. Esta Directiva impe aos Estados Membros umconjunto de medidas que, no essencial, esto integradas no Programa E4. J os Estados Unidos, apesar de no fazerem parte do Protocolo de Quioto, apresentamdiversoscdigosemrelaoeficinciaenergticadeedifcios residenciais e comerciais (Apndice A), sendo que os principais adotados para edifcios comerciais so apresentados nas tabelas 4.2 e 4.2.1. Tabela 4.2 - Cdigos de Eficincia Energtica Edifcios Comerciais Fonte: GOULART & LAMBERTS, 2005 ASHRAE 90-75Energy Conservation in New Building Design - Primeira norma ASHRAE direcionada para projeto e construo de novos edifcios, considerando o ponto de vista da energia. TITLE 24- CALIFRNIA 1978 Californian Building Code- faz parte de um dos 26 cdigos do Califrnia Code of Regulations. Este cdigo divide o clima do estado em 16 zonas climticas e 8 grupos de atividades. ASHRAE 90A- 1980 Energy Conservation in New Building Design. Atualizao da ASHRAE 90-75 MEC 83 Model Energy Code 1983 Edition Mantido pelo Council of American Building Officials (CABO). Baseada na ASHRAE 90A- 1980. MEC 86Model Energy Code 1986 Edition. Mantido pelo Council of American Building Officials (CABO). Baseada na ASHRAE 90A- 1980. MEC 89 Model Energy Code 1989 Edition. Mantido pelo Council of American Building Officials (CABO). Baseada na ASHRAE 90A- 1980. ASHRAE 90.1- 1989 Energy Efficient Design of New Buildings Except Low-Rise Residential Buildings. Uma completa reviso da norma ASHRAE anterior para edifcios, excluindo edifcios residenciais de baixa altura. 4. REVISO BIBLIOGRFICA 21 Tabela 4.2.1 - Cdigos de Eficincia Energtica Edifcios Comerciais Fonte: GOULART & LAMBERTS, 2005 MEC 92 Model Energy Code 1992 Edition. Mantido pelo Council of American Building Officials (CABO). Baseada na ASHRAE 90A-1980. MEC 93 Model Energy Code 1993 Edition. Mantido pelo Council of American Building Officials (CABO). Primeira verso do MEC para atender os requerimentos do EPACT, ou seja, atender ou exceder as especificaes da ASHRAE 90.1-1989 o captulo 7 do MEC 93 adota a 90.1-1989 por referncia. ASHRAE 90.1-1989 Code Version Energy Code for Commercial and High-Rise Residential Buildings Publicado em 1993, contm uma verso em linguagem de cdigo da ASHRAE 90.1-1989. tecnicamente equivalente s provises obrigatrias mnimas da 90.1-1989. MEC 95Model Energy Code 1995 Edition Mantido pelo Council of American Building Officials (CABO). Mudanas de referncia da Standard 90.1-1989 para a verso codificada da 90.1-1989, publicada em 1993. ASHRAE 90.1- 1999 Energy Standard for Buildings Except Low-Rise Residential Buildings. Publicada em 1999, este documento fornece uma reviso completa da norma anterior. escrita numa linguagem incisiva, obrigatria, adequada para adoo de cdigos. ASHRAE 90.1- 2001 Buildings Publicado em 2001, este documento fornece uma reviso da norma anterior para incluir um adendo aprovado. Almdoscdigoscitadosacima,existeumsistemadeavaliaoporpontos chamadoLEED(LeadershipinEnergyandEnvironmentalDesign),queestabelece parmetrosdesustentabilidade,fazendocomqueedificaesatinjamoqueconstitui umgreenbuilding"(edifcioverde).Atravsdasuautilizaocomoumguiaparaa elaboraodeprojetosecomoumterodeumaferramentadecertificao,esse sistematemcomoobjetivomelhorarobemestardosusurios,odesempenho ambientaleoretornoeconmicoadvindodousodeprticasestabelecidase 4. REVISO BIBLIOGRFICA 22 inovadoras,denovospadresedenovastecnologias.OLEEDdivididoemsete categorias, desenvolvimento sustentvel local, uso eficiente da gua, energia, materiais, qualidadedoambienteinterno,inovaoeprocessodeprojeto.Cadaumadessas categorias contm um nmero de crdito especfico, e cada crdito, corresponde a um oumaispontospossveis(tabela4.3).Apartirdessespontos,osedifciosso classificados em LEED Certified, Silver, Gold ou Platinum. Tabela 4.3 - Estrutura de Avaliao do LEED Fonte: USGBC, 2001 Categoria Pontos Possveis(% do total) Desenvolvimento sustentvel14 (20%) Uso eficiente da gua5 (7%) Energia17 (25%) Materiais13 (19%) Qualidade do ambiente interno15 (22%) Inovao4 (6%) Processo de projeto1 (1%) Total 69 (100%) A seguir so apresentadas algumas estratgias de um edifcio j avaliado pelo LEED e classificado na categoria Gold. 1)Edifcio Artists for Humanity EpiCenter (Boston, MA) Figuras 4.12, 4.13 e 4.14 - Fachada do Edifcio, rea Interna e Sistema Fotovoltaico Fonte: http://leedcasestudies.usgbc.org/overview.cfm?ProjectID=451 4. REVISO BIBLIOGRFICA 23 -usodegrandesjanelasepdireitoelevadoparaaumentaratransmissoda iluminao natural; - uso de janelas operveis pelos ocupantes;- ventilao natural para troca de calor; - nmero reduzido de janelas nas fachadas leste e oeste; - edifcio projetado com maior exposio para a orientao sul;- uso eficiente da gua atravs de sistema automtico, trabalho educativo e outros; - reduo do ganho interno de calor usando sistema de iluminao mais eficiente; - uso de lmpadas eficientes, como as fluorescentes T8; - comissionamento do sistema de ar condicionado; - uso de clulas fotovoltaicas para gerao de eletricidade; - uso de sensores de presena;- uso de sensores fotoeltricos da luz natural para acionar a luz artificial. Hojeexistemcercade700prdiosverdesempasescomoEstadosUnidos, Inglaterraendiareconhecidosporessacertificaoecercade2.000delesesto sendo erguidos apenas no territrio americano. No caso do Brasil, h apenas um prdio concludo que segue as recomendaes LEED, a agncia do banco ABN Amro Real, inaugurado em janeiro desse ano e localizado em Cotia, na grande So Paulo. Entre outras caractersticas sustentveis, este prdio armazena energia solar durante o dia e a transforma noite em iluminao eltrica nas reas de auto-atendimento. Outros trs prdiosverdesdevemficarprontosaindaesteanonoBrasil.Doisdelessoda incorporadora americana Tishman Speyer, o edifcio Ventura Corporate Towers, no Rio de J aneiro e o Rochaver Corporate Towers, em So Paulo. O terceiro o Eldorado BusinessTower,situadotambmemSoPaulo(CABRAL,2007).Issomostraque embora ainda incipiente, comea a surgir no Brasil, uma conscincia sobre a gravidade da crise energtica e importantes iniciativas vem sendo tomadas para enfrent-la. No plano da legislao, destaca-se a Lei N 10.295, de 17 de outubro de 2001, quedispesobreaPolticaNacionaldeConservaoeUsoRacionaldeEnergiae determinaqueoPoderExecutivodesenvolvermecanismosquepromovama eficincia energtica nas edificaes construdas no pas (Art. 4) e que previamente 4. REVISO BIBLIOGRFICA 24 ao estabelecimento dos indicadores de consumo especfico de energia, ou de eficincia energtica,dequetrataestaLei,deveroserouvidasemaudinciapblica,com divulgao antecipada das propostas, entidades representativas de (...) projetistas e construtores de edificaes, consumidores, instituies de ensino e pesquisa e demais interessados (Art. 5). ALeicitadaacimaalavancouumasriedeiniciativasquevisama implementaodeparmetrosdeeficinciaenergticaemedificaes.Salvadore Recifesoexemplosdisso,poisforamasprimeirascidadesbrasileirasaavaliare propor parmetros de eficincia energtica em seus Cdigos de Obras (CARLO et al, 2003,CARLOetal2004).Almdisso,essaleialavancouoprocessodeusoda regulamentaoespecficaparaestabelecerparmetrosdeeficinciapara equipamentos consumidores de energia. O Programa Nacional de Conservao de Energia Eltrica, Procel Eletrobrs encaminhouoprocessoatravsdoPlanodeAoparaEficinciaEnergticaem Edificaes,estabelecendo6vertentesdeao:arquiteturabioclimtica,indicadores referenciais para edificaes, certificao de materiais e equipamentos, regulamentao elegislao,remoodebarreirasconservaodaenergiae,porfim,educao. Cadavertenteapresentaumasriedeprojetosquevisamimplementaraeficincia energtica na cultura construtiva nacional, desde a fase anterior ao projeto, atravs da educao e certificao de materiais, at a reviso de leis de eficincia energtica para constante atualizao tecnolgica (LAMBERTS & CARLO, 2004). Cabesalientarqueopresentetrabalhoestvinculadoaumapesquisade mbitonacional,noqualoprincipalobjetivoproduzirsubsdiosparaumafutura normalizao sobre a eficincia energtica de edifcios de escritrios. No tpico a seguir apresentado o conceito de arquitetura bioclimtica e suas aplicaes. 4. REVISO BIBLIOGRFICA 25 4.5 Eficincia Energtica e Conforto Trmico Oconfortotrmicoumestadodamentequeexpressaasatisfaocomo ambiente(ASHRAE,2004).Oobjetivodoestudodoconfortotrmicoodeprojetar edifciosadequadosaoclimadaregio,proporcionandoeconomiaenergticae promovendo ao usurio sensao de bem estar para que possa realizar suas atividades demaneiramaisproveitosa.Esseconceitodefineosignificadodearquitetura bioclimtica, que para Olgyay & Olgyay (1973) pode ser definida como a que utiliza, por meio da arquitetura, as condies favorveis do clima com o objetivo de satisfazer s exignciasdeconfortotrmicodohomem.OsirmosOlgyayforamosprimeiros,na dcada de 60, a aplicarem a bioclimatologia na arquitetura, criando a expresso projeto bioclimtico. Foi tambm desenvolvido por eles um diagrama bioclimtico com as zonas deconforto(fig.4.15).Outroimportantepassofoidadoem1969,porGivoni,que concebeuumacartabioclimticaparaedifciosquecorrigialimitaesdodiagrama idealizadoporOlgyay,sendoqueotrabalhodeGivonide1992parapasesem desenvolvimento, o mais adequado s condies brasileiras (fig. 4.16).

Figura 4.15 - Carta Bioclimtica de Olgyay Fonte: OLGYAY, 1998 4. REVISO BIBLIOGRFICA 26 Figura 4.16 - Carta de Gi voni Adotada para o Brasil Fonte: GOULART et al, 1998 Onde: 1 - zona de conforto6 - zona de umidificao 2 - zona de ventilao7 - zona de massa trmica para aquecimento 3 - zona de resfriamento evaporativo8 - zona de aquecimento solar passivo 4 - zona de massa trmica para resfriamento9 - zona de aquecimento artificial 5 - zona de ar-condicionado Apesar da adequao climtica ser um tema atual, principalmente no Brasil, consideradadesdeosvelhostempospelospovosantigos,queparaminimizaremas sensaesdefrioecalor,usavammecanismosquefaziampartedesuaculturae caracterizavamaarquiteturaregional.Vriosexemplospodemsercitadoscomoas aldeias de Mal, as casas da Nigria, os iglus do Plo Norte e os chals das montanhas. No clima quente e seco do sul de Timbuct, na Repblica de Mal, as casas eramconstrudascomalturabemelevadaeprximasumasdasoutras,issopara aproveitarasombradosedifcios.AscasasnacidadedeKano,naNigria, apresentavamfechamentosdealtainrciatrmica,aberturaspequenaseptios interiores utilizados especialmente noite, isso porque a cidade apresenta clima tropical seco. Os iglus, no plo norte, possuem forma hemisfrica diminuindo assim a superfcie de contato com o ar exterior, minimizando as perdas de calor. J os chals construdos 4. REVISO BIBLIOGRFICA 27 nas montanhas, possuem cobertura altamente inclinada para evitar o acmulo de neve, promovendo maior exposio aos raios solares. Emboraoschalssejamtpicosderegiesquenevam,podemosencontrar muitas edificaes desse tipo no Brasil. Isso mostra que apesar do conceito adequao climtica ter sido aplicado desde os primrdios, hoje em dia a maioria dos profissionais daconstruocivilignoraascaractersticasclimticasdecadaregio.Issoocorre desde a importao do estilo internacional, de onde o Brasiladotou em edifcios de escritrios,asgrandescortinasdevidrodeMiesvanderRohe,semasadaptaes climticas necessrias (fig. 4.17). Figura 4.17 - Exemplo de Edifcio Comercial em So Paulo Fonte: http://www.arcoweb.com.br Apenas h pouco tempo isso foi questionado por produzir, em climas tropicais, ofuscamento e excesso de ganhos trmicos. O ganho de calor por radiao solar direta, principalmente no vero, representa a ameaa de transformar esses espaos fechados emestufasempotencial(VIANNA&GONALVES,2001),tornandonessescasos,o usodeclimatizaoativapraticamenteobrigatria,poisodesconfortotrmicopode significar perda de clientes ou baixa produtividade (LAMBERTS et al, 1997a). Um estudo realizado em Florianpolis em edifcios de escritrios confirmou que a principal caracterstica de projeto, que influencia consideravelmente no desempenho energticodaedificao,afachada,emtermosdereaenvidraadaemateriais 4. REVISO BIBLIOGRFICA 28 componentes (TOLEDO et al, 1995). Outro estudo em So Paulo mostrou que edifcios comerciais,construdosrecentemente,soosqueapresentammaiorconsumo energtico, tanto pelo uso de iluminao artificial, quanto de ar condicionado (ROMRO etal,1999).Issoocorre,poisamaioriadessesprdiosganhougrandesfachadas envidraadassemproteosolarexterna,oqueacabagerandoganhosextrasde radiao solar. Esse fato comprova a falta de conscincia dos profissionais da rea da construo civil que desperdiam relevantes oportunidades de poupar energia, por no considerar,desdeoprojetoarquitetnico,passandopelaconstruo,atutilizao final, os importantes avanos ocorridos nas reas da arquitetura bioclimtica, materiais, equipamentosetecnologiaconstrutivavinculadoseficinciaenergtica(PROCEL, 2005). Existemhojenomercadoalgumassoluestecnolgicasemtermosde superfciestransparentes,comoosvidrosduplos,vidroscoloridosmonolticosou laminados,osvidrosrefletivosqueapresentamfortescaractersticasabsorventese fazem parte da categoria dos vidros de controle solar, apresentando melhor controle da insolao e maior conforto visual e, mais recentemente, os vidros que possuem at oito camadas de materiais sensveis s vrias energias luminosas e trmicas. Pelafaltadeconhecimentodessastecnologias,grandepartedosedifcios comerciaispossuialtosnveisdeutilizaodoarcondicionado.OedifcioPirelli,na Itlia, gastava por ano, em climatizao, um dcimo de seu custo. Com esse dinheiro seriapossvelacadadezanos,construirumprdionovo.Dadosmostramqueos gastoscomclimatizaonasededaONU,emNovaYork,permitiriamconstruirum edifcio igual a cada sete anos (CHICHIERCHIO, 2003). Segundo Felamingo (1996) o ar condicionado responsvel pelo consumo de aproximadamente 45% do total de energia eltrica em um edifcio de escritrio. Portanto areduodademandaeconsumo,bemcomoodeslocamentodacargaeltricado horriodeponta,trazeconomiamensaledeinvestimentoinicial,seosistemadear condicionadoforconcebidocomessapreocupao.Algumasdasprincipaismedidas para conservar energia no sistema de ar condicionado so listadas a seguir:4. REVISO BIBLIOGRFICA 29 seleo de equipamentos de baixo consumo (KW/TR) e uso de compressores de maior rendimento; variaodavazodeguaatravsdousodevariadoresdefreqncianas bombas; variao da vazo de ar; controle da entalpia; termoacumulao: uso combinado do deslocamento de carga com reduo de demanda. Alm do vidro e do sistema de ar condicionado, as caractersticas tcnicas da construo,omicroclima,atemperaturaexterna,aradiaosolar,ovento,astrocas trmicas das paredes e cobertura, ganho de calor atravs dos usurios, iluminao e equipamentoseletrnicos,sotambmvariveisqueinfluenciamdiretamenteno balanoenergticodeumaedificao(EUROPEANCOMMISSIONDIRECTORATE GENERAL FOR ENERGY, 1995). A seguir so apresentadas algumas estratgias para tornar as edificaes mais eficientes e confortveis, como por exemplo, para amenizar a temperatura interna, para aproveitar a ventilao natural e a umidade relativa do ar. Temperatura-paraamenizaratemperaturainterna,aescolhadosistema construtivomaisadequadoindispensvel,sendoqueparaissonecessrio primeiramenteconheceroclimalocal.Dependendodoclimapode-setirarpartidoda inrciatrmica,umacaractersticamuitoimportantedosmateriais.Nocasodoclima como o da cidade de So Carlos, semi-mido, uma pesquisa mostrou que edificaes que possuam sistema construtivo de pouca inrcia trmica, apresentaram os maiores desconfortosanuais,portanto,nestecaso,ousodemateriaismaispesadosfornece maiorconfortotrmicoetornaousodaclimatizaoartificialpararesfriamentoe aquecimento,praticamentedesnecessrio(DORNELLES,2004).Coresetexturas tambm so importantes. Paredes externas quanto mais claras e lisas, mais refletoras so, enquanto que as paredes escuras com texturas so as mais absorventes. Isso vale tambm para a cobertura, que o local de maior ganho trmico de uma edificao. Um 4. REVISO BIBLIOGRFICA 30 estudo realizado em um edifcio de escritrio em Braslia mostrou que a pintura da telha nacorbrancaeousodeisolamentotrmico,atravsdeumaespumargidade poliuretano jateado, fizeram com que as salas estudadas apresentassem os menores percentuaisdedesconfortotantoporfrio,quantoporcalor(MACIEL&LAMBERTS, 2003). Outro aspecto importante a orientao do edifcio. Um edifcio bem orientado emrelaoaosolsetornamaisconfortveltermicamenteeapresentamelhor aproveitamentodailuminaonatural.Avegetaotambminfluencianaradiao solar,poisemlocaisarborizados,podeinterceptarentre60%e90%daradiao, causando uma reduo substancial da temperatura da superfcie do solo (OLGYAY & OLGYAY, 1973). Ventilaonatural-paraummelhoraproveitamentodaventilaonatural,o arquiteto pode tirar partido do perfil topogrfico do terreno, usar vegetao, edificaes ououtrosanteparosnaturaisouartificiaisparaalterarascondiesdoventolocal,e principalmente,projetaraberturaseficientes,poiselasapresentamumpapelmuito importantenacaptaodovento.Halgumasestratgiasparaoaproveitamentoda ventilao,comoaventilaocruzadaeaventilaoseletiva.Aventilaocruzada acontecequandohaberturasemparedesopostaserecomendadaporMahoney, para o clima como o de So Carlos, por auxiliar na produo de conforto nos perodos quentes, quando a temperatura interna pode vir a ser superior externa. J a ventilao seletiva,umrecursoapropriadoparaclimasdegrandeamplitudetrmica,podendo tambm ser utilizada em So Carlos. Essa estratgia permite um controle da ventilao nas horas mais quentes e mais frias do dia. Outro aspecto importante das aberturas a tipologia das janelas. A seguir as tabelas4.4e4.4.1apresentamalgumastipologiasdejanelascomsuasvantagense desvantagens. 4. REVISO BIBLIOGRFICA 31 Tabela 4.4 - Tipologias de Janelas Fonte: VIANNA & GONALVES, 2001 DescrioTiposVantagensDesvantagens Correr 1)Simplicidade na manobra. 2)Ventilao regulada conforme aberturas das folhas. 3)No ocupa reas internas ou externas e possibilita a colocao de telas e/ou grades no vo total. 1)Vo para ventilao quando aberta totalmente equivale a 50% do vo da janela. 2)Dificuldade de limpeza na face externa. 3)Vedaes necessrias nas juntas abertas. Guilhotina 1)As mesmas vantagens da janela tipo de correr, caso as folhas tenham sistemas de contrapeso ou sejam balanceadas. Do contrrio, as folhas devem ter retentores no percurso das guias, no montante do marco. 1)Caso as janelas tenham sistema de contrapeso ou de balanceamento, a quebra dos cabos ou da regulagem do balanceamento constitui um problema. Projetante 1)No ocupa espao interno. 2)Possibilita ventilao nas reas inferiores do ambiente, mesmo com chuva sem vento. 3)Boa estanquedade, pois a presso do vento sobre a folha ajuda essa condio. 1)Dificuldade de limpeza na face externa. 2)No permite o uso de grade e/ou telas na parte externa. 3)Libera parcialmente o vo. Tombar 1)Ventilao boa, principalmente na parte superior, mesmo com chuva sem ventilao. 2)Facilidade de comando distncia. 1)No libera o vo. 2)Dificuldade de limpeza na parte externa. Ribalta abrir e tombar 1)Devido s possibilidades de abrir e tombar permite amplo controle da ventilao. 2)Boa estanquedade ao ar e gua. 3)Facilidade de limpeza. 1)Necessidade de grande rigidez no quadro da folha para evitar deformao. 2) Acessrios de custo mais elevado. 4. REVISO BIBLIOGRFICA 32 Tabela 4.4.1 - Tipologias de Janelas Fonte: VIANNA & GONALVES, 2001 DescrioTiposVantagensDesvantagens Abrir Folha dupla Abrir Folha simples 1)Boa estanquedade ao ar e gua. 2)Libera completamente o vo na abertura mxima. 3)Fcil limpeza na face exterior. 4)Permite telas e/ou grades e/ou persianas, quando as folhas abrem para dentro. 1)Ocupa espao interno, caso as folhas abram para dentro. 2)No possvel regular a ventilao. 3)As folhas se fixam apenas na posio de mxima abertura ou no fechamento total. 4)Dificulta a colocao de telas e/ou grade e/ou persiana, se as folhas abrirem para fora. 5)Impossibilidade de abertura para ventilao com a chuva oblqua. Pivotante Horizontal (reversvel) 1)Facilidade de limpeza na face externa. 2)Ocupa pouco espao na rea de utilizao. 3)Quando utiliza pivs com ajuste de freio, permite abertura a qualquer ngulo para ventilao, mesmo com chuva sem vento, tanto na parte superior quanto na parte inferior. 4)Possibilita a movimentao de ar em todo o ambiente. 1)No caso de grandes vos necessita-se de uso de fechos perimtricos. 2)Dificulta a utilizao de telas e/ou grades e/ou persianas. Pivotante Vertical 1) Facilidade de limpeza na face externa. 2)Abertura de grandes dimenses com um nico vidro. 3)Abertura em qualquer ngulo, quando utiliza pivs com ajuste de freio, o que permite o controle da ventilao. 1)Dificuldade de utilizao de telas e/ou persianas. 2)Ocupa espao interno, caso o eixo seja no centro da folha. Basculante 1)J anela que permite ventilao constante, mesmo com chuva sem vento, na totalidade do vo, caso no tenha panos fixos. 2)Pequena projeo para ambos os lados no prejudicando as reas prximas a ela. 3)Fcil limpeza. 1)No libera o vo pra passagem total. 2)Reduzida estanqueidade. 4. REVISO BIBLIOGRFICA 33 Umidade relativa do ar - a umidade do ar uma das variveis meteorolgicas que influenciam na sensao do conforto trmico, sendo muito importante para tornar o ambientemaisagradvel.Emlocaisondeoclimamuitoseco,apresentandodias muitoquentesenoitesmuitofrias,indispensvelousodevegetaoeguapara umidificaroar,aumentandoassimaumidaderelativaetornandoolocalmais confortvel.J em locais aonde o clima muito mido e quente, existe uma grande sensaodedesconfortotrmicopeladificuldadedapeleevaporarosuor,tornando nesse caso o uso de gua e vegetao dispensvel. Almdessasvariveis,existemdiversasoutrasrelacionadasaoestudode conforto trmico, lumnico e eficincia energtica de um edifcio, como por exemplo, a iluminao artificial e natural, que sero apresentadas a seguir. 4.6 Eficincia Energtica e Iluminao O conforto visual o principal determinante da necessidade de iluminao em umedifcio.entendidocomoaexistnciadeumconjuntodecondies,num determinadoambiente,noqualoserhumanopodedesenvolversuastarefasvisuais comomximodeacuidadeeprecisovisual,comomenoresforo,menorriscode prejuzos vista e com reduzidos riscos de acidentes (LAMBERTS et al, 1997a). Para isso,necessrioumbomprojetodeiluminaoqueleveemcontaosavanos tecnolgicosgarantindoconfortovisualaosocupanteseaomesmotempoeconomia energtica,poisossistemasdeiluminaoartificialsoagentesconsiderveisno consumo total de energia em edificaes, principalmente das comerciais, como mostra a tabela 4.5. 4. REVISO BIBLIOGRFICA 34 Tabela 4.5 - Consumo de Energia com Iluminao em Edificaes Comerciais Fonte: PROCEL, 1988 EstudossimuladosemAtenas,LondreseCopenhague,paraespaosde escritriosde54m2,indicamque,emtodososcasos,osistemadeluzartificial contribuiu em 50% do consumo total de energia eltrica (EUROPEAN COMMISSION, 1994). Atualmente, metade da energia consumida na Europa e nos Estados Unidos destinadaaosedifcios.J emSoPaulo,40%doconsumodeenergiaeltrica acontecem dentro de quatro paredes (ROMRO, 1987). Esse alto ndice se deve ao fato de que em muitos casos, os profissionais da construocivilnolevamemconsideraodiversosfatorescomoaorientaodo edifcioparaoaproveitamentodailuminaonatural,umbomprojetodeiluminao artificialcomplementar,lmpadaseequipamentosmaiseficientes,fcilmanuteno, entre outros.Apesar disso, hoje em dia existem algumas estratgias que podem ser utilizadasparadiminuiroconsumodeenergia,comoporexemplo,ossistemasde retrofit. Um projeto de retrofit compreende na troca do equipamento atual bem como as adaptaes de instalaes necessrias de um sistema para outro anlogo, porm mais eficiente.Nestecaso,umdosparmetrosmaiscomunsaosquaisseatribuia necessidade de retrofit a elevao da eficincia do uso de energia eltrica, ou seja, um sistema que atenda s necessidades para as quais o sistema atual foi projetado e permita, ao mesmo tempo, reduo da conta de energia eltrica. Diversas tecnologias mais eficientes de iluminao foram introduzidas no Brasil nadcadapassada,facilitandoossistemasderetrofit.Aadooeousodestas tecnologias vm crescendo devido a sua relao custo-benefcio favorvel. Atualmente o mercado possui uma diversidade desses equipamentos, como as lmpadas vapor de sdio, lmpadas fluorescentes compactas, fluorescentes eficientes (T-8) e fluorescentes circulares(COSTA,2005).Umgrandeexemplodeeconomiaestnasubstituiode uma lmpada incandescente por uma fluorescente compacta, que significa ao longo da Lojas: 76%Escritrios: 56% Oficinas: 56%Bancos: 52%Shoppings: 49% 4. REVISO BIBLIOGRFICA 35 vida til da lmpada, economia de 1 barril de petrleo (igual a 4 vezes o custo de cada lmpada) e uma diminuio de cerca de 2.000 pounds de CO2 (aquecimento global) e 20 pounds de SOx (chuva cida) para a atmosfera (GOMES, 2005)1. O Procel em conjunto com o Inmetro criou um selo de certificao, que um instrumentopromocional,concedidoanualmentedesde1994,aosequipamentosque apresentam os melhores ndices de eficincia energtica dentro da sua categoria. Sua finalidadeestimularafabricaonacionaldeprodutosmaiseficientesnoitem economiadeenergia,eorientaroconsumidor,noatodacompra,aadquirir equipamentosqueapresentemmelhoresnveisdeeficinciaenergtica(PROCEL, 2006). Na rea da iluminao, os equipamentos que recebem atualmente o selo so: Lmpadas fluorescentes compactas integradas e no integradas Lmpadas fluorescentes circulares integradas e no integradas Reatores eletromagnticos para lmpadas fluorescentes tubulares Reatores eletromagnticos para lmpadas a vapor de sdio Almdaslmpadas,aescolhadaluminriaedoreatortambmmuito importante,comoasluminriasreflexivaseosreatoreseletrnicos,quechegama economizar cerca de 30% menos energia queos convencionais, alm de aquecerem menos e aumentarem a vida til da lmpada. O uso de sensores de presena e controle dedesligamentodaaparelhagem,tambmcontribuiemuitoparaaeconomiade energia, principalmente em edifcios comerciais e pblicos. UmestudorealizadonocampusdaUniversidadeFederaldeSantaCatarina mostrouqueasubstituiodosistemadeiluminao,porlmpadasde32We luminrias com refletores de alumnio, diminuiu em 9,5% o consumo de energia eltrica (WESTPHAL et al, 2002). 1 GOMES, V. Comunicao pessoal. 2005. (Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo da UNICAMP, Departamento de Engenharia Civil So Paulo, Campinas, Brasil).4. REVISO BIBLIOGRFICA 36 OutroestudorealizadonoedifciocomercialdaEletrosulemFlorianpolis mostrouqueosistemaderetrofitreduziuaproximadamente17,5%oconsumode energia. As principais medidas adotadas foram: uso de reatores eletrnicos e sistemas debaixasperdas,substituiodaslmpadasde40Wporlmpadasde32We16W, pintura branca do forro e mudana no layout das luminrias, pela desativao alternada dealgumaslmpadasepelautilizaoderefletoresemalumnionasluminrias (LAMBERTS et al, 1997b). A luz natural vem tambm como uma alternativa para a reduo do consumo de energia eltrica, alm de ser favorvel para o conforto visual e para o bem estar dos usurios(HOPKINSON,1963).Aqualidadedailuminaonaturaldependedas condiesexteriores,principalmentedaimplantao,ondeoprojetistapodecontrolar sua transmisso e distribuio atravs do desenho do edifcio (EVANS & SCHILLER, 1994).Infelizmentealgunsprojetistasaindanolevamissoemconsideraoe parmetrosdeiluminaonaturaletrmicasoesquecidos,acarretandoemganhos extrasdecaloredesperdciodeenergia,jqueaadoodousodesistemadear condicionadonestescasosacabasendoindispensvelparapromoveroconfortodos usurios,eestcomprovadoquegrandepartedaenergiaconsumidaporedifcios comerciaiseresidenciaisatravsdageraodoconfortoambientalaoocupante (PROCEL, 2005). Almdaimplantaodoedifcio,asaberturassotambmasgrandes responsveis pela captao da luz natural e do calor, portanto, as janelas devem ser bemdimensionadaseposicionadas.Asaberturaspodemserlateraisouzenitaise apresentaremdiversasestratgiasdeprojetoparaseobterumusomaiseficienteda iluminaonatural.Nocasodasaberturaslaterais,umaboailuminaonaturalse baseianaadequadalocalizaodasjanelasenascaractersticasdotipode fechamento. Elas podem ser altas e baixas, altas e estreitas, largas e horizontais, em paredesopostaseparedesadjacentes,dependendodacaractersticadolocaledo efeito que se quer. 4. REVISO BIBLIOGRFICA 37 Existem algumas estratgias de iluminao para o controle da luz natural nos edifcios,comoptiointerno(fig.4.18),trio(fig.4.19),prateleiradeluz(fig.4.20), parede refletora (fig. 4.21), shed (fig. 4.22), duto de luz (fig. 4.23), clerestory (fig. 4.24), refletor interno (fig. 4.25), elemento prismtico (fig. 4.26), superfcie inclinada e reflexiva (fig.4.27),vidroreflexivo(fig.4.28)eisolaotrmicatransparente(fig.4.29) (EUROPEAN COMMISSION, 1994).

Fig. 4.18 - Ptio InternoFig. 4.19 - trio Fig. 4.20 - Prateleira de Luz Fig. 4.21 - Parede Refletora Fig. 4.22 - ShedFig. 4.23 - D