CONFORTO TÉRMICO E LUZ NATURAL EM EDIFÍCIOS DE ESCRITÓRIOS -...

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CONFORTO TÉRMICO E LUZ NATURAL EM EDIFÍCIOS DE ESCRITÓRIOSQUESTÕES DE SUSTENTABILIDADE EQUESTÕES DE SUSTENTABILIDADE E EFICIÊNCIA ENERGÉTICA

Fernando Simon Westphal, Dr. Eng.

Objetivo

Apresentar uma visão de mercado

Eficiência energética na arquitetura(edifícios de escritórios)

Estratégias adotadas

Tendências de projeto

Simulação e intervenções

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Uso da eletricidade no Brasil por setor

Residencial22%

Comercial14%Industrial

Outros8%

Edificações45%

Público9%

47%

Fonte: MME, Balanço Energético Nacional 2007

Escritórios23%

Influência da arquitetura:

Iluminação e ar-condicionado: Uso final :ç

50% a 60% do consumo

Cargas internas:

47 % da carga térmica total

AC26%

Iluminação25%

Equip. Escrit.33%

Outros16%

Envoltória e ar externo:

53 % da carga térmica total

3

Mercado atual: projetos

C tifi ã LEED® AQUACertificação LEED®, AQUA, Etiquetagem PROCEL/INMETRO

Projeto integrado

Simulação computacional

Equipamentos eficientes

Simulação

Arquitetura

Luminotécnica

Ar-Elétrica

Vidros e caixilhos

Arquitetura eficiente condicionado

Automação

Elétrica

Projeto integrado

Mercado atual: arquitetura

Forma definida pelo terreno e viabilidade comercial

Estética definida pelo incorporador (clientes)

Sistema construtivo definido pelo custo e velocidade

Pouco uso de estratégias passivas

Maior preocupação com a escolha dos materiais

Simulação computacional durante o projeto

4

Estratégias mais comuns

ARQUITETURA

Orientação solar e aberturas

Proteções solares

Isolamento térmico

Vid d t l l

ILUMINAÇÃO &

AR-CONDICIONADO

E i t lt fi iê iVidros de controle solar Equipamentos alta eficiência

Controlabilidade

Qualificação de instalações

Sistemas inovadores

Pouca integração com luz nat.

Mercado atual: consultoria em eficiência energética

Partido arquitetônico definido pelo arquiteto e incorporadora

Maior intervenção ocorre:

Para tornar o projeto mais eficiente

Na escolha de materiais

Estratégias de controle e uso (iluminação e AC)

Estudo de viabilidade econômica de estratégias

Utilizar ferramentas adequadas de cálculo

Custo operacional do edifíicio

Resgate da aplicação da engenharia: resolver problemasResgate da aplicação da engenharia: resolver problemas

5

Arquitetura: questões de sustentabilidade

Mercado atual exige um apelo estético forte

Necessidade comercial:

Maior área locável possível... Garantir o retorno!

Aumentar a velocidade da obra... Sair na frente!

Análise da envoltória é fundamentalAnálise da envoltória é fundamental

Desafio: garantir o desempenho térmico e atender a exigência do mercado - viabilidade

Desafio: garantir o desempenho térmico e atender a exigência do mercado - viabilidade

Análise da envoltória: características e tendênciasParedes em steel framing

Fator Solar entre 25% e 40%

Transmissão luminosa entre 25% e 45%

Percentual de abertura entre 40% e 60%

Nossas latitudes exigem uso de proteções solares

Tendências marcantes:

Maior transmissão luminosa

Menor fator solar

Construções leves, rápidas e recicláveis

Tendência: arquitetura de integraçãoTendência: arquitetura de integração

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E as estratégias bioclimáticas, na prática…

Ventilação natural por abertura de janelas?ruído, poluição, profundidade da planta e dificuldade de operação

ventilação mecânica (free-cooling), recuperação de calor e ciclo economizador

Iluminação naturalpouca aceitação dos usuários, custo de controles e

Problema:Problema:

Solução:Solução:

pouca aceitação dos usuários, custo de controles e reatores dimerizáveis, problemas de ofuscamento

setorização de circuitos, proteções solares, vidros seletivos, serigrafados, persianas automatizadas

Existem ferramentas e recursos para estudo de viabilidadeExistem ferramentas e recursos para estudo de viabilidade

Problema:Problema:

Solução:Solução:

Simulação computacionalRepresentação do desempenho térmico e energético do prédio ao longo do ano, com o clima local.

Foto: divulgação

7

Simulação computacional: iluminação natural

Foto: divulgação

Simulação computacional: iluminação natural

Foto: divulgação

8

Desempenho térmico de fachadas

ucia

no D

utra

©Ilu

stra

ção:

L

Desempenho térmico de fachadas

ucia

no D

utra

©

JANELAS:JANELAS:

Fator Solar representa o percentual da radiação solar incidente que passa para o ambiente interno na forma de calor

Fator Solar representa o percentual da radiação solar incidente que passa para o ambiente interno na forma de calor

Ilust

raçã

o: L

Percentual de Abertura na Fachada (PAF) representa o percentual da fachada que permite a passagem de luz

Percentual de Abertura na Fachada (PAF) representa o percentual da fachada que permite a passagem de luz

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Simulação computacional: exemplo de análise

Dimensões: 40,0 x 60,0 m

Pavimentos: 20

Pé-direito: 4,0 m (2,8 + 1,2)

Ar-condicionado:

água gelada com centrífugas (COP 6,1 W/W);

circuito secundário variável e primário

constante; torres abertas de duas velocidadesconstante; torres abertas de duas velocidades

Iluminação interna: 12 W/m², dimerizável em

20% do pavimento (500 lux)

Persianas internas: fechadas quando radiação é

maior que 200 W/m²

Simulação computacional: exemplo de análise

AC25%

Condomínio18%

Iluminação25%

Equip. escrit.32%

10

Análise paramétrica: orientação do prédioRotacionando o prédio em 90°

Norte

840 TR 881 TR 919 TR 968 TR

-0,5%-0,7% -0,8% -1,0%

-2,0%

-1,0%

0,0%PAF = 30% PAF = 40% PAF = 50% PAF = 60%

e 0°

e 90

°

Consumo

817 TR 845 TR 879 TR 920TR

-2,8%

-4,0%-4,4%

-4,9%

-6,0%

-5,0%

-4,0%

-3,0%

Dife

renç

a en

tre

TR

Análise paramétrica: tipo de vidro e área de janela

86

100

F t S l77

62

3327

86

75

30

44

30

40

50

60

70

80

90

or p

erce

ntua

l (%

)

Fator Solar

Transmissão de Luz

0

10

20

30

Incolor Verde Controle solar Duplo

Valo

FS=77%TL=86%

FS=62%TL=75%

FS=33%TL=30%

FS=27%TL=44%

11


5300

5400

h)

5%

4900

5000

5100

5200

5300

o an

ual d

e en

ergi

a (M

Wh

PAF = 30%

PAF = 40%

PAF = 50%

PAF = 60%

3%

4600

4700

4800


Con

sum

o

FS=77%TL=86%

FS=62%TL=75%

FS=33%TL=30%

FS=27%TL=44%


5300

5400

h) PAF 50% e Controle solar

4900

5000

5100

5200

5300

o an

ual d

e en

ergi

a (M

Wh

PAF = 30%

PAF = 40%

PAF = 50%

PAF = 60%

equivale a PAF 30% e Vidro incolor

4600

4700

4800


Con

sum

o

FS=77%TL=86%

FS=62%TL=75%

FS=33%TL=30%

FS=27%TL=44%

12


5300

5400

h) PAF 30% e Vidro verde

4900

5000

5100

5200

5300

o an

ual d

e en

ergi

a (M

Wh

PAF = 30%

PAF = 40%

PAF = 50%

PAF = 60%

contraPAF 30% e Vidro duplo

-1,6% de consumo-8,1% de TR

4600

4700

4800


Con

sum

o

FS=77%TL=86%

FS=62%TL=75%

FS=33%TL=30%

FS=27%TL=44%


5300

5400

h)

4900

5000

5100

5200

5300

o an

ual d

e en

ergi

a (M

Wh

PAF = 30%

PAF = 40%

PAF = 50%

PAF = 60%PAF 60% e Vidro verde

contra

4600

4700

4800


Con

sum

o

PAF 60% e Vidro duplo-3,5% de consumo-15,7% de TR

FS=77%TL=86%

FS=62%TL=75%

FS=33%TL=30%

FS=27%TL=44%

13


5300

5400

h)

4900

5000

5100

5200

5300

o an

ual d

e en

ergi

a (M

Wh

PAF = 30%

PAF = 40%

PAF = 50%

PAF = 60%

4600

4700

4800


Con

sum

o

PAF 60% e controle solar ou duploequivale a

PAF 40% e Vidro verde

FS=77%TL=86%

FS=62%TL=75%

FS=33%TL=30%

FS=27%TL=44%


5300

5400

h) Custo anual com energia elétrica:

4900

5000

5100

5200

5300

o an

ual d

e en

ergi

a (M

Wh

PAF = 30%

PAF = 40%

PAF = 50%

PAF = 60%

PAF 30% e verde = R$ 358/m² janelaPAF 60% e duplo = R$ 180/m² janela

Custo anual com energia elétrica:

PAF 60% e duplocontra

4600

4700

4800


Con

sum

o

FS=77%TL=86%

FS=62%TL=75%

FS=33%TL=30%

FS=27%TL=44%

contraPAF 30% e Vidro verde+ 1,4% consumo+ 8,0% TR+100% área de janela

14

Análise paramétrica: brises, tipo de vidro e área de janela

88.95590000

100000

60.689

40.410

56.337

71.711

88.955

30000

40000

50000

60000

70000

80000

90000

Econ

omia

anu

al (R

$)

PAF = 40%

Vidro verdeFS = 62% 846

881 TR 855

0

10000

20000

Base Brise FS 40% TL 28%

FS 32% TL 31%

Sem janela (!?)

FS 32% + brise menor

TL = 75%

944 TR

846 TR

TR 855 TR

749 TR

805 TR

Pode-se atender à necessidade arquitetônica com materiais adequadosPode-se atender à necessidade arquitetônica com materiais adequados


88.95590000

100000

60.689

40.410

56.337

71.711

88.955

30000

40000

50000

60000

70000

80000

90000

Econ

omia

anu

al (R

$)

PAF = 40%

Vidro verdeFS = 62%

PROCEL – prescritivo:

0

10000

20000


FS 32% TL 31%

Sem janela (!?)


TL = 75%

944 TRA C C A A

15


88.95590000

100000

60.689

40.410

56.337

71.711

88.955

30000

40000

50000

60000

70000

80000

90000

Econ

omia

anu

al (R

$)

PAF = 40%

Vidro verdeFS = 62%

PROCEL – simulação:

0

10000

20000


FS 32% TL 31%

Sem janela (!?)


TL = 75%

944 TRA B A A A

Considerações finaisç

Mercado passa por um momento de reflexão

Etiquetagem e certificações produzindo maior integração entre disciplinas de projeto

Simulação computacional entrando em cena

Necessidade de especialistas no mercado

Existem ferramentas e materiais

Uso adequado define a viabilidade econômica

Desafio: atender às necessidades do mercado, com bom desempenho térmico e energético

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