UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE …...Dissertação apresentada ao Programa de...

UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE DEPARTAMENTO DE ARQUITETURA E URBANISMO

PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ARQUITETURA E URBANISMO

GLÊNIO LEILSON FERREIRA LIMA

INFLUÊNCIA DE VARIÁVEIS ARQUITETÔNICAS NO DESEMPENHO ENERGÉTICO DE HOTÉIS NO CLIMA QUENTE E

ÚMIDO DA CIDADE DE NATAL/RN

NATAL 2007




Dissertação apresentada ao Programa de Pós-Graduação em Arquitetura e Urbanismo da Universidade Federal do Rio Grande do Norte - UFRN, como requisito à obtenção do título de Mestre em Arquitetura e Urbanismo.

Orientador: Prof. Aldomar Pedrini, Ph.D.

NATAL2007




Dissertação apresentada ao Programa de Pós-Graduação em Arquitetura e Urbanismo da Universidade Federal do Rio Grande do Norte - UFRN, como requisito à obtenção do título de Mestre em Arquitetura e Urbanismo.

Área de concentração: Projeto, Morfologia e Conforto no Ambiente Construído.

Aprovada em: ___ / ___ / ___

BANCA EXAMINADORA:

__________________________________________Prof. Aldomar Pedrini, Ph.D. Presidente - PPGAU/UFRN

Examinadores: __________________________________________

Prof. Ricardo Cabús, Ph.D. ECV/UFAL

___________________________________________Prof. Dr. Marcelo Tinôco

PPGAU/UFRN

___________________________________________Prof. Dr. Raimundo Nonato Calazans Duarte

UAEM/UFCG

À Ruth pelo carinho e compreensão.

AGRADECIMENTOS

A DEUS, pela presença constante em minha vida.

A minha família, particularmente meus pais, LÚCIA E GERALDO, pelos

incentivos incomensuráveis, assumindo meus projetos de vida como se fossem os seus.

A minha namorada, RUTH, pela convivência pautada, sobretudo no amor,

incessante estímulo e compreensão.

Em especial a ALDOMAR PEDRINI, pela amizade, conhecimentos transmitidos

e dedicação empenhada na orientação deste trabalho.

Aos integrantes da banca, Prof. MARCELO TINÔCO, Prof. NONATO

CALAZANS e Prof. RICARDO CABÚS pelas contribuições finais no processo.

À Profa. VIRGÍNIA MARIA DANTAS DE ARAÚJO, pelo exemplo de

conquista, amizade e prontidão nas resoluções dos problemas que envolveram esta e outras

pesquisas desenvolvidas na Pós-Graduação.

Às Profas. MAÍSA VELOSO e GLEICE ELALI, pela pesquisa inicial sobre a

produção hoteleira na cidade de Natal/RN.

A meus Amigos e Colegas de turma, pelo companheirismo, em especial a

ALEXANDRE, SILENO e LEONARDO, pela disposição em colaborar.

Às empresas e pessoas que ajudaram diretamente na interlocução com os meios de

hospedagem para realização das auditorias: os professores CARLOS CORTEZ e GLEICE

ELALI, a ABIH estadual, ao escritório ABREU E BARROS ARUITETURA, além dos

amigos GLÊNIO MÁRCIO DE CASTRO, RAISSA XAVIER e ALAN EMERSON

ROSENDO.

A CARLOS MAGNO, WASHIGTON LUÍZ DE SOUZA e HÉRIKA

VALESKA, pela compreensão e apoio no período final do trabalho em que precisei me

ausentar da Secretaria de Obras de Parnamirim/RN.

À CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior e a

Eletrobrás pelo suporte de infra-estrutura proporcionado ao Laboratório de Conforto

Ambiental da UFRN-RN.

Ao Curso de Pós-Gradução em Arquitetura e Urbanismo da UFRN.

E aos demais que, de alguma forma, contribuíram na elaboração deste Trabalho.

RESUMO

O objetivo deste trabalho foi identificar as decisões arquitetônicas mais importantes relacionadas com a redução do consumo energético em hotéis. A partir de auditorias realizadas em 43 meios de hospedagem da cidade foi possível conhecer mais suas formas de funcionamento, seus equipamentos, sistema de iluminação, tipos de condicionadores de ar, além de características construtivas. Os dados dessa pesquisa de campo foram organizados e os aspectos mais relevantes foram utilizadas na modelagem de um caso representativo. Com base nesse modelo inicial, simulações computacionais foram realizadas com a finalidade de se verificar o impacto de diferentes alternativas de projeto no consumo de energia. Entre as variáveis analisadas estão a eficiência do sistema de resfriamento, a orientação, o sombreamento, o tamanho das aberturas, o tipo de vidro, além de características térmicas de parede e coberta. Os resultados demonstraram a importância das rotinas de ocupação na definição das estratégias projetuais, as combinações com melhor e pior desempenho em relação ao modelo inicial, identificaram os casos em que determinada variável tem seu efeito minimizado/maximizado sobre o consumo, além de quantificar o impacto produzido na combinação de uma, duas ou mais alternativas de projeto. As análises evidenciaram ainda a complexidade que a coleta de dados envolve, as peculiaridades do setor hoteleiro e a dificuldade de se estabelecer correlações claras com o consumo, sobretudo pelas incertezas associadas à imprevisibilidade de uso nos hotéis e ausência de critérios/normas de classificação.

Palavras-chave: Edificações hoteleiras. Simulação computacional. Eficiência energética.

ABSTRACT

This master thesis aims to assess the influence of the design decisions on the energy building performance of hotels. The research is based on the integration of field study and computer simulation. Firstly, a detailed field study is carried out to identify the characteristics of hotels in Natal, Rio Grande do Norte. The items assessed are occupancies, light and equipment densities, types of air conditioning, total and monthly energy consumption, among others. A second and more comprehensive field study is carried out to identify the range of occurrence of architectural variables, with a larger number of buildings.

A base case is modelled in VisualDOE, based on the first field study. Then, a first set of simulations are run to explore the sensitivity of the variables on the energy consumption. The results analyses were the base of a second set of simulations, which combined the most influential variables. The results of 384 models were assessed, and the impacts of design decisions were quantified.

The study discusses tendencies and recommendations, as well as the methods advantages and disadvantages.

Key words: Hotel buildings. Computer simulation. Energy performance.

LISTA DE SIGLAS

ABIH: Associação Brasileira da Indústria de Hotéis

ELETROBRÁS: Centrais Elétricas Brasileiras

EMBRATUR: Instituto Brasileiro de Turismo

EUA: Estados Unidos da América

EUI: Enegy Use Index (consumo médio anual)

OMT: Organização Mundial do Turismo

PIB: Produto Interno Bruto

PROCEL: Programa Nacional de Conservação de Energia Elétrica

INMETRO: Instituto Nacional de Metrologia, Normalização e Qualidade

Industrial

SETUR: Secretaria de Turismo do Estado do Rio Grande do Norte

UFRN: Universidade Federal do Rio Grande do Norte

WWR: Window Wall Ratio (fração de abertura)

LISTA DE FIGURAS

Figura 1. Disposição básica com vestíbulo, quarto e banheiro. ...............................................28

Figura 2. Disposição básica com quarto e banheiro. ................................................................28

Figura 3. Impacto das decisões integradas de projeto. .............................................................55

Figura 4. Interface do Programa VisualDOE 4.1 .....................................................................57

Figura 5. Visualização 3D de um modelo simulado.................................................................57

Figura 6. Diagrama simplificado da entrada de dados para simulação no VisualDOE............58

Figura 7. Diagrama do método de estudo.................................................................................61

Figura 8. Localização dos meios de hospedagem abordados. ..................................................62

Figura 9. Informações obtidas na pesquisa de campo. .............................................................64

Figura 10. Localização das auditorias tipo visita. ....................................................................65

Figura 11. Seleção das variáveis para pesquisa de campo. ......................................................66

Figura 12. Orientações das edificações localizadas no trecho da Via Costeira e de Ponta

Negra, respectivamente. ...................................................................................................67

Figura 13. Tipologias de apartamentos seguindo o mesmo conceito de distribuição dos

espaços internos................................................................................................................70

Figura 14. Localização do apartamento típico no pavimento com apenas uma fachada exposta.

..........................................................................................................................................71

Figura 15. Detalhe do corte escalonado da varanda. ................................................................91

Figura 16. Rotina de ocupação 01 elaborada a partir de dados do levantamento de campo. ...97

Figura 17. Rotina de ocupação 02 elaborada a partir de dados do levantamento de campo. ...97

Figura 18. Pontos de iluminação mais comuns nos apartamentos. ..........................................98

Figura 19. Rotina de Ocupação 01 elaborada a partir do levantamento de campo. ...............109

Figura 20. Rotina de Equipamentos 01. .................................................................................110

Figura 21. Rotina de Iluminação 01. ......................................................................................111

Figura 22. Rotinas de ocupação..............................................................................................112

Figura 23. Rotinas de equipamentos. .....................................................................................112

Figura 24. Rotinas de iluminação. ..........................................................................................112

Figura 25. Caso base com protetor horizontal........................................................................119

Figura 26. Caso base com protetor horizontal e vertical. .......................................................119

Figura 27. Variáveis da simulação computacional.................................................................124

Figura 28. Orientação caso base, Az. 51º. ..............................................................................125

Figura 29. Orientação alternativa 01, Az. 0º. .........................................................................125

Figura 30. Orientação alternativa 02, Az. 90º. .......................................................................125

Figura 31. Orientação norte/sul. .............................................................................................147

Figura 32. Orientação leste/oeste. ..........................................................................................147

Figura 33. Recomendação para geometria e sua orientação...................................................151

Figura 34. Exemplos de pavimento tipo com circulação central............................................151

Figura 35. Pavimento tipo com circulação lateral ..................................................................151

Figura 36. Planta com forma circular. ....................................................................................151

LISTA DE TABELAS

TABELA 1. Seleção de critérios de classificação dos meios de hospedagem e turismo. ........26

TABELA 2. Características projetuais quanto ao modelo de pavimento tipo..........................30

TABELA 3. Indicador de desempenho e os limites de variação dentro do programa

Benchmarking E². .............................................................................................................42

TABELA 4. Consumo médio anual encontrado em diversos países........................................46

TABELA 5. Limite para o consumo em hotéis eficientes na Austrália. ..................................47

TABELA 6. Consumo de energia anual em kWh/m²/ano para três tipos de hotel...................48

TABELA 7. Consumo (kWh /m².ano) em hotéis com grandes áreas condicionadas...............49

TABELA 8. Consumo (kWh/m²/ano) em hotéis em Taiwan. ..................................................49

TABELA 9. Transmitância térmica (U) e absortância ( ) para os principais tipos de alvenaria.

..........................................................................................................................................72

TABELA 10. Transmitância térmica (U) e absortância ( ) para os principais tipos de

cobertura. ..........................................................................................................................73

TABELA 11. Cargas internas do apartamento tipo................................................................108

TABELA 12. Potência de equipamentos instalados – rotina tipo 01. ....................................110

TABELA 13. Potência de iluminação instalada.....................................................................111

TABELA 14. Síntese das variáveis e valores adotados na análise de sensibilidade. .............114

TABELA 15. Variáveis para condicionamento térmico. .......................................................122

TABELA 16. Resultados das análises de sensibilidade. ........................................................123

TABELA 17. Variáveis para condicionamento térmico. .......................................................125

TABELA 18. Variáveis para coberta: transmitância térmica.................................................126

TABELA 19. Variáveis para coberta: absortância. ................................................................126

TABELA 20. Variáveis para parede: transmitância térmica..................................................126

TABELA 21. Variáveis para parede: absortância. .................................................................127

TABELA 22. Variáveis para WWR. ......................................................................................127

TABELA 23. Variáveis para coberta: transmitância térmica.................................................127

TABELA 24. Consumo máximo e mínimo nas três orientações analisadas. .........................133

LISTA DE QUADROS

Quadro 1. Meios de hospedagem. ............................................................................................27

Quadro 2. Configuração dos casos mais representativos. ........................................................31

Quadro 3. Classificação sugerida para hotéis australianos segundo suas características

energéticas. .......................................................................................................................47

Quadro 4.Variáveis de projeto..................................................................................................50

Quadro 5. Variável de projeto: volumetria...............................................................................51

Quadro 6. Tipo de clima x forma mais eficiente. .....................................................................52

Quadro 7. Características do hotel A........................................................................................78

Quadro 8. Características do hotel B. .......................................................................................81

Quadro 9. Características do hotel C. .......................................................................................83

Quadro 10. Características do hotel D......................................................................................84

Quadro 11. Edificação E...........................................................................................................86

Quadro 12. Edificação F...........................................................................................................88

Quadro 13. Edificação G. .........................................................................................................90

Quadro 14. Edificação H. .........................................................................................................91

Quadro 15. Edificação I............................................................................................................93

Quadro 16. Resumo das principais características do caso base. ...........................................107

Quadro 17. Sombreamento das aberturas. ..............................................................................119

Quadro 18. Sombreamento para fachadas sudeste / noroeste.................................................128

Quadro 19. Sombreamento para fachadas norte / sul. ............................................................128

Quadro 20. Sombreamento para fachadas leste / oeste. .........................................................129

LISTA DE GRÁFICOS

Gráfico 1. Horas de operação dos hotéis nos EUA. .................................................................32

Gráfico 2. Número de leitos criados entre os anos de 2001 e 2004. ........................................33

Gráfico 3. Número de meios de hospedagem por bairro em Natal. .........................................34

Gráfico 4. Meios de hospedagem utilizados na Grande Natal. ................................................34

Gráfico 5. Número de unidades habitacionais disponíveis e ocupadas em 2004. ....................35

Gráfico 6. Ocupação média dos meios de hospedagem da Grande Natal no período de 2001-

2004. .................................................................................................................................35

Gráfico 7. Número médio de hóspedes por UH na Grande Natal de 2001 a 2004...................36

Gráfico 8. Consumo diário hipotético. .....................................................................................39

Gráfico 9. Consumo de energia final por equipamentos - Caribe. ...........................................39

Gráfico 10. Consumo de energia final por área - Caribe..........................................................40

Gráfico 11. Uso final de energia do Cairs Hilton – Austrália ..................................................41

Gráfico 12. Uso final de energia do Hyatt Agency – Austrália................................................41

Gráfico 13. Consumo de energia por uso final em 16 hotéis na cidade de Hong Kong...........41

Gráfico 14. Consumo de energia por uso final nos EUA. ........................................................43

Gráfico 15. Consumo de energia por uso final na zona climática 05 dos EUA. ......................43

Gráfico 16. Uso final de energia – Canadá...............................................................................44

Gráfico 17. Consumo ao longo do ano considerando os dias de segunda a sexta-feira. ..........44

Gráfico 18. Proporção da amostra por lugar. ...........................................................................62

Gráfico 19. Tipologia do pavimento ........................................................................................68

Gráfico 20. Tipologia em corte dos hotéis avaliados ...............................................................69

Gráfico 21. Tipologia dos apartamentos ..................................................................................69

Gráfico 22. Proporção do número de apartamentos com varanda............................................70

Gráfico 23. Tipos de cobertura mais recorrentes entre os meios de hospedagem....................72

Gráfico 24. WWR médio dos quartos. .....................................................................................73

Gráfico 25. Largura média das esquadrias (m).........................................................................74

Gráfico 26. Altura média das esquadrias (m). ..........................................................................74

Gráfico 27. Comprimento médio dos quartos (m)....................................................................75

Gráfico 28. Largura media dos quartos (m). ............................................................................75

Gráfico 29. Largura media dos banheiros (m)..........................................................................76

Gráfico 30. Comprimento médios dos banheiros (m). .............................................................76

Gráfico 31. Largura media do hall (m).....................................................................................76

Gráfico 32. Comprimento médio do hall (m)...........................................................................76

Gráfico 33. Consumo x ocupação da edificação A. .................................................................79

Gráfico 34. Consumo mensal x taxa de ocupação da edificação B..........................................80

Gráfico 35. Memória de massa – maio/2005............................................................................82

Gráfico 36. Consumo mensal x taxa de ocupação da edificação “C”. .....................................83

Gráfico 37. Consumo mensal x taxa de ocupação do hotel D..................................................85

Gráfico 38. Consumo mensal x taxa de ocupação da edificação “E”.......................................87

Gráfico 39. Consumo mensal x taxa de ocupação da edificação F. .........................................88

Gráfico 40. Consumo mensal x taxa de ocupação da edificação G..........................................89

Gráfico 41. Consumo mensal x taxa de ocupação da edificação H..........................................92

Gráfico 42. Consumo mensal x taxa de ocupação da edificação I. ..........................................93

Gráfico 43. Consumo horário março/2005. ..............................................................................94

Gráfico 44. Consumo horário abril/2005..................................................................................94

Gráfico 45. Consumo horário novembro/2005.........................................................................94

Gráfico 46. Consumo x ano de construção...............................................................................99

Gráfico 47. Consumo x área construída (m²) .........................................................................100

Gráfico 48. Correlação entre taxa de ocupação e consumo do hotel A..................................101

Gráfico 49. Correlação entre taxa de ocupação e consumo do hotel B. .................................101

Gráfico 50. Correlação entre taxa de ocupação e consumo do hotel C. .................................101

Gráfico 51. Correlação entre taxa de ocupação e consumo do hotel D..................................101

Gráfico 52. Correlação entre taxa de ocupação e consumo do hotel E. .................................101

Gráfico 53. Correlação entre taxa de ocupação e consumo do hotel F. .................................101

Gráfico 54. Correlação entre taxa de ocupação e consumo do hotel G..................................101

Gráfico 55. Correlação entre taxa de ocupação e consumo do hotel H..................................102

Gráfico 56. Correlação entre taxa de ocupação e consumo do hotel I. ..................................102

Gráfico 57. Consumo de energia elétrica anual......................................................................102

Gráfico 58. Desempenho de hotéis do tipo econômico, negócios e de luxo. .........................103

Gráfico 59. Consumo de energia anual corrigido para taxa de ocupação 100%. ...................103

Gráfico 60. Modelo com diferentes ajustes do sistema de ar condicionado. TempAC=

Temperatura programada do termostato do condicionador de ar. ..................................113

Gráfico 61. Influência da transmitância térmica da coberta...................................................115

Gráfico 62. Relação do consumo com a absortância da cobertura.........................................116

Gráfico 63. Evolução do consumo frente à transmitância térmica da parede. .......................117

Gráfico 64. Comportamento do consumo em função absortância da parede. ........................117

Gráfico 65. Comportamento do consumo em função absortância da parede. ........................118

Gráfico 66. Relação entre consumo e a porcentagem de sombreamento da fachada.............120

Gráfico 67. Desempenho frente ao tipo de vidro utilizado.....................................................120

Gráfico 68. Comportamento do consumo frente à orientação................................................121

Gráfico 69. Desempenho frente a altura do pé-esquerdo. ......................................................122

Gráfico 70. Eficiência do ar condicionado x consumo...........................................................123

Gráfico 71. Identificação do uso final de energia do caso base. ............................................130

Gráfico 72. Consumo mensal x taxa de ocupação do caso base.............................................131

Gráfico 73. Correlação entre taxa de ocupação e consumo do caso base. .............................131

Gráfico 74. Efeito ocupação 24 horas no consumo do caso base...........................................131

Gráfico 75. Redução do consume em função das variáveis arquitetônicas e da eficiência do ar

condicionado...................................................................................................................132

Gráfico 76. Relação entre o número de combinações menos e mais eficientes. ....................133

Gráfico 77. Variáveis que mais ocorrem nas combinações mais eficientes...........................134

Gráfico 78. Relação entre o número de variáveis alteradas e a redução média do consumo. 134

Gráfico 79. Variação máxima e mínima encontrada para cada variável. ...............................135

Gráfico 80. Número de ocorrências de casos com reduções do consumo de energia entre 0 e

50%.................................................................................................................................136

Gráfico 81. Número de combinações possíveis para cada faixa de redução do consumo de

energia. ...........................................................................................................................137

Gráfico 82. Redução entre 0 a 10%........................................................................................138

Gráfico 83. Redução entre 11 a 20%......................................................................................138






Gráfico 89. Redução do consumo frente à alteração de apenas uma variável........................140

Gráfico 90. Redução do consumo frente a alteração de duas variáveis. ................................141

Gráfico 91. Redução do consumo frente à alteração de três variáveis. ..................................141

Gráfico 92. Maior impacto da eficiência do ar condicionado de 3,06 kW/kW......................143

Gráfico 93. Sombreamento de 55-80%. .................................................................................143

Gráfico 94. Transmitância de coberta (0.4W/m²K)................................................................143

Gráfico 95. Absortância de coberta (0.2). ..............................................................................143

Gráfico 96. WWR (26%)........................................................................................................144

Gráfico 97. Absortância parede (0.2) .....................................................................................144

Gráfico 98. Vidro (Fator Solar 0.31). .....................................................................................144

Gráfico 99. Faixas de consumo por apartamento em Natal e em Auckland. .........................145

SUMÁRIO

1 INTRODUÇÃO...................................................................................................................172 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ..........................................................................................202.1 HOTÉIS ..................................................................................................................................202.1.1 Breve histórico.....................................................................................................................202.1.2 Importância do turismo......................................................................................................222.1.3 Impacto ambiental ..............................................................................................................232.1.4 Classificação ........................................................................................................................242.1.5 Tipologias arquitetônicas ...................................................................................................282.1.6 Ocupação e funcionamento ................................................................................................322.1.7 Setor hoteleiro de Natal ......................................................................................................332.2 CONSUMO DE ENERGIA EM HOTÉIS .......................................................................................362.2.1 Fatores de normalização e indicadores de desempenho ..................................................372.2.2 Uso de energia .....................................................................................................................382.2.2.1 Caribe....................................................................................................................................392.2.2.2 Jamaica .................................................................................................................................402.2.2.3 Austrália................................................................................................................................402.2.2.4 Hong Kong............................................................................................................................412.2.2.5 Índia ......................................................................................................................................422.2.2.6 Grécia....................................................................................................................................422.2.2.7 Nova Zelândia.......................................................................................................................432.2.2.8 Estados Unidos da América (EUA) ......................................................................................432.2.2.9 Canadá ..................................................................................................................................442.2.2.10 Suécia....................................................................................................................................442.2.2.11 Comparações.........................................................................................................................452.2.3 Classificação de desempenho .............................................................................................462.2.3.1 Austrália................................................................................................................................462.2.3.2 Reino Unido..........................................................................................................................472.2.3.3 Taiwan ..................................................................................................................................492.3 VARIÁVEIS INFLUENTES SOBRE O DESEMPENHO ENERGÉTICO .............................................492.4 SIMULAÇÃO DO DESEMPENHO ENERGÉTICO.........................................................................552.4.1 VisualDOE...........................................................................................................................562.4.2 Modelagens e limitações das simulações ...........................................................................583 METODOLOGIA...............................................................................................................613.1 PESQUISA DE CAMPO ......................................................................................................623.1.1 Auditoria do tipo visitas .....................................................................................................653.2 RESULTADOS DA PESQUISA DE CAMPO ...........................................................................663.2.1 Características.....................................................................................................................663.2.2 Orientação ...........................................................................................................................673.2.3 Tipologias.............................................................................................................................673.2.4 Envoltória – Fechamentos opacos .....................................................................................713.2.5 Envoltória – Fechamentos transparentes .........................................................................733.2.6 Condicionamento de ar ......................................................................................................743.2.7 Dimensionamento das unidades de hospedagem .............................................................753.3 AUDITORIA DETALHADA.......................................................................................................77

3.3.1 Edificação A ........................................................................................................................773.3.2 Edificação B.........................................................................................................................803.3.3 Edificação C ........................................................................................................................823.3.4 Edificação D ........................................................................................................................843.3.5 Edificação E.........................................................................................................................853.3.6 Edificação F.........................................................................................................................873.3.7 Edificação G ........................................................................................................................893.3.8 Edificação H ........................................................................................................................903.3.9 Edificação I..........................................................................................................................923.3.10 Análise preliminar dos dados: consumo x aspectos construtivos ...................................953.4 ROTINAS DE USO: OCUPAÇÃO, EQUIPAMENTOS E ILUMINAÇÃO............................................963.4.1 Ocupação .............................................................................................................................963.4.2 Equipamentos......................................................................................................................983.4.3 Iluminação ...........................................................................................................................983.5 DESEMPENHO X FATORES DE NORMALIZAÇÃO .....................................................................993.6 CONSUMO DE ENERGIA .......................................................................................................1024 SIMULAÇÃO ...................................................................................................................1054.1 MODELAGEM ......................................................................................................................1054.2 CARACTERÍSTICAS DO CASO BASE......................................................................................1064.2.1 Cargas internas .................................................................................................................1084.2.2 Rotinas ...............................................................................................................................1084.3 AJUSTES DO MODELO..........................................................................................................1124.4 ANÁLISES DE SENSIBILIDADE..............................................................................................1134.4.1 Transmitância térmica da cobertura ..............................................................................1154.4.2 Absortância térmica da coberta ......................................................................................1164.4.3 Transmitância térmica das paredes ................................................................................1164.4.4 Absortância térmica das paredes ....................................................................................1174.4.5 Área de abertura...............................................................................................................1184.4.6 Sombreamento ..................................................................................................................1184.4.7 Vidros.................................................................................................................................1204.4.8 Orientação .........................................................................................................................1214.4.9 Pé-esquerdo .......................................................................................................................1214.4.10 Eficiência do ar condicionado..........................................................................................1224.4.11 Comparação ......................................................................................................................1234.5 COMBINAÇÃO DE VARIÁVEIS ..............................................................................................1244.5.1 Ar condicionado ................................................................................................................1254.5.2 Orientação .........................................................................................................................1254.5.3 Coberta ..............................................................................................................................1264.5.4 Parede ................................................................................................................................1264.5.5 Fração de abertura da parede .........................................................................................1274.5.6 Tipo de vidro .....................................................................................................................1274.5.7 Sombreamento ..................................................................................................................1285 RESULTADOS DAS SIMULAÇÕES.............................................................................1305.1 IMPACTO COMBINADO DAS VARIÁVEIS..................................................................1395.2 IMPACTO ISOLADO DAS VARIÁVEIS.....................................................................................1425.3 CONSUMO DAS UNIDADES DE HOSPEDAGEM.............................................................1446 CONSIDERAÇÕES FINAIS ...........................................................................................1466.1 AUDITORIAS........................................................................................................................1486.2 SIMULAÇÕES .......................................................................................................................1496.3 IMPACTO NO PROJETO ARQUITETÔNICO..............................................................................1506.4 RECOMENDAÇÕES A FUTUROS TRABALHOS........................................................................1537 REFERÊNCIAS................................................................................................................155

17

1 INTRODUÇÃO

A redução do consumo de energia em edificações é objeto de estudo há várias

décadas. A energia consumida representa um dos maiores custos ao longo do ciclo de vida das

construções e também está associada aos impactos ambientais indiretos, como a construção de

usinas, produção de resíduos e de CO2 (ZHU, 2006). A busca por projetos e formas de

operação mais eficientes têm se tornado cada vez mais comum, seja através de programas

voluntários, seja por meio de leis governamentais, com caráter obrigatório (LEE; YIK, 2004).

O setor do turismo também vem intensificando as pesquisas de redução de

consumo desde os anos 90, sobretudo porque os meios de hospedagem possuem uma das mais

elevadas taxas de consumo, em comparação a outros tipos de edificações (SANTAMOURIS

et al, 1996). Isso tem levado a procura de fontes alternativas de energia, reformas de

eficientização (retrofits) e estratégias de gerenciamento e operação.

Os métodos de análise do potencial de redução do consumo de energia variam

desde os procedimentos mais simples de auditoria até a simulação computacional do

comportamento térmico e energético da edificação, onde diversos fatores podem ser

examinados simultaneamente (BOHDANOWICZ; MARTINAC, 2003b). A combinação de

diferentes abordagens vem contribuindo para um melhor conhecimento do comportamento da

edificação e para que as ferramentas de simulação auxiliem projetistas na reflexão sobre o

impacto de suas decisões no consumo de energia (AL-HOMOUD, 2001; PEDRINI;

LAMBERTS, 2001; ZHU, 2006).

Ainda que projetos de edificações eficientes estejam associados a equipamentos,

sistemas de iluminação e de ar condicionado, as decisões arquitetônicas podem ser mais

eficazes, além de apresentarem menor custo e maior durabilidade (PEDRINI, 1997). Na

verdade, a eficientização de uma edificação começa com a concepção geral do projeto pelo

arquiteto e as decisões mais importantes acontecem nas primeiras fases do projeto

arquitetônico (HAYTER et al, 2001; PEDRINI, 2003). De acordo com Signor (1999),

estimam-se que edifícios com projetos adequados possam consumir em torno de 30% menos

energia que outros com mesmo nível de conforto e utilização. Alguns estudos vêm

demonstrando que esse valor pode ser ainda mais significativo, com reduções que podem

chegar a até 80% dependendo de uma série de fatores (SANTAMOURIS et al, 1996;

HAYTER et al, 2001; PEDRINI, 2003).

17

Nesse contexto, o presente trabalho tem como objetivo geral identificar as

decisões projetuais mais importantes relacionadas com a redução do consumo energético,

sobretudo aquelas definidas diretamente pelo arquiteto, em hotéis localizados na cidade de

Natal-RN. Para tanto, fez uso de simulações computacionais empregando o programa

VisualDOE para as análises energéticas, considerando um caso base representativo definido a

partir de auditorias realizadas em 43 hotéis da cidade. O estudo também compreende os

seguintes tópicos:

Levantamento de dados de consumo energético, rotinas de uso e tipologias

arquitetônicas;

Identificação de correlações entre características físicas e de operação com

o desempenho dos hotéis;

Discussão dos índices de desempenho adotados no mundo e as incertezas

relacionadas aos métodos de avaliação de hotéis e a falta de critérios

relacionados ao tema no Brasil;

Quantificação dos impactos das decisões arquitetônicas sobre o consumo

das edificações;

Organização de recomendações para projetos mais eficientes.

A realização da pesquisa com edificações do tipo hotel é decorrente da

importância da atividade turística na economia da cidade, do grande número de construções

do gênero que vem surgindo, da escassez de recomendações específicas para o setor, além do

pioneirismo do estudo em nível local. Suas aplicações recaem principalmente sobre os

projetistas, auxiliando na tomada de decisões, tanto no desenvolvimento de novos projetos

quanto nos casos de reforma. De maneira mais ampla, espera-se que esta discussão possa

contribuir também para conscientização de empresários sobre a importância do tema e

fomentar o surgimento de novos trabalhos.

No Rio Grande do Norte, assim como em outras regiões do Nordeste, os

empreendimentos ligados ao setor hoteleiro se concentram sobretudo no litoral e revelam duas

questões básicas. A primeira se relaciona com a pouca adequação dos projetos de arquitetura

às condições climáticas locais (VELOSO; SANTOS; LIMA NETO, 2001). A segunda, à

ameaça de muitos ecossistemas frágeis em função da escassez de estudos relacionados aos

impactos dessa ocupação (VELOSO, 2001). Embora desconexos do clima, muitos desses

edifícios utilizam artifícios regionalistas nas fachadas para explorar a imagem de

“ecologicamente corretos” como estratégia de marketing junto aos clientes (RODRIGUES,

1999).

18

17

Atualmente não há normas nacionais que estimulem o desempenho energético de

hotéis. As políticas públicas relacionadas ao tema ainda são muito incipientes e possuem

caráter quase sempre orientativo.

A dissertação está estruturada em seis tópicos principais: introdução, revisão

bibliográfica, pesquisa de campo ou auditoria, simulação computacional, análise de resultados

e considerações finais. A pesquisa é focada no estudo do impacto das decisões projetuais

sobre os hotéis submetidos ao clima quente-úmido da cidade de Natal. A partir desse tema, é

levantado o estado da arte sobre o assunto, relatando sobre as referências encontradas para

contextualização e seu melhor entendimento, além de procedimentos de pesquisa. A auditoria

consiste no levantamento das características de hotéis de Natal, cujas informações respaldam

a definição de modelos paramêtricos e identificação das variáveis analisadas nas simulações.

Os resultados são avaliados em função do desempenho dos modelos frente às combinações

das variáveis adotadas. As considerações finais abordam as tendências, limitações, conclusões

e recomendações para trabalhos futuros.

19

20

2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

A revisão bibliográfica aborda quatro temas principais. O primeiro caracteriza os

hotéis e o setor, globalmente e nacionalmente. O segundo tema analisa as questões

relacionadas ao consumo, como fatores de normalização e uso final de energia, através do

levantamento de casos. O terceiro capítulo discute as variáveis mais influentes sobre o

consumo de energia dos hotéis. O quarto apresenta as simulações como recursos para

quantificar a influência de variáveis sobre o consumo de energia.

2.1 HOTÉIS

De acordo com Lawson (2003), o princípio básico para uma edificação ser

classificada como hotel é que esta tenha condições de oferecer aos hóspedes pelo menos os

serviços de acomodação e refeição, mediante pagamento. Dependendo da categoria do

estabelecimento, é comum a oferta de outras facilidades relacionadas a lazer ou negócios

como forma de atrair mais clientes. Além da qualidade dos serviços oferecidos, os aspectos

físicos da edificação que englobam o conforto, organização, estética, temática e

funcionalidade podem ser decisivos. De um modo geral, a concepção de um hotel deve

considerar inicialmente quatro aspectos principais: marketing, economia, localização e

capacidade empreendedora. Somente a partir da análise dessas variáveis, recomenda-se o

estudo de aspectos ligados ao planejamento e ao projeto da edificação. Alguns conceitos

recentes deram origem a variações, como o apart-hotel, o flat, e o flat-service, combinando o

uso residencial com as facilidades de um hotel.

2.1.1 Breve histórico

Conforme aponta Andrade, Brito e Jorge (2000), os serviços de hospedagem

nasceram na antiguidade, fortemente vinculados a atividade comercial e seus aglomerados

urbanos. Durante séculos, tais serviços foram oferecidos sem caráter exploratório aos

viajantes e às vezes pelo próprio Estado. Apenas com a Revolução Industrial e a expansão do

21

capitalismo no final do século XVIII é que tal atividade passou a ser desenvolvida visando o

lucro.

Em 1870, através do suíço Cézar Ritz, os quartos passaram a incorporar um

banheiro privativo (configuração que hoje recebe o nome de “apartamento”), contribuindo

para a formação da tipologia européia caracterizada pela compartimentação da edificação em

ambientes pequenos e com funções distintas (DI MARCO, 1987).

Segundo este mesmo autor, no século XX, o crescimento da atividade hoteleira

esteve ligado a dois grandes momentos de prosperidade econômica, sendo o primeiro entre as

décadas de 20 e 30. O segundo foi posterior à Segunda Guerra Mundial e teve repercussões

ainda maiores na atividade turística, sobretudo pelo surgimento das redes internacionais.

Avanços tecnológicos no campo das telecomunicações, dos transportes, da construção civil e

de equipamentos, como o ar condicionado, favoreceram o aparecimento de novas tipologias.

Entre estas, a concebida pelo arquiteto John Calvin Portman, propunha recriar a cidade em um

espaço fechado de grandes dimensões, desconexos do exterior, incorporando ainda outras

facilidades como ambientes de convenções polivalentes e flexíveis. Essa desvinculação da

edificação em relação a seu entorno, a partir de 1920, possibilitada pelos avanços

tecnológicos, se estendeu também a outros tipos de construções e marcou um período de

pouca preocupação em relação às questões ambientais e ao consumo energético.

Somente na década de 70 é que o setor hoteleiro brasileiro passou por um

momento de expansão. Ainda que de forma moderada, esta expansão foi possibilitada pelos

financiamentos públicos, incentivos fiscais e pelo desenvolvimento da infra-estrutura dos

transportes aéreo e rodoviário. Entre meados dos anos 80 até meados dos anos 90, o setor

atravessou um período de estagnação ocasionado pela instabilidade econômica e pelo

aumento acelerado da inflação. Segundo Beni (2000), no ano de 1990, o Brasil alcançou seu

patamar mais desesperador com um receptivo de pouco mais de 1 milhão de hóspedes. Com a

implantação do Plano Real em 1994, o país retomou a estabilidade econômica e passou a

desenvolver novas políticas ligadas a atividade turística, propiciando a instalação de redes

internacionais e o crescimento do setor hoteleiro (MATTOS, 2004). Segundo dados da

Associação Brasileira da Indústria de Hotéis (ABIH, 2005), atualmente a grande maioria dos

meios de hospedagem existentes no Brasil são formados por pequenos e médios hotéis,

administrados de forma direta por seus proprietários, e voltados para viajantes domésticos.

São também os responsáveis por maior parte da mão de obra empregada.

22

2.1.2 Importância do turismo

O turismo vem sendo tratado em várias regiões do mundo como uma importante

fonte de desenvolvimento econômico e social. Conforme citam Andrade, Brito e Jorge (2000)

e Bohdanowicz (2003), países como a Espanha, no período pós-Franco (anos 70/80),

conseguiram se reestruturar graças a essa atividade que ainda hoje continua sendo sua

principal fonte de recursos. O Caribe também se destaca, com um ingresso de divisas maior

do que a soma de todo faturamento da América Latina em 1999, U$ 36 bilhões contra U$28

bilhões respectivamente (BENI, 2000). A China, segundo dados da Organização Mundial do

Turismo (OMT), é outro mercado em grande ascensão. Com o crescimento anual do número

de hotéis chegando a 49% (média de 22%), a estimativa é que esse país se torne o principal

destino do mundo até 2020 (PINE; PHILLIPS, 2005).

No Brasil, essa atividade possui grandes perspectivas de expansão em função de

dois fatores principais: as enormes extensões de terra normalmente associadas às várias

belezas naturais e a consolidação tardia da atividade turística. De fato, somente na década de

90 com a estabilização da economia, o país conseguiu controlar a inflação, aumentar prazos

de financiamento, implementar novas políticas para o transporte aéreo, além de atrair capital

estrangeiro e passar a realizar um maior número de eventos ligados à atividade, como

congressos, convenções, feiras e exposições. A hotelaria, um dos carros-chefe para a evolução

da atividade turística, também vem passando por inúmeras transformações a fim de se

adequar às novas exigências e segmentos do mercado. Com a regulamentação do setor e o

sistema de classificação elaborado pelo Instituto Brasileiro de Turismo - EMBRATUR em

1978, os diversos tipos de hotéis criados vêm incorporando uma série de novas facilidades,

elevados padrões de qualidade e equipamentos de lazer mais sofisticados para satisfazer os

hóspedes.

Conforme recente pesquisa realizada pela ABIH, existem no Brasil cerca de 18

mil meios de hospedagem que contabilizam mais de 1 milhão e 100 mil quartos, 500 mil

empregos diretos e 1,6 milhão de indiretos (COUTO, 2003). Segundo dados do Boletim de

Desempenho Econômico do Turismo, fornecido pela EMBRATUR, o número de novos

postos de trabalho criados no ano de 2004 conseguiu superar as projeções mais otimistas,

registrando um crescimento de 36%. Tal número é acompanhando ainda pelo crescimento dos

negócios realizados no setor (37%), como também, da demanda de turistas estrangeiros (46%)

e brasileiros (38%) (BARBOSA, 2005). A partir destes índices de crescimento, a ABIH

23

(2005) estima que o faturamento anual do setor, atualmente em R$ 53 bilhões (4% do Produto

Interno Bruto – PIB), alcance a considerável marca de R$ 221 bilhões nos próximos 10 anos.

Segundo levantamento da BSH International1, dentre os tipos de hotéis existentes,

esta expansão vem ocorrendo principalmente na categoria resorts2, apoiada, sobretudo por

investimentos estrangeiros. A pesquisa estima que até 2007 mais de 5.789 apartamentos sejam

criados, sendo 4.393 unidades (75,88%) construídas apenas no Nordeste (FARIAS, 2004).

2.1.3 Impacto ambiental

A OMT, além de descrever o turismo como a mais importante atividade

econômica, social, cultural e política do século XX, refere-se aos hotéis como verdadeiros

marcos em muitos destinos onde são construídos. Esta relação ocorre não apenas visualmente,

mas principalmente através de uma intensa interação com o meio ambiente onde estão

implantados (BOHDANOWICZ, 2004).

Embora esta relação presuma a utilização de técnicas de conservação ambiental,

na prática, isto não vem ocorrendo. Muitos dos serviços oferecidos pelos meios de

hospedagem requerem grandes somas de energia, água e produtos não duráveis que acabam

comprometendo o meio ambiente. Estima-se que 75% dos impactos gerados pela indústria

hoteleira possam ser atribuídos somente a estes três componentes, seguidos pela emissão de

poluentes no ar, água e solo. No caso dos resorts, esta situação é ainda mais preocupante, por

serem freqüentemente implantados em ecossistemas frágeis com pouca ou nenhuma

consideração com o ambiente e cultura locais. Entre as edificações comerciais/serviços, os

hotéis são aquelas que possuem o segundo maior nível de degradação ambiental, perdendo

apenas para os hospitais. A Europa conta com mais de duzentos mil meios de hospedagem e

representa 50% de todo o mercado mundial, enquanto a América do Norte totaliza 22%. Em

nível global e especificamente sobre estes dois mercados, recaem as maiores atenções para

minimizar impactos ambientais (BOHDANOWICZ, 2003).

Desde a década de 90, a indústria do turismo (uma das maiores do mundo) vem

realizando esforços nesse sentido (AYALA, 1995; BOHDANOWICZ; MARTINAC, 2003b).

1 BSH International Hotel & Tourism Specialist: empresa especializada no desenvolvimento sustentável do turismo e hotelaria, atuando no mercado brasileiro desde 1989. 2 Tipo de hotel caracterizado pelo forte vínculo e apelo turístico as paisagens do meio ambiente, sendo constituídos por vastas áreas de lazer em contato, com a natureza, parque aquático, serviços e infra-estrutura.

24

Durante 2002, no Ano Internacional do Eco-turismo, as Nações Unidas juntamente com a

Organização Mundial do Turismo e outros inúmeros parceiros organizaram uma série de

conferências e eventos pelo mundo inteiro a fim de promover a atividade turística de forma

ambientalmente saudável. Os resultados desta política podem ser traduzidos numa

preocupação maior entre os empreendedores com o tema proposto. Em pesquisa realizada

com 3000 hotéis na Europa, pôde-se constatar que aproximadamente 40% deles já haviam

passado por algum procedimento com o objetivo de melhorar seu desempenho energético

(BOHDANOWICZ; MARTINAC, 2003b).

Juntamente com esse cenário internacional, novas terminologias vêm surgindo

para se referir aos hotéis que procuram preservar o meio ambiente, como por exemplo:

ecohotel, ecotel, hotel verde, ecoresort, entre outros. São estabelecimentos que utilizam

equipamentos, políticas e práticas visando a conservação dos recursos naturais,

particularmente quanto à energia (eficiência e utilização de fontes renováveis), gerenciamento

ambiental e conservação de água. Tais edificações presumem a adoção de pelo menos três

abordagens principais: programas de conservação (manuais, guias e leis de conservação

energética), eco-técnicas (isto é, energia solar, aproveitamento de água da chuva, reciclagem

do lixo, projeto bioclimático, uso de materiais e procedimentos locais) e eco-pacotes

(programas turísticos ecologicamente e culturalmente sensíveis ao local) (AYALA, 1995).

2.1.4 Classificação

Segundo Lawson (2003), a OMT vem estudando formas de estabelecer critérios

de classificação para hotéis que sejam válidos em todo o mundo desde 1962. Com a

organização de um único sistema de padronização, espera-se diminuir o número de

classificações existentes no planeta. No geral, estas podem ser divididas em dois grupos

principais:

Oficiais: quando as exigências mínimas são estabelecidas por um órgão do

governo, normalmente, um Ministério ou Secretaria ligada ao turismo;

Independentes: quando os padrões e vistorias são realizados por empresas

especializadas ou associações (como, por exemplo, a ABIH);

Apesar dos esforços da OMT, a expansão das grandes redes internacionais em

várias partes do mundo com critérios de qualidade e marcas próprias vem funcionando como

25

instrumentos de identificação corporativa. Assim, independente da região onde o hotel esteja

implantado, o público terá sempre o mesmo padrão de serviços e, com isso, os sistemas de

classificação oficiais que, em muitos lugares, ainda são voluntários perdem significância.

No Brasil, todas as classificações existentes são facultativas e se fundamentam

apenas na qualidade dos serviços e conforto das instalações, desconsiderando aspectos como

variáveis ambientais e de desempenho com relação ao uso de recursos naturais (FERREIRA,

1999).

A EMBRATUR é o órgão oficial que regula a atividade turística e define a matriz

geral de classificação válida para todos os meios de hospedagem. As exigências são bastante

vastas incorporando diversos aspectos que vão desde a dimensão das unidades de

hospedagem3 (UH’s), até o número de serviços oferecidos pelo hotel. Especificamente com

relação ao uso de energia, embora se exija o monitoramento do consumo e a aquisição de

produtos eficientes (Anexo III – Manual de avaliação, itens: 2.10.6 e 2.10.7), as normas ainda

são muito superficiais uma vez que não estabelecem valores e metas claras (EMBRATUR,

1998). As principais exigências relacionadas com o projeto estão sintetizadas na TABELA 1.

Notadamente, o atendimento a todos os critérios tende a estimular o consumo. Entretanto,

poderiam ser associados facilmente com medidas de conservação de energia.

3 Unidade de Hospedagem – UH – pode se referir tanto aos apartamentos quanto as suítes existentes nos hotéis.

26

TABELA 1. Seleção de critérios de classificação dos meios de hospedagem e turismo.

SETOR HABITACIONAL 1 2 3 4 5 5SL

Todas as salas e quartos das UH com iluminação e ventilação de acordo com as normas vigentes para edificações Todas as UH deverão ter banheiros privativos com ventilação direta para o exterior ou através de duto Climatização adequada em 100% das UHTV a cores, equipamento de vídeo cassete e DVD em 100% das UH, com TV por assinatura a cabo ou por antena parabólicaTV a cores em 100% das UH, com TV por assinatura a cabo ou por antena parabólica TV em 100% das UH Mini refrigerador em 100% das UH Lâmpada de leitura junto às cabeceiras em todas UH Sonorização ou rádio controlada pelo hóspede em 100% das UH em 80% das UH Cortina ou similar em 100% das UH Vedação opaca nas janelas em 100% das UH Mesa de trabalho com iluminação própria e ponto de energia e telefone, possibilitando o uso de aparelhos eletrônicos pessoaisÁgua quente em 100% das UH: em todas as instalações no chuveiro e lavatório no chuveiro Computador com acesso veloz à internet em 100% das UH's

Fonte: adaptado de EMBRATUR (1998;2003).

Conforme explica Andrade, Brito e Jorge (2000) e Lawson (2003), além da

classificação quanto a qualidade dos serviços (número de estrelas), os hotéis também podem

ser categorizados em cinco tipos diferentes (natureza do empreendimento), a partir de quatro

critérios principais:

Qualidade: tipo de instalação, conforto, serviços e preços. Adotada pela

EMBRATUR e pela ABIH;

Localização: a identificação ocorre a partir do lugar onde o hotel está

implantado. Por exemplo, hotel de aeroporto, casa de campo, centro de

cidade, de praia, de montanha;

Especialização: empreendimentos que dispõem de instalações e serviços

especiais, como os resorts de lazer, hotéis de negócios, cassinos, entre

outros;

27

Operação: de acordo com o modelo de administração, grandes redes

hoteleiras ou hotéis autônomos totalmente independentes ou associados a

algum tipo de consórcio.

De acordo com os aspectos citados e a partir da deliberação normativa 367 de 23

de novembro de 1996, a EMBRATUR (1998) classifica os meios de hospedagem em hotéis

(H), hotéis histórico (HH), hotéis de lazer (HL) e pousadas (P) a partir de características

específicas no Quadro 1.

Tipo Localização Natureza da edificação

Clientela preferencial

Infra-estrutura

Hotel (H) Preferencialmente urbana

Normalmente, em edificação com vários pavimentos (partido arquitetônicovertical).

Mista, com executivos e turistas,predominando ora uns, ora outros.

Hospedagem e, em função da categoria, infra-estrutura para lazer e negócios.

HotelHistórico(HH)

Em prédios, locais ou cidades históricas (no meio urbano e rural).

Prédio tombado pelo IPHAN ou de significado histórico ou valor regional reconhecido.

Mista, com executivos e turistas, variável de uns e outros.

Normalmente, restrita à hospedagem.

Hotel de Lazer(HL)

Áreas rurais, ou local turístico fora do centro urbano.

Normalmente, partido arquitetônicohorizontal.

Turistas em viagens de recreação e lazer.

Instalações,equipamentos e serviços próprios para lazer.

Pousada(P)

Locais turísticos normalmente fora do centro urbano.

Predominantemente, partido arquitetônico horizontal.

Turistas em viagens de recreação e lazer.

Restrita à hospedagem.

Quadro 1. Meios de hospedagem. Fonte: EMBRATUR / INMETRO: Regulamento e matriz de classificação dos meios de hospedagem e turismo apud Andrade, de Brito et al (ANDRADE; BRITO; JORGE, 2000)

Segundo a ASHRAE4 (1989), os hotéis podem ser estruturados basicamente em

três setores: hospedagem, público e serviços. O setor de hospedagem pode representar de 60%

a 85% da dimensão total da edificação, dependendo de sua categoria e, normalmente, se

constitui na sua principal fonte de renda. Esta área é composta por apartamentos e suítes, que

podem ser distribuídos isoladamente pelo terreno ou em andares muito semelhantes,

denominados de pavimentos tipo. Sua configuração pode ser resultado do tipo de corredor

(central ou lateral), da forma e da disposição dos apartamentos (em desenho de quadrado,

círculo, cruz, estrela, etc), como também do local das circulações verticais no pavimento. A

relação entre o número de apartamentos e suítes deve ser objeto de estudo específico, mas é

4 American Society of Heating, Refrigerating, and Air-conditioning Engineers (Sociedade Norte-americana de Engenheiros de Aquecimento. Refrigeração e Condicionamento de Ar) (EMBRATUR, 1998);

28

razoável estimar que as suítes correspondem a 10% daquele previsto para o de apartamentos

(ANDRADE; BRITO; JORGE, 2000).

2.1.5 Tipologias arquitetônicas

Conforme verificado na literatura, existem basicamente duas formas de disposição

interna dos ambientes dentro da célula que compreende a unidade de hospedagem5. A

primeira corresponde ao arranjo onde, a partir de um vestíbulo6 de entrada (hall), o hóspede

tem acesso ao banheiro, em seguida à área do quarto e, eventualmente, a uma varanda (Figura

1). Embora este arranjo básico predomine entre os meios de hospedagem existem diferenças

relacionadas ao tamanho dos ambientes, a existência ou não de varanda, e variações internas

de layout e decoração (LAWSON, 2003).

O segundo tipo de organização pode ser caracterizado pela ligação direta entre a

circulação do corredor e o quarto, como também pela disposição do banheiro junto à fachada

externa do apartamento, possibilitando sua exaustão natural (Figura 2). Trata-se de um arranjo

atualmente pouco freqüente, mas comum entre edificações antigas em função das limitações

tecnológicas existentes à época de suas construções.

Figura 1. Disposição básica com vestíbulo, quarto e banheiro.

Figura 2. Disposição básica com quarto e banheiro.

Com relação a disposição das unidades de habitação, pode ocorrer de maneira

isolada no lote ou agrupada, formando um pavimento tipo composto, normalmente, por um

determinado número de apartamentos, suítes, elevadores, circulações, áreas de serviço,

escadas e saídas de emergência em acordo com as exigências dos órgãos públicos locais. As

5 Refere-se à área total de hospedagem privativa do hóspede compreendida por no mínimo quarto e banheiro denominada de apartamento ou, quarto, banheiro e sala de estar para se referir a suíte (MASCARÓ, 1991). 6 “Área ou ambiente localizado na entrada do quarto de dormir, que se antepõe entre a porta de entrada da UH e as camas, assegurando maior privacidade ao hóspede” (MASCARÓ, 1991).

29

maiores diferenças estão na maneira como cada pavimento tipo é estruturado (RUTES;

PENNER; ADAMS, 2001). Neste caso, o arquiteto possui um leque maior de soluções

projetuais com diferentes respostas quanto ao número de unidades, dimensão, volume e área

de circulação. Rutes, Penner e Adams (2001), quantificaram uma redução de até 20% da área

construída do pavimento tipo e de aproximadamente 15% da área total da edificação

dependendo da organização deste andar tipo (TABELA 2). No geral, as formas mais

eficientes para construir e operar são aquelas onde as áreas de circulação são mínimas, como,

por exemplo, os modelos que possuem corredor central carregado duplamente, ou aqueles

com core7 central compacto.

Quando comparado ao tipo de configuração com apartamentos em apenas um dos

lados da circulação, o modelo com corredor central apresenta, em média, de 05% a 08%

menos área para um mesmo número de apartamentos. Isto pode ser revertido em mais

unidades de hospedagem, apartamentos maiores, melhores materiais de acabamento ou

simplesmente, uma edificação mais barata (RUTES; PENNER; ADAMS, 2001).

7 Core é o trecho fixo da edificação onde se concentra sua circulação vertical como, por exemplo, escadas,

elevadores. Junto a este setor pode haver também áreas de apoio de serviço e instalações.

30

TABELA 2. Características projetuais quanto ao modelo de pavimento tipo.

Configuração do pavimento tipo

U.H. por pavimento

Dimensões(m)

Porcentagemde U.H. no pavimento

Área de corredor por

U.H. (m²) Comentários

Variávelpelo lote: 12-30+

10 x comprimento variável

65% 7,50 Circulação vertical normalmente independente da modulação dos apartamentos



70% 4,20 O comprimento do corredor é limitado pela circulação vertical em função da norma de cada cidade.



72% 4,60 O core é dividido criando menos perímetro de parede por apartamento, corredor maior em função do lobby do elevador.

16-24 34 x 34 65% 5,60

Questões de projeto recaem nos acessos dos apartamentos de canto;Poucos apartamentos por pavimento tornam difícil o layout do core.

16-24 Ø= 27-40 67% 4,20-6,00 Grande proporção do perímetro exterior por apartamento; Dificuldade de projetar os banheiros.

24-30 Variável 64% 6,00-7,90 Core central ineficiente devido a forma; Apartamentos dos cantos fáceis de projetar.

24+ 27 62% 8,80

Volumes abertos criam espaços espetaculares, corredores abertos, possibilidade de elevadores panorâmicos; Requer cuidados com o sistema de ar condicionado e saída de fumaça.

Fonte: adaptado de Rutes, Penner e Adams (2001)

31

Podem ser encontradas tipologias diversas daquelas apresentadas na

TABELA 2, dependendo das restrições urbanísticas, das características climáticas e

culturais de cada local. Na maioria destes casos, entretanto, observam-se relações de

semelhança que partem de umas poucas matrizes de distribuição, ou seja, variações a

partir do tipo de corredor: lateral, central, radial ou em átrio. Estudo realizado por

Guzmán (2003) em 40 hotéis de Cuba exemplifica esta tendência: os resultados

demonstram as variações realizadas a partir do padrão de circulação - lateral, central e

em átrio - no pavimento tipo (Quadro 2).

Classificação tipológica das unidades de hospedagem

Cabines

Var

iáve

l

Simples Dupla

Corredor

lateral

Corredor

centralÁtrio

Pla

nta

Bai

xa

Cor

te

Quadro 2. Configuração dos casos mais representativos. Fonte: adaptado de Guzmán (2003).

32

2.1.6 Ocupação e funcionamento

Os hotéis apresentam grande oscilação no consumo de energia e

diversidade de uso entre as unidades de hospedagem exigindo, por isso, projetos de

sistemas flexíveis capazes de proporcionar conforto 24 horas por dia (ASHRAE,

1989). O funcionamento da edificação em tempo integral é típico no setor hoteleiro

(HILL, 2002b). No caso dos Estados Unidos, 91% dos hotéis avaliados operam

ininterruptamente (Gráfico 1). Tipicamente os quartos não são ocupados todo o

tempo. Em média, os apartamentos passam mais de 50% do tempo desocupados. O

número de usuários por quarto é pequeno, sendo geralmente desenvolvidas atividades

sedentárias ou leves, favorecendo a utilização de uma carga de iluminação mais baixa.

A ocupação do ambiente é transitória, com maior utilização dos quartos à noite

(ASHRAE, 1989).

Gráfico 1. Horas de operação dos hotéis nos EUA.Fonte: adaptado de Hill (2002b).

A incorporação de uma cozinha integrada ou separada do quarto possui

grande potencial de ampliação das cargas na unidade, geração de odor e maiores

requerimentos de exaustão. Toalete, banho e instalações de banheiro se incorporam à

unidade de habitação e na maioria dos casos também são operacionalizados pela

exaustão mecânica do ar. Quando associados ao uso excessivo do chuveiro elétrico

podem representar um acréscimo significativo no consumo do apartamento. No geral,

os hotéis possuem uma demanda relativamente alta de água quente, por períodos de

33

uma ou duas horas, várias vezes num dia. Normalmente, os picos de consumo nos

dormitórios ocorrem por volta das 18:00 horas (ASHRAE, 1989).

2.1.7 Setor hoteleiro de Natal

A expansão do setor hoteleiro em Natal é comprovada pelos números que

a apontam entre as 10 cidades brasileiras com o maior número absoluto de meios de

hospedagem. Segundo dados oficiais da Secretaria de Turismo do Estado do Rio

Grande do Norte – SETUR (LUCENA, 2005;SETUR, 2005), o município aumentou

sua capacidade de acomodação em mais de mil leitos entre os anos de 2001 e 2004

(Gráfico 2).

3,950

4,000

4,050

4,100

4,150

4,200

4,250

4,300

2000 2001 2002 2003 2004 2005

Nú

mero

de U

Hs

Gráfico 2. Número de leitos criados entre os anos de 2001 e 2004.Fonte: adaptado de LUCENA (2005).

Este crescimento, entretanto, não ocorre de forma homogênea. Dentro da

cidade, os bairros de Ponta Negra e a Via Costeira, próximos à orla marítima, são os

principais locais desta esta expansão (Gráfico 3).

34

Gráfico 3. Número de meios de hospedagem por bairro em Natal. Fonte: adaptado de LUCENA (2005).

De acordo com LUCENA (2005), os hotéis continuam sendo o principal

meio de hospedagem para os turistas que visitam Natal. Em seguida, também com

valor expressivo, aparecem as casas de parentes e amigos como meio de acomodação

mais utilizado (Gráfico 4). Comparativamente entre os demais tipos de

estabelecimento, os hotéis são utilizados por mais de 45% dos turistas.

0

10

20

30

40

50

HO

TE

L

AP

AR

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ên

cias

em

(%

)

Gráfico 4. Meios de hospedagem utilizados na Grande Natal. MHS – Meios de hospedagem. NA/NS – Nenhum dos anteriores

Fonte: adaptado de LUCENA(2005).

Apesar do crescimento acelerado de número de leitos, o número de

turistas no estado não vem aumentando no mesmo patamar. Conforme Lucena (2005)

35

pôde-se observar uma diferença considerável entre a capacidade de unidades de

hospedagem disponíveis e aquelas efetivamente ocupadas no ano de 2004 (Gráfico 5).

0

20,000

40,000

60,000

80,000

100,000

120,000

140,000

jan

fev

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jun jul

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des Unidades

HabitacionaisDisponíveis

UnidadesHabitacionaisOcupadas

Gráfico 5. Número de unidades habitacionais disponíveis e ocupadas em 2004. Fonte: adaptado de LUCENA(2005).

Entre 2001 e 2004, a ocupação média do setor ficou em 50%, considerada

baixa dentro da perspectiva de destino turístico atribuído à cidade. Nestes quatro anos,

a taxa de ocupação se comportou de maneira semelhante, apresentando altas nos

meses de janeiro, fevereiro, julho, novembro e dezembro (Gráfico 6).

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

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%)

2001

2002

2003

2004

Gráfico 6. Ocupação média dos meios de hospedagem da Grande Natal no período de 2001-2004.Fonte: adaptado de LUCENA(2005).

De 2001 a 2004, a região da Grande Natal apresentou um número médio

de 1,97 hóspedes por unidade habitacional. Houve pequenas oscilações no período,

36

com os valores se mantendo em torno de 2,00 hóspedes por leito (Gráfico 7).

Novamente, os meses de janeiro, julho e dezembro apresentaram as maiores médias.

0

0.5

1

1.5

2

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jan

fev

mar

abr

mai

jun jul

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Núm

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UH

2001

2002

2003

2004

Gráfico 7. Número médio de hóspedes por UH na Grande Natal de 2001 a 2004. Fonte: adaptado de LUCENA(2005).

2.2 CONSUMO DE ENERGIA EM HOTÉIS

De acordo com Santamouris et al (1996), na União Européia, as

edificações são responsáveis por mais de 40% do uso de toda energia produzida,

sendo os hotéis detentores de uma das mais altas taxas de consumo. Esta situação se

repete em outras partes do mundo, a exemplo de Hong Kong, onde os hotéis possuem

um dos mais altos consumos de energia (CHAN, 2005); (LAM, 1995).

Em comparação a outros tipos de edificações comerciais (escritórios, lojas

e shoppings), os hotéis apresentam peculiaridades com relação ao consumo

energético. Cada edificação possui características de operação bem particular para

diferente número e tipos de serviços oferecidos, tais como lavanderias, restaurantes,

business center, piscinas, etc. Além disso, variações em relação às taxas de ocupação

durante o ano e as próprias preferências dos hóspedes quanto a temperatura interna de

conforto podem influenciar no funcionamento da edificação, dos serviços e sistemas,

gerando situações específicas de consumo de energia (DENG; BURNETT, 1998).

Conforme relatório do Australian Government (2001), o setor hoteleiro

mundial está cada vez mais dependente de grandes somas de energia elétrica e gás

natural para oferecer serviços aos hóspedes. Apesar disso, a implantação de

37

programas de eficiência energética ainda sofrem certa resistência, embora pesquisas

venham comprovando que investimentos nessa área possam trazer benefícios também

no campo financeiro. Entre as principais causas desta resistência estão os custos de

implantação, a complexidade de alguns programas de classificação, a necessidade de

retorno rápido, além da própria falta de informação entre técnicos e empreendedores

(BOHDANOWICZ; MARTINAC, 2003b).

2.2.1 Fatores de normalização e indicadores de desempenho

Indicadores de desempenho são parâmetros que possibilitam avaliar o

desempenho individual de uma edificação ou de um grupo. São obtidos a partir da

razão entre o consumo de energia (kWh) e um fator de normalização previamente

estabelecido, que pode se referir a uma característica física do hotel (como área e

número de apartamentos) ou uma medida específica de operação (como o número de

hóspedes, taxa de ocupação ou número de refeições). Alguns dos indicadores mais

utilizados são: kWh/m².ano; kWh/hóspede; kWh/número de apartamentos, entre

outros (COMMONWEALTH OF AUSTRALIA NATIONAL ENERGY

RESEARCH, 2002).

Segundo Su (2003), há várias incertezas para se definir um indicador

apropriado de avaliação do desempenho energético de diferentes hotéis. Embora,

pesquisas nacionais e internacionais comumente adotem o consumo por apartamento

por ano (kWh/apartamento/ano), este tem se mostrado pouco apropriado. A partir de

estudo realizado em sete hotéis de grande porte na cidade de Auckland - Nova

Zelândia o autor sugere, como mais apropriado, considerar apenas a energia

efetivamente consumida no condicionamento térmico (tanto para aquecimento quanto

resfriamento dos espaços) por unidade de volume efetivamente utilizado (não

incluindo o volume de ambientes desocupados), podendo ser representada na unidade

kWh/m³.dia. Outros parâmetros foram avaliados e em praticamente todos, nenhuma

relação clara com o consumo de energia foi obtida:

Área de construção / volume da edificação;

área aberta total / área total de parede;

38

área total de coberta / área total de piso;

área total das paredes norte, oeste e leste / volume da edificação;

volume total dos apartamentos / volume total da edificação;

volume da edificação;

altura da edificação.

Para Deng e Burnett (1998), a maneira mais adequada para avaliar o

desempenho de hotéis é relacionar a área construída e o consumo de energia apenas

do setor de hospedagem. Se por um lado esse método requer maiores esforços na

separação da área de hospedagem dos outros setores do hotel, por outro pode

simplificar largamente a modelagem do caso base para análise.

Segundo Su (2003), além das incertezas relacionadas com a escolha do

melhor indicador de desempenho, a coleta de dados também pode acumular erros

significativos. A exemplo da simples adoção dos dados de consumo, presentes nas

contas de energia das concessionárias, principalmente nos casos em que a edificação

utiliza fontes alternativas, como a energia solar e o gás natural para aquecimento.

2.2.2 Uso de energia

De acordo com diversas pesquisas, com exceção dos países mais frios que

necessitam de uma carga de aquecimento maior, a eletricidade continua sendo a fonte

mais utilizada entre os meios de hospedagem (DENG; BURNETT, 1998). Outros

tipos de energia como gás, diesel e a solar já são comuns, porém com usos bem

particulares, principalmente, para cozimento, acionamento de motores e aquecimento

de água (YIK et al, 1998;COMMONWEALTH OF AUSTRALIA NATIONAL

ENERGY RESEARCH, 2002;CHAN, 2005).

Nos hotéis, a eletricidade pode ser cobrada segundo dois aspectos

principais: consumo mensal e demanda. O primeiro é baseado na soma da

eletricidade, em kWh, que a edificação utiliza durante um mês. A demanda (Gráfico

8) é o pico máximo de consumo (em kWh) registrado num período de um mês a um

39

ano (HILL, 2002b). No Brasil, a demanda é cobrada apenas para consumidores acima

de uma determinada faixa de consumo de energia.

Gráfico 8. Consumo diário hipotético. Fonte: adaptado de OAS-USAID (2001).

O uso final de energia varia entre pesquisas, tipos de edificações e climas,

conforme segue:

2.2.2.1 Caribe

Em hotéis pequenos do Caribe, gastos com energia (elétrica e

combustíveis) representam normalmente entre 10 e 20% dos custos de operação. Dos

serviços de utilidade pública, a eletricidade representa 56,8% das despesas, água e

esgoto 28,9%, gás liqüefeito de petróleo (GLP) 14,0% e diesel 0,3% (OAS-USAID,

2001). Dos setores da edificação, somente os apartamentos representam 43% de toda

a energia consumida (Gráfico 9). Entre os equipamentos, o consumo do ar

condicionado equivale a 64% do total (Gráfico 10).

Gráfico 9. Consumo de energia final por equipamentos - Caribe. Fonte: adaptado de OAS-USAID (2001).

40

Gráfico 10. Consumo de energia final por área - Caribe. Fonte: adaptado de OAS-USAID (2001).

2.2.2.2 Jamaica

No caso da Jamaica, auditorias energéticas têm demonstrado que a fonte

mais utilizada no setor hoteleiro é a elétrica (60%), seguida do GLP e óleo diesel que

são empregados basicamente para aquecimento de água, geração de vapor e

preparação de comida. O uso final de eletricidade varia de acordo com o tamanho e

tipo de estabelecimento, mas geralmente os hotéis pequenos (com menos de 50 UHs)

têm apresentado um consumo maior por apartamento do que nos grandes que tendem

a utilizar sistemas de condicionamento e aquecimento de água mais eficientes

(PLANT, 1997).

2.2.2.3 Austrália

Na Austrália, o consumo elétrico representa aproximadamente 70% da

energia utilizada nos hotéis. O gás natural, quando empregado, representa em média

de 40 a 50% da energia consumida

Pesquisa realizada em 50 hotéis também identificou que a eletricidade

corresponde a 66 % da energia entre as matrizes energéticas mais utilizadas no setor

hoteleiro. Outras fontes possuem uso mais restrito, como por exemplo, o gás natural

(27%), GLP (6%) e o óleo diesel (1%). Os registros de uso final de energia

demonstraram que o sistema de ar condicionado pode chegar a quase 50% de toda

energia elétrica consumida (Gráfico 11 e Gráfico 12). (COMMONWEALTH OF

AUSTRALIA NATIONAL ENERGY RESEARCH, 2002;KARTHIK, 2005).

41

Gráfico 11. Uso final de energia do Cairs Hilton – Austrália Fonte: adaptado de Deng e Burnett (1998).

Gráfico 12. Uso final de energia do Hyatt Agency – Austrália Fonte: adaptado de Deng e Burnett (1998).

2.2.2.4 Hong Kong

Na cidade de Hong Kong, a partir de estudo realizado em 16 hotéis, Deng

e Burnett (1998) também conseguiram identificar que o ar condicionado é responsável

pela maior parte do consumo em função do clima sub-tropical e da necessidade de

resfriamento na maior parte do tempo, sendo responsável por 32% do uso final da

energia (Gráfico 13).

Gráfico 13. Consumo de energia por uso final em 16 hotéis na cidade de Hong Kong. Fonte: adaptado de Hill (2002a).

42

2.2.2.5 Índia

Na Índia, a indústria hoteleira é a maior consumidora dos recursos de

energia, água, materiais e comida do país, sendo que somente os gastos com

acomodação correspondem a 60% do total. A eletricidade é a fonte mais utilizada e

todo consumo se dá com o objetivo de melhorar os serviços aos clientes (KARTHIK,

2005). Diante da importância do turismo para economia, o governo indiano tem

atribuído e aprovado para os meios de hospedagem o status de “indústria de alta

prioridade”, visando incentivar o desenvolvimento sustentável do setor a partir de um

sistema de classificação e monitoramento. Por isso foram criados os limites de

desempenho (TABELA 3).

TABELA 3. Indicador de desempenho e os limites de variação dentro do programa Benchmarking E².

INDICADORES DE DESEMPENHO CRITÉRIOS BENCHMARKING Fator de potência 0,98 a 0,99

Eletricidade total consumida pelo hotel (kWh/m²)

175 a 225

Energia total consumida pelo hotel por área por ano GJ/m²/ano

1.0 a 1.5

Água total (doméstica+da rede municipal) consumida por 100 clientes hospedados no hotel m³/100 hospedes/dia

35 a 45

Gasto com reparos e manutenção vs retorno financeiro

1:60 a 75

Fonte: adaptado de Karthik (2005).

2.2.2.6 Grécia

Em estudo realizado na cidade de Atenas, verificou-se que hotéis com

sistemas de condicionamento podem consumir de 29% a 77% mais energia do que

outros que utilizam apenas ventilação natural, com consumo médio anual variando

entre 298 kWh/m² e 169 kWh/m². Variações significativas também foram verificadas

a partir do sistema de aquecimento da edificação (responsável por até 72% do

consumo anual) e do tipo de envoltória que pode piorar o desempenho energético em

quase 20%. Em hotéis com isolamento térmico inapropriado, o consumo médio anual

foi de 270 kWh/m², enquanto naqueles com envoltória adequada o valor foi 230

kWh/m² (SANTAMOURIS et al, 1996).

43

2.2.2.7 Nova Zelândia

Na Nova Zelândia, foram verificadas grande amplitudes no consumo.

Segundo Su (2003), o uso de energia anual por apartamento de grandes hotéis com

mais de 100 UH’s pode variar muito: de 2075 kWh.ano/apartamento a 50678

kWh.ano/apartamento. Em auditoria realizada em sete grandes hotéis na cidade de

Auckland, o autor encontrou variações de 16221 kWh.ano/apartamento até 24832

kWh.ano/apartamento, bem próximo da média nacional.

2.2.2.8 Estados Unidos da América (EUA)

Nos EUA, os gastos com energia representam 4% a 6% das despesas do

setor hoteleiro, podendo chegar a mais de 10% nos edifícios luxuosos ou históricos

(HILL, 2002a;BOHDANOWICZ; MARTINAC, 2003a). Segundo o Departamento de

Energia dos Estados Unidos, o consumo de energia por uso final no setor é dominado

pelo aquecimento de água com 42%, e pelo sistema de iluminação com 20% (Gráfico

14). Esta proporção varia entre as cinco zonas climáticas em que o país está dividido.

No extremo sul, por exemplo, o aquecimento de água diminui para 33%, os gasto com

iluminação e resfriamento sobem para 29% e 18%, respectivamente (Gráfico 15).

Gráfico 14. Consumo de energia por uso final nos EUA. Fonte: adaptado de Hill (2002b).

Gráfico 15. Consumo de energia por uso final na zona climática 05 dos EUA. Fonte: adaptado de Hill (2002b).

44

2.2.2.9 Canadá

Hill (2002a) relatou que hotéis em clima mais frio, onde a necessidade de

resfriamento é muito pequena, apresentaram uma redução do uso final do ar

condicionado e um aumento do uso final de aquecimento dos espaços internos e de

água. No Canadá, por exemplo, o aquecimento da água e dos espaços internos

respondem por 50% da energia consumida (Gráfico 16).

Gráfico 16. Uso final de energia – Canadá.Fonte: adaptado de Hill (2002a).

2.2.2.10 Suécia

A partir de estudo realizado em nove hotéis da Suécia, Norén (1997)

identificou que os gastos com aquecimento dos espaços internos e de água

correspondem a maior parte da energia consumida. Além disso, foi possível verificar

que as variações mais perceptíveis no consumo ocorrem durante o Natal e o Ano

Novo (Gráfico 17). Dentro da amostra, o consumo ao longo do dia se manteve

praticamente constante entre as 09:00 e 21:00 horas (intervalo de maior demanda).

Nos meses de inverno, entre dezembro e fevereiro foram registrados os maiores

consumos.

Gráfico 17. Consumo ao longo do ano considerando os dias de segunda a sexta-feira. Fonte: adaptado de Norén (1997).

45

2.2.2.11 Comparações

Tanto em países de clima quente quanto naqueles mais frios, as maiores

despesas relativas ao consumo energético estão associadas com resfriamento ou

aquecimento dos espaços internos e da água para promover conforto térmico aos

hóspedes. Conforme visto anteriormente, em climas tropicais e subtropicais onde a

participação do condicionaodor de ar é mais siginificativa, seu uso pode representar

até 64% de toda energia consumida no hotel. Em segundo lugar, aparecem as despesas

relativas ao aquecimento d’água, variando entre 9% e 18%. Já em países mais frios,

como no caso do Canadá, o consumo nos hotéis é dominado pelo uso do aquecimento

em média 35%.

Embora seja possível identificar preliminarmente, para os tipo de clima

acima, as principais fontes de consumo energético, as diferenças podem variar

significativamente entre hotéis, dependo das características das cargas internas e tipo

de envoltória (DENG; BURNETT, 1998; BOHDANOWICZ; MARTINAC, 2003b).

Essa amplitude no consumo ocorre não apenas com relação ao uso de energia, como

também de outros recursos. No caso da água, por exemplo, embora o consumo típico

por hóspede esteja entre 90 e 150 litros/dia, é possível encontrar situações em que este

valor tem alcançado 440 litros/hóspede-dia (BOHDANOWICZ; MARTINAC,

2003a). As diferenças ocorrem entre países e entre hotéis de uma mesma localidade.

Foi possível encontrar valores entre 72 e 519 kWh/m² ao ano (diferença de 720%) na

Europa, e diferenças maiores que 100% (200 a 460 kWh/m²) na cidade de Hong Kong

(SU, 2003). Uma síntese com os principais índices de consumo encontrados nos

diversos artigos pesquisados é apresentada na TABELA 4.

46

TABELA 4. Consumo médio anual encontrado em diversos países

PERÍODO LOCAL CLIMA CONSUMO (kWh/m²)

FONTE

1995EstadosUnidos

Temperado 401

1991Ottawa,Canadá

Temperado 689

1988 Londres Temperado 715

1995 Hong Kong Subtropical 564

(DENG; BURNETT, 1998)

1990-1999 Hong Kong Subtropical 291 (CHAN, 2005)

1996 Grécia Mediterrâneo 273(SANTAMOURIS et al, 1996)

2002 Tunísia Mediterrâneo 171(KHEMIRI;HASSAIRI, 2004)

2002 Hong Kong Subtropical 342 (CHAN; LAM, 2002)

2003 Austrália Tropical 208-292

(COMMONWEALTHOF AUSTRALIA NATIONAL ENERGY RESEARCH, 2002)

2.2.3 Classificação de desempenho

A definição de critérios de normalização que permitem comparar o

desempenho de diferentes hotéis ainda apresenta uma série de incertezas. Como visto

anteriormente, os meios de hospedagem variam muito em tamanho, padrão, taxa de

ocupação e forma de operação, o que atribui a cada edificação aspectos muito

particulares. Em função disso, alguns dos índices existentes inicialmente sugerem a

categorização dos hotéis para posteriormente propor as faixas de desempenho.

2.2.3.1 Austrália

O sistema de classificação para hotéis localizados na Austrália foi

desenvolvido a partir da padronização de características, como tamanho, uso, número

de serviços, entre outros (Quadro 3). De acordo com tais categorias, são sugeridos

diferentes limites de consumo por apartamento e por área para as categorias de

acomodação e negócios, conforme TABELA 5. As demais classificações (cassino,

geral e resort) não tiveram limites de consumo estabelecidos pela falta de dados

47

(COMMONWEALTH OF AUSTRALIA NATIONAL ENERGY RESEARCH,

2002).

Categoria DefiniçãoAcomodação Hotel de negócios e férias com a proposta principal de prover

acomodação. Restaurantes, bares e serviços ocupam uma proporção pequena em relação à área total. No geral, serve no máximo duas refeições por dia e possui menos de 60m² de área construída por UH.

Negócios Hotel de negócios que provém um elevado padrão de hospedagem e também possui áreas significantes para serviços, jantares e entretenimento

Cassino Hotéis que primam os negócios de jogos. Acomodação, serviços, jantares e entretenimento estão em segundo lugar.

Geral Hotéis que primam negócios, provido de bares e áreas de jogos. Esses hotéis possuem menor ênfase com relação à acomodação.

Resort Hotéis em locais para férias. Eles dispõem de atividades de entretenimento durante todo o dia. Normalmente possuem extensas áreas para parques aquáticos, jardins, além de outras conveniências, tais como, campos de golfe. Os hóspedes, no geral, passam muitos dias acompanhados com família.

Quadro 3. Classificação sugerida para hotéis australianos segundo suas características energéticas. Fonte: adaptado de Commonwealth of Australia National Energy Research (2002).

TABELA 5. Limite para o consumo em hotéis eficientes na Austrália.

Tipo MW/apartamento Consumo (kWh/m²) Acomodação 9,7 208Negócio 26,4 292Fonte: adaptado de Commonwealth of Australia National Energy Research (2002).

2.2.3.2 Reino Unido

Um outro estudo publicado em 1993 pelo Departamento de Meio

Ambiente do Reino Unido (Guia 36 - Eficiência energética em hotéis) divide os

hotéis/motéis em três tipos principais (BRECSU-ETSU, 1993):

Econômicos, com 20-100 apartamentos (área média por

apartamento pode variar muito, normalmente entre 60 e 70 m²);

Negócio ou de férias, tipicamente com 3 ou 4 estrelas, possuem

restaurantes, salas de conferência e algumas facilidades de lazer e

48

geralmente contém entre 50 e 150 apartamentos (área média por

apartamento entre 40 e 60 m²);

Luxo, localizados freqüentemente nos centros das cidades, com

áreas espaçosas, uma grande variedade de serviços e normalmente

entre 100 e 500 apartamentos (área média por apartamento entre 70

e 90 m²).

De acordo com os parâmetros anteriores e segundo levantamento

realizado em 300 hotéis de diversas categorias foi possível demonstrar que o consumo

anual pode variar profundamente, em média, de 200 kWh/m² até mais de 1000

kWh/m². A partir desses dados, três faixas de desempenhos foram criadas: bom (25%

da amostra), regular (50%) e ruim (25%) (TABELA 6). No caso de hotéis, foi

comprovado que o emprego de boas práticas pode reduzir em pelo menos 1/3 o

consumo.

TABELA 6. Consumo de energia anual em kWh/m²/ano para três tipos de hotel.

Faixa de desempenho (kWh/m²) Tipo do hotel Bom Regular Ruim

Luxo < 90 90 a 150 > 150

Negócios < 80 80 a 140 > 140

Econômico < 80 90 a 120 > 120

Fonte: adaptado de BRECSU-ETSU (1993).

Embora a extensão e o uso do condicionamento térmico possa variar

profundamente entre os meios de hospedagem estima-se que, de um modo geral,

hotéis com grandes áreas condicionadas artificialmente consumam aproximadamente

50% mais eletricidade do que outros onde seu uso ocorre de forma restrita. Assim, nos

meios de hospedagem com extensas áreas condicionadas artificialmente é sugerido

que as faixas de desempenho descritas anteriormente sejam aumentadas. No caso de

49

hotéis da categoria “luxo” os limites estendidos são apresentados na TABELA 7

(BRECSU-ETSU, 1993).

TABELA 7. Consumo (kWh /m².ano) em hotéis com grandes áreas condicionadas.

Desempenho Consumo (kWh/m²) Bom <130Regular 130 a 220 Ruim >220

Fonte: adaptado de BRECSU-ETSU (1993).

2.2.3.3 Taiwan

Uma outra forma de classificar os hotéis do ponto de vista energético é

dividi-los segundo sua localização geográfica e tipo de clima, aplicando para cada

região diferentes limites de consumo. No caso de Taiwan, a norma que regulamenta o

projeto de edificações para conservação de energia divide o país em três partes (região

norte, central e sul) com limites específicos de consumo para cada uma. As faixas

estabelecidas na norma relativa a hotéis encontram-se na TABELA 8 (LIN; WANG,

2003).

TABELA 8. Consumo (kWh/m²/ano) em hotéis em Taiwan.

Tipo de edificação Zona climática Consumo (kWh/m²) Norte <100Centro <120HotéisSul <135

Fonte: adaptado de Lin e Wang (2003).

2.3 VARIÁVEIS INFLUENTES SOBRE O DESEMPENHO ENERGÉTICO

Para Norén (1997), há pelo menos seis fatores principais que influenciam

o consumo elétrico em hotéis:

Hora do dia e período do ano;

condições climáticas;

taxa e características de ocupação;

50

projeto arquitetônico;

características de operação dos sistemas de aquecimento, ventilação e

ar condicionado;

circunstâncias especiais (como conferências, equipamentos, etc).

Segundo Guzmán (2003), em climas tropicais, as cargas térmicas que

atuam na edificação originam-se de diversas fontes: metabolismo humano, iluminação

artificial, equipamentos e, sobretudo, da radiação solar que incide nas superfícies

opacas (cobertura e paredes) e transparentes (esquadrias em vidro). Ainda segundo o

autor, os principais parâmetros que devem ser considerados no projeto de hotéis

visando o desempenho térmico e energético estão associados à envoltória. No Quadro

4 o autor enumera três variáveis principais de projeto que devem ser consideradas, são

elas: volumetria, espaços e fechamentos.

VARIÁVEIS DE PROJETO PARÂMETROS Geometria Compacidade PorosidadeEsbelteza

Volumetria

RugosidadeGeometria Volume e proporções Compartimentalização

Espaço

ConexãoForma e orientação Dimensões Materiais

Cobertura

Textura da superfície OrientaçãoDimensões MateriaisTextura da superfície

Paredes

Protetor solar OrientaçãoLocação e proporções Dimensões TipoMateriaisTextura superficial

Fechamentos

Esquadrias

Protetor solar

Quadro 4.Variáveis de projeto.Fonte: adaptado de Guzmán (2003).

51

Os cinco parâmetros utilizados por Guzmán (2003) para definir a variável

de projeto volumetria podem ser sintetizados no Quadro 5. O primeiro deles

(geometria) refere-se a forma espacial da edificação obtida pela razão entre superfície

e volume; o segundo, está associado com o grau de compacidade dessa geometria (se

mais ou menos compacta); o terceiro parâmetro, porosidade, é definido pelo número e

tamanho das aberturas nas fachadas. O quarto refere-se a esbelteza da solução que

está relacionado com a razão entre a secção transversal e o comprimento da forma. O

último parâmetro, rugosidade, refere-se ao número de recortes e saliências na

superfície externa do volume.

VARIÁVEL DE PROJETO: VOLUMETRIA Parâmetros

Geometria

Compacidade

Porosidade

Esbelteza

Rugosidade

Quadro 5. Variável de projeto: volumetria Fonte: elaboração própria a partir de Guzmán (2003).

O estudo de Guzmán (2003) apenas cita tais parâmetros e não identifica as

combinações mais eficientes. Contudo, a forma e orientação do volume projetado

podem interferir significativamente no desempenho de uma edificação. Segundo

(OLGYAY, 1963) enquanto em zonas frias formas compactas e fechadas são

preferíveis, em regiões de clima quente e úmido a adoção de geometrias mais

52

alongadas ao longo do eixo leste-oeste são mais eficientes. A partir de estudo com

geometrias simples, Yeang (1999) identificou, para cada tipo de clima, aquelas mais

eficientes, conforme apresentado no Quadro 6.

Orientação Tipo de clima Volume Proporção (x:y)

Frio 1:1

Temperado 1:1.6

Árido 1:2

Tropical 1:3

Quadro 6. Tipo de clima x forma mais eficiente. Fonte: adaptado de Yeang (1999).

A segunda variável de projeto aborda por Guzmán (2003) é relativa aos

espaços internos, dividos em: geometia; volume, proporções; compartimentalização e

conexão. A geometria refere-se ao formato em planta baixa dos espaços (quadrada,

retangular, circular, etc). O segundo sub-parâmetro, volume e proporções, associa as

dimensões dos espaços em planta baixa com a altura de seu pé-direito. A

compartimentalização refere-se ao número de espaços criados (compartimentos) para

atender ao programa previamente proposto. O quarto sub-parâmetro, conexão, refere-

se ao grau de conectividade ou integração entre estes ambientes (número e tamanho

das aberturas de ligação).

A terceira variável de projeto considerada por Guzmán (2003) refere-se a

três tipos de fechamentos, são eles: cobertura; paredes e esquadrias.

Para a cobertura, o autor define quatro sub-parâmetros: sua forma (linear,

arqueada, parabolóide, hiperbólica, etc) e orientação; suas dimensões (tamanho);

materiais (sua composição e propriedades térmicas); e textura da superfície

(rugosidade, lisura, cor e refletividade).

53

No caso dos fechamentos de parede, além dos sub-parâmetros defindos

anteriormente para coberta, o autor acrescenta ainda a possibilidade do uso de

protetores solar (verticais, horizontais ou mistos), projetados de forma móvel ou fixa.

Para os fechamentos do tipo janelas (esquadrias externas), além dos

parâmetros relativos a orientação, dimensões, materais (composição e propriedade da

caixilharia, tipo de vidro e nível de infiltração), textura superficial e proteção solar

(anteparos externos ou cortinas internas) já mencionados anteriormente, outros três

aspectos são enumerados: o tipo de abertura da esquadria (pivotante, de correr,

basculante, de giro ou sanfonada), a locação (posição relativa na superfície) e as

proporções.

Para Johnson (2005), os parâmetros relacionados com a envoltória das

edificações (orientação, massa térmica, material, esquadrias, uso de luz natural) e

ainda, as configurações internas dos espaços e a correta adequação da obra ao clima

externo são os principais aspectos de projeto a serem considerados pelos arquitetos

visando a eficiência energéticas nas edificações. Outras áreas do projeto pressupõem

uma equipe multidisciplinar de profissionais e correspondem basicamente a:

Sistemas mecânicos; de iluminação e elétricos;

sistemas de controle da edificação;

sistemas de energia renovável.

Vários outros estudos realizados a partir de diferentes abordagens trazem

recomendações bem específicas. Na verdade, segundo Pedrini (2003) existe uma

gama quase infinita de alternativas que o arquiteto pode explorar, tudo dependerá do

domínio das soluções propostas e do conhecimento de suas implicações na

performance energética da edificação.

Estudo realizado na cidade de Hong Kong por Deng e Burnett (1998)

investigou a aplicabilidade das seguintes variáveis: influência do clima, ano de

construção, área construída total, classe do hotel, taxa de ocupação e o número de

apartamentos. Com exceção do fator clima, a pesquisa demonstrou que o desempenho

energético nos hotéis avaliados não apresenta uma ligação clara com nenhum dos

outros parâmetros. Entre as justificativas apontadas para este resultado está o tamanho

limitado da amostra (16 hotéis, todos com ar condicionado central) ou, simplesmente

se trata de uma forte indicação da dificuldade em se estabelecer alguma correlação

54

óbvia entre o consumo e tais aspectos. O autor também sugere que no caso da taxa de

ocupação, a fraca correlação possa ser em virtude de muitos hotéis de luxo deixar o ar

condicionado ligado constantemente para prevenir o aparecimento de odores, mesmo

quando o apartamento não está sendo usado. Outro aspecto se refere às lojas

existentes dentro dos hotéis, muitas vezes abertas para o público em geral, que podem

ter peso significativo no consumo dependendo do tamanho e dos equipamentos

instalados.

Na Austrália, pesquisas confirmaram os resultados anteriores, sendo que

não verificaram correlação entre o clima e o consumo de energia. Este seria função

principalmente das características da edificação (tecnologias, usos e projeto) do que

de sua localização. Por isso, é possível encontrar hotéis com diferentes desempenhos

independentemente do clima onde estão situados (COMMONWEALTH OF

AUSTRALIA NATIONAL ENERGY RESEARCH, 2002).

O desempenho térmico-energético de hotéis depende de muitas variáveis

relacionadas com aspectos arquitetônicos e com as rotinas de uso e serviços

existentes. Entre algumas das estratégias recomendadas estão à melhora do

desempenho do condicionador de ar, uso de técnicas de resfriamento, redução das

cargas externas e internas, uso de ventiladores de teto, instalação de sensores de

presença, mensagens de advertência aos usuários, aproveitamento de luz natural, além

da conservação de energia de iluminação artificial, equipamentos e outros sistemas

(SANTAMOURIS et al, 1996).

O processo de projetação concebido de modo integrado com diversos

especialistas é costumeiramente desenvolvido por equipes com o objetivo de produzir

edificações mais eficientes. A Figura 3 mostra que as decisões de maior impacto se

concentram logo nas primeiras etapas do projeto, onde mudanças custam muito pouco

e geralmente, trazem grandes benefícios. Entre os principais itens a serem abordados

nessa etapa inicial estão as questões relativas ao sítio, orientação, massa, envoltória

externa da edificação e os projetos complementares de instalações.

55

Figura 3. Impacto das decisões integradas de projeto. Fonte: adaptado de Johnson (2005).

Uma vez construído o hotel, há poucas oportunidades arquitetônicas para

explorar e por isso as medidas que vêm apresentando bons resultados são: cartão de

presença, uso de lâmpadas e equipamentos eficientes (televisões, condicionadores de

ar, ventiladores, microondas, geladeiras, entre outros com selo PROCEL), medidas

para conservação de água, uso de termostatos pré-programados, fontes de energia

renováveis além de sistemas de co-geração, como por exemplo, de aquecimento

d’água (ADELAAR; RATH, 1997).

No geral, além de um bom projeto, a eficiência energética em hotéis está

diretamente relacionada com políticas de gerenciamento e programas de

monitoramento que incluem inclusive o uso de água (PLANT, 1997). Em hotéis

existentes, a melhora de desempenho pode ser conseguida através de ações como:

A substituição de produtos e equipamentos existentes por outros de

alta eficiência (no fim da vida útil ou mesmo antes);

introdução de sistemas avançados de controle e gerenciamento da

uso de energia;

reforma da envoltória da edificação;

aperfeiçoando práticas de operação e manutenção;

substituição do tipo de combustível e co-geração.

2.4 SIMULAÇÃO DO DESEMPENHO ENERGÉTICO

Programas de simulação energética têm sido usados para predizer o

comportamento de projetos arquitetônicos, de edificações existentes quando

56

submetidas a hipotéticas alterações (PEDRINI, 1997), e para avaliar o impacto das

variáveis sobre o desempenho de modelos visando a elaboração de normas e

recomendações (SIGNOR, 1999;PEDRINI, 2003).

Desde o início da década de 70, simulações vêm se tornando mais

acessíveis devido ao desenvolvimento da informática (KUSUDA, 1999). Os

programas ainda apresentam inúmeras limitações, entretanto há diversos recursos

disponíveis que podem ser úteis se devidamente aplicados. Embora o monitoramento

seja a abordagem mais adequada para avaliar uma edificação, o emprego de

simulações é muito mais flexível, rápida e barata para investigar uma infinidade de

situações. Uma das formas mais usuais é o estudo a partir de um modelo inicial, a

partir do qual são realizadas alterações (uma por vez) para quantificar o impacto de

cada variável (PEDRINI, 2003).

Atualmente, existe pelo menos 300 softwares de simulação que tratam

sobre o desempenho de edificações. A maioria destes encontra-se reunido num site

mantido pelo Departamento de Energia dos Estados Unidos, disponível em:

http://www.eere.energy.gov/buildings/tools_directory/. Entre os programas de

simulação termo-energética, pode-se enumerar o Blast, o ESP-r, o HTB-2, além do

VisualDOE, Energy-10, Building Design Advisor, HEED, IES, ECOTEC, TAS e

EnergyPlus. Em meio as ferramentas nacionais merecem destaque o Arquitrop e o

PowerDOMUS.

2.4.1 VisualDOE

O programa VisualDOE (ARCHITECTURAL ENERGY

CORPORATION, 2005) tem sido usado no Brasil desde 1995 para auxiliar o

desenvolvimento de trabalhos de extensão e pesquisa no Laboratório de Eficiência

Energética de Edificações (LabEEE/UFSC). Trata-se de uma interface gráfica (Figura

4) do DOE-2.1E desenvolvida para o sistema operacional Windows (LBL, 2000), que

simula o desempenho termo-energético em edificações. De acordo com Signor

(1999), esta ferramenta estima o uso e o custo horário da energia utilizada em uma

edificação a partir de dados climáticos (temperatura, umidade, radiação solar),

57

construtivos (orientação, localização, materiais, sombreamento), de utilização

(número de pessoas, tipo de atividades, horários de trabalho), do ar condicionado

(tipo, capacidade, estratégias de funcionamento, temperaturas de ajuste), tarifários

(custos por kWh de consumo e por kWh de demanda) e de operação (horários de

funcionamento do prédio e equipamentos).

Figura 4. Interface do Programa VisualDOE 4.1

Figura 5. Visualização 3D de um modelo simulado.

Com a compatibilização entre os arquivos do AutoCad (ferramenta

utilizada no desenvolvimento de projetos) e do VisualDOE, a construção de modelos

computacionais ocorre diretamente a partir de um arquivo “dwg” contendo apenas a

planta baixa da edificação a ser simulada. As demais entradas relacionadas a

geometria, são ajustadas no próprio VisualDOE, tomando-se como base o projeto

arquitetônico ou croquis existentes (PEDRINI, 1997). A Figura 5 demonstra a

visualização de um modelo em três dimensões. A definição dos outros parâmetros do

modelo como, rotinas de operação, cargas internas, sistemas da edificação, materiais

construtivos e clima, podem ser definidos a partir de bibliotecas padrões ou valores

fornecidos pelo usuário.

De acordo com Sreshthaputra (2003), de um modo geral, os dados de

entrada no VisualDOE podem ser divididos em 07 grupos: 1-) localização da

edificação; 2-) materiais e tipo de construção; 3-) rotinas da edificação; 4-)

sombreamento; 5-) definição geral dos espaços; 6-) zonas e, por fim, 7-) os sistemas

da edificação (Figura 6).

58

Figura 6. Diagrama simplificado da entrada de dados para simulação no VisualDOE. Fonte: adaptado de Sreshthaputra (2003).

2.4.2 Modelagens e limitações das simulações

Os modelos de simulação são compostos por uma grande quantidade de

variáveis com o objetivo de reproduzir as características de uma determinada

edificação (real ou fictícia) e seu comportamento frente a situações específicas

(PEDRINI, 1997). Entre os principais aspectos que devem ser definidos na

modelagem do caso base, podem ser citados:

59

Forma (desenho e tamanho do modelo);

função (rotinas de uso);

envoltória externa (alvenaria, cobertura, elementos de

sombreamento, tipo de vidro, etc);

instalações (incluindo sistemas de condicionamento térmico, de

energia, de iluminação e de equipamentos).

Os modelos são caracterizados através da declaração de variáveis que

reproduzem as características do objeto estudado e do tipo de análise desejada (que

implica em simplificações), além do entendimento do modelador (usuário do

programa que modela o edifício). Como o processo é suscetível a inúmeras

influências que podem comprometer a fidelidade dos resultados, é importante que o

modelador disponha de recursos de calibração, como registros de uso, consumo e de

demanda de energia elétrica, temperaturas de controle, dentre outros (PEDRINI,

1997). Durante a calibração do modelo, o pesquisador deve analisar o comportamento

das diferenças mensais e tentar identificar as relações de ocorrência. No geral, os

principais fatores que influenciam a modelagem estão associados aos padrões (valores

definidos automaticamente); às limitações do programa, principalmente relacionadas à

representação de geometrias complexas; e aos dados de entrada - disponibilidade e

confiabilidade (PEDRINI, 2003).

Segundo Strachan (2000), o número de incertezas na simulação

paramétrica pode ser reduzido a partir de uma abordagem sensitiva que leve em conta

cinco aspectos básicos:

Realismo do modelo: em que nível de detalhamento o modelo

representa a situação real? Ou seja, qual a diferença entre o

desempenho real da edificação e aquele simulado?;

parâmetros de entrada: verificar a confiabilidade dos dados e a

atribuição correta de valores na falta de certas características;

processos: para qual limite as suposições feitas consideram os

efeitos do clima futuro, ocupação e fatores operacionais na

simulação?;

capacidades do programa de simulação: quais incertezas estão

associadas ao programa escolhido? Em alguns casos deve-se

60

considerar o uso de ferramentas alternativas, mais apropriadas para

etapas específicas;

variáveis do projeto: medir as conseqüências de cada mudança no

projeto. Organizá-las a partir de alterações sucessivas na simulação

paramétrica verificando a sensibilidade de cada variável.

O pesquisador ainda deve se assegurar da pertinência da ferramenta de

simulação adotada à situação proposta. Algums programas, como o VisualDOE por

exemplo, apresentam bons resultados em ambientes condicionados artificialmente,

mas grande limitação para simular ambientes ventilados naturalmente.

61

3 METODOLOGIA

O trabalho busca integrar a pesquisa de campo com a simulação

computacional do comportamento energético de edificações, para quantificar o

impacto das decisões arquitetônicas no desempenho energético (Figura 7). O método

explora a simulação energética de hipotéticas combinações arquitetônicas e de

instalação projetual, a exemplo de outros trabalhos da área. As simulações são

definidas a partir de modelos baseados na pesquisa de campo, onde foi possível

caracterizar o desempenho de edificações reais através de auditorias detalhadas, e de

informações obtidas na literatura, como estudos de casos e normas. As combinações

(“simulações”) são derivadas de casos bases definidos a partir de modelos calibrados.

As alternativas se baseiam na auditoria do tipo visita e na literatura, principalmente as

relacionadas com a eficiência energética.

Revisão bibliográfica Análise de campo Simulações

Auditoria “visita”: levantamento de

variáveis projetuais

Auditoria detalhada: desempenho

energéticoconsumoocupaçãotipologias

Tipologias

Estratégias de eficiência energética

Normas

Seleção de casos

Estudos de casos

Casos bases

calibração

Combinações frequentesAlternativas eficientes

Resultados

Impacto das decisões

arquitetônicas no consumo de energia

Figura 7. Diagrama do método de estudo.

62

3.1 PESQUISA DE CAMPO

A proposta da pesquisa de campo foi medir o desempenho energético real

e coletar dados sobre o projeto arquitetônico, a construção, materiais além dos

sistemas e formas de funcionamento de hotéis da cidade, de maneira a subsidiar as

simulações de desempenho energético.

As edificações selecionadas se concentraram próximas à orla marítima,

principalmente na Via Costeira e no trecho compreendido entre a beira mar e a

Avenida Engenheiro Roberto Freire, no bairro de Ponta Negra (Figura 8). A seleção

destas áreas foi motivada pela concentração do número de hotéis da cidade e de novos

empreendimentos (Gráfico 18).

Figura 8. Localização dos meios de hospedagem abordados.

Gráfico 18. Proporção da amostra por lugar.

As primeiras medidas de aproximação aos proprietários e administradores

dos hotéis foram:

Apresentação direta da pesquisa junto aos proprietários ou

gerentes;

63

agendamento de visita ou explicação sucinta do trabalho por

telefone;

envio de questionário simplificado por e-mail;

contato com a ABIH estadual para intermediar a pesquisa.

Houve três tipos de retorno:

Os que confirmaram colaboração com a pesquisa;

os que ignoraram os contatos (a maioria);

e aqueles que criaram empecilhos para colaborarem.

Apenas nove hotéis, aproximadamente 4,5% dos meios de hospedagem

cadastrados em 2004 na SETUR, aceitaram disponibilizar documentos (contas de

enegia) e liberar o acesso às instalações. Três estão localizados na Praia de Ponta

Negra, dois na Praia do Meio, um na Praia da Redinha, dois na Via Costeira e um na

Hermes da Fonseca, bairro do Tirol.

Em função desta pequena aceitação, do prazo disponível para coleta de

dados e da necessidade de se continuar o trabalho, a pesquisa de campo foi re-

estruturada em dois tipos, com diferentes níveis de aprofundamento: a primeira,

“detalhada” realizada nos nove hotéis mencionados anteriormente e a segunda,

“visita” em mais 34 edificações, totalizando 43 meios de hospedagem avaliados.

Auditoria detalhada:

Foi concebida para auxiliar a modelagem e aferição dos resultados. A

auditoria consistiu no levantamento detalhado dos nove hotéis que colaboraram com a

pesquisa. Entre os dados coletados estão: características de construção, tipologia,

materiais, equipamentos, consumo de energia e o uso (funcionamento). Também

foram coletados valores sobre área construída da edificação, taxa de ocupação e

consumo elétrico mensal, como também entrevistas informais com funcionários sobre

o funcionamento do estabelecimento e rotinas de uso dos hóspedes.

Auditoria do tipo visita:

Foi concebida para identificar as configurações projetuais mais relevantes

e por isso foi voltada para o levantamento das características construtivas, elementos

de fachada, tipologia e sistema de condicionamento das unidades de habitação. Esta

etapa foi realizada através de observação “in loco” e de preenchimento de formulário,

64

contendo dados gerais sobre a edificação como: tipologia do pavimento, altura do pé-

esquerdo, acabamento externo e cobertura. Também foram levantadas dados

específicos da unidade de hospedagem como quantidade, dimensão, equipamentos,

iluminação, tipo de ar condicionado, esquadrias, forro, fechamentos e piso.

A coleta dos dados foi divida em três grupos principais (Figura 9):

“projeto arquitetônico e dados da construção”, “documentação” e “operação da

edificação”. Sendo que nas auditorias do tipo visita, apenas o primeiro grupo era

investigado.

Figura 9. Informações obtidas na pesquisa de campo. Fonte: adaptado de Sreshthaputra (2003).

65

3.1.1 Auditoria do tipo visitas

As auditorias do tipo visita foram realizadas em 34 hotéis, dos quais a

maioria está localizada no trecho de Ponta Negra e na Via Costeira, 29 e 05,

respectivamente (Figura 10).

Figura 10. Localização das auditorias tipo visita.

A escolha das edificações teve dois critérios principais:

Ser um meio de hospedagem;

estar localizada na área de estudo.

As visitas foram realizadas informalmente, expressando-se o interesse em

conhecer o estabelecimento. Foram observadas as características da envoltória, dos

serviços e das instalações dos apartamentos.

As características observadas foram escolhidas com base em estudos

prévios, a exemplo de Szokolay (1980), Todesco (1998), Pedrini (2003), Signor

(1999), dentre outros. Destacaram-se as variáveis relacionadas ao projeto

arquitetônico, com impacto sobre o desempenho energético, e aquelas envolvidas nas

primeiras decisões do processo projetual. Foi possível limitar e estabelecer quatro

variáveis iniciais: forma, envoltória, aberturas e instalações. A partir destes

parâmetros básicos, subcategorias foram criadas envolvendo aspectos correlacionados

(Figura 11).

66

Forma

Envoltória

Aberturas

Instalações

Orientação

Fechamentos opacos

Propriedade materiais

Tamanho aberturas

Tipologia

Dimensões

Absortância

Material

Proteção solar

Iluminação

Equipamentos

Ar condicionado

Pavimento

Tipos

Transmitância

WWR

Apartamento

Unidade hospdagem

Tipo de fechamento

EER

Figura 11. Seleção das variáveis para pesquisa de campo.

3.2 RESULTADOS DA PESQUISA DE CAMPO

3.2.1 Características

Com exceção dos hotéis localizados na Via Costeira, a grande maioria

pôde ser enquadrada entre edificações de pequeno e médio porte com áreas de lazer

reduzidas e número de apartamentos variando entre 60 e 70 unidades. Esses dados são

compatíveis com os resultados do Censo da Indústria Hoteleira coordenado pela

ABIH e realizado em mais de sete mil estabelecimentos onde foi possível identificar

que 69% dos meios de hospedagem do Brasil possuem menos de 50 apartamentos

(ABIH, 2005).

A maioria dos hotéis avaliados foi construída a partir da segunda metade

da década de 90 e, em toda a amostra, não foram encontradas grandes variações com

67

relação à técnica e aos materiais de construção utilizados. As edificações localizadas

numa área específica e submetidas às mesmas restrições urbanas, no geral, também

apresentaram pouca diversidade com relação ao gabarito, a tipologia dos pavimentos e

aos recuos.

3.2.2 Orientação

Na maioria dos casos, as edificações avaliadas são caracterizadas por

volumes alongados e esbeltos, com maior dimensão seguindo a maior extensão do

lote. Como nas áreas em estudo, verificaram-se basicamente dois tipos de

parcelamento de solo, os meios de hospedagem também seguiram estas disposições.

No trecho da Via Costeira, as edificações são mais alongadas no sentido norte-sul

com azimute aproximadamente zero. Em Ponta Negra, os prédios têm as fachadas

maiores orientadas ao longo do eixo nordeste – sudoeste, com azimute em torno de

51º (Figura 12).

Figura 12. Orientações das edificações localizadas no trecho da Via Costeira e de Ponta Negra, respectivamente.

3.2.3 Tipologias

Foram identificadas quatro tipologias principais quanto à distribuição das

unidades no pavimento (Gráfico 19): circulação lateral com apartamentos distribuídos

a 90º, circulação central com apartamentos distribuídos a 90º, circulação lateral com

68

apartamentos distribuídos inclinados e circulação central também com as unidades de

habitação distribuídas de forma inclinada. A segunda tipologia mencionada

anteriormente é o modelo que mais ocorre (44% dos casos).

A predominância dessas tipologias é atribuída a seus aspectos de

funcionalidade, por se adaptarem bem em terrenos pequenos (RUTES; PENNER;

ADAMS, 2001), como é o caso de Ponta Negra, e por aglutinar um número maior de

apartamentos.

Gráfico 19. Tipologia do pavimento

As edificações avaliadas apresentaram uma média de quatro a cinco

pavimentos, com pé-esquerdo de 2,80 m e, em poucas situações, 2,70 m ou 2,88 m.

Embora os hotéis avaliados estivessem em áreas com controle de gabarito, entre 7,5 m

(Ponta Negra) e 15,0 m (Via Costeira) de altura, a topografia dos lotes com

declividade acentuada em direção à praia possibilitou a construção de um número

maior de pavimentos abaixo do perfil natural do terreno. Essa característica do relevo

associada às restrições urbanísticas e a necessidade de se conseguir o maior

aproveitamento do lote corroboraram para a construção de edificações escalonadas em

mais de 55% dos casos estudados (Gráfico 20). Entre alguns dos aspectos construtivos

observados com este escalonamento, está a presença de lajes impermeabilizadas:

servem como terraço do apartamento e como cobertura do apartamento do andar

inferior. Embora essa configuração possibilite a criação de unidades diferenciadas,

pode acabar aumentando consideravelmente a carga térmica dentro dos apartamentos

localizados sob o terraço descoberto.

69

Gráfico 20. Tipologia em corte dos hotéis avaliados

Quanto à tipologia do apartamento, dois tipos principais foram

observados. O tipo 01, presente na maioria dos casos, é caracterizado pelo banheiro

abrindo para um hall junto à entrada do quarto (Gráfico 21). Essa configuração foi

observada principalmente em edificações mais novas, através do uso de sistemas de

exaustão mecânica. Com relação aos apartamentos do tipo 02, marcados pela ausência

do hall de entrada e pelo banheiro da unidade com abertura para o exterior (ventilação

natural), foram observados com menor freqüência e em edificações mais antigas,

sobretudo em função das limitações das instalações à época da execução do projeto.

Gráfico 21. Tipologia dos apartamentos

A partir da tipologia básica de apartamento tipo 01, várias outras formas

de planta baixa puderam ser identificadas, porém mantendo o mesmo princípio de

distribuição dos espaços, ou seja, entrada no apartamento por um hall de onde se tem

70

acesso ao banheiro e quarto (Figura 13). Em todos os casos as unidades são

distribuídas continuamente com circulação externa lateral ou central.

Figura 13. Tipologias de apartamentos seguindo o mesmo conceito de distribuição dos espaços internos.

Além desse aspecto relacionado à configuração do apartamento, outra

característica marcante entre os meios de hospedagem avaliados foi a presença de

varanda em praticamente todos os apartamentos (Gráfico 22). Este espaço possui em

média 1,20 m de largura e funciona como uma pequena extensão do quarto

proporcionando inclusive maior proteção em relação à radiação solar.

Gráfico 22. Proporção do número de apartamentos com varanda.

71

Entre as tipologias mais recorrentes identificadas na pesquisa de campo,

observam-se que as unidades de hospedagem possuem apenas uma de suas fachadas

exposta ao ambiente externo (Figura 14).

Figura 14. Localização do apartamento típico no pavimento com apenas uma fachada exposta.

3.2.4 Envoltória – Fechamentos opacos

As edificações apresentaram características construtivas bastante

semelhantes, independentemente do tamanho do hotel. Em todos os casos, a estrutura

portante utilizada foi de concreto armado. Sistemas alternativos em madeira ou aço

foram observados apenas em aplicações específicas, como varandas externas e

palhoças.

Quanto aos fechamentos, a grande maioria das edificações apresentou

alvenaria convencional rebocada com tijolo cerâmico de oito furos (14,0 cm de

espessura), e, em algumas situações, o tijolo aparente ou bloco de concreto (TABELA

9). Se comparado com os valores da ABNT (2005), são sistemas com transmitâncias

térmicas entre 2,49 e 3,70 W/m².K. Prevalecem a pintura/textura com tons claros ou

médios, uso de pastilhas cerâmicas e, menos freqüente, o uso de revestimentos em

pedra para destacar algum elemento construtivo.

72

TABELA 9. Transmitância térmica (U) e absortância ( ) para os principais tipos de alvenaria.

Características Térmicas dos Sistemas Construtivos - Alvenaria Sistema Descrição (U) W/m².K ( )

Parede de tijolos maciços aparentes Dimensão tijolo: 10,0x6,0x22,0 cm Espessura argamassa de assentamento: 1,0 cm Espessura total da parede: 10,0 cm

3,70 0,65 0,80

Parede de tijolos 8 furos quadrados, assentados na menor dimensão Dimensão tijolo: 9,0x19,0x19,0 cm Espessura argamassa de assentamento: 1,0 cm Espessura arg. de emboço: 2,5 cm Espessura total da parede: 14,0 cm

2,49 Reboco claro0,300,50

Fonte: adaptado de ABNT (2005).

Na cobertura, a telha cerâmica sobre laje mista (sem átrio ventilado) é a

mais recorrente entre os meios de hospedagem avaliados. Ela está presente em mais

de 55% dos casos. Outros dois tipos de cobertura ainda aparecem com bastante

freqüência: a laje plana impermeabilizada ocorre em 26% dos casos, principalmente

entre os hotéis que possuem os pavimentos escalonados, e a telha de fibro-cimento

sobre laje mista ocorre em 19% (Gráfico 23).

Gráfico 23. Tipos de cobertura mais recorrentes entre os meios de hospedagem.

Segundo a ABNT (2005), os valores de transmitância térmica destes três

tipos de coberturas encontradas variam em quase 100% com faixa entre 1,92 e 3,60

W/(m².K) (TABELA 10), sendo que a cobertura de telha de barro sobre laje mista

(tipologia com maior ocorrência) apresenta o menor valor.

73

TABELA 10. Transmitância térmica (U) e absortância ( ) para os principais tipos de cobertura.

Características Térmicas dos Materiais Construtivos - Cobertura Sistemas Descrição (U) W/m².K ( )

Cobertura de telha de barro com forro de laje mista Espessura da telha: 1,0 cm Espessura da laje: 12,0 cm Rt(laje) = 0,0900 (m2.K/W) Ct(laje) = 95 kJ/(m2.K)

1,92 0,75 0,80

Cobertura de telha de fibro-cimento com forro de laje mista Espessura da telha: 0,7 cm Espessura da laje: 12,0 cm Rt(laje) = 0,0900 (m2.K/W) Ct(laje) = 95 kJ/(m2.K)

1,93 0,7

Laje mista pré-fabricada Espessura da laje: 12 cm

3,60 0,50

Rt= Resistência térmica total / Ct= Capacidade térmica de componentes. Fonte: adaptado de ABNT (2005).

3.2.5 Envoltória – Fechamentos transparentes

Apenas em poucas situações foram observadas portas e janelas compostas

com um único material, como por exemplo, madeira ou vidro. No geral, a fração

média de abertura (window wall ratio – WWR) para os meios de hospedagem

avaliados ficou em 0,43, com maior ocorrência da faixa entre 0,41 e 0,50 (Gráfico

24).

Gráfico 24. WWR médio dos quartos.

74

A esquadria mais comum dos apartamentos possui 2,00 m de largura por

2,10 m de altura (Gráfico 25 e Gráfico 26). Na maioria dos casos avaliados,

verificaram-se aberturas com grandes áreas envidraçadas, caixilhos em alumínio ou

madeira. Em outras situações, foi possível observar também o uso inapropriado de

esquadrias com venezianas em ambientes condicionados.

19%

36%

28%

12%5%

0.80-1.39

1.40-2.00

2.01-2.60

2.61-3.20

3.21-3.80

Gráfico 25. Largura média das esquadrias (m).

Gráfico 26. Altura média das esquadrias (m).

3.2.6 Condicionamento de ar

Todas as edificações avaliadas possuem sistema de condicionamento

artificial nas unidades de hospedagem (apartamentos e suítes). Os aparelhos de janela

são mais freqüentes para hotéis com até 160 unidades. Em menor escala, as centrais

de ar condicionado ocorrem em hotéis com mais de 200 apartamentos.

Dentre os condicionadores de janela, os mais observados foram os

aparelhos de baixa capacidade de refrigeração, sobretudo os de 7.500 BTU/h. Seu uso

aparece tanto em quartos com 10 m² quanto em outros com mais de 20 m². Destaca-se

que a chave do termostato normalmente foi encontrada posicionada no máximo, isto

é, na temperatura mínima. Geralmente os aparelhos de ar condicionado são instalados

na parte superior da parede, com a saída de ar orientado na maior extensão do quarto.

De acordo com o tamanho e modelos desses equipamentos encontrados, a taxa de

eficiência energética (energy efficiency ratio – EER) variou entre 1,90 kW/kW e 3,00

kW/kW.

Os outros modelos de ar condicionado, como as centrais de água gelada e

os do tipo split-system, ainda são pouco comuns nos hotéis pesquisados.

75

3.2.7 Dimensionamento das unidades de hospedagem

A maioria dos hotéis são 3 e 4 estrelas, segundo os critérios da

EMBRATUR. A unidade típica é caracterizada por hall, banheiro, quarto e varanda,

conforme descritos a seguir. A configuração mais comum encontrada para os quartos

foram as formas retangulares com área útil média de 15 m². As variações ocorreram

mais no comprimento do que na largura das unidades. Espaços maiores estiveram

sempre atrelados a desenhos mais alongados. No geral, a medida de comprimento

mais recorrente nos quartos avaliados ficou na faixa de 4,00 m a 4,50m e, entre 4,51

m e 5,00 m (Gráfico 27). Quartos mais longos frequentemente apresentaram baixo

nível de iluminação interna, mesmo quando com esquadrias mais largas.

Gráfico 27. Comprimento médio dos quartos (m).

Em virtude da característica relacionada à forma do quarto, citada

anteriormente, sua largura tem uma pequena variação. A dimensão média para a

amostra pesquisada foi de 3,20 m e em nenhuma situação foi observada uma medida

menor que os 2,50 m exigidos pela EMBRATUR (Gráfico 28).

Gráfico 28. Largura media dos quartos (m).

76

Com relação aos banheiros também se verificou formas retangulares,

contudo menos alongadas e com medidas sempre atreladas ao tamanho do quarto. Em

função da própria tipologia dos apartamentos, uma de suas medidas era sempre

acrescida para dentro do quarto para obter banheiros maiores. A largura média dos

banheiros ficou entre 1,50 m e 1,70 m, chegando a até 2,70 m (Gráfico 29).

14%

47%

30%

9%

1.30-1.50

1.51-1.70

1.71-1.90

1.91-2.45

32%

26%

19%

9%

12%2%

1.70-1.90

1.91-2.10

2.11-2.30

2.31-2.50

2.51-2.75

2.76-3.30

Gráfico 29. Largura media dos banheiros (m).

Gráfico 30. Comprimento médios dos banheiros (m).

Quanto ao comprimento, prevaleceram as medidas entre 1,70 m e 2,10 m,

devido à largura do quarto (Gráfico 30). Com isso, na maioria dos casos, foram

poucos os banheiros com peças sanitárias organizadas tradicionalmente em linha.

Apesar da área de hall não ser legalmente uma exigência obrigatória

dentro da unidade de habitação, trata-se de um espaço típico encontrado em

praticamente todas as edificações avaliadas. Seu aparecimento ocorre muito em

função da tipologia do apartamento e sua dimensão média é de 1,25 m de largura por

1,77 m de comprimento, com área de 2,25 m² (Gráfico 31 e Gráfico 32).

66%

21%

10%3%

1.00-1.25

1.26-1.50

1.51-1.75

1.76-2.00

8%

21%

53%

8%

10%

0.50-1.00

1.01-1.50

1.51-2.00

2.01-2.50

2.51-3.15

Gráfico 31. Largura media do hall (m). Gráfico 32. Comprimento médio do hall

(m).

77

Do ponto de vista funcional, o hall acaba sendo um espaço que articula a

circulação externa ao dormitório, possibilita o posicionamento na sua extensão da

porta do banheiro, evitando sua abertura diretamente no quarto. Além disso, ainda

pode alojar a parte de armários do apartamento.

3.3 AUDITORIA DETALHADA

Os proprietários e administradores dos hotéis que colaboraram com a

pesquisa entendem que seus dados não devem ser divulgados. Portanto, os hotéis não

são identificados por seus nomes originais.

3.3.1 Edificação A

De acordo com as categorias apresentadas na revisão bibliográfica, este

hotel pode ser considerado do tipo acomodação (Quadro 7). Está situado à beira mar

ocupando aproximadamente 80% de seu terreno. Em função dessa configuração, seu

espaço externo de lazer se restringe a uma piscina adulto/infantil e a um pequeno

restaurante onde também é servido o café da manhã. Não existem áreas para

convenções, lavanderias ou outros setores que demandem grandes somas de energia.

A edificação possui estrutura em concreto armado com fechamentos em

alvenaria de tijolo cerâmico convencional e pé-esquerdo de 2,70 m. Os apartamentos

têm varanda e jardineira que funcionam como protetores solares formando balcões

contínuos nas fachadas. As esquadrias externas são em caixilho de madeira com folha

em vidro simples. A porcentagem de janela do quarto em relação ao tamanho da

fachada (WWR) é de 0,24.

O hotel está implantado com maior eixo no sentido sudoeste-nordeste. São

26 apartamentos com aproximadamente 40,0 m² cada, distribuídos em cinco

pavimentos. Apresenta duas tipologias bem definidas: uma com circulação central e a

78

outra com circulação lateral. A interligação destas é feita no trecho do vazio central

que possui elevador e escada.

DADOS GERAIS

Localização: Ponta Negra Área construída (m²): 2.120,73

Categoria energética: Acomodação Área do terreno (m²): 1.310

Ano de Construção: 2003 Número de andares: 05

Número de U.H.s: 26 Pé-esquerdo: 2,70m

VARIÁVEIS DE PROJETO

Pavimento: Apartamento: Corte: Volumetria: Orientação:

tipo

logi

as

Cobertura: Laje impermeabilizada Refletiva: Não

Parede: Tijolo cerâmico + reboco Textura Superfície: Lisa

Esquadria: Caixilho em madeira com folha em vidro simples WWR: 0,24

fech

amen

to

Acabamento: Pastilha branca e pintura Absortividade média: 0,4

UNIDADE DE HOSPEDAGEM (U.H.)

Ar condicionado: Janeleiro, 10.000 BTU/h

Potência iluminação (Watts): 318 Quarto (m²): 12,66 Varanda: Sim

Potência Equipamentos (Watts): 160 Bwc (m²): 3,57 Hall (m²): 1,62

CONSUMO

Consumo anual em kWh–2005: 169246 kWh/m²: 80 kWh/UH: 236,83

Ocupação média anual–2005: 68,98% m²/UH: 81,57

Quadro 7. Características do hotel A.

O período de análise do consumo de energia coincidiu com modificações

no hotel e por isso há oscilações (Gráfico 33). As principais observações são:

É o único hotel que disponibilizou consumo das UH e de todo o

hotel;

estima-se que o consumo de energia das áreas comuns represente

34% do consumo de todo o hotel;

79

o período de análise foi caracterizado pelo início das atividades do

hotel, implicando em crescentes taxas de ocupação e ajustes de

equipamentos;

o consumo dos apartamentos representa 54% de toda de energia

gasta no hotel;

as curvas da taxa de ocupação e do consumo de energia

apresentaram comportamento semelhante, principalmente entre

setembto de 2004 até março de 2005;

um sistema de aquecimento solar foi implantado em abril de 2005 e

o consumo de energia das UH foi reduzido drasticamente,

a redução da implantação do aquecimento solar também coincidiu

com a redução da taxa de ocupação;

o período de instalação do coletor solar coincidiu com um queda da

ocupação, sendo que o consumo de energia variou pouco;

posteriormente à instalação do coletor solar, foi identificada uma

falha do sistema que continuava a aquecer a água com energia

elétrica.

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

2004

, abr

il

mai

jun jul

ago

set

out

nov

dez

2005

, jan fev

mar

abr

mai

jun jul

ago

set

out

nov

dez

mês

cons

umo

men

sal (

kWh/

m²)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

taxa

de

ocup

ação

(%

)

consumo

ocupação

Gráfico 33. Consumo x ocupação da edificação A.

80

3.3.2 Edificação B

Trata-se de um hotel de porte médio com 6.900,00 m² de área construída,

classificado como do tipo negócio (Quadro 8). Possui uma infra-estrutura de serviços

com salão de eventos e restaurante climatizados, além de lavanderia, cozinha

industrial, pequena loja de conveniência, sauna e piscinas.

A edificação é uma das mais antigas avaliadas e começou a funcionar

ainda na primeira metade da década de 80. O projeto é bastante horizontal com

apartamentos distribuídos a partir de uma circulação central, possui cobertura em

telha cerâmica e fechamentos em alvenaria convencional. Os condicionadores de ar

são do tipo janeleiro, muitos ainda antigos. Sua orientação tem o maior eixo no

sentido norte-sul, onde 50% das unidades de habitação (UH’s) são voltadas para leste

(mar) e a outra metade para poente. Os apartamentos possuem uma varanda estreita

funcionando como extensão do quarto e as esquadrias externas são pequenas. A fração

de abertura é de 0,30.

O consumo de energia variou entre 11 e 26 kWh/m² mês, acompanhando a

taxa de ocupação que variou 63 e 86%. O consumo foi menor durante os meses com

clima mais ameno e com menor taxa de ocupação (Gráfico 34).

0

5

10

15

20

25

30

2005

, jan fev

mar

abr

mai

jun jul

ago

set

out

nov

dez

mês

cons

umo

men

sal (

kWh/

m²)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

taxa

de

ocup

ação

(%

)

consumo

ocupação

Gráfico 34. Consumo mensal x taxa de ocupação da edificação B.

81

DADOS GERAIS

Localização: Ponta Negra Área construída (m²): 6.900,00

Categoria energética: Acomodação Área do terreno (m²): 10.000,00





tipo

logi

as

Cobertura: Telha cerâmica Refletiva: Não

Parede: Tijolo cerâmico + reboco Textura Superfície: Porosa

Esquadria: Caixilho em alumínio com folha em vidro simples WWR: 0,28

fech

amen

to

Acabamento: Textura amarela clara Absortividade média: 0,4


Ar condicionado: Janeleiro, 7.500 BTUs/h



CONSUMO

Consumo anual em kWh–2005: 1.332.795 kWh/m²: 193 kWh/UH: 8.598,68


Quadro 8. Características do hotel B.

Embora o mês de maio corresponda a um consumo de energia mais baixo

(Gráfico 34), os dados de memória de massa desse período foram cedidos para uma

análise mais detalhada (Gráfico 35). Observa-se que há uma tendência de aumento do

consumo de energia entre 18:00 e 19:00 horas. Em geral, as variações horárias entre

os dias são superiores a 70%.

82

020406080

100120140160180200

00

:00

01

:45

03

:30

05

:15

07

:00

08

:45

10

:30

12

:15

14

:00

15

:45

17

:30

19

:15

21

:00

22

:45

Horas/dia

Co

ns

um

o (

kW

h)

Gráfico 35. Memória de massa – maio/2005.

3.3.3 Edificação C

A edificação é de categoria econômica, pequena e disponibiliza

basicamente do serviço de hospedagem em 13 apartamentos (Quadro 9). Desde sua

construção vem sendo administrada pelos proprietários (família de três pessoas) que

exercem múltiplas funções (de limpeza à contabilidade). Inclusive o projeto do hotel

foi concebido por um dos proprietários, sem formação na área.

São três blocos dispostos um atrás do outro, onde se distribuem as

unidades de habitação, uma pequena recepção, um espaço para refeição do café da

manhã e uma cozinha com área também bastante reduzida. Destaca-se a espessura das

paredes do edifício que possuem em média 30,0 cm. Os apartamentos não têm

varandas e o tamanho das janelas externas é bem reduzido, com WWR de 0,20.

O consumo de energia acompanhou as taxas de ocupação, sendo que

ambas variaram muito (Gráfico 36). O consumo oscilou entre 2 e 10 kWh/m² ao mês,

e a taxa de ocupação entre 4 e 73%. Esse comportamento pode ser justificado pela

estrutura do hotel.

Curvas do consumo horário de i

83

0

2

4

6

8

10

12

2004

, jan mar

mai jul

set

nov

2005

, jan mar

mai jul

set

nov

mês

cons

umo

men

sal (

kWh/

m²)

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40

50

60

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80

90

100

taxa

de

ocup

ação

(%

)

consumo

ocupação

Gráfico 36. Consumo mensal x taxa de ocupação da edificação “C”.

DADOS GERAIS

Localização: Ponta Negra Área construída (m²): 360,00

Categoria energética: Acomodação Área do terreno (m²): 450,00





tipo

logi

as




fech

amen

to

Acabamento: Pastilha branca Absortividade média: 0,3



Potência iluminação (Watts): 100 Quarto (m²): 12,00 Varanda: Não


CONSUMO

Consumo anual em kWh–2005: 22.630,00 kWh/m²: 63 kWh/UH: 145,06


Quadro 9. Características do hotel C.

84

3.3.4 Edificação D

O projeto foi concebido em um bloco único com 46 unidades distribuídas

a partir de uma circulação central (Quadro 10). Não existem grandes áreas comuns

condicionadas ou outros serviços como convenções e restaurantes. Os apartamentos

não possuem varanda e os banheiros estão locados juntos a fachada externa. Os

apartamentos são pequenos, aproximadamente 24m²/UH. As janelas dos quartos

também são pequenas e a porcentagem de abertura em relação à fachada (WWR) é de

0,20. Os condicionadores de ar são de janela e não são novos.

DADOS GERAIS

Localização: Praia do Meio Área construída (m²): 1.110,34






tipo

logi

as

Cobertura: Telha fibrocimento Refletiva: Não


Esquadria: Caixilho e folha em madeira WWR: 0,20

fech

amen

to

Acabamento: Textura Absortividade média: 0,5



Potência iluminação (Watts): 180 Quarto (m²): 13,60 Varanda: Não


CONSUMO

Consumo anual em kWh–2005: 22.630,00 kWh/m²: 175 kWh/UH:

145,06


Quadro 10. Características do hotel D.

85

O hotel pode ser enquadrado na categoria econômica em função de seu

porte e número de serviços reduzidos. A energia elétrica é usada praticamente em toda

a edificação, com exceção da cozinha onde o gás natural é utilizado para preparo das

refeições. Vale ressaltar que recentemente a edificação passou por uma grande

ampliação aumentando em mais de duas vezes sua área original de 1.110,34m². Como

os dados de consumo do setor novo ainda não estavam disponíveis, o estudo avaliou

apenas a unidade já existente.

O consumo de energia analisado foi de três anos, de 2003 a 2005. O

consumo foi menor durante os períodos de clima mais ameno, chegando a

aproximadamente 10 kWh/m², ainda que a taxa de ocupação fosse alta. O consumo

máximo foi de 22 kWh/m², sendo que a ocupação variou entre 42 e 96%. A partir de

abril até maio de 2005, tanto o consumo quanto a taxa de ocupação caíram

consideravelmente (Gráfico 37).

0

5

10

15

20

25

2003

, jan mar

mai jul

set

nov

2004

, jan mar

mai jul

set

nov

2005

, jan mar

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sal (

kWh/

m²)

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taxa

de

ocup

ação

(%

)

consumo

ocupação

Gráfico 37. Consumo mensal x taxa de ocupação do hotel D.

3.3.5 Edificação E

Este hotel é do tipo econômico com 68 apartamentos, ar condicionado de

janela e varanda (Quadro 11). A proporção de abertura na fachada (WWR) é de 0,50.

O hotel tem forma quadrada com um grande vazio central onde se localiza os setores

de piscina e entretenimento. Possui um auditório pequeno para 70 pessoas,

86

restaurante, sala de estar e leitura. As unidades de hospedagem contornam toda a

edificação e possuem o mesmo tratamento arquitetônico de fachada. A cobertura

possui telha cerâmica e fechamentos em alvenaria convencional.

A análise de três anos consecutivos 2003, 2004 e 2005 (Gráfico 38)

mostrou taxas de ocupação muito baixas notadamente nos períodos de clima mais

ameno, variando de 2 a 73%. O consumo também variou muito, entre 2 e 7 kWh/m²

ao mês.

DADOS GERAIS

Localização: Redinha Área construída (m²): 4.307,00






tipo

logi

as



Esquadria: Caixilho e folha em madeira WWR: 0,50

fech

amen

to






CONSUMO



Quadro 11. Edificação E.

87

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5

6

7

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2003

, jan mar

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2004

, jan mar

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set

nov

2005

, jan mar

mai jul

set

nov

mês

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men

sal (

kWh/

m²)

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taxa

de

ocup

ação

(%

)

consumo

ocupação

Gráfico 38. Consumo mensal x taxa de ocupação da edificação “E”.

3.3.6 Edificação F

É uma edificação do tipo negócio. Possui 165 apartamentos, espaço para

ginástica, internet, restaurante, garagem sob pilotis, loja, entre outros (Quadro 12). Os

apartamentos possuem sistema individualizado de condicionamento térmico, sendo

recentemente iniciado a substituição de todos os equipamentos de janela pelos do tipo

split-system. Segundo o administrador do hotel, essa reforma tem visado

principalmente a economia de energia e o conforto dos hóspedes.

A evolução do consumo mensal acompanha a evolução da taxa de

ocupação. Ambas se apresentaram de forma semelhante evidenciando a correlação

entre as mesmas. Nos meses mais quentes pôde-se verificar uma aproximação,

enquanto nos períodos mais frios (julho) esta associação tem se mostrado menor.

Embora a ocupação tenha aumentado consideravelmente, a curva de consumo se

apresenta praticamente estável nesse período, conforme verificado na (Gráfico 39).

88

DADOS GERAIS

Localização: Praia do Meio Área construída (m²): 7.300,00






tipo

logi

as




fech

amen

to



Ar condicionado: Split, 7.500BTUs/h



CONSUMO

Consumo anual em kWh–2005: 1.024.326,0 kWh/m²: 140 kWh/UH: 6.208,04


Quadro 12. Edificação F.

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6

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2005

, jan fev

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sal (

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m²)

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100

taxa

de

ocup

ação

(%

)

consumo

ocupação

Gráfico 39. Consumo mensal x taxa de ocupação da edificação F.

89

3.3.7 Edificação G

O hotel é do tipo econômico, possui infra-estrutura de serviços pequena,

destacando-se basicamente o setor de hospedagem com 49 apartamentos, formando

um único volume retangular (Quadro 13). As unidades não possuem varanda e suas

janelas externas são em caixilho de alumínio e folha de vidro claro simples de 3,0

mm. A porcentagem de abertura na fachada (WWR) é de 0,22, também uma das

menores encontrada no levantamento.

A edificação está implantada com maior eixo no sentido sudoeste-nordeste

(azimute 20º), as paredes são em alvenaria convencional e a cobertura em laje mista

sob telha de fibrocimento. O tipo de ar condicionado utilizado é o de janela com

capacidade nominal de 7.500 BTU/h.

A análise de 2004 a 2005 indicou um crescente aumento do consumo de

energia, assim como da ocupação (Gráfico 40). Não há variações perceptíveis do

consumo durante os períodos de clima mais ameno. O consumo variou apenas entre

13 e 18 kWh/m² ao mês, e a taxa de ocupação variou entre 58 e 90%.

0

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2004

, abr mai

jun jul

ago

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nov

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2005

, jan fev

mar

abr

mês

cons

umo

men

sal (

kWh/

m²)

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100ta

xa d

e oc

upaç

ão (

%)

consumo

ocupação

Gráfico 40. Consumo mensal x taxa de ocupação da edificação G.

90

DADOS GERAIS

Localização: Tirol Área construída (m²): 1.560,00

Categoria energética: Acomodação Área do terreno (m²): 900,00





tipo

logi

as

Cobertura: Telha fibrocimento Refletiva: Não



fech

amen

to



Ar condicionado: Split, 7.500BTUs/h



CONSUMO



Quadro 13. Edificação G.

3.3.8 Edificação H

Trata-se de um hotel cinco estrelas, categoria luxo, de grande porte com

189 unidades de habitação, diversos serviços e opções de entretenimento:

restaurantes, parque aquático, spa, fitness, lojas e uma considerável área destinada a

convenções (Quadro 14). Além dos apartamentos, boa parte das áreas comuns de uso

dos hóspedes (algumas como o setor de recepção funcionam o dia inteiro) e de

eventos possui climatização artificial. A edificação tem maior eixo no sentido norte-

91

sul, forma horizontalizada e nos apartamentos, varandas escalonadas e grandes

aberturas envidraçadas (Figura 15).

Figura 15. Detalhe do corte escalonado da varanda.

A análise de 2004 a 2005 indicou variações do consumo de energia de 13

a 18 kWh/m², com taxas de ocupação entre 58 e 90%. Os menores valores do

consumo de energia e da taxa de ocupação foram observados no mês de julho

(Gráfico 41).

DADOS GERAIS

Localização: Via Costeira Área construída (m²): 15.835,00

Categoria energética: Lazer Área do terreno (m²): 18.000,00





tipo

logi

as

Cobertura: Laje Impermeabilizada Refletiva: Não



fech

amen

to



Ar condicionado: Central de água gelada



CONSUMO



Quadro 14. Edificação H.

92

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2004

, jan mar

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2005

, jan mar

mai jul

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nov

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sal (

kWh/

m²)

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taxa

de

ocup

ação

(%

)

consumo

ocupação

Gráfico 41. Consumo mensal x taxa de ocupação da edificação H.

3.3.9 Edificação I

É um hotel cinco estrelas, do tipo luxo. Além dos serviços ligados ao setor

de hospedagem, existe uma infinidade de facilidades e opções de lazer, destacando-se

sua área de convenções que é uma das maiores da cidade. São 315 apartamentos

distribuídos em três alas a partir de circulações laterais. A fração de abertura da

fachada é de 0,51 e, embora as unidades de habitação tenham três orientações

diferentes, existe uma única solução de arquitetura (Quadro 15).

O consumo de energia mensal durante o ano de 2005 oscilou pouco, entre

9 e 12 kWh/m², apesar das grandes variações das taxas de ocupação, entre 16 e 72%

(Gráfico 42). Segundo o gerente de manutenção do hotel, a queda considerável da

ocupação ocorreu em função de uma baixa generalizada do setor em toda cidade, tida

como a maior dos últimos anos8.

8 Nas demais edificações avaliadas essa informação não foi confirmada.

93

DADOS GERAIS

Localização: Via Costeira Área construída (m²): 24.345,43

Categoria energética: Lazer Área do terreno (m²): 30.000,00





tipo

logi

as

Cobertura: Telha de fibrocimento Refletiva: Não



fech

amen

to



Ar condicionado: Central de água gelada



CONSUMO



Quadro 15. Edificação I.

0

2

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14

2005

, jan fev

mar

abr

mai

jun jul

ago

set

out

nov

dez

mês

cons

umo

men

sal (

kWh/

m²)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

taxa

de

ocup

ação

(%

)

consumo

ocupação

Gráfico 42. Consumo mensal x taxa de ocupação da edificação I.

94

A análise do consumo horário de energia nos meses de março, abril e

novembro de 2005 (Gráfico 43, Gráfico 44 e Gráfico 45) não indicam variações

sistemáticas, com exceção do período entre as 18:00 e 22:00 horas quando o gerador

do hotel é ligado para evitar o consumo no horário de ponta. Entretanto, as variações

entre os dias são grandes e parecem ocorrer de forma aleatória.

-

100

200

300

400

500

600

00

:00

02

:00

04

:00

06

:00

08

:00

10

:00

12

:00

14

:00

16

:00

18

:00

20

:00

22

:00

Hora/dia

Co

ns

um

o (

kW

h)

Gráfico 43. Consumo horário março/2005.

-

100

200

300

400

500

600

00

:00

02

:00

04

:00

06

:00

08

:00

10

:00

12

:00

14

:00

16

:00

18

:00

20

:00

22

:00

Hora/dia

Co

ns

um

o (

kW

h)

Gráfico 44. Consumo horário abril/2005

-

100

200

300

400

500

600

700

800

00

:00

02

:00

04

:00

06

:00

08

:00

10

:00

12

:00

14

:00

16

:00

18

:00

20

:00

22

:00

Horas/dia

Co

ns

um

o (

kW

h)

Gráfico 45. Consumo horário novembro/2005

95

3.3.10 Análise preliminar dos dados: consumo x aspectos construtivos

Dos nove hotéis caracterizados anteriormente, o “B” foi aquele que

apresentou o pior desempenho. Entre os aspectos observados, acredita-se que os

antigos aparelhos de ar condicionado presentes em toda a edificação, associados com

o pouco sombreamento e a própria orientação do prédio (voltado para leste-oeste)

tenham contribuído para esse alto consumo de energia. Outros fatores como o

chuveiro elétrico, as áreas de piscinas, lazer, convenções e a própria cozinha podem

também ter contribuido para esse resultado, entretanto faltam informações mais

detalhadas para conclusões.

A ausência de dados mais preciso se repetiu em todos os outros hotéis.

Assim, medições por uso final ou mesmo de outras fontes de energia (solar, gás ou

combustível) não puderam ser verificadas. Comumente, além dos dados construtivos,

a principal informação relativa ao consumo de energia se resumiu a tarifa elétrica

mensal de cada prédio.

O hotel “D” também teve o consumo energético bastante alto

(175kWh/m²). Comparativamente às outras edificações, seu resultado chama atenção

por se tratar de um prédio relativamente pequeno, com 46 apartamento e pouco mais

de 1.000 m² de área construída. Das características arquitetônicas observadas, estima-

se que o uso de fachadas sem sombreamento, vidro simples, além do uso de lâmpadas

e aparelhos de ar condicionado ineficientes tenham contribuído para tal resultado.

Embora o hotel “E” tenha apresentado o menor consumo (58 kWh/m²),

seu resultado pode ter sido favorecido pela sua baixa taxa de ocupação anual

(35,08%). Isso porque, seus condicionadores de ar com baixa eficiência e sua forma

quadrada com apartamentos em todos os lados, sem nenhum tratamento específico,

remetem a uma concepção arquitetônica sem maiores preocupações com o clima. De

um modo geral, esse pouco cuidado associado ao clima também se repetiu nos outros

edifícios pesquisados.

Os dois únicos hotéis cinco estrelas da amostra “H” e “I” apresentaram

comportamento bem diferente. Embora o hotel “I” tivesse uma área construída maior

e mais apartamentos seu desempenho foi melhor (125 kWh/m² contra 183 kWh/m²).

Entre as variáveis arquitetônicas que contribuíram para esse resultado, acredita-se que

96

estão o uso de cores mais claras nas fachadas (predomenatemente branca), aberturas

menores e mais protegidas nos apartamentos, além de sua orientação com as unidades

de hospedagem voltadas para norte e sul.

Embora insuficientes, a análise preliminar desses dados de campo

levantam a suspeita de que as variáveis de projeto associadas com a orientação, o

sombreamento e o uso de aparelhos eficientes de condicionamento térmico podem ter

participação significativa no desempenho térmico e energético das edificações

pesquisadas.

3.4 ROTINAS DE USO: OCUPAÇÃO, EQUIPAMENTOS E ILUMINAÇÃO

3.4.1 Ocupação

Foram observadas duas rotinas diferenciadas de uso. Entretanto, é

importante destacar que há vários fatores que interferem diretamente na sua variação,

como o tipo de hóspede (idosos, jovens, crianças, casais, etc), fatores externos (clima,

programação de eventos da cidade), os serviços que o hotel dispõe, tempo de

permanência na cidade, se o hóspede está sozinho ou em grupos além de preferências

pessoais.

Tipo 01

É caracterizada principalmente pela ocupação do apartamento durante à

noite em detrimento do período diurno. Normalmente o tempo de permanência (válido

para toda semana) dentro do quarto é de 12 horas/dia, que é compatível com os dados

da Fundamentals Handbook (ASHRAE, 1989), que também recomenda um período

de ocupação médio de 12 horas/dia, mas com possibilidade de ocupação diurna.

No geral, o hóspede deixa o apartamento às 08:00 horas, retornando

apenas no final da tarde (17:00 horas). Nesse intervalo o quarto fica o tempo todo

desocupado, com exceção do momento da faxina. À noite sai por volta das 19:00

horas, durante um período mais curto voltando definitivamente até às 23:00 horas

(Figura 16).

97

Figura 16. Rotina de ocupação 01 elaborada a partir de dados do levantamento de campo.

Tipo 02

O principal diferencial, em relação à rotina anterior é o retorno do hóspede

para o hotel durante o meio dia, por um tempo aproximado de duas horas. Muitas

vezes a refeição ou lanche são realizados dentro do apartamento.

Essa característica de uso acaba aumentando o tempo médio de

permanência no quarto em uma hora, ou seja, 13 horas/dia também podendo ser

adotado para toda semana (Figura 17).

Figura 17. Rotina de ocupação 02 elaborada a partir de dados do levantamento de campo.

Neste caso, o hóspede normalmente ocupa o apartamento até as 08:00

horas, quando sai por um período de quatro horas retornando ao meio dia. À tarde sai

novamente às 14:00 horas e volta somente às 18:00 horas. Durante a noite, a saída é

para pequenos passeios, gastando em média duas a três horas antes de se recolher

definitivamente.

98

3.4.2 Equipamentos

Os eletrodomésticos mais comuns encontrados nos apartamentos são

frigobar, televisão 20 polegadas e rádio relógio. Outros equipamentos como secador

de cabelo, televisores de plasma, aparelhos de DVD e de som foram observados em

poucos casos.

3.4.3 Iluminação

A maioria dos apartamentos adota lâmpadas fluorescentes compactas com

potência média variando entre 9 e 24 Watts. Em poucos hotéis foram encontrados os

modelos incandescentes sob alegação de que possuíam preço menor e maior vida útil.

Quanto à disposição das lâmpadas no apartamento, a maioria segue a

configuração do Figura 18, podendo-se destacar a falta da luminária central no forro

do quarto. De acordo com este padrão e considerando o tipo de luz mencionada foi

possível identificar a potência total instalada de 107 watts (48 W no quarto, 37 W no

banheiro, 11 W no Hall e 11 W na varanda.

Figura 18. Pontos de iluminação mais comuns nos apartamentos.

99

3.5 DESEMPENHO X FATORES DE NORMALIZAÇÃO

Conforme visto na revisão bibliográfica, os fatores de normalização são

parâmetros adotados para viabilizar a comparação de hotéis diferentes sob o ponto de

vista de conforto e desempenho energético.

A partir desse procedimento tenta-se estabelecer possíveis correlações

entre determinada característica e o consumo energético da edificação. Neste estudo

foram escolhidos seis critérios para serem avaliados: influência do clima, ano de

construção, área construída total, classe do hotel, taxa de ocupação do hotel e o

número de unidades de habitação (apartamentos).

Ano de construção

Conforme verificado no Gráfico 46, com exceção de dois resultados

espúrios (circulados em vermelho), verifica-se uma tendência do consumo elétrico

diminuir nas edificações construídas mais recentemente.

0

50

100

150

200

250

1980 1985 1990 1995 2000 2005

co

nsu

mo

an

ual p

or

áre

a (

kW

h.a

no

/m²)

Gráfico 46. Consumo x ano de construção

Área construída total

Não foi evidenciada correlação entre a área construída total e o consumo

de energia da amostra (Gráfico 47). Resultados semelhantes foram encontrados em

Hong Kong num estudo com 16 hotéis (DENG; BURNETT, 1998).

100

0

50

100

150

200

250

0 5000 10000 15000 20000 25000 30000co

nsu

mo

an

ual

po

r áre

a (

kW

h.a

no

/m²)

Gráfico 47. Consumo x área construída (m²)

Classe do hotel

Não houve correlação destacável entre a classe do hotel e o consumo de

energia. Também demonstrado por Deng e Burnett (1998), hotéis cinco estrelas

necessariamente não consomem mais do que aqueles de categoria inferior. O mesmo

fato também foi constatado na pesquisa de campo, por exemplo, os dois hotéis cinco

estrelas avaliados apresentaram em vários casos consumo mensal por área menor do

que outras edificações com categoria inferior. Novamente recai-se na questão de

eficiência associada a outros fatores de desempenho.

Taxa de ocupação

A influência da taxa de ocupação sobre o consumo de energia variou

muito entre os hotéis. Cinco hotéis apresentaram uma correlação identificável,

variando entre 0,3792 e 0,7785: B (Gráfico 49), C (Gráfico 50), E (Gráfico 52), F

(Gráfico 53) e G (Gráfico 54). Estes são hotéis do tipo hospedagem, que apresentam

condicionador de ar do tipo unitário. Além da correlação aceitável, os hotéis do tipo

hospedagem são aqueles cujo consumo de energia elétrica são mais sensíveis à taxa de

ocupação, identificável pelo coeficiente angular das equações de regressão linear.

101

y = 0.0455x + 2.0105

R2 = 0.2346

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0 20 40 60 80 100

Ocupação (%)

Con

sum

o m

ensa

l (kW

h/m

²)

consumo

Linear(consumo)

Gráfico 48. Correlação entre taxa de ocupação e consumo do hotel A.

y = 0.6014x - 26

R2 = 0.7785

0

5

10

15

20

25

30

0 20 40 60 80 100

Ocupação (%)

Con

sum

o m

ensa

l (kW

h/m

²)

consumo

Linear(consumo

Gráfico 49. Correlação entre taxa de ocupação e consumo do hotel B.

y = 0.0794x + 2.9041

R2 = 0.3792

0

2

4

6

8

10

12

0 20 40 60 80 100

Ocupação (%)

Co

nsu

mo

me

nsa

l (kW

h/m

²) consumo

Linear (consumo)

Gráfico 50. Correlação entre taxa de ocupação e consumo do hotel C.

y = 0.0724x + 8.1

R2 = 0.1069

0

5

10

15

20

25

0 20 40 60 80 100

Ocupação (%)

Con

sum

o m

ensa

l (kW

h/m

²)

consumo

Linear (consum

Gráfico 51. Correlação entre taxa de ocupação e consumo do hotel D.

y = 0.0568x +

R2 = 0.6

0

1

2

3

4

5

6

7

8

0 20 40 60 80 100

Ocupação (%)

Co

nsu

mo

me

nsa

l (kW

h/m

²)

consumo

Linear (c

Gráfico 52. Correlação entre taxa de ocupação e consumo do hotel E.

y = 0.0554x +

R2 = 0.681

0

2

4

6

8

10

12

14

0 20 40 60 80 100

Ocupação (%)

Con

sum

o m

ensa

l (kW

h/m

²) consumo

Linear (cons

Gráfico 53. Correlação entre taxa de ocupação e consumo do hotel F.

y = 0.0623x + 5.4739

R2 = 0.4926

0

2

4

6

8

10

12

14

0 20 40 60 80 100

Ocupação (%)

Con

sum

o m

ensa

l (kW

h/m

²) consumo

Linear (consumo)

Gráfico 54. Correlação entre taxa de ocupação e consumo do hotel G.

102

Os hotéis do tipo lazer não apresentaram uma correlação aceitável,

tampouco os consumos se mostram sensíveis à taxa de ocupação (Gráfico 55 e

Gráfico 56). Estima-se que esse tipo de comportamento seja decorrente do uso de

sistemas de condicionamento artificial em áreas comuns, independente da taxa de

ocupação e período do dia.

y = 0.0474x + 11.53

R2 = 0.0976

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

0 20 40 60 80 100

Ocupação (%)

Co

nsu

mo

me

nsa

l (kW

h/m

²) consumo

Linear (consumo)

Gráfico 55. Correlação entre taxa de ocupação e consumo do hotel H.

y = 0.0151x + 9.7006

R2 = 0.1132

0

2

4

6

8

10

12

14

0 20 40 60 80 100

Ocupação (%)C

on

sum

o m

en

sal (

kWh

/m²)

consumo

Linear (consumo)

Gráfico 56. Correlação entre taxa de ocupação e consumo do hotel I.

3.6 CONSUMO DE ENERGIA

O consumo médio anual (EUI – Enegy Use Index) do último ano obtido

das nove edificações variou entre 43 e 193 kWh/m², configurando variações de cerca

de 400% (Gráfico 57).

8063

193175

58

140

118

183

126

0

50

100

150

200

250

A B C D E F G H I

Hotel

Co

ns

um

o a

nu

al (k

Wh

/m²)

Gráfico 57. Consumo de energia elétrica anual.

103

Para efeito de exemplificação, a classificação desses hotéis pelo critério

do Reino Unido (BRECSU-ETSU, 1993) mostra que a maioria deles tem desempenho

regular ou ruim (Gráfico 58).

Gráfico 58. Desempenho de hotéis do tipo econômico, negócios e de luxo.

Como as edificações apresentaram taxa de ocupação diferentes e como

houve correlações com o consumo em cinco hotéis, optou-se pela comparação do

consumo de energia anual estimada para 100% de ocupação (Gráfico 59). Dessa

forma, as diferenças de consumo de energia foram minizadas principalmente entre os

hotéis E, F e G.

8063

193

175

58

140

118

183

126116

95

257

206

164183

174

241

273

0

50

100

150

200

250

300

A B C D E F G H I

Hotel

Co

ns

um

o (

kW

h/m

²)

Consumo

Consumo para 100% de ocupação

Gráfico 59. Consumo de energia anual corrigido para taxa de ocupação 100%.

104

Dentro da amostra pesquisada não foi possível separar o consumo elétrico

por setores nem tão pouco por uso final o que dificultou ainda mais, numa análise

preliminar, identificar os fatores arquitetônicos, de instalação ou de operação com

maior influência sobre o consumo das edificações. Apenas em alguns hotéis de

pequeno porte foi possível identificar correlação entre a taxa de ocupação e o

consumo energético. Nestes casos, além do serviço de acomodação o estabelecimento

praticamente não possuía nenhum outro tipo de serviço.

Como regra geral, verificou-se ainda que a quantidade de serviços

disponíveis, o número de equipamentos e a área construída não estão necessariamente

associados com o desempenho da edificação. Conforme verificado no Gráfico 57, o

consumo de energia varia e se comporta muito diferente, mesmo naqueles com

algumas características semelhantes, como é o caso dos hotéis “G” e “I”, ou dos

hotéis “D” e “G”. Em determinadas situações, alguns hotéis pequenos e médios

apresentaram desempenho semelhante ou pior do que aqueles de grande porte.

105

4 SIMULAÇÃO

A proposta da simulação energética é avaliar o impacto das decisões

arquitetônicas a partir da modelagem de uma ou mais edificações devidamente

caracterizadas pela auditoria. A escolha da edificação considerou a qualidade dos

dados, a reprodução das características, a representatividade do caso e o impacto

esperado dos resultados.

4.1 MODELAGEM

A maioria dos casos analisados na auditoria detalhada apresentou dados

insuficientes para o procedimento de modelagem e calibração conforme a

metodologia proposta em literatura (PEDRINI, 1997). Portanto, a modelagem do caso

base implicou numa série de simplificações relacionadas com a geometria, a

eficiência do sistema de condicionamento térmico, rotinas de ocupação e de uso,

dentre outras.

Além do número limitado da amostra, a reprodução das características das

edificações foi influenciada por diversos aspectos, tais como:

Informações equivocadas ou incompletas repassadas por

funcionários;

indisponibilidade técnica, demora e alto custo para obtenção de

determinados dados de monitoração;

período limitado dos dados de consumo mensal coletados,

normalmente, entre um e três anos apenas, impossibilitando

analisar mais detalhadamente certos fenômenos;

a energia consumida não é separada por uso final, tampouco por

áreas atendidas;

dificuldade de estimar a influência de fatores externos (clima) ou

outros internos (como geração de calor);

106

incapacidade de aferir o consumo de energia para aquecimento

d’água nas unidades de hospedagem (UH) com chuveiros elétricos;

falta de documentação sobre alterações do uso da edificação, como

implementação de novos equipamentos ou alterações das rotinas.

A modelagem enfatizou a reprodução da área de hospedagem porque é o

objeto principal dos estudos e em função de ser mais facilmente tipificada. As áreas

de recepção, administração, convenções, lojas e de serviços não foram modeladas em

função da infinidade de variáveis existentes e formas de uso. Essa separação do setor

de hospedagem dos demais (espaços comuns e de serviços) é sugerida por Deng e

Burnett (1998) como a maneira mais adequada para avaliar o desempenho de hotéis

(item 2.2.1 da revisão). Também não foi modelado o consumo de energia para

aquecimento de água de banho em função da indisponibilidade desses dados.

4.2 CARACTERÍSTICAS DO CASO BASE

O caso base foi montado considerando a maior ocorrência de variáveis

observadas na auditoria do tipo visita. A configuração mais observada e que

apresentou melhor qualidade de dados foi o hotel de porte pequeno-médio, horizontal,

com poucos serviços e sistema individual de condicionamento térmico. O modelo

representa uma edificação de porte médio (70 apartamentos), situada em terreno

pequeno, com poucas opções de lazer ou serviços. O pavimento tipo possui circulação

central, corte escalonado e o mesmo tratamento externo de fachada no trecho dos

apartamentos, independentemente de sua orientação. Possui o maior eixo no sentido

sudoeste-nordeste, pé-esquerdo de 2,80 m e quatro andares destinados à hospedagem,

resultando numa volumetria bem horizontal (Quadro 16).

A partir dessa escolha, os dados da auditoria detalhada mais convenientes

foram selecionados, a exemplo das taxas de ocupação com variações ao longo dos

meses. O tipo de cobertura é a laje mista impermeabilizada nos pavimentos

escalonados (intermediários) e a laje mista com telha de fibrocimento no último andar.

Os fechamentos são em alvenaria convencional e as aberturas em folha de vidro

simples, seguindo o dimensionamento da amostra do levantamento de campo.

107

Os sombreamentos das fachadas são obtidos através de varandas,

extensões dos quartos com 1,20 m de profundidade. O tipo de condicionador de ar

também segue o padrão mais comum, com capacidade nominal de 7.500 BTU/h e

índice de eficiência energética de 1,99 kW/kW.

DADOS GERAIS – CASO BASE 01 Número de pavimentos: 04 Número de apartamentos: 70 Pleno: não

Pé-esquerdo: 2,80 m Orientação do maior eixo: sudoeste-nordeste / Azimute: 51º

Pavimento: Apartamento: Corte: Volumetria simplificada:

TIP

OL

OG

IAS

Arquivo climático: TRY Natal 1954 Temperatura interna (Ti): 25 ºC

Área total de paredes externas opacas: 716 m² Área total de coberta: 558 m²

Área total envidraçada: 294 m² Área total de pisos (m²): 1.776

Relação da área de parede pela de piso: 0,40 WWR: 0,42

Número de dias funcionando por semana: 07 Horas em funcionamento: 24:00

UNIDADE DE HOSPEDAGEM Ambiente Quarto Hall BWC Varanda Esquadria ext. Célula

básica Área (m2) 16,8 2,1 4,2 4,2 4,2

Largura 3,5 1,2 1,8 1,2 2,0 Dimensões

Comprimento 4,8 1,8 2,4 3,5 2,1 (altura)

Sistema de ar condicionado: Janeleiro, 7.500 BTU/h EER = 1,99 kW/kW

Potência de iluminação: 107 W Usuários/Apartamento: 02

Potência de equipamentos: 165 W Metabolismo/pessoa: 58 W/m²

ENVOLTÓRIA

p: 0,5 Parede:

Tijolo cerâmico (Dimensões do tijolo: 9x19x19 cm) + reboco de 2,5 cm de cada lado. Espessura final da parede: 15 cm U:2,34 W/(m².K)

c: 0,4 Piso escalonado

Laje pré-moldada plana+piso cerâmico marrom claro U:4,18 W/ m².K

c: 0,7 Coberta

Laje pré-moldada plana + telha de fibrocimento impermeabilizada U:2,24 W/ m².K

Material esquadria: Vidro transparente simples de 6,0 mm Fator solar: 0,82

Quadro 16. Resumo das principais características do caso base.

108

4.2.1 Cargas internas

A definição do número de pessoas por apartamento (densidade de

ocupação) se baseou em três fontes: a norma norte-americana 90.1-2004 (ASHRAE,

2004), indicadores da atividade turística no Rio Grande do Norte (SETUR, 2005) e no

levantamento de campo. Em todos os casos, o número médio foi de duas pessoas por

apartamento. Considerando a realização de tarefas leves neste espaço, foram adotados

os valores do programa VisualDOE 4.1 de calor sensível de 66,4 W e calor latente de

55,7 W por pessoa (Tabela 11).

As cargas internas provenientes dos sistemas de iluminação e

equipamentos também foram identificadas através das auditorias. Os equipamentos

compreendem: uma televisão de 20 polegadas, um frigobar e um rádio-relógio,

respectivamente com as seguintes potências, 90W, 70W e 5W (PROCEL, 2006). O

sistema de iluminação é definido com lâmpadas fluorescentes compactas, sendo duas

de 15 W e sete de 11 W.

TABELA 11. Cargas internas do apartamento tipo.

Tipo de carga interna

Quantidade Cargaunitária (W)

Carga térmica total (W)

Densidade

Pessoas 02 122,1 244,2 8,5 m²/pessoa

01 90

01 70

Equipamentos

01 5

165 9,7 W/m²

02 15Iluminação

07 11107 6,3 W/m²

4.2.2 Rotinas

As rotinas de ocupação foram baseadas nas entrevistas do hotel F.

Destaca-se que o tempo permanência (válido para toda semana) dentro do quarto é de

12 horas/dia, característica respaldada pelo Fundamentals Handbook (ASHRAE,

1989). A ocupação é predominantemente noturna, com poucas horas de ocupação

109

diurna. O hóspede deixa o apartamento às 08:00 horas, retornando às 17:00 horas.

Nesse intervalo, o quarto fica desocupado com exceção do momento da faxina. À

noite o hóspede sai por volta das 19:00 horas, por um período mais curto voltando às

23:00 horas (Figura 19).

Figura 19. Rotina de Ocupação 01 elaborada a partir do levantamento de campo.

A definição da rotina de uso dos equipamentos foi associada à rotina de

ocupação vista anteriormente. A potência média dos equipamentos foi obtida do

PROCEL (2006), através da qual foi estimado o consumo médio mensal (C) e o

consumo horário (CH) de cada eletrodoméstico através das (Eq. 1 e(Eq. 2,

respectivamente (Tabela 12).

C= (P x t x n) / 60.000 (Eq. 1)

ondeC = consumo médio mensal do aparelho em kWh P = potência do aparelho em Watts t = minutos de utilização do aparelho por dia n = número de dias de utilização do aparelho por mês

CH= (CMM x 1000) / (30 x MU) (Eq. 2)

ondeCH= Consumo horário (watts); CMM= Consumo médio mensal (kWh) MU=Média utilização/dia;

110

TABELA 12. Potência de equipamentos instalados – rotina tipo 01.

AparelhosElétricos

PotênciaMédia(watts)

DiasEstimadosUso / Mês

MédiaUtilização /

Dia

ConsumoHorário(watts)

ConsumoMédioMensal(KWh)

Frigobar 70 30 10h (9) 70 21,0Tv em cores 20”

90 30 4h 90 10,8

RádioRelógio

5 30 24h 5 3,6

Adotou-se o uso de equipamentos coincidente com o período de ocupação.

No caso do frigobar, que se refere ao período médio do compressor ligado, procurou-

se distribuir seu acionamento primeiramente nos horários em que os hóspedes

provavelmente estivessem acordados dentro do quarto e nos demais momentos de

forma uniforme. Foram somadas as potências dos equipamentos em operação para

cada hora do dia e o resultado foi dividido pela potência máxima instalada do

apartamento, 165 W, para obter a rotina de uso expressa em percentual (Figura 20).

Outros equipamentos como secador de cabelo, aparelhos de DVD e de

som foram encontrados em poucos apartamentos no levantamento realizado e por

isso, não foram considerados.

Figura 20. Rotina de Equipamentos 01.

A definição da rotina de iluminação seguiu o mesmo procedimento

adotado na de equipamentos. A potência total instalada de iluminação foi definida em

9 O tempo médio de utilização para geladeira, freezer e frigobar refere-se ao período em que o compressor fica ligado para manter a temperatura interna desejada.

111

107 W, sendo 48W no quarto, 37 W no banheiro, 11W no hall e 11 W na varanda

(Tabela 13). Para cada hora do dia, foi definida a potência utilizada associada ao

número de lâmpadas em funcionamento (Figura 21).

TABELA 13. Potência de iluminação instalada

Lâmpada PotênciaMédia(watts)

DiasEstimadosUso / Mês

MédiaUtilização /

Dia

ConsumoHorário(watts)

ConsumoMédioMensal(kWh)

Fluorescente Compacta 11w

11 30 4h 10,64 1,65

Fluorescente Compacta 15w

15 30 4h 14,19 2,20

Figura 21. Rotina de Iluminação 01.

Embora tenham sido encontrados alguns hotéis que ainda utilizavam

lâmpadas incandescentes comuns, optou-se aqui por padronizar o sistema de

iluminação apenas com fluorescentes compactas por serem mais representativos. Para

efeito de estudo, adotou-se a mesma disposição e características verificadas no Figura

18 (da seção anterior).

Observa-se que a ocupação é muito influenciada pela proposta do hotel,

que também está associada a sua tipologia. Tratam-se de hotéis que não dispõem de

muitos serviços, restaurantes, ou opções de lazer, do tipo de hospedagem (meia

pensão – só com café da manhã), além de quartos sem grandes atrativos. Estes fatores

contribuem para que o hóspede permaneça a maior parte do dia fora do hotel (Figura

22 a Figura 24).

112

Figura 22. Rotinas de ocupação.

Figura 23. Rotinas de equipamentos.

Figura 24. Rotinas de iluminação.

4.3 AJUSTES DO MODELO

Os ajustes iniciais do modelo enfocaram a influência da caracterização do

condicionador de ar (Gráfico 60). O primeiro adotou o aparelho de janela de 7.500

BTU/h, com temperatura de controle no mínimo ou “frio” no máximo. Neste caso, o

consumo foi de 178 kWh/m² ao ano, muito alto se comparado com os valores

encontrados na auditoria detalhada em edificações com características semelhantes

que em média foi de 100 kWh/m².

A alternativa derivada do caso base anterior foi modelada com ocupação

média de 70%, conforme levantamento de campo. Considerou-se ainda que 70% dos

quartos foram ocupados e os demais não apresentavam consumo de energia elétrica. O

resultado foi de 143 kWh/m², com redução de 20% em relação ao caso inicial.

A segunda alternativa de representação da taxa de ocupação atribuiu uma

ocupação média específica conforme verificado em campo para cada mês. Por

exemplo, numa ocupação mensal de 50%, foram considerados 15 dias de

funcionamento do modelo e 15 sem uso. Deste modo, a curva de consumo anual se

mostrou mais sensível às taxas de ocupação e o modelo passou a consumir 125

kWh/m², com uma redução de 30% em relação ao caso base. Durante as simulações,

verificou-se que as análises de sensibilidade eram comprometidas em função do ar

condicionado ter sido ajustado com a temperatura no mínimo.

113

02468

1012141618

jan

fev

ma

r

ab

r

ma

i

jun jul

ag

o

set

ou

t

no

v

de

zCo

ns

um

o m

en

sa

l (k

Wh

/m².

mê

s)

Base+TempAC 21ºC

Base+TempAC21ºC+70% alternado

Base+TempAC21ºC+77% anual

Base+TempAC25ºC+Auto dimens.

Base+TempAC25ºC+Auto dimens.Corrigido

Gráfico 60. Modelo com diferentes ajustes do sistema de ar condicionado. TempAC= Temperatura programada do termostato do condicionador de ar.

O passo seguinte foi a correção da temperatura de conforto do ar

condicionado de 21ºC para 25ºC e a configuração do modelo para que auto-

dimensionasse sua capacidade de resfriamento. O caso foi rodado novamente e o

consumo caiu para 96 kWh/m² (redução de 46% do desempenho). Nesta situação, a

análise dos relatórios de saída do programa VisualDOE mostraram uma ocorrência de

horas de desconforto muito elevada. Outros sistemas foram testados sem resultados

satisfatórios. O modelo finalmente atendeu à temperatura programada de conforto e

passou a gerar resultados coerentes com a adoção do condicionador de ar do tipo

“Packaged multi zone system”, preservando-se as mesmas características do aparelho

de janela.

Ainda foi ajustado no caso base final o dimensionamento (largura) das

esquadrias que em algumas situações estavam menores, além do ângulo de orientação

do modelo dentro do programa VisualDOE: de 39º para 141º. Com isso, o consumo

passou a 79 kWh /m², representando uma redução de 55% em relação ao primeiro

caso base.

4.4 ANÁLISES DE SENSIBILIDADE

A análise de sensibilidade é um estudo preliminar que visa testar a

influência de variáveis sobre o consumo de energia. Os valores são analisados

isoladamente para cada parâmetro considerado. Aqueles com pouco impacto sobre o

114

consumo são descartados, os que apresentam relação linear com o desempenho

energético são reduzidos a apenas dois valores e aqueles com comportamento menos

uniforme, são investigados a partir de um número maior de alternativas. Com esse

procedimento é possível estimar uma ordem de importância dos parâmetros

pesquisados, amparar a seleção dequeles mais influentes sobre o desempenho

energético e ainda reduzir o número final de simulações.

A partir do levantamento da auditoria do tipo visita, foi possível

estabelecer o número de ocorrências das principais variáveis e identificar sua

representatividade. As variáveis foram selecionadas a partir dos estudos e normas de

desempenho energético em edificações, a exemplo de LAM (1996), PEDRINI (2003),

SIGNOR (1999), OLIVEIRA (2006), ASHRAE (2004), ABNT (2003), entre outros.

Embora o uso de iluminação natural também demonstre grande potencial de redução

do consumo (PEREIRA, 1992), ela não é abordada nessa pesquisa devido a sua

complexidade e à baixa ocupação diurna.

A análise de sensibilidade foi realizada considerando o caso base, sendo

apenas uma variável modificada a cada procedimento de análise. As variáveis

selecionadas foram a orientação, fração de abertura, tipo de vidro, sombreamento, pé-

esquerdo, além da transmitância e absortividade de paredes e coberta. Os valores

atribuídos também foram baseados nas faixas encontradas no levantamento de campo

e na viabilidade da solução do ponto de vista projetual (Tabela 14).

TABELA 14. Síntese das variáveis e valores adotados na análise de sensibilidade.

Parâmetro Valor 01 Valor 02 Valor 03 Valor 04 Valor 05

Trasmitância (W/(m².K))

2,0 3,6 1,0 0,7 0,4

Cob

erta

Absortividade ( ) 0,7 0,5 0,2 ----- -----Trasmitância (W/(m².K))

2,49 0,79 3,70 5,04 -----

Par

ede

Absortividade ( ) 0,50 0,20 0,80 ----- -----Fração de abertura (WWR) 0,42 0,26 0,72 ----- -----Tipo de vidro (FS) 0,81 0,55 0,31 ----- -----Sombreamento (%) 66 56 0 ----- -----Orientação (azimute do maior eixo)

51º 0,0º 90,0º ----- -----

Ar condicionado (EER-W/W)

1,90 2,62 3,06 ----- -----

Pé-esquerdo 2,80 2.62 3,15 ----- -----

115

4.4.1 Transmitância térmica da cobertura

Foram simuladas quatro variações da transmitância térmica da cobertura,

além da transmitância do caso base:

Laje mista com telha de fibrocimento: U= 2,0 W/(m².K) (caso

base);

laje impermeabilizada: U= 3,6 W/(m².K);

laje mista com isolamento em lã de vidro (25 mm) e telha de

fibrocimento: U= 1,0 W/(m².K);


fibrocimento: U= 0,7 W/(m².K);


fibrocimento: U= 0,4 W/(m².K).

A comparação dos resultados demonstra que o aumento da transmitância

térmica é linearmente proporcional ao aumento do consumo de energia (Gráfico 61).

A redução máxima foi de 18%, sendo que o consumo é menos influenciável para

transmitâncias térmicas inferiores a 1,0 W/(m².K). Além disso, a influência da

transmitância térmica é menor nos meses de maio e junho.

70

75

80

85

90

95

0.0 1.0 2.0 3.0 4.0

Transmitância térmica (W/m²K)

Co

ns

um

o/á

rea

(k

Wh

/m²)

0

2

4

6

8

10

12

jan

fev

ma

r

abr

ma

i

jun jul

ago se

t

ou

t

no

v

dez

Mês

Co

ns

um

o/á

rea

(kW

h/m

²)

Uc1 - 3.6 Uc2 - 2.0 Uc3 - 1.0

Uc4 - 0.7 Uc5 - 0.4

Gráfico 61. Influência da transmitância térmica da coberta.

116

4.4.2 Absortância térmica da coberta

Com relação à absortância térmica ( ) da coberta, a redução do consumo

foi de até 13 %. O caso base foi definido inicialmente com = 0,7 e as alterações

foram de 0,2 e 0,5, tonalidade clara e, média respectivamente. Constatou-se a

proporcionalidade entre o aumento da absortância com o aumento da temperatura

(Gráfico 62).

0

20

40

60

80

100

0.0 0.2 0.4 0.6 0.8

Absortância coberta ( )

Co

ns

um

o/á

rea

(k

Wh

/m²)

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

jan

fev

ma

r

ab

r

ma

i

jun jul

ag

o

set

ou

t

no

v

de

z

Mês

Co

ns

um

o/á

rea

(k

Wh

/m²)

0.7 0.5 0.2

Gráfico 62. Relação do consumo com a absortância da cobertura.

4.4.3 Transmitância térmica das paredes

Para medir o impacto da transmitância térmica das paredes, foram

avaliados quatro sistemas construtivos com diferentes propriedades térmicas:

Parede convencional (tijolo cerâmico – 19 cm x 19 cm x 9 cm): U=

2,49 W/(m².K) (caso base);

tecleve10: U= 0,79 W/(m².K);

tijolo aparente (17,5 cm x 4,5 cm x 9,0 cm): U= 3,70 W/(m².K);

painel de concreto maciço U= 5,04 W/(m².K).

O consumo é pouco influenciado pela variável (Gráfico 63). Entre

0,79W/(m².K) e 2,49W/(m².K), o desempenho se manteve inalterado. Para valores

10 Tecleve: bloco de concreto com preenchimento interno em isopor, medindo 55 cm (comprimento) x 45cm (altura) x 10 cm (largura).

117

mais altos, foi observado apenas um pequeno aumento de 6%, sendo em seguida

estabilizado novamente. A pouca influência pode ser explicada pela característica de

ocupação predominantemente noturna, que minimiza as transferências de calor devido

à pequena diferença de temperatura entre os quartos e a superfície externa das

paredes.

0

20

40

60

80

100

0 1 2 3 4 5 6Transmitância térmica (W/m²K)

Co

ns

um

o/á

rea

(k

Wh

/m²)

0

2

4

6

8

10

12

jan

fev

ma

r

abr

ma

i

jun jul

ago se

t

ou

t

no

v

dez

Mês

Co

nsu

mo

/áre

a (

kW

h/m

²)

Up1 - 0.8 Up2 - 2.5

Up3 - 3.7 Up4 - 5.0

Gráfico 63. Evolução do consumo frente à transmitância térmica da parede.

4.4.4 Absortância térmica das paredes

Para a faixa de valores utilizados, [0,2; 0,5 (caso base) e 0,8], a redução do

consumo verificada foi de 9% entre os extremos. O impacto da absortância térmica

das paredes é um pouco maior do que a da sua transmitância e possui relação

aproximadamente linear com o consumo (Gráfico 64).

0

20

40

60

80

100

0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0

Absortância parede ( )

Co

nsu

mo

/áre

a (

kW

h/m

²)

0

2

4

6

8

10

12

jan

fev

ma

r

ab

r

ma

i

jun jul

ag

o

set

ou

t

nov

de

z

Mês

Co

nsu

mo

/áre

a (

kW

h/m

²)

0.2 0.5 0.8

Gráfico 64. Comportamento do consumo em função absortância da parede.

118

4.4.5 Área de abertura

A influência da área de abertura partiu de um caso base com esquadria de

2,00 m de largura por 2,10 m de altura (42% de abertura), além de duas alternativas.

Considerando que o caso base possui varanda, a altura da esquadria foi fixada em

2,10m (medida convencional de porta), variando apenas sua largura. A primeira

alternativa foi definida em função da área mínima permitida pelo código de obras do

município: 1/6 da área do quarto, ou seja, 1,25 m x 2,10 m (WWR= 26%). A segunda

alternativa aumentou a largura da esquadria até o vão máximo permitido pelo módulo

do caso base, ou seja, 3,35 m x 2,10 m (WWR= 72%). A redução no consumo foi de

20 % (entre a menor e a maior abertura), mantendo-se uma relação praticamente

linear (Gráfico 65).

0

20

40

60

80

100

0 20 40 60 80

Fração de abertura na fachada - WWR (%)

Co

ns

um

o/á

rea

(k

Wh

/m²)

0

2

4

6

8

10

12

jan

fev

ma

r

ab

r

ma

i

jun jul

ag

o

set

ou

t

nov

de

zMês

Co

ns

um

o/á

rea

(kW

h/m

²)

WWR 72%

WWR 42%

WWR 26%

Gráfico 65. Comportamento do consumo em função absortância da parede.

4.4.6 Sombreamento

A análise da influência do sombreamento das fachadas considerou as

proteções mais compatíveis com os projetos locais. O caso base foi modelado com

varanda contínua de 1,20 m de largura, funcionando como protetor horizontal (Figura

25). Foram criadas duas alternativas:

Uso de varanda associada com empenas laterais, ou seja, proteção

horizontal mais vertical (Figura 26);

sem proteção.

119

Figura 25. Caso base com protetor horizontal.

Figura 26. Caso base com protetor horizontal e vertical.

O sombreamento produzido pelo protetor horizontal foi de 52%11 em

relação às horas de insolação para a orientação Sudeste e 59% para as fachadas

voltadas para Noroeste, sempre a partir das 9:00 horas (Quadro 17). A inserção do

protetor vertical aumenta o período de sombreamento para 81% e 79% para as

orientações Sudeste e Noroeste, respectivamente.

ORIENTAÇÃO SOMBREAMENTOS Sem protetor Protetor horizontal Protetores horizontal e

verticalSudeste

0,0 % 52% 81%Noroeste

0,0% 59% 79%

Quadro 17. Sombreamento das aberturas.

Quanto mais protegida a abertura, menor é o consumo de energia (Gráfico

66), sendo que a redução máxima foi de 19%. O uso do protetor misto (vertical +

11 A fração de sombreamento foi obtida através de simulações auxiliares com o programa SunTool (MARSH, 2001).

120

horizontal) teve um impacto pequeno se comparado com o desempenho do protetor

horizontal. Percebe-se, entretanto, que seu uso foi um pouco mais expressivo nos

meses de novembro, dezembro e janeiro (períodos mais quentes).

0

20

40

60

80

100

120

0.0 10.0 20.0 30.0 40.0 50.0 60.0 70.0

Sombreamento (%)

Co

nsu

mo

/áre

a (

kW

h/m

²)

0

2

4

6

8

10

12

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ma

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jun jul

ag

o

set

out

no

v

dez

Mês

Co

ns

um

o/á

rea

(kW

h/m

²)

Sombr. hor+vert 80% Sombr. hor 56%

Sem protetor

Gráfico 66. Relação entre consumo e a porcentagem de sombreamento da fachada.

4.4.7 Vidros

O uso de vidros mais eficientes em relação ao caso base também

apresentou uma redução do consumo de energia de até 19% (Gráfico 67). Além do

caso base simulado com vidro simples, outros dois tipos de materiais com fator solar

(FS) médio e baixo foram avaliados:

Vidro incolor simples de 6,0 mm, com FS= 0,81(caso base);

Santa Marina Antelio 10,0 mm, com FS= 0,55;

Santa Marina Lite Cool 6,0 mm, com FS= 0,31.

0

20

40

60

80

100

0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0

Fator solar (FS)

Co

ns

um

o/á

rea

(k

Wh

/m²)

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

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ab

r

ma

i

jun jul

ago se

t

ou

t

no

v

de

z

Mês

Co

ns

um

o/á

rea

(k

Wh

/m²)

FS 0.81

FS 0.55

FS 0.31

Gráfico 67. Desempenho frente ao tipo de vidro utilizado.

121

4.4.8 Orientação

A situação em que o modelo teve suas fachadas maiores voltadas para

norte e sul (azimute igual a 90º) apresentou o menor consumo, enquanto que a

orientação com azimute igual a 0º obteve o pior desempenho. A diferença do consumo

entre esses dois casos foi de 19% (Gráfico 68). Além do caso base com fachadas

Sudeste/Noroeste, foram avaliadas outras quatro direções: fachadas Norte/Sul

(azimute 90º), fachadas Leste/Oeste (azimute 0º), além de duas intermediárias com

30º e 60º. Embora a diferença de sombreamento entre as fachadas leste/oeste (pior

sombreamento) e norte/sul (melhor sombreamento) tenha sido de apenas 8,60%, a

diferença no consumo pode ser explicada pelo anglo de incidência da radiação solar

em relação a normal das fachadas. Na orientação leste/oeste a quantidade de radiação

é bem maior do que na orientação norte/sul.

Gráfico 68. Comportamento do consumo frente à orientação.

4.4.9 Pé-esquerdo

Quanto à altura do pé-esquerdo, além do caso base com 2,80 m, foram

avaliados outros dois valores: 3,00 m e 3,15 m. Não foi possível identificar influência

considerável (Gráfico 69).

122

0

20

40

60

80

100

2.70 2.80 2.90 3.00 3.10 3.20

Pé - esquerdo (m)

Co

ns

um

o/á

rea

(k

Wh

/m²)

0

1

2

3

4

5

6

7

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v

de

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Mês

Co

ns

um

o/á

rea

(k

Wh

/m²)

PE 2.80m

PE 3.00m

PE 3.15m

Gráfico 69. Desempenho frente a altura do pé-esquerdo.

4.4.10 Eficiência do ar condicionado

A única variável analisada que não se refere à arquitetura da edificação é a

eficiência do ar condicionado. A escolha é justificada pelo impacto em estudos de

reformas (ou retrofits), a exemplo dos edifícios analisados no Projeto 6 Cidades

(PEDRINI; WESTPHAL; LAMBERTS, 2002). Como o caso base foi caracterizado

por equipamentos de baixa eficiência (categoria “F”), foram criadas duas alternativas:

uma com aparelhos de eficiência intermediária e a outra com condicionadores de alta

eficiência (Tabela 15).

TABELA 15. Variáveis para condicionamento térmico.

Valor Variável EER(kW/kW)

Capacidadenominal

Classificação PROCEL

Alto Alternativa 02 3,06 7.500 BTU’s/h A

Intermediário Alternativa 01 2,62 7.500 BTU’s/h C

Baixo Caso base 1,99 7.500 BTU’s/h F

O uso de condicionadores de ar mais eficientes resultou numa redução do

consumo em aproximadamente 26% (Gráfico 70). Portanto, a maior redução entre

todos os parâmetros analisados anteriormente.

123

0

20

40

60

80

100

0 1 2 3 4

Eficiência do condicionador de ar (kW/kW)

Co

ns

um

o/á

rea

(k

Wh

/m²)

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

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ma

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r

ma

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ag

o

set

ou

t

no

v

de

z

Mês

Co

ns

um

o/á

rea

(k

Wh

/m²)

EER 1.99

EER 2.62

EER 3.06

Gráfico 70. Eficiência do ar condicionado x consumo.

4.4.11 Comparação

A variável mais influente foi o ar condicionado, seguido da fração de

abertura da parede e orientação (acima de 20% de impacto), Tabela 16. As variáveis

vidro, sombreamento, transmitância térmica e absortância da cobertura ficaram entre

(10 e 20%). As demais variáveis foram a absortância e transmitância das paredes, e

pé-direito, que ficaram abaixo de 10%.

TABELA 16. Resultados das análises de sensibilidade.

ParâmetroMenor consumo

(kWh/m²)Maior consumo

(kWh/m²)Variação (%)

Condicionador (EER-W/W)

109 147 25,8

Fração de abertura (WWR)

131 166 20,8

Orientação 125 157 20,2Tipo de vidro (FS) 114 140 18,8Sombreamento 140 173 18,7Transmitância térmica da coberta

132 159 17,1

Absortância da coberta 127 147 13,7Absortância das paredes 140 154 9,0Transmitância térmica das paredes

147 156 6,0

Pé-esquerdo 147 150 2,1

124

4.5 COMBINAÇÃO DE VARIÁVEIS

Os resultados de sensibilidade foram usados para selecionar as variáveis

com maior impacto sobre o consumo de energia. Do contrário, o número de

combinações seriam inviáveis de serem manipuladas. Por exemplo, os valores de

transmitância da parede e da altura do pé-esquerdo foram mantidos de acordo com o

caso base, em função da pouca influência: 6% e 2%, respectivamente. Nos demais

parâmetros avaliados em que se constatou considerável impacto no consumo, foram

escolhidos apenas dois valores (um máximo e um mínimo) para cada aspecto

estudado. Com isso, o número final de simulações atingiu um valor exeqüível de 384

(Figura 27).

Embora aspectos relacionados às instalações prediais, rotinas de

ocupação, cargas internas de equipamentos, iluminação, e outros também pudessem

ser avaliados, priorizou-se aqueles associados diretamente com o projeto

arquitetônico, com exceção do ar condicionado. As variáveis analisadas são

discriminadas nos itens seguintes.

Figura 27. Variáveis da simulação computacional.

125

4.5.1 Ar condicionado

O condicionador de ar foi modelado com eficiência energética de 1,99 e

3,06 W/W, representando os limites dos equipamentos disponíveis no mercado

(Tabela 17).

TABELA 17. Variáveis para condicionamento térmico.

Variável EER (kW/kW) Capacidade nominal Classificação PROCEL

Alternativa 01 3,06 7.500 BTU’s/h A

Caso base 1,99 7.500 BTU’s/h F

4.5.2 Orientação

As orientações selecionadas correspondem a três variações mais

representativas para a análise: 0º, 51º e 90º (Figura 28 aFigura 30).

Figura 28. Orientação caso base, Az. 51º.

Figura 29. Orientação alternativa 01, Az. 0º.

Figura 30. Orientação alternativa 02, Az. 90º.

126

4.5.3 Coberta

As cobertas foram selecionadas para representar os sistemas com

características extremas de transmitância térmica (TABELA 18) e de absortância

(TABELA 19).

TABELA 18. Variáveis para coberta: transmitância térmica.

Variável Transmitância U - (W/(m².K))

Descrição

Alternativa 01 0,40 Cobertura de telha de fibrocimento com 100 mm de lã de vidro sobre laje mista. Espessura da telha: 1,0 cm Espessura da madeira: 1,0 cm

Caso base 3,6 Laje mista pré-fabricada. Espessura da laje: 12 cm

TABELA 19. Variáveis para coberta: absortância.

Variável Absortância ( ) DescriçãoAlternativa 01 0,20 Coberta com pintura branca Alternativa 02 0,70 Telha de barro, cores escuras.

4.5.4 Parede

As paredes foram caracterizadas com apenas um único valor de

transmitância térmica (TABELA 20), sendo que as absortâncias representam os

extremos (TABELA 21).

TABELA 20. Variáveis para parede: transmitância térmica.

Variável Transmitância U - (W/(m².K))

Descrição

Caso base 2,49 Parede de tijolos 8 furos quadrados, assentados na menor dimensão. Dimens. tijolo: 9,0x19,0x19,0 cm Espessura arg. de assent.: 1,0 cm Espessura arg. de emboço: 1,5 cm Espessura total da parede: 12,0 cm

127

TABELA 21. Variáveis para parede: absortância.

Variável Absortância ( ) DescriçãoAlternativa 01 0,20 Superfície com pintura branca Alternativa 02 0,80 Superfície de cor escura

4.5.5 Fração de abertura da parede

As frações de abertura adotadas foram de 26 e 72% (TABELA 22).

TABELA 22. Variáveis para WWR.

Módulo da fachada AberturaVariável Desenho Dimensão

(m)Área(m²)

Dimensão(m)

Área(m²)

WWR

Alternativa 01

3,5 x 2,8 9,8 1,25 x 2,1 2,62 26%

Alternativa 02

3,5 x 2,8 9,8 3,35 x 2,1 7,03 72%

4.5.6 Tipo de vidro

Os tipos de vidro escolhidos foram o convencional vidro simples e um

com fator solar muito baixo (TABELA 23).

TABELA 23. Variáveis para coberta: transmitância térmica.

Situação Variável Transmitância U - (W/(m².K))

Fatorsolar

Descrição

Intermediária Alternativa 01

5,37 0,31 Vidro Santa Marina Lite Cool 6,0 mm

Ruim Caso base 5,03 0,81 Vidro simples claro de 6,0 mm

128

4.5.7 Sombreamento

No caso do sombreamento, para cada uma das três orientações adotadas

definiram-se duas situações seguindo o mesmo critério dos itens anteriores, ou seja:

uma com proteção máxima e outra mínima. Para a primeira condição foi utilizado o

protetor misto (vertical+horizontal) representado pela varanda na extensão do quarto

com 1,20 m de largura e empenas laterais em alvenaria. Na segunda, desconsiderou-se

o uso de protetores (Quadro 18, Quadro 19 eQuadro 20).

ORIENTAÇÃO COM FACHADAS SUDESTE / NOROESTE (AZIMUTE 51º) Sombreamento Fachada Sudeste Fachada Noroeste Sombr. médio

Protetorhorizontal + vertical

81% 79%

80%

Sem protetor

0% 0%

0%

Quadro 18. Sombreamento para fachadas sudeste / noroeste.

ORIENTAÇÃO COM FACHADAS NORTE / SUL (AZIMUTE 90º) Sombreamento Fachada Sul Fachada Norte Sombr. médio


76% 80%

78

Sem protetor

0% 0%

0

Quadro 19. Sombreamento para fachadas norte / sul.

129

ORIENTAÇÃO COM FACHADAS LESTE / OESTE (AZIMUTE 0º) Sombreamento Fachada Leste Fachada Oeste Sombr. médio


55% 55%

55%

Sem protetor

0% 0%

0%

Quadro 20. Sombreamento para fachadas leste / oeste.

130

5 RESULTADOS DAS SIMULAÇÕES

O caso base teve um desempenho energético anual de 79 kWh/m².

Embora seja um valor baixo se comparado com os casos encontrados na literatura

(TABELA 4), é compatível com os encontrados na auditoria: hotéis com similar taxa

de ocupação variaram entre 80 e 183 kWh/m², incluindo o consumo de energia para

aquecimento de água. O uso final de energia do caso base foi de 75% para o ar

condicionado, 17% para equipamentos e 8% para iluminação (Gráfico 71).

Iluminação8%

Equipamentos17%

Ar condicionado75%

Gráfico 71. Identificação do uso final de energia do caso base.

Considerando todas as 384 combinações simuladas, verificaram-se

variações no consumo de energia de até 72% entre o melhor e o pior caso, 37 kWh/m²

e 129 kWh/m², respectivamente.

A correlação entre a taxa de ocupação e o consumo do caso base foi de

0,87, que é um valor bastante elevado (Gráfico 72 e Gráfico 73) se comparado com os

valores das auditorias detalhadas. Além da ocupação dos apartamentos, o clima é o

único elemento externo que poderia interferir no consumo do modelo simulado, o que

de certo modo explica esse resulado, já que as áreas comuns, administrativas, de

serviço e espaços externos não foram considerados nas simulações.

131

0

2

4

6

8

10

jan

fev

ma

r

ab

r

ma

i

jun jul

ag

o

set

ou

t

no

v

de

z

Mês

Co

nsu

mo

me

nsa

l (kW

h/m

²)

0%

20%

40%

60%

80%

100%

Ta

xa d

e o

cup

açã

o (

%)

Consumo

Ocupaçãoy = 9,0773x - 0,2708

R2 = 0,87580

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0% 20% 40% 60% 80% 100%Taxa de ocupação (%)

Con

sum

o m

ensa

l (kW

h/m

²)

Consumo

Linear(Consumo)

Gráfico 72. Consumo mensal x taxa de ocupação do caso base.

Gráfico 73. Correlação entre taxa de ocupação e consumo do caso base.

Como análise complementar, foi simulada uma alternativa ao caso base,

com ocupação 24 horas. Nesta situação o modelo se mostrou bem menos sensível às

taxas de ocupação e ao clima. O consumo chegou a 313 kWh/m², representando um

aumento de aproximadamente quatro vezes em relação ao caso base (Gráfico 74).

0

5

10

15

20

25

30

jan

fev

ma

r

abr

ma

i

jun jul

ag

o

set

out

no

v

de

z

Co

ns

um

o m

en

sa

l (k

Wh

/m².

mês

)

Caso base

Caso base +ocupação 24 horas

Gráfico 74. Efeito ocupação 24 horas no consumo do caso base.

Os resultados indicaram que a combinação das variáveis arquitetônicas

pode ter mais impacto sobre o consumo de energia do que àquelas relacionadas com o

ar condicionado (Gráfico 75). A substituição do ar condicionado com EER 1,99

kW/kW por outro modelo mais eficiente (EER 3,06 kW/kW) gerou uma redução de

até 28%, enquanto que o emprego de diferentes combinações de projeto (sem alterar o

condicionador de ar) reduziu o consumo em até 65%. Essa redução significativa foi

medida levando-se em conta o pior e o melhor resultado das simulações. O menor

consumo foi conseguido através da combinação das seguintes variáveis

arquitetônicas: fachadas mais alongadas e aberturas voltadas para norte/sul, vidro

132

eficiente, sombreamento, aberturas pequenas, transmitância térmica e absortância de

paredes e cobertas baixas.

0%

20%

40%

60%

80%

Variáveisarquitetônicas

para arcondicionado

pouco eficiente

Variáveisarquitetônicas

para arcondicionado

eficiente

Variação daeficiência do arcondicionado

Red

ução

do

co

nsu

mo

(%

)

Gráfico 75. Redução do consume em função das variáveis arquitetônicas e da eficiência do ar condicionado.

Para cada uma das três orientações avaliadas (maiores fachadas voltadas

para leste/oeste - azimute 00º, para sudeste/noroeste - azimute 51º e para norte/sul –

azimute 90º) foram realizadas 128 simulações com diferentes combinações de projeto.

Os valores mais altos de consumo, verificados para cada uma destas orientações

foram respectivamente: 129 kWh.ano/m², 121 kWh.ano/m² e de 113 kWh.ano/m². O

pior desempenho nesses três casos esteve sempre associado com a combinação das

seguintes características:

Ausência de proteção solar;

transmitância de coberta Uc=3,6W/m².K;

cobertas escuras, com =0,7;

grandes janelas, com fração de abertura da parede WWR=72%;

cores escuras da parede, com =0,8;

vidro claro, com fator solar FS=0,81;

eficiência energética do ar condicionado EER=1,99kW/kW.

O uso das variáveis arquitetônicas e do condicionador de ar mais

eficientes gerou uma redução de até 70% entre o pior caso (maior consumo) e o

melhor caso (menor consumo) para uma mesma orientação (Tabela 24).

133

TABELA 24. Consumo máximo e mínimo nas três orientações analisadas.

ComsumoFachadasleste/oeste

(Az00º)

Fachadassudeste/noroeste

(Az51º)

Fachadasnorte/sul(Az90º)

Consumo máximo (kWh/m²) 129 121 113Consumo mínimo (kWh/m²) 39 38 37Redução 70% 69% 68%

Essa redução expressiva observada nas três orientações acima, entretanto,

não ocorre de forma homogênia entre as 384 combinações simuladas. Há uma maior

concentração de alternativas com impacto moderado, enquanto aquelas mais e menos

eficientes são alcançadas em poucos casos. Por isso, foram definidas três faixas de

impacto, de 0 a 10%, de 11 a 59% e acima de 60%, que correspondem às

“combinações menos eficientes”, “combinações com desempenho intermediário” e

“combinações mais eficientes”, respectivamente. Verificou-se que apenas 3% dos

modelos geraram combinações mais eficientes quando o azimute foi de 90º (fachadas

maiores para norte/sul), e 9% quando o azimute foi de 00º (fachadas maiores para

leste/oeste) (Gráfico 76).

0

20

40

60

80

100

120

140

Az00º Az51º Az90º

Núm

ero

de c

ombi

naçõ

es

Combinações menoseficientes - redução de~0 a 10% no consumo

Combinações comdesempenhointermediário

Combinações maiseficientes - reduçãoacima de 60% noconsumo

Gráfico 76. Relação entre o número de combinações menos e mais eficientes.

Levando-se em conta apenas as combinações mais eficientes, foi possível

verificar as variáveis que ocorreram com maior freqüência em cada uma das três

orientações analisadas (Gráfico 77). O ar condicionado e o vidro mais eficientes

foram os únicos que ocorreram em 100% dos casos. Nas outras situações, o tamanho

menor das aberturas (WWR 26%), além da transmitância (U= 0,46W/m².K) e

134

absortância ( =0,2) da coberta estiveram presentes em aproximadamente 70% dos

casos.

0%

20%

40%

60%

80%

100%

120%

EER 3.06 Sombr.55-80%

Ucob=0.4

cob=0.2

WWR=26%

par=0.2

VidroFS=31

Nú

mero

de o

co

rrên

cia

s (

%)

Azimute00º leste/oeste Azimute51º sudeste/noroeste

Azimute90º norte/sul

Gráfico 77. Variáveis que mais ocorrem nas combinações mais eficientes.

Freqüentemente há três variáveis com maior impacto no consumo

(Gráfico 78), enquanto que o impacto das demais variáveis é menos expressiva

(considerando sempre a adoção de valores com melhor desempenho).

0

10

20

30

40

50

60

70

1 2 3 4 5 6 7

Número de variáveis alteradas

Red

ução

méd

ia d

o c

on

su

mo

em

(%

)

Gráfico 78. Relação entre o número de variáveis alteradas e a redução média do consumo.

Para analisar separadamente a influência de determinada variável na

redução do consumo, manteveram-se fixas todas as outras, sendo alterado apenas a

variável específica que se desejava investigar. Neste caso, as maiores diferenças

foram verificadas com o tipo de vidro 39% e a fração de abertura na parede (WWR)

135

com 42% (Gráfico 79). Além disso, as maiores diferenças ocorreram justamente entre

as variáveis relacionadas às decisões arquitetônicas (tipo vidro, absortância e

transmitância de parede e coberta, fração de abertura, sombreamento e orientação). A

variável relacionada à instalação predial (eficiência do condicionador de ar) gerou

uma variação no consumo de até 9%.

-6%

3%

5%4%

-1%

1%4%

19%

28%

29%

38%

27%27%

41%

23%

44%

-10%

0%

10%

20%

30%

40%

50%

Vid

ro

par

ede

WW

R

cob

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Uco

bert

a

Som

br.

Azi

mut

e

EE

R

variável

Var

iaçõ

es n

o co

nsum

o (%

)

mínima

máxima

Gráfico 79. Variação máxima e mínima encontrada para cada variável.

O impacto das variáveis analisadas dependeu das características de cada

modelo. Por isso foi contado o número de casos (em percentual) em que o uso de uma

determinada variável resultou numa redução de até 10, 20, 30, 40 e 50% (Gráfico 80).

Destacaram-se as seguintes observações:

Em geral as mudanças de variáveis arquitetônicas produziram

isoladamente variações inferiores a 50%, sendo que a maioria dos

casos apresentou uma redução inferior a 20%;

136

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

EER azimute sombra Ucoberta Abcoberta WWR Abparede vidro

variáveis

Núm

ero

de o

corr

ênci

as e

m (

%)

redução entre 0 e 10%redução entre 10 e 20%redução entre 20 e 30%redução entre 30 e 40%redução entre 40 e 50%

Gráfico 80. Número de ocorrências de casos com reduções do consumo de energia entre 0 e 50%.

a orientação da edificação gerou reduções do consumo de energia

de até 30%, sendo que em mais da metade dos casos analisados a

redução foi inferior a 10%;

a melhora da eficiência energética do ar condicionado produziu

economia de energia entre 20 e 30% para a maioria dos modelos

analisados (93%);

o impacto do sombreamento sobre o consumo de energia variou até

40%, sendo que mais da metade dos modelos apresentaram uma

redução do consumo entre 10 e 20%;

a absortância térmica da parede reduziu o consumo de energia em

até 10% para 43% dos modelos, na faixa de redução entre 10 e 20%

verificou-se 47% dos casos. Para reduções acima de 20%

contabilizou-se apenas 9% dos modelos;

a influência do fator solar do vidro variou mais entre os modelos,

sendo que seu impacto mais freqüente foi entre 10 e 20% para 44%

dos modelos;

o efeito da fração da abertura da parede (WWR) produziu uma

redução inferior a 10% para 40% dos modelos. Sendo que em todas

as situações seu desempenho esteve associado ao tipo de vidro e a

porcentagem de sombreamento.

De acordo com o Gráfico 81, existe um número maior de combinações

com redução do consumo de energia entre 41-50% e 51-60%. Tanto as variações com

137

EER de 1,99 kW/kW quanto àquelas com EER de 3,06 kW/kW apresentaram

distribuições parecidas com relação às faixas de redução de consumo consideradas,

com exceção da última (entre 61-70%), onde as variações associadas ao

condicionador de baixa eficiência predominaram.

0

10

20

30

40

50

60

70

0-10% 11-20% 21-30% 31-40% 41-50% 51-60% 61-70%

Redução do consumo de energia (%)

Nú

me

ros

de

oc

orr

ên

cia

s d

e c

as

os

EER 2

EER 3

Gráfico 81. Número de combinações possíveis para cada faixa de redução do consumo de energia.

Com a finalidade de se destacar a influência das decisões arquitetônicas,

os 384 modelos simulados foram separados em duas categorias (cada uma com 192),

dividas a partir do tipo de condicionador de ar (EER= 3,06 kW/kW e EER= 1,99

kW/kW). Em cada uma das categorias os modelos foram contados considerando sete

faixas de redução do consumo de energia (0-10%; 11-20%; 21-30%; 31-40%; 41-

50%; 51-60% e 61-70%) em relação ao caso com o pior desempenho (maior

consumo). Observaram-se as seguintes tendências:

Redução entre 0-10% (Gráfico 82): em todos os modelos verificou-

se a ausência de sombreamento, a existência de grandes aberturas e

o uso de vidros claros. Destaca-se ainda, a utilização de cores

escuras nas paredes (mais de 80% dos casos), cores escuras e

transmitância térmica alta na coberta e a orientação dos modelos,

predominantemente, com fachadas maiores voltadas para

leste/oeste (azimute de 00º);

redução entre 11-20% (Gráfico 83): sem sombreamento, grandes

aberturas, vidros claros;

138

0%

20%

40%

60%

80%

100%

120%

0%

80

% 3.6

0.4

0.7

0.2 70

26

0.8

0.2 81

31

90 0

51

Sombr. Ucob(W/m².k)

cob WWR(%)

par Vidro(FS)

Azimute

Nú

me

ro d

e o

co

rrê

nc

ias

em

(%

) EER 3

EER 2

Gráfico 82. Redução entre 0 a 10%.

0%

20%

40%

60%

80%

100%

120%

0%

80

% 3.6

0.4

0.7

0.2 70

26

0.8

0.2 81

31

90 0

51


cob WWR(%)

par Vidro(FS)

Azimute

Nú

me

ro d

e o

co

rrê

nc

ias

em

(%

) EER 3

EER 2


redução entre 21-30% (Gráfico 84): sem sombreamento, alta

transmitância de coberta, cor escura na coberta, grandes aberturas,

paredes escuras e vidros claros;

redução entre 31-40% (Gráfico 85): alta transmitância de coberta,

cor escura na coberta, paredes escuras e vidros claros;

0%

20%

40%

60%

80%

100%

0%

80

% 3.6

0.4

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0.2 70

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51


cob WWR(%)

par Vidro(FS)

Azimute

Nú

me

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(%

) EER 3

EER 2


0%

20%

40%

60%

80%

0%

80

% 3.6

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0.2 81

31

90 0

51


cob WWR(%)

par Vidro(FS)

Azimute

Nú

me

ro d

e o

co

rrê

nc

ias

em

(%

) EER 3

EER 2


redução entre 41-50% (Gráfico 86): há poucas tendências, sendo

que o vidro com menor fator solar se destaca;

redução entre 51-60% (Gráfico 87) os modelos começam a

apresentar uma tendência de sombreamento nas aberturas, coberta

de menor transmitância térmica e de cor clara, paredes claras,

vidros com baixo FS e azimute 90º (fachadas maiores voltada para

norte/sul);

redução entre 61-70% (Gráfico 88): as tendências são claras, como

paredes sombreadas, cobertas com baixa transmitância térmica e

cor clara, aberturas menores, paredes com cores claras, vidro com

baixo FS e azimute de 90º.

139

0%

20%

40%

60%

80%

0%

80

% 3.6

0.4

0.7

0.2 70

26

0.8

0.2 81

31

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51


cob WWR(%)

par Vidro(FS)

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Nú

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(%

) EER 3

EER 2


0%

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40%

60%

80%

100%

0%

80

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51


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par Vidro(FS)

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(%

) EER 3

EER 2


0%

20%

40%

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120%

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% 3.6

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51


cob WWR(%)

par Vidro(FS)

Azimute

Nú

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co

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em

(%

) EER 3

EER 2


5.1 IMPACTO COMBINADO DAS VARIÁVEIS

Com o objetivo de se identificar quais variáveis apresentavam os maiores

potenciais de redução do consumo de energia, os 384 modelos simulados foram

separados em três grupos (cada um com 128 modelos) a partir do tipo de orientação

considerada (fachadas maiores voltadas para leste/oeste; para norte/sul e para

noroeste/sudeste). Em cada um dos três grupos verificaram-se (comparativamente em

relação ao caso com pior desempenho) quais variáveis apresentavam os maiores

potenciais de redução do consumo de energia quando adotadas isoladamente e quando

utilizadas de forma combinada com uma ou outras duas variáveis.

Na primeira situação, (alterando-se uma única variável) o uso de

sombreamento (55-80%), fração de abertura menor (WWR=26%), ou ainda vidro com

alto desempenho (FS=31) apresentaram as maiores reduções do consumo de energia

para as três orientações consideradas (Gráfico 89).

140

0%

5%

10%

15%

20%

25%

30%

35%

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mb

r. 5

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80

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b=

0.4

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0.2

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Vid

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31

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on

su

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em

re

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ao

pio

r c

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o (

%)

Azimute00º Azimute51º Azimute90º

Gráfico 89. Redução do consumo frente à alteração de apenas uma variável.

Seguindo o mesmo princípio do caso anterior, ao invés de uma, foram

combinadas duas variáveis de uma só vez. Nas três orientações a utilização da

transmitância de coberta baixa (Uc=0,4W/m².k) com absortância baixa ( =0,2)

apresentou a menor redução do consumo (Gráfico 90).

Considerando o caso com azimute 90º (fachadas maiores voltadas para

norte/sul), percebe-se que o fator sombreamento é a estratégia mais importante. As

melhores respostas foram obtidas com a associação desta variável com a transmitância

de coberta (Uc=0,4W/m².k) ou a absortância de coberta ( =0,2). Para a orientação de

51º, o comportamento foi semelhante, porém de forma mais discreta.

Na orientação com azimute 0º (fachadas maiores voltadas para

leste/oeste), foi possível verificar sete combinações diferentes que produzem impactos

similares com redução do consumo entre 30 e 35%. A utilização do vidro de alto

desempenho obteve as maiores reduções do consumo, sendo que os melhores

resultados estiveram associados com a adoção deste parâmetro ao uso de coberta com

transmitância térmica ou absortância baixas.

Esta orientação com azimute 0º possui proteção solar de apenas 55%, o

que explica ser menos sensível à variável sombreamento se comparado com as outras

duas orientações 90º e 51º, que possuem, respectivamente, proteção média de 80% e

77%.

141

0%

5%

10%

15%

20%

25%

30%

35%

40%

45%

50%

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b+ c

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r caso

(%

)Azimute00º

Azimute51º

Azimute90º

Gráfico 90. Redução do consumo frente a alteração de duas variáveis.

Por fim, verificou-se o comportamento do consumo frente à alteração de

três variáveis de uma só vez. Novamente a pior resposta foi encontrada na associação

da transmitância de coberta (Uc=0,4W/m².k) com a absortância de coberta ( =0,2),

somando-se agora o WWR de 26%. A melhor situação ocorreu com o uso do

sombreamento, absortância de coberta ( =0,2) e vidro com fator solar FS= 0,31

(Gráfico 91). Como na situação anterior, o caso com azimute 90º foi mais sensível ao

sombreamento.

30%

35%

40%

45%

50%

55%

60%

Uco

b+ c

ob+

WW

R

Som

br+

Uco

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ar

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r caso

(%

)

Azimute00º

Azimute51º

Azimute90º

Gráfico 91. Redução do consumo frente à alteração de três variáveis.

142

5.2 IMPACTO ISOLADO DAS VARIÁVEIS

As análises anteriores identificaram que os melhores desempenhos

energéticos foram obtidos com o uso, num mesmo modelo, das fachadas maiores

voltadas para norte/sul, do sombreamento, do condicionador de ar eficiente, de cores

claras na coberta e paredes, da transmitância de coberta baixa, do vidro de alto

desempenho e da fração de abertura reduzida.

Com o objetivo de se identificar as situações em que cada uma destas

variáveis apresentariam um maior e um menor impacto de redução do consumo de

energia, os 384 modelos iniciais foram separados a partir do parâmetro específico que

se desejava investigar. Os modelos com melhor e pior desempenho foram reportados e

as variáveis com maior ocorrência identificadas.

O maior impacto da melhora da eficiência do ar condicionado ocorreu

quando o modelo esteve mais exposto as cargas térmicas. Conforme o Gráfico 92, a

linha escura corresponde ao caso mais extremo e a linha clara corresponde a uma

situação com resposta muito similar. O maior impacto ocorreu com a orientação a 0º

(fachadas maiores voltadas para leste/oeste), sem sombreamento, aberturas grandes,

coberta e paredes escuras e transmitância térmica de coberta alta. O menor impacto

ocorreu para o oposto, quando a envoltória é menos sensível às cargas térmicas, em

situações com bastante sombreamento, pequenas aberturas e baixo fator solar do

vidro.

O sombreamento (Gráfico 93) apresentou maior influência nas situações

em que havia o vidro com fator solar 0,81, absortância de parede 0,2, 70% de fração

de abertura, absortância de coberta 0,2, transmitância de coberta 0,4 W/m².K e ar

condicionado com baixa eficiência (1,99kW/kW). Significa dizer que ao se proteger

as áreas mais vulneráveis às cargas térmicas (principalmente o tamanho da esquadria

e tipo de vidro) se tem melhores desempenhos.

143

Gráfico 92. Maior impacto da eficiência do ar condicionado de 3,06 kW/kW.

Gráfico 93. Sombreamento de 55-80%.

O melhor desempenho associado à transmitância da coberta baixa

apresentou-se de forma bem restritiva, com poucas alternativas (Gráfico 94).

Comportamento semelhante também foi verificado com relação à absortância da

coberta (Gráfico 95). Conforme observado nas simulações, em algumas situações o

uso do valor baixo de transmitância da coberta piorou em até 6,0% o desempenho do

modelo. Principalmente nos casos em que houve o uso do vidro com baixo

desempenho, WWR 70% e ausência de sombreamento.

Gráfico 94. Transmitância de coberta (0.4W/m²K).

Gráfico 95. Absortância de coberta (0.2).

O uso da abertura menor (WWR 26%) teve melhor resposta nas

combinações em que o modelo tinha vidro com baixa eficiência e falta de protetor

solar. Com a redução do tamanho da esquadria, reduzia-se também a área de ganho

das cargas externas (Gráfico 96). No caso da absortância de parede (Gráfico 97) o

maior impacto esteve atrelado à ausência de sombreamento, a transmitância de

coberta baixa, vidro eficiente e pequeno tamanho de abertura maximizando com isso a

área de parede e sua exposição.

144

Gráfico 96. WWR (26%). Gráfico 97. Absortância parede (0.2)

Quanto ao emprego do vidro mais eficiente (Fator solar 0.31), as maiores

reduções de consumo foram verificadas com paredes de baixa absortância, sem

proteção solar e com fração de abertura de 70%, potencializando com isso o efeito do

vidro (Gráfico 98).

Gráfico 98. Vidro (Fator Solar 0.31).

5.3 CONSUMO DAS UNIDADES DE HOSPEDAGEM

No único hotel (edificação A) que disponibilizou dados de consumo por

apartamento, verificou-se que estes respondem por 54% de toda energia consumida no

edifício. Trata-se de um valor compatível com os 46% encontrados em meios de

hospedagem de pequeno porte no Caribe (item 2.2.2 da revisão bibliográfica).

Considerando o uso final de energia do caso base (ar condicionado com

63% e iluminação 8%) também percebeu-se grande semelhança com os números

145

verificados no Caribe, onde o ar condicionado representou 64% e o sistema de

iluminação 9% .

O consumo de energia elétrica por apartamento, nos hotéis de grande

porte de Natal, variou de 15340 kWh/apartamento/ano até 9720

kWh/apartamento/ano. Em comparação com o levantamento de Auckland (item 2.2.2

da revisão), onde o consumo variou de 24832 kWh/apartamento/ano a 16221

kWh/apartamento/ano, os dados da cidade de Natal são menores em até 160%

(Gráfico 99).

Gráfico 99. Faixas de consumo por apartamento em Natal e em Auckland.

Nos hotéis de pequeno porte do levantamento de campo (A, C, D, E, G)

este valor ficou entre 145 e 4218 kWh/apartamento/ano. Comparativamente, o caso

base apresentou uma situação intermediária com consumo de 2.009

kWh/apartamento/ano.

146

6 CONSIDERAÇÕES FINAIS

O impacto das variáveis arquitetônicas foi quantificado a partir da

integração de abordagens distintas, porém complementares. No decorrer da pesquisa,

foi observado que há grandes variações do desempenho energético das edificações

devido às inúmeras formas de uso dos espaços. Por exemplo, os hotéis do tipo

hospedagem são mais sensíveis à ocupação do que os do tipo lazer.

A comparação entre os resultados simulados e os de campo também

mostraram que a correlação entre taxa de ocupação ocorre muito mais enfaticamente

na teoria (R² 0,87) do que na prática, principalmente porque há a influência do uso das

áreas comuns e de serviço não consideradas neste trabalho.

A modelagem do caso base, contudo, foi considerada satisfatória, uma vez

que as características físicas do setor de hospedagem (projeto arquitetônico, tipo do

condicionador de ar, equipamentos e iluminação dos apartamentos) puderam ser

reproduzidas nas simulações com o programa VisualDOE e por não ter sido

necessária a simulação de ventilação natural ou mesmo de iluminação natural.

As variáveis associadas com o uso foram as que apresentaram maior grau

de incertezas, principalmente com relação à taxa de ocupação, ocorrência de eventos

atípicos, intensidade de uso de equipamentos, iluminação, do ar condicionado

(principalmente temperatura de conforto), e ainda do aquecimento de água.

Portanto, deve ser considerado que os resultados são específicos para o

modelo desenvolvido, que se assemelha a várias edificações. Certamente as análises

se tornam menos aplicáveis à medida que determinado exemplar seja diferente do

caso base.

Devido à impossibilidade de separação das cargas de consumo por uso

final, o perfil do consumo de energia ainda é baseado apenas em simulações. Ainda

assim, observou-se que:

Em hotéis pequenos, quanto maior a participação do consumo dos

apartamentos sobre o total, melhor a correlação com a taxa de

ocupação;

147

a incerteza de uso é um dos aspectos que mais interferem nas

variações diárias de comportamento das edificações;

a forma como o clima interfere no consumo depende

principalmente do desempenho do projeto arquitetônico e do modo

de funcionamento do prédio;

não foi possível encontrar nenhum tipo de correlação clara em

hotéis de grande porte, a menos que sejam usadas formas

detalhadas de monitoramento.

conforme observado nos hotéis da pesquisa de campo, a prática tem

demonstrado que o setor de hospedagem não pode funcionar

apenas com o uso de ventilação natural. O ideal seria a utilização

de estratégias híbridas ou de edificações projetadas para o uso

eficiente do condicionador de ar;

a falta de sombreamento em edifícios com fachadas mais longas

orientadas para norte-sul é menos prejudicial para o desempenho

energético se comparado com aqueles orientados para leste-oeste.

Principalmente em função do ângulo de incidência solar e da

grande quantidade de radiação recebida nas fachadas orientadas

para leste-oeste, conforme demonstrado nas Figura 31 e Figura 32;

Figura 31. Orientação norte/sul. Figura 32. Orientação leste/oeste.

o setor hoteleiro analisado ainda é incipiente nas práticas de

redução de consumo de energia, entretanto há um grande potencial

que começa com o desenvolvimento de futuros projetos.

148

6.1 AUDITORIAS

A pesquisa de campo foi marcada pela pouca aceitabilidade, pela falta de

interesse e de conhecimento dos proprietários e administradores dos hotéis sobre o

tema da eficiência energética. Especula-se que, entre outros fatores, esta situação seja

resultado da falta de divulgação da importância das variáveis arquitetônicas na

eficiência energética.

As tentativas iniciais de contato direto (sem intermédio de terceiros) com

os administradores e proprietários foram fracassadas. Em função das negativas, as

auditorias foram divididas em dois tipos: “simplificada” e “detalhada”. A primeira

dispensou maiores aproximações e foi realizada informalmente. A segunda somente

foi viabilizada por terceiros (amigos e colegas de profissão). A partir dessa

apresentação inicial, a recepção à pesquisa se tornou menos difícil. Os gerentes se

mostraram mais interessados, permitindo acesso irrestrito às diversas informações

solicitadas: visitas às instalações do hotel, dados sobre taxa de ocupação, contas

mensais de energia, medições e inclusive acesso às memórias de massa junto à

concessionária local quando disponível.

Das entrevistas realizadas com funcionários, principalmente entre os

gerentes, existe certa preocupação com relação ao consumo elétrico. Entretanto as

ações estão restritas à troca de lâmpadas ou à compra de aparelhos mais eficientes.

Em nenhuma situação foi mostrada alguma forma de entendimento de que a

arquitetura pudesse ser uma estratégia de eficiência energética.

A partir das auditorias foi possível identificar dois grupos distintos de

hotéis:

De lazer, cinco estrelas, com sistema de ar condicionado central;

de hospedagem, mais modestos, com unidades compactas de ar

condicionado.

A taxa de ocupação pode ser um parâmetro influenciável em determinados

tipos de hotéis. Em edificações que o consumo de energia das unidades de

hospedagem predomina, as taxas de ocupação se tornam mais destacáveis. Por outro

lado, em hotéis de grande porte com extensas áreas comuns, de serviço e com uso de

149

ar condicionado central, não foi possível encontrar correlação clara entre a taxa de

ocupação e desempenho energético.

Dois hotéis do tipo lazer disponibilizaram dados horários de consumo de

energia, entretanto não foram identificadas rotinas que pudessem ser relacionadas com

as variáveis de ocupação. Apresentaram oscilações freqüentes, sem que fosse possível

relacionar com as variações das cargas térmicas diárias e com o próprio

funcionamento dos hotéis.

O uso da ventilação natural é ignorado pelos usuários, conforme entrevista

com os funcionários. Os hóspedes preferem utilizar o ar condicionado, além de ser um

equipamento obrigatório em 100% dos apartamentos a partir da classificação três

estrelas.

As auditorias se destacaram pelos obstáculos ao acesso de informações,

pela complexidade de uso das instalações e pelas dificuldades das análises. Portanto,

são essenciais para o sucesso de uma auditoria:

Uma estrutura de monitoramento de energia elétrica por uso final e

de variáveis relacionadas ao uso das instalações, como número de

usuários, períodos de ocupação, dentre outras;

entendimento da administração do hotel sobre a importância das

análises;

comprometimento da adminstração.

6.2 SIMULAÇÕES

O uso da simulação computacional com o programa VisualDOE foi

satisfatório e atendeu o objetivo proposto do trabalho. Apresentou boa resposta para

aferição e análise dos efeitos das diversas variáveis estudadas. A experiência foi

requerida nas fases iniciais de ajuste do modelo, principalmente para contornar as

várias mensagens de erros decorrentes do algoritmo do DOE-2.1. Uma das maiores

qualidades verificadas no programa é a facilidade de simular a partir de um caso base,

dezenas de outras alternativas em um espaço de tempo relativamente curto. Do ponto

de vista operacional, sua interface gráfica ainda é muito limitada, principalmente em

150

relação à modelagem tridimensional. Isso acaba limitando a representação ou mesmo

impossibilitando a construção de determinadas características de projeto, como por

exemplo, protetores solares e formas mais orgânicas.

A modelagem do caso base no VisualDOE foi limitada pelos recursos de

visualização tridimensional, formas de caracterização de geometria dos protetores e

sombreamentos e variações das taxas de ocupação anual. Os recursos de análises dos

resultados foram insuficientes, tornando-se necessário a exportação de arquivos para

outros aplicativos.

6.3 IMPACTO NO PROJETO ARQUITETÔNICO

O impacto das decisões projetuais sobre o consumo de energia alcançou

variações de até 73% considerando as diversas combinações do caso base.

A influência das rotinas de uso devem ser consideradas nas análises. Esta

situação ficou evidente nas simulações com ocupação noturna onde se registrou piora

de desempenho, mesmo com o uso de uma coberta com menor transmitância térmica

(Uc= 0,4 W/m².k). Este comportamento ocorreu principalmente nos casos em que

havia expressivo ganho de carga térmica pelas paredes e pelos fechamentos

transparentes fazendo com que este tipo de coberta dificultasse a dissipação de calor

para o exterior.

O uso do sombreamento foi uma das principais estratégias na redução do

consumo de energia. Mesmo em situações onde ocorre o uso de aberturas grandes,

vidros pouco eficientes e paredes com absortância alta, o sombreamento da fachada

pode representar uma redução no consumo maior que 25%. Deve-se destacar,

entretanto, que a simples leitura da carta solar muitas vezes não é suficiente para se

conseguir resultados absolutos, outros fatores associados também devem ser

considerados, como o ângulo de incidência dos raios solares em relação a normal da

fachada e a quantidade de radição incidente.

As principais recomendações para hotéis com características semelhantes

ao modelado são:

151

Regra geral: dê preferência por volumes mais alongados,

orientados com maior eixo no sentido leste – oeste (Figura 33);

Figura 33. Recomendação para geometria e sua orientação

nos casos em que o pavimento tipo for organizado a partir de uma

circulação central os apartamentos devem estar voltados para o sul

e para o norte, conforme Figura 34;

Figura 34. Exemplos de pavimento tipo com circulação central.

nas situações em que os apartamentos são distribuídos a partir de

uma circulação lateral deve-se priorizar a orientação sul, como

demonstrado na Figura 35;

Figura 35. Pavimento tipo com circulação lateral

evite o uso de formas compactas, principalmente as circulares, elas

são mais adequadas para climas frios;

Figura 36. Planta com forma circular.

152

caso não seja possível utilizar a orientação sul ou norte para os

apartamentos, o projetista deve priorizar o uso de proteção solar,

cobertas claras além de vidros com alto desempenho,

principalmente nas situações em que as unidades de hospedagem

estiverem voltadas para leste/oeste (caso comum na Via Costeira)

ou noroeste/sudeste (situação típica de Ponta Negra). Em relação ao

caso com pior desempenho, a adoção destas variáveis nas

simulações resultou numa redução do consumo de até 54%;

o uso de sombreamento deve ser priorizado em todas as situações,

por meio de protetores horizontais, verticais, mistos, da própria

estrutura da edificação ou ainda elementos paisagísticos. Nas

simulações, seu uso representou uma redução no consumo de

energia de até 30%;

pode-se conseguir um aumento significativo do nível de

sombreamento dos apartamentos com a simples adoção da

orientação norte/sul em detrimento a leste/oeste. O projetista deve

estar consciente de que a adoção da orientação leste/oeste

implicará, obrigatoriamente, numa maior dificuldade para sombrear

a fachada tanto em função da própria geometria solar quanto da

necessidade, em muitos casos, de se preservar a vista externa do

apartamento (situação comum nos hotéis da cidade de Natal);

em comparação com os modelos orientados para norte/sul e sem

sombreamento, aqueles com mesmas características, mas

orientados para leste/oeste, consumiram até 14% mais energia;

uso de transmitância térmica baixa na coberta somente nas

situações em que a envoltória estiver bem protegida. Nos casos em

que existem ganhos térmicos consideráveis pelas paredes e

esquadrias, as coberturas leves com absortividade baixa e

transmitância alta são as mais apropriadas por facilitar a dissipação

do calor;

153

embora a transmitância térmica das paredes tenha apresentado

pouca influência sobre o consumo do modelo, materiais leves e

claros são mais apropriados;

uso de sistemas de ar condicionado mais eficientes e com

temperatura de conforto ajustada de forma apropriada. Tais

medidas podem alcançar uma redução no consumo de até 37%.

O comportamento dos hóspedes também é um fator a ser explorado, seja

pela conscientização da necessidade de economia, seja pelo uso correto do aparelho

de ar condicionado, dos demais equipamentos e da iluminação.

6.4 RECOMENDAÇÕES A FUTUROS TRABALHOS

Devido à complexidade do tema, da resistência em colaboração com esse

tipo de estudo, e do impacto sobre o consumo de energia, recomenda-se que

programas de eficiência energética sejam encampados por instituições com respaldo,

como Eletrobrás e a ABIH.

Sugere-se que as seguintes questões sejam desenvolvidas em futuros

trabalhos:

Identificação de padrões de uso (funcionamento) em edificações,

como horário de ocupação, temperatura de controle dos ambientes

(setpoint de resfriamento), uso de equipamentos e do sistema de

iluminação nos apartamentos;

continuidade ao estudo para que essas recomendações subsidiem

normas prescritivas de eficiência energética, assim como formas de

classificação do desempenho energético para os diferentes tipos de

hotéis;

desenvolvimento de recomendações e pontuações com base nos

critérios da EMBRATUR (2003) e em trabalhos específicos ligados

a eficiência energética em hotéis;

154

estudo do impacto das estratégias passivas de condicionamento

ambiental, como iluminação e ventilação naturais, visando o

estímulo à aplicação desses recursos em hotéis com propostas

relacionadas à sustentabilidade;

estudo da influência do número de renovações de ar e infiltração no

consumo de energia;

identificação de índices de normalização para comparação de

edificações de diferentes portes, taxas de ocupação, áreas comuns,

administrativas, de lazer e serviços;

identificação do consumo de energia para aquecimento de água em

diferentes tipos de edificações;

desenvolvimento de formas didáticas, a exemplo de cartilhas e

croquis, para divulgação de resultados como os apresentados neste

estudo.

155

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE …...Dissertação apresentada ao Programa de...

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