Dissertacao Clarissa c Campos

7/25/2019 Dissertacao Clarissa c Campos

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UNIVERSIDADE DE SO PAULOFaculdade de Arquitetura e Urbanismo

Clarissa Cordeiro de Campos

Eficincia energtica em edifcios hospitalaresobtida por meio de estratgias passivas:

Estudo da reduo do consumo com climatizao artificial para

arrefecimento do ar em salas de cirurgia

So Paulo

2013


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Clarissa Cordeiro de Campos

Eficincia energtica em edifcios hospitalaresobtida por meio de estratgias passivas:

Estudo da reduo do consumo com climatizao artificial para

arrefecimento do ar em salas de cirurgia

Dissertao apresentada Faculdade de

Arquitetura e Urbanismo da Universidade de

So Paulo para obteno do ttulo de Mestre

em Arquitetura e Urbanismo.

rea de Concentrao: Tecnologia daArquitetura.

Linha de Pesquisa: Conforto, EficinciaEnergtica e Ergonomia.

Orientadora: Profa. Dra. Ansia BarrosFrota.

So Paulo

2013


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AUTORIZO A REPRODUO E DIVULGAO TOTAL OU PARCIAL DESTETRABALHO, POR QUALQUER MEIO CONVENCIONAL OU ELETRNICO, PARAFINS DE ESTUDO E PESQUISA, DESDE QUE CITADA A FONTE.

E-MAIL AUTORA: [email protected]

Campos, Clarissa Cordeiro deC198e Eficincia energtica em edifcios hospitalares obtida por meio

de estratgias passivas: estudo da reduo do consumo comclimatizao para arrefecimento do ar em salas de cirurgia / ClarissaCordeiro de Campos. --So Paulo, 2013.

365 p. : il.

Dissertao (Mestrado - rea de Concentrao: Tecnologia daArquitetura )FAUUSP.

Orientadora: Ansia Barros Frota

1.Consumo de energia (Simulao computacional) 2.Edifciosde sade 3.Energia (Eficincia) I.Ttulo

CDU 621.31


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Nome: Clarissa Cordeiro de Campos

Ttulo: Eficincia energtica em edifcios hospitalares obtida por meio de estratgias

passivas: estudo da reduo do consumo com climatizao artificial paraarrefecimento do ar em salas de cirurgia.

Dissertao apresentada Faculdade de

Arquitetura e Urbanismo da Universidade de

So Paulo para obteno do ttulo de Mestre

em Arquitetura e Urbanismo.

Aprovado em:_______________________________

Banca Examinadora

Prof. Dr.______________________________Instituio:______________________

Julgamento:___________________________Assinatura:______________________






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AGRADECIMENTOS

Professora Dra. Ansia Barros Frota, pela presena constante e orientao

cuidadosa em todas as etapas do desenvolvimento desta pesquisa.

Ao Professor Dr. Leonardo Marques Monteiro, pela disponibilidade e apoio durante o

aprendizado e utilizao do softwareutilizado neste trabalho.

Ao Professor Dr. Norberto Corra da Silva Moura pela disponibilizao de licena do

software Tas Building Simulator e Professora Dra. Iraci Miranda Pereira, pelo

arquivo climtico utilizado durante as simulaes.

s equipes que me receberam nos hospitais visitados, e sua boa vontade em prestar

informaes e fornecer todo o material essencial realizao deste trabalho.

Ao Guilherme Nunes de Vasconcelos, pelo incentivo, carinho e compreenso, que

tanto contriburam para minha dedicao atividade de pesquisa.

minha me, Rosangela, pelo estmulo e disponibilidade por todo o caminho

percorrido, de todas as maneiras possveis.

Ao meu pai, Henrique Marcos, pelo apoio constante e contribuio, com seus

conhecimentos na rea mdica, ao enriquecimento deste estudo.A todos aqueles que de alguma maneira contriburam e viabilizaram a realizao de

todas as etapas deste trabalho,

muito obrigada.


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RESUMO

CAMPOS, Clarissa Cordeiro de. Eficincia energtica em edifcios hospitalaresobtida por meio de estratgias passivas: estudo da reduo do consumo comclimatizao artificial para arrefecimento do ar em salas de cirurgia. 2013. 365p.Dissertao (Mestrado em Arquitetura e Urbanismo, Tecnologia da Arquitetura).Faculdade de Arquitetura e Urbanismo, Universidade de So Paulo, So Paulo,2013.

A pesquisa prope avaliar quantitativamente a eficcia do emprego de estratgias

passivas em um bloco cirrgico hospitalar para a reduo do consumo de energia

eltrica com fins de arrefecimento do ar. A partir do estudo da conformao histrica

do edifcio hospitalar e da identificao das unidades funcionais em que obrigatrio

o uso de ar condicionado; das caractersticas de gerao e consumo de energia

eltrica no Brasil e potenciais de economia energtica em edificaes, com foco em

hospitais; seguidos do estabelecimento de conceitos bsicos de trmica de

edificaes, estabeleceu-se o embasamento terico para a realizao de estudos de

caso na cidade de Belo Horizonte, Minas Gerais. A anlise comparativa dos dadosde rea fsica, sistemas de iluminao artificial, climatizao e equipamentos

coletados em seis blocos cirrgicos possibilitou a seleo de uma unidade para

construo de modelo computacional e realizao de simulaes em software de

anlise de desempenho trmico e energtico de edificaes. Os resultados

alcanados demonstraram a importncia de se considerar as condies

bioclimticas locais, em especial o controle da insolao direta, bem como

reforaram a concepo de que o projeto arquitetnico pode contribuir para aeficincia energtica da edificao, mesmo quando obrigatrio o uso de ar

condicionado. A realizao de simulaes computacionais se mostrou vantajosa,

visto que possibilita a comparao de diversas opes de projeto com objetividade,

antes de sua efetiva implementao.

Palavraschave: eficincia energtica; estratgias passivas; arquitetura hospitalar;

simulao computacional.


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ABSTRACT

CAMPOS, Clarissa Cordeiro de. Energy efficiency in hospital buildings achievedthrough passive strategies: a study of reduced consumption with air conditioning forair-cooling in operating rooms. 2013. 365p. Masters Thesis. Faculdade deArquitetura e Urbanismo, Universidade de So Paulo, So Paulo, 2013.

The research quantitatively evaluate the effectiveness of the use of passive

strategies in a surgical ward for reducing energy consumption for the purpose of air-

cooling. The study of the historic conformation of the hospital building and the

identification of the functional units in which it is mandatory the use of air

conditioning; the characteristics of generation and consumption of electricity in Brazil

and potential energy savings in buildings, focusing on hospitals; followed by the

review of basic concepts of building heat transfer, established the theoretical basis

for conducting case studies in the city of Belo Horizonte, Minas Gerais. A

comparative analysis of physical area, artificial lighting, air conditioning systems and

equipment data collected in six surgical wards enabled the selection of one unit to

build a computational model and run simulations with the use of a software for

thermal and energy performance of buildings. The results demonstrated the

importance of considering local bioclimatic conditions, in particular the control of

direct sunlight, as well as reinforced the concept that architectural design can

contribute to the energy efficiency of the built environment, even when the use of air

conditioning is mandatory. Performing computer simulations proved advantageous,

since it enables objective comparison of different design options before its effectiveimplementation.

Keywords: energy efficiency; passive strategies; hospital architecture; computer

simulation.


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LISTA DE ILUSTRAES

FIGURA 1 - Plano da construo do Valetudinariumde Vindonissa .................................... 34

FIGURA 2 - Plano elaborado por Malachias Geiger para construo de um lazareto. ......... 40

FIGURA 3 - Vista do Htel-Dieude Paris no fim do sculo XVII .......................................... 42

FIGURA 4 - Misericrdia de Santos, em 1836. .................................................................... 52

FIGURA 5 - Hospcio D. Pedro II, para alienados, construdo pela Santa Casa do Rio deJaneiro, em 1852........................................................................... ................................ 54

FIGURA 6 - Atribuies de Estabelecimentos Assistenciais de Sade. ............................... 58

FIGURA 7 - Legenda. .......................................................................................................... 60

FIGURA 8 - Trocas de calor atravs de elementos construtivos .......................................... 91

FIGURA 9 - Dados de radiao solar incidente (Ig) sobre planos verticais e horizontais(W/m2). Latitude: 20 Sul, para condies de cu limpo.................................................95

FIGURA 10 - Dados informados em reator eletrnico. ....................................................... 100

FIGURA 11 - Hospital Belvedere, vista area. ................................................................... 111

FIGURA 12 - Hospital Belvedere, fachada principal. .......................................................... 111

FIGURA 13 - Hospital Belvedere, circulao do primeiro pavimento. ................................. 115

FIGURA 14 - Hospital Belvedere, bloco cirrgico, recuperao ps-anestsica................. 115

FIGURA 15 - Hospital Belvedere - planta do bloco cirrgico (sem escala). ........................ 116

FIGURA 16 - Ar condicionado em janela alta ..................................................................... 118

FIGURA 17 - Ar condicionado tipo split.............................................................................. 118

FIGURA 18 - Foco da sala de cirurgia 1 ............................................................................ 124


FIGURA 20 - Lmp. Incandescente refletora 25 W/12 v..................................................... 125

FIGURA 21 - Lmp. Halgena 55 W/12 v .......................................................................... 125

FIGURA 22 - Clnica Origen, vista area ........................................................................... 127

FIGURA 23 - Clnica Origen, fachada principal .................................................................. 127

FIGURA 24 - Clnica OrigenBloco cirrgico (sem escala) .............................................. 130


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FIGURA 25 - Sada de ar e janela alta, sala de cirurgia 2 .................................................. 130

FIGURA 26 - Sala de cirurgia 2 ......................................................................................... 130



FIGURA 29 - Hospital Sofia Feldman, vista area ............................................................. 138

FIGURA 30 - Hospital Sofia Feldman, fachada principal .................................................... 138

FIGURA 31 - Hospital Sofia FeldmanBloco cirrgico (sem escala) ................................ 141

FIGURA 32 - Janelas altas, sala de cirurgia 2.................................................................... 142

FIGURA 33 - Foco cirrgico da sala de cirurgia 1. ............................................................. 147

FIGURA 34 - Complexo Hospitalar das Clnicas ................................................................ 149

FIGURA 35 - Fachada do Hospital So Vicente de Paulo .................................................. 150

FIGURA 36 - Bloco Cirrgico Prof. Antnio Dilson (sem escala) ........................................ 155

FIGURA 37 - Circulao ala norte...................................................................................... 157

FIGURA 38 - Sala para guarda de equipamentos .............................................................. 157

FIGURA 39 - Fan Coil da farmcia satlite ........................................................................ 159

FIGURA 40 - Circulao interna ala norte - sada de ar condicionado no forro .................. 159

FIGURA 41 - Foco cirrgico mvel .................................................................................... 169


FIGURA 43 - Centro Obsttrico (sem escala). ................................................................... 172


FIGURA 45 - Foco cirrgico fixo ........................................................................................ 181

FIGURA 46 - Bloco Cirrgico do Hospital So Geraldo (sem escala). ............................... 184

FIGURA 47 - Ar condicionado tipo split, sala de cirurgia 4. ................................................ 186



FIGURA 50 - Ala norte Bloco Cirrgico Prof. Antnio Dilson, sem escala .......................... 209

FIGURA 51 - Hospital So Vicente de Paulo: reas modeladas, sem escala .................... 212

FIGURA 52 - Modelo 3D do Hospital So Vicente de Paulo, 4, 5 e 6 pavimentos. ......... 213


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FIGURA 78 - Hospital So Vicente de Paulo - Bloco Cirrgico Prof. Antnio Dilson - plantasala norte e ala sul (sem escala). ................................................................................. 361

FIGURA 79 - Hospital So Vicente de Paulo - Bloco Cirrgico Prof. Antnio Dilson - plantaala leste e cortes esquemticos AA e BB (sem escala) .............................................. 362

FIGURA 80 - Hospital So Vicente de Paulo - Centro Obsttrico - planta (sem escala). .... 363

FIGURA 81 - Hospital So Vicente de Paulo - Ala norte pav. 4 e 6 - plantas (s/escala). .... 364

FIGURA 82 - Bloco Cirrgico do Hospital So Geraldo - planta e cortes esquemticos (semescala) ....................................................................................................................... 365

GRFICO 1 - Oferta interna de energia eltrica no Brasil, 2010 .......................................... 70

GRFICO 2 - Consumo de energia eltrica por setores no Brasil, 2007 .............................. 72

GRFICO 3 - Distribuio do consumo de energia eltrica em hospitais e clnicas, 2008 ... 75

GRFICO 4 - Esquema explicativo do fenmeno da inrcia trmica de uma parede real (q2)e de uma parede fictcia de peso nulo (q1)........................................ ........................... 96

GRFICO 5 - Taxas de ventilao recomendadas ............................................................ 103

GRFICO 6 - Distribuio dos tipos de luminrias encontradas no bloco cirrgico do HospitalBelvedere, 2011.................................................................. ........................................ 120

GRFICO 7 - Distribuio por potncia das lmpadas do bloco cirrgico do HospitalBelvedere, 2011.................................................................................... ....................... 123

GRFICO 8 - Distribuio dos tipos de luminrias encontradas no bloco cirrgico da ClnicaOrigen, 2012........................................................................................... ..................... 133

GRFICO 9 - Distribuio por potncia das lmpadas do bloco cirrgico da Clnica Origen,2012............................................................................................................. ................ 135

GRFICO 10 - Distribuio dos tipos de luminrias encontradas no bloco cirrgico doHospital Sofia Felman, 2012.................................................... ................................... 144

GRFICO 11 - Distribuio por potncia das lmpadas do bloco cirrgico do Hospital SofiaFeldman, 2012.......................................................................................... ................... 146

GRFICO 12Distribuio dos tipos de luminrias do Bloco Cirrgico Prof. Antnio Dilson,2012..................................................................................................... ........................ 162

GRFICO 13 - Distribuio por potncia lmpadas Bloco Cirrgico Prof. Antnio Dilson,2012.......................................................................................................... ................... 163

GRFICO 14 - Distribuio dos tipos de luminrias encontradas no Centro Obsttrico,2012........................................................................................................ ..................... 175

GRFICO 15 - Distribuio por potncia das lmpadas do Centro Obsttrico, 2012 ......... 176


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GRFICO 16 - Distribuio por tipo das luminrias do bloco cirrgico do Hosp. So Geraldo,2012......................................................................................................................... .... 188

GRFICO 17 - Temp. e umidade: circulao1 (SO), vero. ............................................... 244

GRFICO 18 - Temp. e umidade: circulao1 (SO), inverno. ............................................ 244

GRFICO 19 - Temp. e umidade: circulao 2 (NE), vero. .............................................. 244

GRFICO 20 - Temp. e umidade: circulao 2 (NE), inverno. ........................................... 244

GRFICO 21 - Temp. e umidade: cirurgia 1 (SO), vero. .................................................. 246

GRFICO 22 - Temp. e umidade: cirurgia 1 (SO), inverno. ............................................... 246

GRFICO 23 - Temp. e umidade: cirurgia 3 (SO), vero. .................................................. 246

GRFICO 24 - Temp. e umidade: cirurgia 3 (SO), inverno. ............................................... 246

GRFICO 25 - Temp. e umidade: cirurgia 5 (NE), vero. .................................................. 247

GRFICO 26 - Temp. e umidade: cirurgia 5 (NE), inverno. ................................................ 247

GRFICO 27 - Ganhos e perdas: circulao1 (SO), vero. ............................................... 249

GRFICO 28 - Ganhos e perdas: circulao1 (SO), inverno. ............................................ 249

GRFICO 29 - Ganhos e perdas: circulao 2 (NE), vero. .............................................. 249

GRFICO 30 - Ganhos e perdas: circulao 2 (NE), inverno. ............................................ 249

GRFICO 31 - Ganhos e perdas: cirurgia 1 (SO), vero.................................................... 250

GRFICO 32 - Ganhos e perdas: cirurgia 1 (SO), inverno. ................................................ 250

GRFICO 33 - Ganhos e perdas: cirurgia3 (SO), vero. .................................................... 251

GRFICO 34 - Ganhos e perdas: cirurgia 3 (SO), inverno. ................................................ 251

GRFICO 35 - Ganhos e perdas: cirurgia 5 (NE), vero. ................................................... 251

GRFICO 36 - Ganhos e perdas: cirurgia 5 (NE), inverno. ................................................ 251

GRFICO 37 - Climatizao artificial, cirurgia 1 (SO), vero.............................................. 254

GRFICO 38 - Climatizao artificial, cirurgia 1 (SO), inverno. .......................................... 254

GRFICO 39 - Climatizao artificial, cirurgia 3 (SO), vero.............................................. 254

GRFICO 40 - Climatizao artificial, cirurgia 3 (SO), inverno. .......................................... 254

GRFICO 41 - Climatizao artificial, cirurgia 5 (NE), vero. ............................................. 255

GRFICO 42 - Climatizao artificial, cirurgia 5 (NE), inverno. .......................................... 255


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GRFICO 43 - Transmisso da radiao solar nas regies do ultravioleta, luz visvel einfravermelho atravs de amostras de 6mm analisadas...................... ....................... 259

QUADRO 1 - Exemplo de quadro de unidade funcional, RDC n 50/2002. .......................... 59

QUADRO 2 - Ambientes hospitalares com uso de ar condicionado ou exausto mecnica,RDC n 50/2002. .......................................................................................................... 62

QUADRO 3 - Distribuio de leitos por unidade/ambiente no Hospital Belvedere, out/nov.2011 ........................................................................................................................... 112

QUADRO 4 - Especialidades, atividades e servios desenvolvidos no Hospital Belvedere,out/nov. 2011 ............................................................................................................. 113

QUADRO 5 - Sistema de climatizao do bloco cirrgico do Hospital Belvedere, out. 2011.................................................................................................................................... 119

QUADRO 6 - Sistema de iluminao artificial do bloco cirrgico do Hospital Belvedere, out.2011 ........................................................................................................................... 121

QUADRO 7 - Focos cirrgicos do Hospital Belvedere, nov. 2011 ...................................... 124

QUADRO 8 - Equipamentos do bloco cirrgico do Hospital Belvedere, nov. 2011 ............. 126

QUADRO 9 - Distribuio de leitos por servio/especialidade na Clnica Origen, jan./fev.2012 ........................................................................................................................... 128

QUADRO 10 - Especialidades, atividades e servios desenvolvidos na Clnica Origen,jan./fev. 2012 ............................................................................................................. 129

QUADRO 11 - Sistema de climatizao do bloco cirrgico da Clnica Origen, jan./fev. 2012................................................................................................................................... 132

QUADRO 12 - Sistema de iluminao artificial do bloco cirrgico da Clnica Origen, jan./fev.2012 ........................................................................................................................... 134

QUADRO 13 - Focos cirrgicos da Clnica Origen, jan./fev. 2012 ...................................... 136

QUADRO 14 - Equipamentos do bloco cirrgico da Clnica Origen, jan./fev. 2012 ............ 137

QUADRO 15 - Distribuio de leitos por servio/especialidade no Hospital Sofia Feldman,mar./abr. 2012 ............................................................................................................ 139

QUADRO 16 - Especialidades, atividades e servios desenvolvidos no Hospital SofiaFeldman, mar./abr. 2012 ............................................................................................ 140

QUADRO 17 - Sistema de climatizao do bloco cirrgico do Hospital Sofia Feldamnmar./abr. 2012 ............................................................................................................ 143

QUADRO 18 - Sistema de iluminao artificial do bloco cirrgico do Hospital Sofia Feldmanmar./abr. 2012 ............................................................................................................ 145

QUADRO 19 - Focos cirrgicos do Hospital Sofia Feldman mar./abr. 2012 ....................... 147


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QUADRO 20 - Equipamentos do bloco cirrgico do Hospital Sofia Feldman, mar./abr. 2012................................................................................................................................... 148

QUADRO 21 - Distribuio de leitos por servio/especialidade no Hospital das Clnicas,2012 ........................................................................................................................... 151

QUADRO 22 - Especialidades desenvolvidas e servios prestados por edificao doHospital das Clnicas, 2012 ........................................................................................ 153

QUADRO 23 - Sistema de climatizao do Bloco Cirrgico Prof. Antnio Dilson maio/jun.2012 ........................................................................................................................... 160

QUADRO 24 - Sistema de iluminao artificial do Bloco Cirrgico Prof. Antnio Dilsonmaio/jun. 2012 ............................................................................................................ 164

QUADRO 25 - Focos cirrgicos do Bloco Cirrgico Prof. Antnio Dilson, maio/jun. 2012 .. 168

QUADRO 26 - Equipamentos do Bloco Cirrgico Prof. Antnio Dilson, maio/jun. 2012 ..... 170

QUADRO 27 - Sistema de climatizao do Centro Obsttrico do Hospital So Vicente dePaulo, mai/jun. 2012................................................................................................... 174

QUADRO 28 - Sistema de iluminao artificial do Centro Obsttrico do Hospital So Vicentede Paulo, maio/jun. 2012. ........................................................................................... 177

QUADRO 29 - Focos cirrgicos do Centro Obsttrico maio/jun. 2012 ................................ 180

QUADRO 30 - Equipamentos do Centro Obsttrico, mai/jun. 2012 .................................... 182

QUADRO 31 - Sistema de climatizao do bloco cirrgico do Hospital So Geraldo,maio/jun. 2012 ............................................................................................................ 187

QUADRO 32 istema de iluminao artificial do bloco cirrgico do Hospital So Geraldo,maio/jun. 2012 ............................................................................................................ 189

QUADRO 33 - Focos cirrgicos do Hospital So Geraldo, maio/jun. 2012 ......................... 190

QUADRO 34 - Equipamentos do bloco cirrgico do Hospital So Geraldo, maio/jun./2012 191

QUADRO 35 - Dados comparatIvos dos blocos cirrgicos visitados, 2012 ........................ 195

QUADRO 36 Materiais de construo, revestimento e coralas norte, sul, leste e oestequarto, quinto e sexto pav. do Hospital So Vicente de Paulo, mai/jun. 2012 ............ 214

QUADRO 37 - Atribuies, atividades e sub-atividades do EAS, RDC n 50/2004. ........... 336


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LISTA DE TABELAS

TABELA 1 - Calor cedido ao ambiente, em funo da atividade do indivduo consideradomdio e sadio ............................................................................................................... 98

TABELA 2 - Potncia do conjunto de lmpadas e reatores de 2x16W e 1x20WOSRAM,PHILIPS E TRANCIL .................................................................................................. 100

TABELA 3 - Caractersticas trmicas materiais opacosalas norte, sul, leste e oeste doquarto, quinto e sexto pavimentos, Hospital So Vicente de Paulo, mai/jun. 2012 ..... 226

TABELA 4 - Caractersticas trmicas materiais transparentesalas alas norte, sul, leste eoeste do quarto, quinto e sexto pavimentos, Hospital So Vicente de Paulo, mai/jun.

2012 ........................................................................................................................... 227TABELA 5 - Caractersticas trmicas materiais gasososalas norte, sul, leste e oeste do

quarto, quinto e sexto pavimentos, ............................................................................. 227

TABELA 6 - Ganho de calor pelo sistema de iluminao artificial, quarto pavimento ala nortee quinto pavimento alas norte e leste, Hospital So Vicente de Paulo, mai/jun. 2012 233

TABELA 7 - Ganho de calor pela ocupao, quarto pavimento ala norte e quinto pavimentoalas norte e leste, Hospital So Vicente de Paulo, mai/jun. 2012 ............................... 235

TABELA 8 - Ganho de calor devido aos equipamentos, quarto pavimento ala norte e quinto

pavimento alas norte e leste, Hospital So Vicente de Paulo, mai/jun. 2012 .............. 238

TABELA 9 - Ganhos e perdas de calor, circulaes de servio 1 e 2 ................................. 248

TABELA 10 - Ganhos e perdas de calor, salas de cirurgia 1, 3 e 5 .................................... 252

TABELA 11 - Cargas para arrefecimento do ar e remoo de calor latente, ...................... 253

TABELA 12 - Transmisso por faixa do espectro de radiao solar para vidros diversos .. 260

TABELA 13 - Eficincia trmica (ET) e eficincia luminosa (EL) para vidros diversos ....... 261

TABELA 14 - Circulaes de servio 1 e 2, temperatura e umidaderesultados obtidos . 266

TABELA 15 - Sala de cirurgia 1, temperatura e umidade resultados obtidos .................. 270

TABELA 16 - Salas de cirurgia 3 e 5, temperatura e umidaderesultados obtidos ........... 271

TABELA 17 - Salas de cirurgia 1, 3 e 5, carga de arrefecimento e de remoo latenteresultados obtidos ...................................................................................................... 273

TABELA 18 - Umidade relativa, temperatura de bulbo seco e temperatura mdia radiante,circulaes de servio 1 e 2situao atual ............................................................. 298

TABELA 19 - Umidade relativa, temperatura de bulbo seco e temperatura mdia radiante,sala de cirurgia 1situao atual .............................................................................. 299


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TABELA 20 - Umidade relativa, temperatura de bulbo seco e temperatura mdia radiante,salas de cirurgia 3 e 5situao atual ...................................................................... 300

TABELA 21 - Umidade relativa, temperatura de bulbo seco e temperatura mdia radiante,circulaes de servio 1 e 2projeto 2...................................................................... 301

TABELA 22 - Umidade relativa, temperatura de bulbo seco e temperatura mdia radiante,sala de cirurgia 1projeto 2 ...................................................................................... 302

TABELA 23 - Umidade relativa, temperatura de bulbo seco e temperatura mdia radiante,salas de cirurgia 3 e 5projeto 2............................................................................... 303


TABELA 25 - Umidade relativa, temperatura de bulbo seco e temperatura mdia radiante,

sala de cirurgia 1projeto 3 ...................................................................................... 305

TABELA 26 - Umidade relativa, temperatura de bulbo seco e temperatura mdia radiante,salas de cirurgia 3 e 5 projeto 3............................................................................... 306




salas de cirurgia 3 e 5 projeto 4............................................................................... 309





circulaes de servio 1 e 2projeto 6...................................................................... 313






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TABELA 38 - Umidade relativa, temperatura de bulbo seco e temperatura mdia radiante,salas de cirurgia 3 e 5projeto 7 .............................................................................. 318

TABELA 39 - Umidade relativa, temperatura de bulbo seco e temperatura mdia radiante,circulaes de servio 1 e 2projeto 8 ..................................................................... 319


TABELA 41 - Umidade relativa, temperatura de bulbo seco e temperatura mdia radiante,salas de cirurgia 3 e 5projeto 8 .............................................................................. 321

TABELA 42 - Ganhos e perdas de calor, circulaes de servio 1 e 2, situao atual solstcio de vero ....................................................................................................... 322

TABELA 43 - Ganhos e perdas de calor, circulaes de servio 1 e 2, situao atual

solstcio de inverno .................................................................................................... 323

TABELA 44 - Ganhos e perdas de calor, sala de cirurgia 1, situao atual solstcios devero e de inverno ..................................................................................................... 324

TABELA 45 - Ganhos e perdas de calor, salas de cirurgia 3 e 5, situao atualsolstciosde vero e de inverno ................................................................................................ 325

TABELA 46 - Cargas de arrefecimento e de remoo de calor latente, salas de cirurgia 1, 3e 5, situao atualsolstcios de vero e de inverno ................................................ 326

TABELA 47 - Cargas de arrefecimento e de remoo de calor latente, salas de cirurgia 1, 3

e 5, projeto 2solstcios de vero e de inverno ........................................................ 327

TABELA 48 - Cargas de arrefecimento e de remoo de calor latente, salas de cirurgia 1, 3e 5, projeto 3solstcios de vero e de inverno ........................................................ 328



TABELA 51 - Cargas de arrefecimento e de remoo de calor latente, salas de cirurgia 1, 3

e 5, projeto 6solstcios de vero e de inverno ........................................................ 331




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LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS

ANEEL............................................................................Agncia Nacional de Energia Eltrica

BEN..............................................................................................Balano Energtico Nacional

BNDES.............................................................................Banco Nacional do Desenvolvimento

CEMIG........................................................................Companhia Energtica de Minas Gerais

CICE.................................................................Comisso Interna de Conservao de Energia

CME..........................................................................................Central de Material Esterilizado

CNES.........................................................Cadastro Nacional de Estabelecimentos de Sade

CONPET.....................................................................................................................................

Programa Nacional da Racionalizao do Uso dos Derivados do Petrleo e do Gs Natural

CPN......................................................................................................Centro de Parto Normal

CSB..........................................................................................Cabine de Segurana Biolgica

DML........................................................................................Depsito de Material de Limpeza

CTI..................................................................................................Centro de Terapia Intensiva

EAS.............................................................................Estabelecimento Assistencial de Sade

EPI....................................................................................Equipamento de Proteo Individual

ES....................................................................................................Estabelecimento de SadeFP...................................................................................................................Fator de Potncia

INMETRO................................................................................Instituto Brasileiro de Metrologia

MME............................................................................................Ministrio de Minas e Energia

PBE...................................................................................Programa Brasileiro de Etiquetagem

PNEf...........................................................................Plano Nacional de Eficincia Energtica

PROCEL...........................................Programa Nacional de Conservao de Energia Eltrica

RDC......................................................................................Resoluo de Diretoria Colegiada

SUS.....................................................................................................Sistema nico de SadeTBS.................................................................................................Temperatura de bulbo seco

TMR...............................................................................................Temperatura mdia radiante

UR....................................................................................................................Umidade relativa

UTI...............................................................................................Unidade de Terapia Intensiva

UTQ..............................................................................Unidade de Tratamento de Queimados


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COEFICIENTES E VARIVEIS

c.............................................................................................. Calor especfico (Wh/kgC)d......................................................................................................... Densidade (kg/m3)

e................................................................................................................ Espessura (m)

e/.......................................................R esistncia trmica especfica da parede (m2C/W)

he......................................Coeficiente de condutncia trmica superficial externa (W/m2C)

hi........................................Coeficiente de condutncia trmica superficial interna (W/m2C)

1/he.......................................................... Resistncia trmica superficial externa (m2C/W)

1/h1........................................................... Resistncia trmica superficial interna (m2

C/W)Ig....................................................... Intensidade de radiao solar incidente global (W/m2)

K......................................................... Coeficiente global de transmisso trmica (W/m2C)

1/K.............................................. Resistncia trmica global de um dado material (m2C/W)

q.........................................................................................Intensidade de fluxo trmico(W/m2)

Str................................................................ Fator de ganho solar de material transparente

te....................................................................................... Temperatura do ar externo (C)

ti.........................................................................................Temperatura do ar interno (C)

........................................................................ Coeficiente de absoro da radiao solar

t...............................................Diferena entre a temperatura do ar interno e externo (C)

...................................................................................................... Emissividade trmica

e..................................................... Temperatura da superfcie externa da envolvente (C)

i....................................................... Temperatura da superfcie interna da envolvente (C)

................................................................ Coeficiente de condutibilidade trmica (W/mC)

......................................................................... Coeficiente de reflexo da radiao solar........................................................ Coeficiente de transparncia quanto radiao solar


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SUMRIO

1. INTRODUO ............................................................................................................. 22

1.1 Objetivo ....................................................................................................................... 23

1.2 Objetivos especficos .................................................................................................. 23

1.3 Metodologia da pesquisa ........................................................................................... 24

1.4 Justificativa da escolha do tema ............................................................................... 25

1.5 Estrutura da dissertao ........................................................................................... 27

2. FUNDAMENTAO TERICA ................................................................................... 30

2.1 Histrico do edifcio hospitalar e consideraes sobre o hospital contemporneo

.......................................................................................................................................302.1.1 Sobre a evoluo da ateno sade .................................................................. 30

2.1.1.1 Idade Antiga: do culto aos deuses ao cristianismo primitivo ................................. 31

2.1.1.2 Idade Mdia: a relao entre a Igreja e a ateno s doenas ............................... 36

2.1.1.3 A Idade Moderna: o hospital para busca da cura ................................................... 38

2.1.1.4 Idade Contempornea: o hospital como instrumento teraputico ........................ 44

2.1.2 Histrico do hospital no Brasil ............................................................................ 48

2.1.3 Consideraes sobre o hospital contemporneo no mbito da presente pesquisa:

Resoluo de Diretoria Colegiada

RDC n 50. ............................................................ 55

2.1.3.1 Resoluo de Diretoria ColegiadaRDC n 50/2002 ............................................. 57

2.2 Energia eltrica no Brasil, um breve relato ............................................................. 69

2.2.1 Sobre a gerao, consumo e economia de energia no Brasil .............................. 69

2.2.1.1 Consumo energtico de edificaes no Brasil ........................................................ 72

2.2.1.2 Consumo energtico em hospitais no Brasil ........................................................... 73

2.2.1.3 Eficincia energtica no Brasil ................................................................................ 75

2.2.1.4 Eficincia energtica em edificaes ...................................................................... 80

2.3 Estudo do comportamento trmico de edificaes conceitos gerais ................... 86

2.3.1 Localizao geogrfica e dados climticos ......................................................... 87

2.3.2 Implantao e entorno imediato .......................................................................... 89

2.3.3 Trocas trmicas em edificaes ........................................................................... 89

2.3.3.1 Diferenas de temperatura externa e interna e ganhos de calor solar .................. 89

2.3.3.2 Carga trmica gerada no interior dos ambientes ................................................... 97

2.3.3.3 Presena humana .................................................................................................... 97

2.3.3.4 Sistema de iluminao artificial .............................................................................. 98

2.3.3.5 Motores e equipamentos ...................................................................................... 1012.3.3.6 Ventilao Natural ................................................................................................ 102


21/368

2.3.4 Verificao quantitativa do desempenho trmico de edificaes ...................... 103

3. ESTUDO DE CASO, 1 ETAPA: COLETA DE DADOS EM CAMPO ........................ 108

3.1 Definio da unidade para anlise .......................................................................... 1083.1.1 Pr-seleo da unidade funcional para estudoo bloco cirrgico .................. 109

3.2 Hospital Belvedere .................................................................................................... 111

3.2.1 Caracterizao geral do hospital ....................................................................... 112

3.2.2 Bloco cirrgico do Hospital Belvedere: rea fsica e dados de sistemas e

equipamentos .................................................................................................................. 116

3.2.2.1 Caractersticas do sistema de climatizao .......................................................... 117

3.2.2.2 Caractersticas do sistema de iluminao artificial ............................................... 120

3.2.2.3 Focos cirrgicos

dados gerais ............................................................................ 1233.2.2.4 Equipamentosdados gerais ............................................................................... 125

3.3 Clnica Origen ........................................................................................................... 127

3.3.1 Caracterizao geral do estabelecimento .......................................................... 128

3.3.2 Bloco cirrgico da Clnica Origen: rea fsica e dados de sistemas e

equipamentos .................................................................................................................. 129



3.3.2.3 Focos cirrgicosdados gerais ............................................................................ 136

3.3.2.4 Equipamentosdados gerais ............................................................................... 137

3.4 Hospital Sofia Feldman ............................................................................................ 138


3.4.2 Bloco cirrgico do Hospital Sofia Feldman: rea fsica e dados de sistemas e

equipamentos .................................................................................................................. 141




3.4.2.4 Equipamentos

dados gerais ............................................................................... 147

3.5 Complexo Hospitalar das Clnicas da Universidade Federal de Minas Gerais .. 148


3.5.2 Bloco Cirrgico Professor Antnio Dilson: rea fsica e dados de sistemas e

equipamentos .................................................................................................................. 154




3.5.2.4 Equipamentos

dados gerais ............................................................................... 169


22/368

3.5.3 Centro Obsttrico do Hospital So Vicente de Paulo: rea fsica e dados de

sistemas e equipamentos ................................................................................................ 172

3.5.3.1 Caractersticas do sistema de climatizao ........................................................... 173

3.5.3.2 Caractersticas do sistema de iluminao artificial ............................................... 1753.5.3.3 Focos cirrgicosdados gerais ............................................................................. 180


3.5.4 Bloco cirrgico do Hospital So Geraldo: rea fsica e dados de sistemas e

equipamentos ................................................................................................................. 184

3.5.4.1 Caractersticas do sistema de climatizao ........................................................... 185


3.5.4.3 Focos cirrgicosdados gerais ............................................................................. 190


3.6 Anlise comparativa das unidades visitadas: escolha do objeto de simulao ... 193

4. ESTUDO DE CASO, 2 ETAPA: SIMULAES PROPOSTAS ................................ 206

4.1 Tas Simulatorsoftwarepara anlise trmica e energtica de edificaes ......... 206

4.1.1 Modelagem e simulao no Tas Simulator ........................................................ 207

4.2 Modelagem e simulao da ala norte do Bloco Cirrgico Prof. Antnio Dilson 209

4.2.1 Modelo geomtricomdulo Tas 3D modeler .................................................. 211

4.2.2 Entorno imediato, dados climticos, materiais de construo e condies

internasmdulo Tas Building Simulator .................................................................... 221

4.2.2.1 Arquivo climtico .................................................................................................. 222

4.2.2.2 Caractersticas trmicas dos materiais de contruo ........................................... 224

4.2.2.3 Janelas e elementos de proteo solar ................................................................. 225

4.2.2.4 Condies internas das zonas trmicas ................................................................ 228

4.3 Simulaes realizadas mdulo Tas Result Viewer ............................................ 241

4.3.1 Carga trmica, trocas de calor e consumo energtico de climatizao artificial

dados da situao atual dos ambientes selecionados .................................................... 242

4.3.1.1 Circulaes de servio 1 e 2: temperatura e umidade do ar ................................ 243

4.3.1.2 Salas de Cirurgia 1, 3 e 5: temperatura e umidade do ar ..................................... 245

4.3.1.3 Ganhos e perdas de calor ...................................................................................... 247

4.3.1.4 Salas de Cirurgia 1, 3 e 5: Consumo energtico com climatizao artificial cargas

de arrefecimento e de remoo latente. ............................................................................... 253

4.3.2 Verificao da reduo da carga trmica e do consumo energtico de

climatizao artificial alteraes propostas ............................................................... 255

4.3.2.1 Reduo da rea envidraada da fachada ............................................................ 2564.3.2.2 Colocao de elementos de proteo solar nas janelas e paredes externas ....... 257

4.3.2.3 Colocao de vidro verde nas janelas ................................................................... 259


23/368

4.3.2.4 Previso de ventilao forada nas circulaes de servio .................................. 262

4.3.2.5 Alteraes nos elementos construtivos................................................................ 263

4.3.3 Verificao da reduo da carga trmica e do consumo energtico de

climatizao artificial

resultados alcanados ............................................................. 264

4.3.3.1 Verificao do impacto das alteraes propostas na temperatura e umidade do ar

...............................................................................................................................265

4.3.3.2 Verificao do impacto das alteraes propostas no consumo energtico com

climatizao artificial nas salas de cirurgia 1, 3 e 5 ................................................................ 272

5. CONSIDERAES FINAIS ....................................................................................... 278

REFERNCIAS ................................................................................................................. 284

APNDICE A - FORMULRIO DE DADOS GERAIS E TCNICOS ................................. 292

APNDICE B - FORMULRIO DE DADOS DE SISTEMAS E EQUIPAMENTOS ............ 295

APNDICE C DADOS DE SADA FORNECIDOS PELO SOFTWARE TAS SIMULATOR ......................................................................................................................................297

ANEXO A - ATIVIDADES E SUB-ATIVIDADES DO ESTABELECIMENTO ASSISTENCIALDE SADE ........................................................................................................................ 336

ANEXO B LEVANTAMENTO CADASTRALHOSPITAL BELVEDERE ...................... 348

ANEXO C LEVANTAMENTO CADASTRALCLNICA ORIGEN ................................. 353

ANEXO D LEVANTAMENTO CADASTRALSOFIA FELDMAN ................................. 357

ANEXO E LEVANTAMENTO CADASTRALHOSPITAL DAS CLNICAS .................. 360


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INTRODUO


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22

1. INTRODUO

O crescente aumento da demanda por energia eltrica, o consumo desregrado de

recursos naturais e suas repercusses negativas no meio ambiente tornam

imprescindvel que os diversos setores da sociedade busquem meios mais racionais

e eficientes de desenvolvimento de suas atividades.

Em um pas como o Brasil, em que a produo da energia eltrica predominantemente hidrulica, seguida pelas usinas trmicas convencionais e

nucleares, meios fortemente impactantes do ponto de vista social e ambiental, essa

premissa torna-se ainda mais importante.

Atualmente encontram-se em curso diversas aes nacionais em prol da eficincia

energtica. Dentre elas destacam-se o Programa Nacional de Conservao de

Energia Eltrica (Procel), criado em 1985, iniciativas da Agncia Nacional de Energia

Eltrica (ANEEL) e do Ministrio de Minas e Energia, a criao da Lei de Eficincia

Energtica (Lei n 10.295/2001) e, mais recentemente, a aprovao do Plano

Nacional de Eficincia Energtica (Portaria n 594/2011).

Uma vez que o parque edificado contribui substancialmente para a demanda por

eletricidade dos centros urbanos, os conceitos de uso racional de energia devem ser

considerados indispensveis em todas as etapas do projeto arquitetnico.

Dentre as diversas tipologias de edificaes existentes, o hospital pode ser

considerado uma das mais complexas. Seu grande porte e diversidade de

atribuies tornam possveis diferentes estratgias arquitetnicas para a questo da

economia de energia, as quais contribuem tambm para o conforto ambiental na

edificao.

A necessidade de controle da temperatura, umidade e qualidade do ar

obrigatoriamente atravs de climatizao artificial em determinadas reas do edifcio


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23

hospitalar contribui significativamente para o aumento do consumo energtico nesta

tipologia.

Nesse sentido, o objeto do estudo ora apresentado a eficincia energtica em

unidades funcionais1hospitalares nas quais obrigatrio o uso de ar condicionado,

especificamente para o caso do bloco cirrgico, obtida por meio de estratgias

passivas, em Belo Horizonte, Minas Gerais.

1.1 Objetivo

O objetivo desta pesquisa avaliar quantitativamente a eficcia do emprego de

estratgias passivas em um bloco cirrgico hospitalar, unidade funcional na qual

obrigatrio o uso de ar condicionado, para a reduo do consumo de energia eltrica

com fins de arrefecimento do ar.

1.2 Objetivos especficos

Como objetivos especficos destacam-se:

Atravs de modelagem computacional, identificar separadamente o impactode cada estratgia arquitetnica proposta para a reduo da carga trmica e

do consumo do sistema de climatizao artificial dos ambientes selecionados

para realizao do estudo de caso,

1

Unidade funcional: conjunto de ambientes em um estabelecimento assistencial de sade. Ambiente entendido nesta norma como o espao fisicamente determinado e especializado para odesenvolvimento de determinada(s) atividade(s), caracterizado por dimenses e instalaesdiferenciadas (ANVISA, 2004, p. 52 e 151).


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24

Verificar a interao entre as diversas solues de projeto aplicadas ao

modelo construdo e selecionar aquelas que se mostrarem mais efetivas para

a maior eficincia energtica da unidade escolhida.

1.3 Metodologia da pesquisa

A realizao desta pesquisa foi composta pelas seguintes etapas:

Fundamentao terica, a partir de pesquisa documental e bibliogrfica,

Levantamento de dados em campo,

Realizao de simulaes,

Anlise dos resultados obtidos,

Concluses.

Durante a etapa de fundamentao terica foi realizado levantamento documental ebibliogrfico, a partir de fontes o mais diversificadas possvel, com vistas a

esclarecer questes relacionadas ao tema proposto, a partir da verificao da

evoluo morfolgica do edifcio hospitalar, da produo e consumo de energia

eltrica no Brasil e iniciativas nacionais relacionadas eficincia energtica.

Procurou-se ainda verificar a demanda por eletricidade em edificaes hospitalares,

bem como compreender os conceitos relacionados ao comportamento trmico de

edificaes, essenciais avaliao crtica dos resultados decorrentes dos estudos

de caso posteriormente realizados.

Na etapa de levantamento de dados em campo foram realizadas visitas a seis

blocos cirrgicos de hospitais no municpio de Belo Horizonte, Minas Gerais.

Obtiveram-se informaes relativas ao funcionamento e rea fsica das unidades,

projetos e levantamentos cadastrais, bem como dados relativos aos sistemas de

climatizao artificial, iluminao artificial, focos cirrgicos e equipamentos. Em

seguida, a tabulao e anlise comparativa dos dados obtidos em campo subsidiou

a escolha do bloco cirrgico para realizao da etapa de simulaes.


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25

O desenvolvimento das simulaes propostas partiu do conhecimento e aprendizado

do softwareTas Simulator V8i, verso 9.2.1, composto pelos mdulos Tas Manager,

Tas 3D Modeler,Tas Building Simulatore Tas Result Viewer. Aps a construo do

modelo computacional e uma vez fornecidos os dados solicitados pelo software

selecionado, realizaram-se as simulaes, as quais consistiram da verificao da

situao atual de temperatura e umidade do ar, bem como da carga necessria para

climatizao artificial dos ambientes selecionados, e anlise do impacto das

estratgias arquitetnicas adotadas sobre cada uma das variveis apontadas.

A anlise dos resultados partiu da comparao dos dados de sada obtidos

progressivamente a cada alterao realizada no modelo inicial, organizados emtabelas e grficos, de modo a avaliar quais das estratgias de projeto mostraram-se

mais vantajosas do ponto de vista da reduo do consumo energtico do sistema de

climatizao artificial.

Alm da seleo das diretrizes a serem seguidas para se obter a maior economia de

energia possvel para o modelo em estudo, ao final da pesquisa elaboraram-se

diversas constataes relativas, dentre outros, importncia de se considerarem ascondies bioclimticas locais e a necessidade de maior eficincia energtica como

parmetros iniciais do projeto arquitetnico, bem como indispensabilidade da

realizao de testes, anlises e comparaes entre as diversas alternativas de

projeto anteriormente sua efetiva implementao.

1.4 Justificativa da escolha do tema

Aps sculos de evoluo, o hospital contemporneo tornou-se uma estrutura de

grande porte e alta complexidade, a qual depende do uso constante de

equipamentos e de outros recursos que demandam eletricidade para garantir a

qualidade e a eficcia das diversas atividades realizadas diariamente em seu

interior. Isto implica em uma alta demanda por energia eltrica, impactante no


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26

apenas do ponto de vista ambiental, mas tambm sob o aspecto econmico e de

manuteno da edificao.

Os elevados padres de qualidade do ar em determinadas unidades funcionais

hospitalares tornam indispensvel o uso quase sempre ininterrupto de equipamentos

de ar condicionado, quesito amplamente regulamentado no Brasil, destacando-se a

Resoluo de Diretoria Colegiada RDC n 50, de 21 de fevereiro de 2002, de

carter normativo, que dispe sobre o Regulamento Tcnico para planejamento,

programao, elaborao e avaliao de projetos fsicos de estabelecimentos

assistenciais de sade e a Norma Brasileira NBR 7256: tratamento de ar em

estabelecimentos assistenciais de sade (EAS) Requisitos para projeto eexecuo das instalaes.

Em acrscimo, segundo dados da Eletrobrs (2008a), 12,5% dos custos totais

operacionais do setor hospitalar so com energia eltrica, bem como do total da

demanda por eletricidade em hospitais, 30% so devidos aos sistemas de

climatizao artificial.

Desse modo, diretrizes de projeto que possibilitem reduzir a carga trmica em

ambientes hospitalares climatizados artificialmente, de modo a diminuir a carga

necessria para arrefecimento do ar, certamente representaro uma significativa

contribuio para a eficincia energtica de toda a edificao.

O bloco cirrgico, existente em todos os hospitais contemplados durante a etapa de

coleta de dados em campo, apresentou vantagens para a realizao de anlisecomparativa entre unidades, tendo em vista a similaridade observada de fluxos e

atividades, equipamentos e sistemas de iluminao e de climatizao artificial.

Um projeto arquitetnico que considere as condies bioclimticas locais, alm de

proporcionar maior economia de energia, contribuir para garantir conforto

ambiental, o qual est associado a efeitos positivos na sade dos usurios e na

produtividade dos trabalhadores na edificao, quesitos essenciais para o edifcio

hospitalar, voltado para a assistncia sade do homem.


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27

1.5 Estrutura da dissertao

A dissertao apresentada divide-se em cinco captulos.

O captulo 1 trata da introduo ao tema abordado, objetivos, metodologia de

pesquisa e justificativa quanto escolha do tema.

No captulo 2 verificada a evoluo histrica que resultou na configurao fsica e

funcional do edifcio hospitalar como hoje o conhecemos, bem como identificam-se

as unidades funcionais e ambientes em que atualmente exige-se o uso exclusivo dear condicionado. Em seguida trata-se da gerao e consumo de energia eltrica no

Brasil, com ateno distribuio da demanda energtica em hospitais. So

consideradas ainda as iniciativas nacionais por eficincia energtica, bem como os

fatores que contribuem para a economia de energia no ambiente construdo.

Finalmente, estabelecem-se alguns conceitos bsicos do comportamento trmico de

edificaes, fundamentais para a anlise crtica de dados obtidos atravs de

simulaes.

O captulo 3 contempla a primeira etapa de estudos de caso, que corresponde s

visitas realizadas em campo. Apresentam-se os dados coletados atravs de fotos,

projetos ou levantamentos cadastrais, tabelas e grficos. Ao final deste captulo

realiza-se uma anlise comparativa entre as unidades visitadas, com vistas a

escolher aquela com o maior potencial de diminuio do consumo energtico com ar

condicionado.

O captulo 4, por sua vez, trata da segunda etapa de estudos de caso. Aps uma

breve introduo ao software utilizado, apresenta-se a descrio detalhada das

diretrizes de modelagem e de fornecimento de dados de entrada ao programa

computacional. Em seguida passa-se anlise dos resultados obtidos atravs das

simulaes realizadas.

O captulo 5 contempla as consideraes finais da pesquisa.


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FUNDAMENTAO TERICA


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2. FUNDAMENTAO TERICA

Neste item apresenta-se a reviso documental e bibliogrfica realizada para o

adequado desenvolvimento da pesquisa proposta. Inicialmente aborda-se o histrico

da conformao do edifcio hospitalar. Em seguida, verificam-se as caractersticas

de produo e consumo de energia eltrica no Brasil, com nfase no setor

edificaes, em especial hospitais. Estabelecem-se ainda conceitos gerais do

comportamento trmico de edificaes, necessrios s etapas de coleta de dados,simulaes e anlise dos resultados.

2.1 Histrico do edifcio hospitalar e consideraes sobre ohospital contemporneo

O desenvolvimento do estudo proposto sobre o edifcio hospitalar requer a

compreenso de sua conformao e das relaes que so estabelecidas no interior

desta complexa tipologia. Para que isso seja possvel, necessrio antes verificar a

evoluo que, em funo da histria do homem e da sua relao com o mundo,

resultou na configurao fsica e funcional do edifcio hospitalar como hoje o

conhecemos.

2.1.1Sobre a evoluo da ateno sade

A histria da medicina conta que desde os tempos mais remotos o homem procura

libertar-se da doena e do sofrimento e afugentar a morte iminente. Se os meios

eram ou no eficazes ou adequados aos fins a atingir, isso no altera a concluso


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31

de que, pelo menos em sua tendncia curativa, a medicina to antiga quanto a

humanidade (LYONS; PETRUCELLI, 1987).

Conforme ser exposto a seguir, as edificaes voltadas ao abrigo e tratamento dos

doentes configuram um ponto comum na gradativa evoluo da relao do homem

com a busca pela cura de suas enfermidades. A progressiva passagem do

misticismo aos aparatos mdico tecnolgicos com quais contamos atualmente foi

acompanhada pela evoluo do edifcio hospitalar, uma das mais complexas

tipologias da contemporaneidade.

2.1.1.1Idade Antiga: do culto aos deuses ao cristianismo primitivo

Durante a Idade Antiga, o homem assumiu inicialmente uma postura ligada ao

misticismo e busca da cura milagrosa de suas enfermidades, atravs dos deuses a

quem cultuavam. Com o passar do tempo, a necessidade de recuperar os soldados

romanos enfermos ou feridos para retornarem guerra, em conjunto com a

tradicional preocupao romana com a higiene pessoal e urbana, possivelmente

tornaram os mtodos curativos mais objetivos e clnicos, surgindo nesse momento

as primeiras edificaes voltadas especificamente ateno sade.

Segundo Antunes (1991), no sculo VI a.C. surgiu na Grcia o culto aAsclpio, deus

da medicina, ao qual foram edificados diversos templos, osAsklepieia, para onde se

dirigiam pessoas acometidas por doenas, na esperana de recuperar

milagrosamente sua sade. Silva (2000, p. 42) sublinha que tais templos foram os

primeiros estabelecimentos do mundo ocidental destinados recepo dos doentes

com vistas cura de doenas.

[...] os templos primavam pelo ambiente favorvel cura dosdoentes. Erigiam-se nas colinas ou nas fraldas das montanhasabrigadas contra os ventos malficos. Eram localizados ao lado das

florestas e de uma fonte de guas minerais, de termas ou, pelomenos, de gua purssima (INSTITUTO DE TCNICOS EM SADEE HOSPITAL, 1972, p.20).


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32

Silva (2000, p. 42) indica ainda que nesses templos era praticado o ritual do sono,

em que o doente era visitado em sonho por entidades que o curavam ou o instruam

sobre como obter a cura; deste modo, o doente no poderia ser considerado

paciente e sim agente de sua prpria cura. Antunes (1991) acrescenta que o

procedimento revelado era seguido risca, ainda que isso significasse conduzir o

doente morte.

Hipcrates (460-370 a.C.), segundo o Instituto de Tcnicos em Sade e Hospital

(1972, p. 26), descendente de asclepades, questionou tais fundamentos e

abandonou os antigos processos da cura miraculosa, assentando sobre o mtodo

indutivo, a inspeo e a observao, as bases da medicina atual, de que foifundador.

Os costumes gregos, baseados na crena popular e inicialmente desprovidos de

qualidades cientficas, foram adaptados em outras localidades, como o caso de

Alexandria, no Egito, onde foram construdos templos de Serapis, Isis-Serapieia e

Isieia, segundo o modelo dos Asclepieia gregos (INSTITUTO DE TCNICOS EM

SADE E HOSPITAL, 1972).

Segundo Filha; Monteiro (2003), os Asclpiagregos foram adotados tambm pela

civilizao romana, onde receberam denominao Esculpia. Antunes (1991) infere

que com o culto ao deus Esculpio,como era conhecidoAsclpio entre os latinos, a

partir do sculo III a.C., mdicos gregos comeam a se dirigir para esta regio. Ainda

segundo o autor, devido incompatibilidade entre suas atividades com os costumes

locais, onde a assistncia aos doentes tinha carter familiar e domstico, realizadapor meio de rituais, oraes, sacrifcios e oferendas, os mdicos gregos, em um

primeiro momento, no foram bem recebidos em Roma.

A atividade mdica, tal qual era encontrada na Grcia, foi absorvidapelos romanos e, durante sculos, os mdicos que atuavam noImprio Romano eram gregos, escravos ou libertos, pois o exerccioda medicina para o cidado romano era degradante (SILVA, 2000, p.48).

Com o passar do tempo, a resistncia figura do mdico pelos romanos foi

diminuindo. Em 46 a.C., devido especialmente a uma epidemia que vinha se


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33

propagando em Roma, o Imperador Jlio Csar concedeu a cidadania romana aos

mdicos que ali atuavam (ANTUNES, 1991; INSTITUTO DE TCNICOS EM SADE

E HOSPITAL, 1972; SILVA, 2000).

Antunes (1991) observa que os romanos cultuavam tambm a deusa Salus,

conservadora da sade, e tinham grande preocupao com cuidados sanitrios e de

higiene pblica, o que pode ser demonstrado pelas suas monumentais obras para

abastecimento de gua (os aquedutos), as canalizaes subterrneas para a

eliminao dos esgotos nos rios, drenagem de terrenos lodosos e escoamento das

guas pluviais, alm da construo de banhos pblicos ou termas e urinis pblicos

e outros costumes, como a cremao de cadveres.

Por se tratar de um imprio expansionista, Roma mantinha diversos acampamentos

militares. A preocupao com o cuidado dos soldados enfermos ou feridos levou

construo, entre os sculos I a.C. e I d.C., de edifcios chamadosValetudinrias

(nome derivado de Valetudo, sinnimo de deusa Salus). Desse modo, surgem em

Roma as primeiras instituies mdicas especificamente dedicadas ao abrigo e

tratamento de doentes, as quais podem ser consideradas precursoras do hospital noocidente (ANTUNES, 1991; SILVA, 2000).

O valetudinariumera uma espcie de hospital militar de campanha,destinado a acolher e tratar doentes e feridos, soldados em geral. Doponto de vista da localizao, interessante considerar que suaconstruo se dava ao longo das extensas estradas e sempreprximo s linhas de fronteira do imprio. Esses estabelecimentos,entretanto, nunca chegariam a beneficiar a todo o conjunto dapopulao em geral (SILVA, 2000, p. 42).

Caracterstica comum entre os templos da Idade Antiga, a preocupao com o local

de implantao permanece nas Valetudinrias romanas. A diferena parece estar

relacionada ao papel do stio onde o edifcio dever ser construdo com relao

funo da prpria edificao: anteriormente destinado a favorecer a cura milagrosa

das doenas, localizado prximo de vegetao, fontes de gua e boa ventilao, o

ambiente em que o templo era edificado participava do significado mgico da cura.

J a escolha do local para as Valetudinrias, por sua vez, est mais relacionada funcionalidade prtica da edificao, que era voltada ao pblico militar.


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Segundo Filha; Monteiro (2003), as Valetudinrias possuam cmodos dispostos em

volta de um ptio, os quais comportavam pequenos grupos de doentes cada um.

Escravos, lutadores e soldados romanos tinham sua assistncia garantida devido

sua utilidade para a sociedade da poca, fosse ela a guerra, o entretenimento ou o

trabalho. Salles (1971, p. 85) complementa que o tratamento dos soldados se dava

em face da observao corrente de que o moral das tropas era melhor quando

podiam contar com um servio adequado de assistncia mdica.

Como exemplo, Antunes (1991) cita o Valetudinarium de Vindonissa (FIGURA 1),

regio atualmente conhecida por Windisch, na Sua, construdo no sculo I d.C..

Segundo o autor, a edificao dispunha de dois blocos: um edifcio central quecontinha provavelmente a cozinha, refeitrio ou sala de estar, cercado por um ptio

interno que, por sua vez, era envolvido por um segundo bloco com as salas

destinadas a enfermos, administrao, cirurgias, farmcia e um saguo de entrada.

FIGURA 1 - Plano da construo do Valetudinariumde Vindonissa. Detalhe:disposio das salas para enfermos.

Fonte: ANTUNES, 1991, p.35.


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Antunes (1991) observa que os cuidados dedicados ao restante da populao

surgiram alguns sculos adiante, especificamente a partir do sculo IV d.C., desta

vez devido ao advento dos ideais de caridade do cristianismo.

Nesse momento ocorre uma mudana de objetivo e de significado das edificaes

voltadas ao cuidado dos doentes. O clero eminente buscava, por meio da caridade,

o perdo dos seus pecados. Devido a esse objetivo maior, era oferecido abrigo

para os viajantes e todo tipo de assistncia aos pobres, doentes e necessitados.

Nesse contexto, a cura das enfermidades se torna mais uma consequncia dos

diversos cuidados dispensados que um objetivo a ser atingido.

Segundo Sampaio (2005) e Filha; Monteiro (2003), o termo hospital deriva da

palavra hospitalidade, do latim hospitalis, derivado de hospes (hspede, estrangeiro,

viajante, peregrino, conviva), significando o que hospeda, e no o que tem por

objetivo o tratamento.

Quando se estuda a raiz latinahospitalisda palavra hospital, quesignifica relativo aos hspedes, hospitaleiro, percebe-se claramente

a que fim se destinou, por sculos, a instituio. Associada (sic) ahospitalis, h, ainda, outros vocbulos: hospitalia, quartos parahspedes e hospitium, hospitalidade, aposento destinado a umhspede, pousada, agasalho, teto hospitaleiro" (SILVA, 2000, p. 41).

Antunes (1991) e Silva (2000) diferenciam os estabelecimentos que comeam a ser

implantados nessa poca entre os chamados Lobotrophia, que recebiam doentes

sem esperana de cura, buscando diminuir seu sofrimento, para onde se dirigiam

tambm os leprosos; os Xenodochia, posteriormente chamados de Hospitium, que

serviam de refgio e abrigo para peregrinos, os quais raramente estariam sadios,

aps as longas e sofridas caminhadas; e os Nosocomia, que mais se assemelhavam

ao que hoje chamamos hospital, e recebiam doentes em geral.

Silva (2000) inclui neste grupo tambm os brephotropia, para crianas rejeitadas

pelos pais; os orphanotrophia, para rfos; gerontodochia, para idosos; e os

ptocotrophiapara pobres e desamparados.


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2.1.1.2Idade Mdia: a relao entre a Igreja e a ateno s doenas

Durante a Idade Mdia, os ideais da caridade crist nortearam a ateno aos

doentes. Inicialmente, h um abandono das prticas mdicas da antiguidade,

suprimidas pela crena na orao em busca da cura da alma, antes da do corpo. Em

um momento posterior, com o aumento da populao residente nas cidades

europeias, os conhecimentos mdicos passam a ser utilizados em conjunto

religiosidade dominante. O termo Nosocomia ento substitudo pela denominao

Hospital. Ao fim da Idade Mdia, o paradigma da caridade crist em busca do

perdo dos pecados sobrepujado pela necessidade de excluso de grupospopulacionais considerados indesejveis.

Durante este perodo histrico, as enfermidades eram consideradas castigos divinos,

e os doentes, por sua vez, conforme observa Sampaio (2005), aguardavam a morte

ou a cura de modo resignado, ou pacientemente, o que originou o termo pacienteao

se referir a pessoas em tratamento mdico. Segundo Salles (1971, p. 85), o

Cristianismo, inspirado no conceito da caridade, impunhaaos fiis a obrigao deminorar os sofrimentos alheios, mesmo custa de sacrifcios pessoais. Nesse

contexto, hospitais passam a ser construdos junto aos mosteiros, onde eram

recebidos feridos e doentes.

Filha; Monteiro (2003, p. 353), caracterizam o hospital desse momento histrico

como um local que no era destinado cura do corpo, e sim salvao da alma.

Antunes (1991) complementa que devido crena de que as enfermidades setratavam de castigos divinos e que a sua cura dependia mais do arrependimento dos

pecados e de orao que de medicamentos, a prtica dos conhecimentos mdicos

da antiguidade passou a ser considerada uma atitude hertica.

O incio das Cruzadas2 e o grande nmero de peregrinaes de penitentes delas

decorrentes, bem como o fenmeno do xodo rural ocorrido nesta poca, devido ao

desenvolvimento de uma burguesia urbana, tiveram como consequncia o aumento

2 Incurses de cunho militar e religioso a partir do sculo XI, consideradas um dos marcos quedelimitam o incio da Baixa Idade Mdia (ANTUNES, 1991, p. 61).


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acentuado da populao de necessitados dentro das cidades europeias. Com isso,

as instituies de abrigo e tratamento dos doentes passaram a ter maior importncia

na vida urbana, aumentando em nmero e tamanho por todo o continente europeu

(ANTUNES, 1991).

A partir do sculo IV d.C., com o surgimento de Doutrinas e Ordens religiosas

abertas aplicao dos conhecimentos mdicos e cientficos conjugados religio,

foram fundados grandes mosteiros onde era oferecido cuidado aos doentes, anexos

aos quais foram muitas vezes construdos um Nosocomium ou um Xenodochium

(ANTUNES, 1991).

Ainda segundo Antunes (1991), em 816, durante o Conclio de Aachen, o termo

grego Nosokhomeion foi traduzido para o latim como Hospitalis Pauperum e sua

construo nas dioceses e conventos passou a ser obrigatria. Nesta mesma poca,

o termo hospciopassou a ser usado no lugar de Xenodochia. Filha; Monteiro (2003,

p. 353) complementam que essas construes medievais eram semelhantes s

naves de igreja, com um altar estrategicamente localizado de modo a ser

obrigatoriamente observado a partir do leito do doente.

Entre os fatores que auxiliaram a expanso hospitalar durante aIdade Mdia esto a determinao papal, que estabelecia o deverdos conventos e mosteiros de acolher enfermos e viajantes em geral,bem como a criao de novas ordens monsticas. [...] Cada um dosmosteiros deveria contar com acomodaes para os enfermos querecebiam, tambm, alimentao especial para que pudessemrecuperar suas foras. Pela primeira vez o termo hospital utilizadoem substituio a nosocomium (SILVA, 2000, p. 43).

Durante a Baixa Idade Mdia a lepra foi bastante comum entre a populao

europia. Por se tratar de uma enfermidade repulsiva sociedade da poca, que a

considerava consequncia de punio divina, os leprosos passaram a ser

segregados. Com esse objetivo foi criada uma nova tipologia de edificao de

ateno s doenas: os Leprosriosou Casas de Lzaro, para onde eram enviados

no somente os leprosos, mas portadores de quaisquer dermatites e doenas

visualmente repulsivas (ANTUNES, 1991).


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Segundo o Instituto de Tcnicos em Sade e Hospital (1972, p. 34), o problema da

lepra acelerou a construo hospitalar pela necessidade de defesa pblica

sanitria. Similarmente, Foucault (1979) observa que estas edificaes eram

instaladas nos arredores das cidades de modo a purificar o espao urbano.

A partir do sculo XIV, com a reduo da incidncia de lepra na populao europeia,

os Leprosrios diminuram em nmero, sendo muitos deles transformados em

hospcios e hospitais, contribuindo assim para a expanso de estabelecimentos

hospitalares pela Europa (ANTUNES, 1991).

Ao final do sculo 15 a Europa j dispunha de uma rede considervelde estabelecimentos hospitalares. Na Inglaterra, por exemplo,instalaram-se mais de 750, dos quais 216 para leprosos, ao longodos sculos 12 a 15. Paris contava com 40 hospitais em incios dosculo 14 e Florena tambm com 40 [...] (SILVA, 2000, p. 50).

Segundo o Instituto de Tcnicos em Sade e Hospital (1972), ao fim da Idade Mdia

os hospitais passaram gradualmente da hierarquia eclesistica administrao das

municipalidades. Conforme observam Antunes (1991) e Filha; Monteiro (2003), em

conjunto a essa mudana administrativa, intensifica-se a busca pela purificao doespao urbano, por meio da conteno de grupos populacionais considerados

perigosos, como mendigos, imigrantes e portadores de molstias contagiosas.

Desse modo, o carter assistencial dos hospitais se mantm, mas no com o

objetivo de praticar a piedade crist ou desenvolver as prticas mdicas, e sim com

foco na promoo de aes para proteo da populao saudvel.

[...] os estabelecimentos preservaram ainda seu carter deassistncia social, agora de interesse coletivo: albergue dos pobres;de doentes, tambm pobres, e de segmentos sociais consideradoscomo perigosos: os mendigos, os imigrantes e os portadores demolstias repulsivas ou contagiosas (SILVA, 2000, p. 44).

2.1.1.3A Idade Moderna: o hospital para busca da cura

No sculo XVI, durante o Renascimento, observado um novo aumento no nmerode habitantes nas cidades europeias. Desse modo, eleva-se tambm o contingente


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de grupos populacionais considerados perigos

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Dissertacao Clarissa c Campos