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ANLISE TIPOLGICA DE EDIFCIOS RESIDENCIAIS
VERTICAIS A LUZ DO RTQ-R
MATOS, Juliana (1); PEDRINI, Aldomar (2); TINCO, Marcelo (3);
RUCK,
Alice (4) (1) UFSC, [email protected], (2) UFRN,
[email protected], (3) UFRN, [email protected],
(4) UFRN, [email protected]
RESUMO Esse artigo apresenta a avaliao do desempenho termo
energtico da envoltria de edifcios residenciais
verticais no municpio de Natal/RN, com enfoque na influncia de
caractersticas primrias. Foram
adotados os seguintes procedimentos metodolgicos: i) pesquisa
bibliogrfica sobre o tema investigado;
ii) pesquisa documental realizada nos arquivos de empresas
construtoras; iii) levantamento de 22 (vinte e
dois) edifcios construdos entre 2005 e 2010; iv) elaborao de
modelos de anlise com base nas
caractersticas tipolgicas e construtivas recorrentes; e v)
classificao do nvel de eficincia energtica
da envoltria dos modelos (etiquetagem), utilizando como
ferramenta o mtodo prescritivo do
Regulamento Tcnico de Qualidade para o Nvel de Eficincia
Energtica de Edificaes Residenciais -
RTQ-R (BRASIL, 2012). A partir da elaborao dos modelos de anlise
foi possvel traar um perfil atual
do universo dos edifcios residenciais verticais em Natal. Ao
analisar estudos sobre esta tipologia em
outras localidades, verificou-se que no existem diferenas
considerveis nas escolhas projetuais para este
tipo de edifcio, apesar da diversidade climtica brasileira.
Predomina a cpia de solues utilizadas nas
regies Sul e Sudeste. A partir da etiquetagem dos modelos de
anlise, verificou-se a inadequao dos
edifcios locais devido ao baixo desempenho termo-energtico de
suas envoltrias. A partir da anlise
qualitativa dos resultados foi possvel identificar as tipologias
com melhor desempenho de acordo com a
metodologia prescritiva do RTQ-R. Algumas dessas solues, no
entanto, mostraram-se contraditrias em
relao s recomendaes consagradas nas abordagens tericas relativas
ao conforto ambiental para este
clima. Este resultado de pesquisa indica a necessidade de reviso
e aperfeioamento do mtodo
prescritivo do RTQ-R, alm da urgncia de desenvolver e incentivar
a adoo de solues voltadas para o
clima e cultura construtiva locais.
Palavras-chave: eficincia energtica, RTQ-R, edifcios
residenciais verticais.
ABSTRACT
This article presents thethermo-energetic evaluation of the
envelope of vertical residential buildings in
the city of Natal/RN, focusing on the influences of the primary
characteristics. The following
methodological procedures have been adopted: i) bibliographic
research about the subject matter; ii)
documental research performed on real estate developer
companies; iii) collection of data regarding 22
(twenty-two) buildings developed between 2005 and 2010; iv)
elaboration of analysis models based on
recurrent typological and constructive characteristics; and v)
classification of the energy efficiency level
of the analysis models envelopes (labeling), using the
prescriptive method of the Technical Regulation on the Quality
Level of Energy Efficiency of Residential Building - RTQ-R (BRASIL,
2012). Based on the
elaboration of analysis models, it was possible to create a
current profile of the vertical residential
buildings universe in Natal. The analysis of studies about this
typology, on its turn, led to the verification that there are no
considerable differences between the projectual choices for this
kind of building, despite
the Brazilian climatic diversity: the predominant solutions turn
out to be the copy of the ones for the
South and Southeast of Brazil. From the labeling of the analysis
models, it was identified that the local
buildings were inadequate due to the low thermo-energetic
performance of its envelopes. Based on the
qualitative analysis of the results, it was possible to identify
the typologies with better performance in
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anacuperTypewritten
Texthttp://doi.org/10.17012/entac2014.386
anacuperTypewritten Text
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accordance with the prescriptive method of RTQ-R. Some of these
solutions, however, have shown
contradictions in relation to the main recommendations of
theoretical approaches about the
environmental comfort related to this climate. This researchs
results indicate the need for revision and enhancement of the RTQ-R
prescriptive method, besides the urgent need to develop and
stimulate the
adoption of solutions adapted to the climate and local
construction culture.
Keywords: Energetic efficiency, RTQ-R, vertical residential
buildings.
1 INTRODUO
Com o advento da energia eltrica e o desenvolvimento de novas
tecnologias a partir do
final do sculo XIX, a envoltria do edifcio perdeu sua funo de
regulador trmico,
passando-a aos sistemas artificiais de condicionamento trmico e
iluminao. Assim, o
arquiteto deixou de utilizar o clima local a seu favor, o que
resultou em enormes
prejuzos econmicos e ambientais. A produo de energia necessria
para suprir as
novas demandas passou a ser a causa de grande parte dos
problemas ecolgicos atuais.
Hoje, a busca pelo conforto ambiental associado necessidade de
economizar energia
impe a adoo de estratgias projetuais eficientes. Estas
estratgias devem possuir
estreita relao com o clima local e ser definidas na fase do
projeto, pois nesta etapa
que as solues so adotadas e os materiais e tcnicas
especificados. De acordo com
Carvalho e Sposto (2014), o projeto o elemento indutor da
racionalizao da construo, da qualidade do produto final e da sua
sustentabilidade.
Os instrumentos legais votados para o desempenho energtico em
edificaes so
essenciais para a consolidao destas estratgias. Eles podem
existir na forma de
cdigos, tais como guias, normas, leis, protocolos, recomendaes e
regulamentos ou na
forma de certificaes ou sistemas de etiquetagem (SANTOS &
SOUZA, 2008).
No Brasil, o desenvolvimento destes instrumentos foi
impulsionado pela crise
energtica de 2001, que levou promulgao da Lei n 10.295 de 2001,
que dispe
sobre a Poltica Nacional de Conservao e Uso Racional de Energia
e do Decreto 4.059
de 2001 que a regulamenta. Esta legislao alavancou uma srie de
iniciativas, entre
elas, o lanamento do Regulamento Tcnico da Qualidade do Nvel de
Eficincia
Energtica de Edifcios Comerciais, de Servios e Pblicos (RTQ-C) e
do Regulamento
Tcnico da Qualidade do Nvel de Eficincia Energtica de Edifcios
Residenciais
(BRASIL, 2010) atravs do Programa Nacional de Eficincia
Energtica em
Edificaes (Procel-Edifica), lanado pela Eletrobrs/Procel.
Este artigo apresenta os resultados obtidos na dissertao de
mestrado desenvolvida por
Matos (2012), cujo objetivo foi analisar a tendncia de
desempenho de caractersticas
tipolgicas na classificao do nvel de eficincia energtica da
envoltria de edifcios
residenciais verticais localizados em Natal/RN, segundo o mtodo
prescritivo do
Regulamento Tcnico da Qualidade do Nvel de Eficincia Energtica
de Edifcios
Residenciais (RTQ-R).
2 MTODO PRESCRITIVO DO RTQ-R
O RTQ-R, assim como o RTQ-C, apresenta parmetros e mtodos para a
classificao
de edificaes quanto ao nvel de eficincia energtica e para a
obteno da Etiqueta
Nacional de Conservao de Energia (ENCE). No RTQ-R a ENCE pode
ser obtida para:
a) unidades habitacionais autnomas (UHs) ou edificaes
unifamiliares; b) edificaes
multifamiliares; e c) reas de uso comum de edificaes
multifamiliares ou de
condomnios residenciais. As figuras 1 a 3 apresenta exemplos de
ENCEs.
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Nas unidades habitacionais autnomas e edificaes unifamiliares a
classificao se
baseia na avaliao do desempenho trmico da envoltria e na
eficincia do sistema de
aquecimento de gua, podendo a pontuao final ser acrescida de
bonificaes. As
edificaes multifamiliares so classificadas a partir da ponderao
da avaliao de suas
unidades habitacionais autnomas constituintes. O RTQ-R
estabelece, para edificaes
multifamiliares como pr-requisito geral para os nveis A ou B, a
medio
individualizada de eletricidade e da gua das unidades
habitacionais autnomas, exceto
em edificaes construdas antes da publicao do regulamento.
O RTQ-R apresenta dois mtodos de classificao: o mtodo
prescritivo e o mtodo de
simulao computacional. No mtodo prescritivo, o desempenho da UH
determinado
a partir da pontuao total obtida atravs de uma equao matemtica
que relaciona o
desempenho termo-energtico da envoltria ao desempenho do sistema
de aquecimento
de gua, podendo incluir bonificaes.
O desempenho da envoltria, indicado pela varivel EqNumEnv, se
relaciona
avaliao do projeto arquitetnico e seu rebatimento no desempenho
trmico da
edificao. Esta varivel estabelecida a partir da ponderao dos
EqNumEnvAmb
(equivalente numrico da envoltria de cada ambiente de permanncia
prolongada) por
suas respectivas reas teis. O EqNumEnvAmb para as zonas
bioclimticas 5 e 8
estabelecido a partir do clculo do indicador de graus-hora de
resfriamento (GHr),
atravs de uma equao especfica para estas regies. Observa-se que
no considerado
o consumo energtico para aquecimento nestas zonas. O mtodo
prescritivo tambm
estipula pr-requisitos que devem ser atendidos por ambiente e
seu no atendimento
implica na classificao E da unidade habitacional autnoma. Os
pr-requisitos relacionados envoltria so definidos por Zona
Bioclimtica (ABNT, 2005) e se
referem s transmitncias e absortncias trmicas das paredes
externas e coberturas, e s
condies das aberturas para ventilao e iluminao naturais.
3 PROCEDIMENTOS METODOLGICOS
O mtodo utilizado se divide em quatro etapas principais: a)
seleo de edifcios
estudados; b) levantamento de caractersticas tipolgicas e
construtivas; c) formulao
de modelos de anlise; e d) diagnstico e anlise qualitativa.
3.1 Seleo de edifcios estudados
Com base na quantidade de empreendimentos lanados por ano entre
2005 e 2010,
foram identificadas as empresas construtoras que mais se
destacaram no setor
residencial de Natal/RN. Foram, ento, selecionados 22 edifcios
residenciais
construdos neste perodo em funo da disponibilidade destas
empresas em fornecer o
material necessrio coleta de dados.
3.2 Levantamento de caractersticas tipolgicas e construtivas
De acordo com Carlo (2008), os parmetros relacionados eficincia
energtica em
edificaes podem ser classificados em dois grupos: as
caractersticas primrias,
referentes forma, s dimenses, ao tipo de condicionamento de ar,
s cargas internas e
ao padro de uso; e as caractersticas secundrias, que se
relacionam s caractersticas
construtivas como a absortncia solar, a transmitncia e a
capacidade trmica das
superfcies, o coeficiente de sombreamento e o fator solar dos
elementos translcidos.
As caractersticas primrias levantadas se referem, portanto,
forma, as dimenses e o
nmero e distribuio em planta dos ambientes na unidade
habitacional e das unidades
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habitacionais no pavimento tipo. A partir destas foram
identificadas tipologias
predominantes na amostra de edifcios estudada. As caractersticas
secundrias, por sua
vez, tm como enfoque os aspectos construtivos da envoltria
destes. Estes dados foram
coletados atravs da pesquisa documental, que incluiu projetos
arquitetnicos,
memoriais descritivos e materiais publicitrios disponibilizados
pelas construtoras.
Foram realizadas, ainda, medies in loco e entrevistas com os
projetistas.
3.3 Formulao dos modelos de anlise
Os modelos de anlise consistem em prottipos virtuais de
pavimentos tipo
representativos das tipologias formais identificadas. Foram
atribudos os mesmos
valores s variveis relacionadas s caractersticas construtivas em
todos os modelos,
tendo em vista que se buscou investigar apenas a influncia das
variveis primrias no
desempenho da envoltria destes modelos.
3.4 Diagnstico e anlise qualitativas
Os modelos de anlise foram submetidos ao mtodo prescritivo do
RTQ-R. Foi utilizada
a planilha desenvolvida pelo Laboratrio de Eficincia Energtica
em Edificaes da
Universidade Federal de Santa Catarina (LabEEE/UFSC) como
ferramenta de auxlio.
Desta forma foram identificadas quais tipologias apresentavam
melhor desempenho
segundo esta metodologia. Posteriormente foram propostas algumas
modificaes nos
modelos de forma a identificar possveis melhorias.
4 ANLISE DE RESULTADOS
Foram elaborados seis modelos de anlise. Os modelos 1, 3 e 5
possuem,
respectivamente, 2, 3 e 4 UHs por pavimento e formato retangular
alongado. Os
modelos 2, 4 e 6 tambm possuem 2, 3 e 4 UHs, mas possuem forma
mais compacta
aproximada do quadrado. O programa de necessidades foi
determinado atravs da
anlise estatstica dos edifcios levantados (Figuras 4 a 9).
Foi observado que os edifcios construdos em Natal seguem modelos
adotados para
outros climas, apresentando caractersticas divergentes das
recomendaes projetuais
para o clima quente e mido. Assim, predominam as tipologias
formais compactas e
orientadas para o Leste, em detrimento ao que aponta a maioria
dos autores estudados,
alm da utilizao de grandes janelas envidraadas sem proteo
solar.
Os modelos com forma retangular alongada permitem a orientao
favorvel de todas as
unidades habitacionais em relao insolao e ventilao natural. Por
outro lado,
possuem alto percentual de rea de parede externa. Os modelos
mais compactos, por por
sua vez, possuem menos rea de parede externa, mas implica em
unidades habitacionais
voltadas para direes opostas, impedindo que todas sejam
orientadas da forma mais
favorvel.
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Figura 4 Modelos de anlise 1 Figura 5 Modelos de anlise 2
Fonte: MATOS (2012). Fonte: MATOS (2012).
Figura 6 Modelos de anlise 3 Figura 7 Modelos de anlise 4
Fonte: MATOS (2012). Fonte: MATOS (2012).
Figura 8 Modelos de anlise 5 Figura 9 Modelos de anlise 6
Fonte: MATOS (2012). Fonte: MATOS (2012).
Em todos os modelos o binrio Pil foi considerado nulo. Para a
transmitncia trmica e
a absortncia das paredes adotada foram adotados os valores 2,43
W/mK e 0,2
(adimensional). A capacidade trmica das paredes foi de 200 kJ/mK
e das coberturas
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nula (pois no h contato desta com o exterior). Foi adotado 2W/mK
para a
transmitncia da cobertura e 0,2 para a absortncia. O fator de
ventilao adotado foi de
0,5 e o percentual de abertura e de sombreamento de 45% (BRASIL,
2010b). Estes
valores correspondem aos materiais predominantemente
identificados nos edifcios
levantados.
Para efeito de clculo foram considerados atendidos todos os
pr-requisitos
estabelecidos pelo RTQ-R. Adotou-se a orientao Leste, tento em
vista que esta foi
verificada na maioria dos edifcios estudados (O RTQ-R considera
apenas as
orientaes Norte, Sul, Leste e Oeste). Foi ento calculado o GHr
para cada ambiente de
permanncia prolongada de cada modelo de anlise. A Tabela 4
apresenta, como
exemplo, os valores de GHr obtidos para o modelo 2 e seus
respectivos equivalentes
numricos, verificados na Tabela 3. O quadro 1, por sua vez,
compara os valores de
EqNumEnvAmb obtidos para os ambientes em todos os modelos de
anlise, bem como
os EqNumEnv obtidos para a suas respectivas UHs.
Tabela 4 GHr e EqNumEnvAmb por ambiente da UH2A e UH2B
Ambiente
UH2A UH2B
Imagem GHR
(C.h)
EqNum
EnvAmb
GHR
(C.h)
EqNum
EnvAmb
Sala 5311 4 5311 4
Quarto 1 6356 4 8825 3
Quarto 2 8430 3 6586 4
Sute 1 10565 3 8824 3
Sute 2 9177 3 7436 4
Q. de servio 12780 2 13883 2
Fonte: MATOS (2012).
Quadro 1 Comparao entre os desempenhos dos modelos de
anlise.
Modelo Classificao Modelo Classificao
1
2
3
4
653
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5
6
Fonte: MATOS (2012).
Com base nos resultados obtidos, concluiu-se que a forma e a
orientao do pavimento,
o nmero e a orientao das paredes externas e aberturas, bem como
o sombreamento
destas e a distribuio espacial dos ambientes na planta do
apartamento so
caractersticas com grande influncia sobre o desempenho da
envoltria das unidades
habitacionais e tambm com considervel potencial de melhoramento.
Percebeu-se
tambm que detalhes como o nmero de paredes externas, a princpio
considerados
irrelevantes, podem comprometer a classificao no mtodo
prescritivo.
Observa-se que, como o nmero de paredes externas teve grande
influncia nestes
resultados, e est diretamente relacionado compacidade do
pavimento, do ponto de
vista do RTQ-R, os modelos mais compactos so mais passveis de
obteno de
classificaes mais altas do que os modelos mais alongados, em
detrimento das
principais recomendaes para o clima quente e mido de acordo com
os diversos
autores estudados (PEDRINI E LAMBERTS, 2003).
Mesmo que alguns destes autores afirmem que uma envoltria bem
planejada
pode tornar edifcios compactos adequados ao clima em questo,
aponta-se para a
possibilidade de que, ao considerar praticamente apenas o nmero
de paredes externas
no ambiente, sem levar em conta a sua rea, o regulamento pode
vir a estimular esta
soluo que, do ponto de vista da ventilao natural, compromete
parte das unidades
habitacionais, j que as tipologias alongadas tendem a apresentar
maior nmero de
paredes externa.
Por outro lado, algumas estratgias precisam ser melhor
enfatizadas, como a
priorizao da orientao Sul e Sudeste em detrimento orientao
Leste, mais utilizada
em Natal, e a promoo do uso do sombreamento nas aberturas, tendo
em vista que
numa cidade com altos ndices de insolao, no cabe a construo de
edifcios com
grandes aberturas envidraadas sem protees solares, conforme
indicaram os
resultados das anlises da envoltria. Estas solues so, a priori,
direcionadas para o
incremento da eficincia energtica e do conforto ambiental dos
usurios. No entanto,
foram identificadas algumas peculiaridades nos resultados
fornecidos pelo mtodo
prescritivo que, consideradas limitaes ou no, podem ser
trabalhadas para a obteno
de nveis mais altos de eficincia.
Um exemplo a forma como a equao responde ao nmero de paredes
externas. Independentemente da rea que esta parede ocupe, o nvel
de eficincia do
ambiente avaliado diminui. Assim, mesmo que na prtica a
existncia de uma parede
externa de dimenses muito reduzidas no provoque nenhum impacto
no desempenho
do ambiente, a eliminao desta parede pode melhorar
consideravelmente a sua
classificao na aplicao do mtodo prescritivo.
Considerando estas questes, foram propostas as seguintes
modificaes nos
modelos de anlise, com vistas obteno de nveis mais altos de
eficincia da
envoltria dos ambientes de permanncia prolongada atravs do mtodo
prescritivo do
RTQ-R:
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Orientao da fachada principal do edifcio preferivelmente para o
Sul e Sudeste, com o devido sombreamento;
Redistribuio de ambientes na planta baixa para minimizar o nmero
de paredes externas nos ambientes de permanncia prolongada;
Utilizao de dispositivos de proteo solar nas aberturas em
atendimento s exigncias de sombreamento para cada orientao;
Utilizao consciente de recuos e salincias no permetro do
pavimento para que se tome partido do sombreamento vertical, sem
implicar no aumento de paredes
externas nos ambientes de permanncia prolongada;
Adoo de aberturas maiores nas tipologias que no atenderam aos
pr-requisitos de ventilao e iluminao natural do mtodo prescritivo
do RTQ-R;
Utilizao de uma segunda abertura em ambientes de permanncia
prolongada com mais de uma parede externa, contanto que no esteja
voltada para o Oeste.
A adoo de uma ou mais medidas citadas foi suficiente para
mitigar os
problemas identificados na fase de diagnstico e resultou no
aumento da classificao
em um ou dois nveis nos ambientes. Assim, grande parte das
unidades habitacionais,
que haviam obtido classificao C da forma como os modelos de
anlise haviam sido
elaborados, passou para o nvel B. Em um nmero menor, mas
considervel, algumas
atingiram o nvel A.
5 CONCLUSES OU CONSIDERAES FINAIS
Considera-se que os resultados finais apresentaram abordagens
que podem contribuir
para revises da equao. Como as variveis que apresentaram
inconsistncias so
importantes em projetos localizados na zona bioclimtica em
questo, certamente
merecem uma reviso.
Apesar das limitaes apontadas, a implementao do RTQ-R, atravs
do
estabelecimento de nveis mnimos de eficincia energtica, dever,
em mdio e longo
prazo, contribuir para retirar do mercado edifcios residenciais
energeticamente
ineficientes e promover a construo de edificaes adequadas s
especificidades
climticas regionais. Quando o regulamento tiver aplicao
compulsria, o avano
tecnolgico necessrio para atender s suas determinaes dever
promover o
desenvolvimento de pesquisas direcionadas para o tema, bem como
transformaes no
mercado.
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