Mensuração da Eficiência Energética da Envoltória do ... · dispõe sobre a Política Nacional de Conservação e Uso Racional de Energia, e dá outras providências, estabelecendo

Mensuração da Eficiência Energética da Envoltória do Edifício da Faculdade de Estudos Sociais Aplicados -

FA/UNB: Utilização do Método Prescritivo e da Plataforma BIM Dezembro/2013

ISSN 2179-5568 – Revista Especialize On-line IPOG - Goiânia - 6ª Edição nº 006 Vol.01/2013 –dezembro/2013

Mensuração da Eficiência Energética da Envoltória do Edifício da

Faculdade de Estudos Sociais Aplicados - FA/UNB:

Utilização do Método Prescritivo e da Plataforma BIM

Luma Cordeiro Costa – [email protected]

Curso de pós-graduação lato sensu em Iluminação e Design de Interiores

Instituto de Pós-Graduação - IPOG

Brasília, DF, 3 de outubro de 2012

Resumo

Esse artigo demonstra o potencial da tecnologia BIM na obtenção de dados necessários para a

classificação do nível de eficiência energética da envoltória da Faculdade de Estudos Sociais

Aplicados – FA no Campus Darcy Ribeiro da UnB em Brasília-DF, pelo método prescritivo. A

utilização da ferramenta BIM, Revit 2013 visa à otimização da etiquetagem, onde as

informações necessárias são exportadas para um banco de dados, e posteriormente inseridas no

programa webprescritivo do Labeee, que indica o nível de eficiência energética da envoltória.

Os resultados demonstram que a utilização da tecnologia BIM reduz o tempo e pode ser

facilmente integrado no processo projetual. A avaliação do nível de eficiência energética da

edificação não é conclusiva, já que a etiqueta “C”, determinada pelo método prescritivo

questiona a morfologia da envoltória do edifício e, principalmente, a interpretação do

regulamento RTQ-C quanto às exceções em que se encaixam o edifício, necessitando da

continuidade da pesquisa por meio de outros métodos de comparação e simulação.

Palavras-chave: Tecnologia BIM. Eficiência Energética. Etiquetagem. Envoltória. Método

Prescritivo.

1. Introdução

Os aspectos relacionados ao conforto ambiental condicionam a eficiência energética de um

edifício, contribuindo para o bom aproveitamento de recursos naturais e reduzindo desperdícios.

O aproveitamento de recursos naturais ilimitados, como a luz natural, se tornará cada vez mais

um pré-requisito para a implantação das edificações, garantindo maior conforto e eficiência

energética. (LAMBERTS, 2004)

Amorim (2007) descreve o papel da luz natural como critério de projeto para maior conforto

ambiental e eficiência energética utilizando o diagrama morfológico em projetos exemplares,

incluindo o edifício da Faculdade de Estudos Sociais Aplicados (FA), objeto de estudo do

presente trabalho. A avaliação da FA, evidenciou pontos positivos e também pontos passíveis de

serem otimizados, por meio do preenchimento do Diagrama. O edifício da FA proporciona bom

aproveitamento da luz natural devido a sua morfologia, que contempla um pátio interno e o

sobreamento das fachadas ocorre de maneira distinta em cada orientação.

A avaliação do nível de eficiência energética da envoltória da FA ocorrerá pelo método

prescritivo, estabelecida pelo Regulamento Técnico da Qualidade do Nível de Eficiência

Mensuração da Eficiência Energética da Envoltória do Edifício da Faculdade de Estudos Sociais Aplicados-



Energética de Edifícios Comerciais, de Serviços e Públicos (RTQ-C) e seus documentos

complementares. Segundo o Comitê Gestor de Indicadores e Níveis de Eficiência Energética

(2009) a etiquetagem de edificações será obrigatória nos próximos anos, visando o cumprindo

das atribuições prescritas na Lei 10.295/01 e contribuindo para que as edificações brasileiras

tornem-se energeticamente mais eficientes, mais confortáveis e mais sustentáveis.

A escolha do edifício foi motivada pelo estudo realizado por Amorim (2007) sobre o

aproveitamento da luz natural e eficiência energética do edifício da FA. A análise demonstrou a

influencia de suas características morfológicas na eficiência energética por meio do

preenchimento do Diagrama Morfológico e simulação computacional. A etiquetagem

apresentada neste trabalho considera a envoltória do edifício, considerando o diagrama

morfológico de AMORIM (2007).

A eficiência energética de um edifício é influenciada, principalmente, pelo invólucro da

edificação, já que grande parte das variáveis utilizadas para o cálculo está relacionada à

envoltória da edificação. A influência do desempenho energético possui relação direta com a

envoltória, já que as trocas de energia entre o exterior e o interior e o aproveitamento da

iluminação natural acontecem através da mesma. (Signor et al. 2001) A análise da FA

proporcionará a verificação da morfologia da edificação sem a presença de aspectos externos que

influenciariam no aproveitamento da iluminação natural, além da correlação com a análise

realizada por Amorim (2007).

A utilização de tecnologia BIM visa à otimização do processo de coleta de dados, além de

proporcionar o desenvolvimento e a continuidade da pesquisa devido à disponibilização do

arquivo do edifício, modelado com a ferramenta Revit 2013, ao acervo da Universidade de

Brasília. Além de permitir futuras análises ao edifício por diversos métodos, a ferramenta BIM

permite exportar dados para programas que os interpretam, acelerando o processo pelo método

prescritivo. (OLIVEIRA et al. 2011)

Os resultados obtidos pelo programa webprescritivo, disponível no site do Labeee, podem

reforçar, ou não, a influência das características morfológicas na eficiência energética da

edificação. Além da avaliação dos métodos e ferramentas utilizados será possível desenvolver ou

utilizar-se de outros métodos de análise em pesquisas futuras.

1.1. Conforto Ambiental e a Eficiência Energética

A arquitetura exerce influência na percepção, na execução de atividades, nas relações humanas e,

principalmente no conforto ambiental. O conforto ambiental influencia, não apenas em aspectos

relacionadas à visão e percepção, mas o que diz respeito aos processos fisiológicos, devido à

variação da luz natural ao longo do dia. Um ambiente preenchido por luz natural estimula não

apenas nossa percepção com relação à eficiência funcional, mas às nossas necessidades

biológicas. Nossa saúde, mental e física, é influenciada pela temperatura de cor proporcionada

pelas variações da luz. (MARTAU, 2009, p. 02)

Segundo FERNANDES (2010) os padrões mínimos de conforto ambiental incluem o conforto

térmico, luminoso e acústico e, condicionam a qualidade ambiental do edifício, com conceitos e

índices que se manifestam cada vez mais em normas e legislações, entretanto, necessitam ainda

do conhecimento de quais condições devem ser atingidas para o alcance deste conforto. Os




aspectos relacionados ao conforto ambiental são condicionados pela morfologia de um edifício,

que deve favorecer o aproveitamento da luz natural, reduzindo o consumo energético e

considerando os aspectos de maior impacto para a eficiência energética do mesmo.

Amorim (2007) descreve a utilização do diagrama morfológico para a análise de projetos

existentes ou como instrumento de projeto, compilando dados de uma visão de maior escala,

como o espaço urbano, até uma visão de menor escala, considerando o edifício e seu ambiente. O

desempenho energético é condicionado por aspectos ambientais e ocorre por meio da forma e

implantação da edificação. Um edifício com ambientes muito profundos reduz o aproveitamento

da iluminação natural no caso de edificações térreas e, no caso de edifícios com pátio interno, o

aproveitamento da luz natural ocorrem de maneira mais eficiente nos ambientes devido ao átrio.

A arquitetura contemporânea se depara com uma exigência que a insere em um importante papel

em busca da sustentabilidade, sua eficiência energética. Sua responsabilidade deve estar pautada

na busca de parâmetros relacionados com sua capacidade de responder as demandas, mantendo o

equilíbrio não apenas com o meio em que está inserida, mas ser coerente a uma visão sistêmica e

global referente à utilização consciente dos recursos naturais e equilíbrio do meio ambiente.

(Lamberts et al. 2007)

A disseminação dos conceitos sobre a utilização adequada dos recursos naturais foi motivada por

discussões no âmbito mundial de resolução de problemas que estruturavam o Relatório de

Brundtland em 1987, um incentivo para que a conscientização ambiental e ecológica entrasse

definitivamente na agenda dos cinco continentes foi iniciada com a Conferência das Nações

Unidas para o Meio Ambiente e Desenvolvimento, conhecida como Eco-92.

A aprovação da Lei 4.771/65, que modernizou o Código Florestal brasileiro, e da Lei

6.938/81 – que, ao instituir a Política Nacional do Meio Ambiente, criou o Sistema

Nacional do Meio Ambiente (Sisnama) e o Conselho Nacional do Meio Ambiente –,

foram marcos históricos desse processo, que ganhou força a partir da aprovação da

Constituição Federal de 1988 e da adesão do Brasil aos acordos aprovados na

Conferência da ONU sobre Meio Ambiente e Desenvolvimento, a Rio-92. (LIMA et al.,

2012)

A primeira iniciativa para promover a eficiência energética no Brasil foi motivada durante o

período entre 2001 e 2002, onde o Governo Federal teve que se organizar para reduzir 20% do

consumo em energia do país, devido a “Crise do Apagão” gerada pela junção da falta de

investimento em gestões anteriores e ausência de chuvas. A criação do plano de racionamento

tinha o objetivo de reduzir o consumo imediatamente, apagando cidades brasileiras por algumas

horas diárias, além de reeducar a população criando novos hábitos de consumo.

O DECRETO Nº 4.059, DE 19 DE DEZEMBRO DE 2001 regulamenta a Lei no 10.295/2001 e

dispõe sobre a Política Nacional de Conservação e Uso Racional de Energia, e dá outras

providências, estabelecendo os níveis máximos de consumo de energia, ou mínimos de eficiência

energética, de máquinas e aparelhos, bem como as edificações, estabelecidos com base em

indicadores técnicos e regulamentação específica. O Comitê Gestor de Indicadores e Níveis de

Eficiência Energética – CGIEE, instituído pelo decreto, além de elaborar planos de trabalho,

estabelecer o Programa de Metas, acompanhar e avaliar a regulamentação e fiscalização deve

deliberar sobre as proposições do Grupo Técnico para Eficientização de Energia em Edificações.

http://pt.wikipedia.org/wiki/Relat%C3%B3rio_de_Brundtland

http://pt.wikipedia.org/wiki/Relat%C3%B3rio_de_Brundtland

http://legislacao.planalto.gov.br/legisla/legislacao.nsf/Viw_Identificacao/DEC%204.059-2001?OpenDocument




Segundo NOGUEIRA et. al. (2010) o consumo geral de energia do conjunto que inclui

edificações residenciais, comerciais e públicas é responsável por aproximadamente 44,7% do

consumo de energia elétrica no Brasil. (Figura 1) O consumo de energia em edificações advém,

principalmente, da iluminação artificial e da climatização de ambientes, mas a valorização do

uso racional da energia pode ocorrer por meio de uma arquitetura bioclimática que opte por

tecnologias construtivas e morfologia que privilegiem a redução de gastos.

O percentual de consumo de energia das edificações residenciais, comerciais e públicas se

aproxima do setor da indústria alertando sobre a obrigatoriedade da redução do consumo devido

às medidas disponíveis na área da construção civil. (Figura 1)

Figura 1 - Consumo de Eletricidade por Setor

Fonte: Balanço Energético Anual (BEM) - Ministério de Minas e Energia 2007

O processo de etiquetagem de edificações no Brasil ocorre de forma distinta para edifícios

residenciais e para edifícios comerciais, de serviços e públicos, definindo a classificação do nível

de eficiência energética dos mesmos. O regulamento que determina a classificação do nível de

eficiência energética em edificações comerciais, de serviço e públicas foi publicada em 2009 e

revisada em 2010, ano em que também foi publicada a norma para classificação dos edifícios

residenciais.1

O Regulamento Técnico da Qualidade do Nível de Eficiência Energética de Edifícios

Comerciais, de Serviços e Público (RTQ-C), criado por meio de um convênio entre o Procel

Edifica/Eletrobras e o Laboratório de Eficiência Energética em Edificações - LabEEE, da

Universidade Federal de Santa Catarina, tem o objetivo de garantir um edifício de qualidade e

com maiores níveis de eficiência, permitindo a classificação de edifícios em três sistemas:

Envoltória, Iluminação e Condicionamento de Ar, incluindo as bonificações para os sistemas de

energia solar para aquecimento de água, uso racional de água, cogeração, dentre outros.

A análise da eficiência energética da envoltória pode ocorrer pelo método prescritivo, com o

Regulamento Técnico da Qualidade do Nível de Eficiência Energética de Edifícios Comerciais,

de Serviços e Públicos (RTQ-C), ou por simulação computacional, método mais completo para

qualquer análise do desempenho térmico e/ou energético do edifício.

1 Disponível em http://www.procelinfo.com.br, no dia 10 de setembro de 2012.

http://www.procelinfo.com.br/




Figura 2 - Modelo da Etiqueta Nacional de Conservação de Energia (ENCE) para edificações.

Fonte: Regulamento Técnico da Qualidade (RTQ-C)

A etiquetagem dos níveis de eficiência pode ocorrer de maneira completa ou parcial, um ou mais

sistemas individuais, onde a edificação pode possuir um desses níveis ou o nível geral da

edificação. A etiquetagem parcial e a completa alteram seu nível de eficiência através do

cumprimento de pré-requisitos obrigatórios e por bonificação na pontuação, visando incentivar o

uso de energia solar para aquecimento de água, uso racional de água, cogeração, dentre outros.

Segundo OLIVEIR et al.2011 a classificação do desempenho energético da envoltória, definida

pela norma, determina o Indicador de Consumo da Envoltória, associando-o a outras variáveis

arquitetônicas que produzem impacto sobre o consumo energético da edificação. A intensidade

relacionada à forma do edifício e a sua localização geográfica é definida a partir do Zoneamento

Bioclimático Brasileiro (RTQ-C, 2010). Os parâmetros para edificações de todas as zonas

bioclimáticas são:

Área de projeção do edifício (Ape) - m²

Área total de piso (Atot) - m²

Área da envoltória (Aenv) - m²

Área de projeção da cobertura (Apcob) - m²

Volume da edificação (Vtot) - m³

Fator de forma (FF) - Área da envoltória / Volume total

Fator de altura (FA) - Área de projeção da cobertura / Área total de piso

Ângulo vertical de sombreamento (AVS) - Graus

Ângulo horizontal de sombreamento (AHS) - Graus

Porcentual de abertura total das fachadas (PAFT)

Fator solar de elementos transparentes /translúcidos (FS)

Segundo Signor et al.(2001) a avaliação da envoltória se apresenta na maioria das análises sobre

eficiência energética de edificações e grande parte das variáveis utilizadas nas equações são




relacionadas à envoltória da edificação. Em qualquer edificação, as trocas de energia entre o

exterior e o interior acontecem através da envoltória do edifício, constituída por paredes, pisos e

coberturas em contato direto com o ambiente externo.

As principais variáveis da envoltória do edifício que influenciam no gasto energético estão

relacionadas à forma, implantação, aberturas, proteções solares, os materiais, etc. Estas variáveis,

por sua vez, irão impactar no conforto ambiental do edifício, considerando conforto térmico,

luminoso e sonoro. Devem, portanto, ser trabalhadas de forma a otimizar tanto o desempenho

energético quanto o conforto ambiental do edifício.” (FERNANDES, 2010)

O conceito de eficiência energética envolve muitas variáveis de um edifício, principalmente

relacionadas à sua envoltória, mas a orientação e implantação do projeto arquitetônico podem ser

limitadas por diversos fatores, o ideal e que sejam considerados de maneira a registrar as

condições e aspectos da edificação para a avaliação da eficiência energética pelo método

escolhido. (Lamberts et al. 2007)

A classificação será obrigatória nos próximos anos, mas a metodologia de elaboração de projetos

atuais não considera a coleta destes dados para a etiquetagem dos edifícios, gerando a

necessidade de reorganização dos elementos do projeto de acordo com da ferramenta utilizada

para elaboração do mesmo. No caso do sistema mais utilizado atualmente para elaboração de

projetos2, as camadas do desenho devem ser criadas em função da coleta de dados, demandando

mais tempo, já que os quantitativos dos projetos ocorrem manualmente e não consideram os

parâmetros da etiquetagem. Mesmo a ferramenta BIM necessita da organização de alguns

elementos do projeto baseada em grupos de “famílias” de elementos pré-configurados

renomeados em função da etiquetagem.

1.2. Tecnologia BIM

A tecnologia BIM vem sendo desenvolvida com o objetivo de atender as demandas na

elaboração, gerenciamento e autenticação de projetos de arquitetura e engenharias de construção,

proporcionando maior controle ao ciclo de implantação, execução, ocupação e manutenção. A

integração dos dados e elementos do projeto permite mensurar outros indicadores

imprescindíveis para o controle da execução, como custo, tempo e quantitativo, tornando-se

ferramenta insubstituível em um curto período. (OLIVEIRA et al. 2011) “Através de processos

integrados, é possível a tomada de decisões nas fases inicias de projeto de edificações que a

maximizam possíveis impactos positivos e a minimizam o custo de mudanças.” (OLIVEIRA et

al. apud AIA-CC, 2011)

O Revit Arquitectural versão 2013 é um software especializado em modelagem tridimensional

com tecnologia BIM, possibilitando a integração entre os elementos dentro de um mesmo projeto

e sua compatibilização e atualização automática, devido à parametrização do programa. A

integração proporciona agilidade e precisão da coleta de dados, fornecendo áreas, volumes e

quantidades automaticamente e, onde os dados estão integrados, permitindo a atualização

imediata das informações dos dados e vistas do projeto.

2 Sistema CAD, Computer Aided Design.




A tecnologia Revit é uma plataforma da Autodesk que usa tecnologia BIM (Building

Information Modelin)... permite que um único banco de dados central possua todas as

informações pertinentes ao projeto: desenhos, pespectivas, imagens e até dados sobre

dimensões, áreas, volumes e quantidades (JUSTI, Alexander; 2009)

A utilização de tecnologia BIM para desenvolvimento de projetos proporciona uma visão

tridimensional da obra permitindo melhor visualização e resolução de problemas que talvez

surgissem apenas na fase de execução, além de permitir uma análise sistêmica com banco de

dados e elementos totalmente integrados. O gerenciamento das etapas de projeto ocorre de

maneira mais dinâmica e multidimensional de todo o ciclo de vida do ambiente construído. A

visualização tridimensional permite uma maior percepção do espaço, facilitando a comunicação.

O BIM influencia dramaticamente na construção. O sistema permite que a arquitetura

seja integrada à engenharia, inclusive a sustentável. Um desenho 3D ajuda o arquiteto a

ser o artista que deseja. E não é apenas no design, mas também no processo de execução

e como juntar todas as partes do projeto. (FRANK, 2008)

A tecnologia BIM não apresenta apenas as características visuais da edificação, mas permite a

representação das características físicas, funcionais e a simulação do comportamento real da

mesma. Além da elaboração de projetos arquitetônicos, estruturais e técnicos é possível realizar

simulações, incluindo o desempenho energético, sem a necessidade de inserção de informações

adicionais entre as etapas, como a simulação térmica, onde a morfologia e características dos

materiais pode otimizar a eficiência térmica da edificação sem a necessidade de refazer a

edificação, apenas com a importação de arquivos para o projeto.

A contribuição do BIM à etiquetagem pode ocorrer em vários níveis. É possível

desenvolver recursos em Excel ou Access que interpretam os quantitativos gerados pela

ferramenta BIM a fim de acelerar o processo de etiquetagem pelo método prescritivo.

(OLIVEIRA et al. 2011)

O Revit é uma plataforma bem diferente da plataforma do AutoCAD 2D, muito utilizada para

coleta de dados do método prescritivo para a etiquetagem e, onde os usuários se utilizam de suas

ferramentas para desenhar projetos, ou seja, qualquer alteração no projeto precisa ser replicada

em todos os outros desenhos. Na tecnologia BIM as informação estão associadas ao todo,

integrando e modelando em três dimensões e disponibilizando um banco de informações, onde

qualquer alteração processa-se de forma dinâmica, atualizando todo o modelo gráfico

automaticamente.

A análise do nível de eficiência energética do projeto desenvolvido pela plataforma BIM pode

ocorrer por meio do plug-in Building-Energy-Performance que classifica automaticamente esse

nível após a modelagem da edificação, além de gerar arquivos automaticamente, A análise de

eficiência energética realizada pela ferramenta BIM se desenvolve de maneira dinâmica, mas

apesar da evolução rápida o potencial não é totalmente explorados. A partir da modelagem da

edificação em BIM, a etiquetagem é gerada, sendo possível gerar relatórios em Microsoft Word

automaticamente, conforme figura 3.

http://www.aulascad.com/




Figura 3 - Processo de etiquetagem por meio do plugin "Building Energy Performance”. Fonte: (TOOLS4REVIT, 2005). Fonte: http://www.tools4revit.com/Sustainable-Design/Building-Energy-Performance.html

As exigências quanto ao controle de todos os aspectos da edificação aumentaram com a

necessidade de cumprir os padrões mínimos de conforto ambiental, que incluem o conforto

térmico, luminoso e acústico, condicionando a eficiência energética da edificação. A ferramenta

BIM está sempre em processo de evolução para cumprir essas exigências, permitindo a alteração

das características de todos os elementos da edificação por meio do seu quadro de propriedades.

2. Estudo de Caso

O objeto de estudo é o edifício da Faculdade de Estudos Sociais Aplicados (FA) foi inaugurado

no dia 22 de abril de 19823 e localiza-se no Campus Darcy Ribeiro da UnB (Universidade de

Brasília) – Asa Norte em Brasília/DF. Abriga atualmente os Departamentos de Direito, Relações

Internacionais e Ciência Política da Universidade de Brasília (UnB).

3 Disponível em www.ipol.unb.br no dia 17 de agosto de 2012.

http://www.ipol.unb.br/




Figura 4 – Localização do Edifício da Faculdade de Estudos Sociais Aplicados (FA)

Fonte: Google Earth Adaptado

O projeto arquitetônico é de autoria dos arquitetos Matheus Gorovitz e Maurício Azeredo e o

projeto estrutural é de autoria dos engenheiros Lucílio A. Vitorinio e Ernesto G. Walter. As

pranchas do projeto original foram fornecidas pelo Centro de Planejamento Oscar Niemeyer –

CEPLAN/UnB em agosto de 2012. O projeto feito à mão foi transferido por meio do software

Revit Architectural 2013 para um modelo tridimensional e com tecnologia BIM (Building

Information Modelin) para a realização do presente estudo. O projeto será disponibilizado para o

autor e para a Universidade de Brasília no formato disponível pelo programa na versão 2013,

compondo o acervo de projetos digitalizados do edifício.

Constituído em forma de "U", cujas extremidades são unidas por uma passarela metálica.

Apresenta dois pavimentos mais o subsolo semienterrado, que permite permeabilidade no acesso

do jardim interno da edificação e a área externa da fachada leste, totalizando uma área construída

de aproximadamente 7.519 m². O edifício apresenta estrutura em concreto armado aparente e

vedações em bloco cerâmico aparente. O desenvolvimento do projeto em módulos é uma

característica da arquitetura modernista e auxiliou na execução do mesmo.

Figura 5 – Vista do edifício no Revit 2013

Fonte: Arquivo da autora

“O projeto original contempla de maneira exemplar o uso da luz natural, utilizando um pátio

interno e fachadas com tratamento diferenciado para controle solar, segundo sua orientação.”

(AMORIM 2007) O tratamento diferenciado das fachadas com lajes de avanço e brises em

concreto aparente exercendo funções de controle da luz natural e ventilação da edificação,

VIA L 3 NORTE

ICC

FA




contribuindo para o conforto térmico da edificação. Possui um pátio interno rebaixado devido à

topografia do local, permitindo o acesso ao subsolo, possui um espelho d’água e densa vegetação

que se estende em torno de toda a edificação.

2.1. Dados Coletados

A etiquetagem da envoltória do edifício foi obtida pelo método prescritivo estabelecido pelo

Regulamento Técnico da Qualidade do Nível de Eficiência Energética de Edifícios Comerciais,

de Serviços e Públicos (RTQ-C; BRASIL, 2009), demonstrando os aspectos da coleta de dados

pela plataforma BIM.

A Análise da envoltória pelo método se utiliza de fórmulas e equações para determinação das

médias, pré-estabelecendo os parâmetros para coleta de dados descritos das características da

edificação. A obtenção dos dados dimensionais do edifício e sua inserção no site webprescritivo4

resultaram no cálculo da eficiência energética da envoltória.

Para a etiquetagem da envoltória pelo método prescritivo é necessário todo o projeto de

arquitetura, contendo: Planta de localização, com indicação do norte geográfico; Plantas

baixas de todos os pavimentos; Planta de cobertura; Cortes, Fachadas; Quadro de

esquadrias e Memorial descritivo e de especificações do projeto arquitetônico.

(FERNANDES, 2010).

O edifício foi subdividido em blocos, devido às características de permeabilidade de acesso em

sua totalidade. A subdivisão auxilia na coleta de dados, onde cada bloco é considerado como

uma edificação independente que será conectada posteriormente para obtenção dos dados.

(Figuras 6,7 e 8)

O auditório foi desconsiderado do cálculo da etiquetágem da envoltória por ser um volume

totalmente fechado e isolado do conjunto volumétrico da edificação. A insersão dos dados

referentes ao auditório no cálculo poderia influenciar negativamente ou favoravelmente de modo

a alterar a etiqueta do edifício, sendo que se trata de edificação totalmente independente.

Figura 6–Blocos 1º Pavimento


Figura 7- Blocos Térreo


Figura 8- Bloco Subsolo


4 Ferramenta de avaliação disponível: http://www.labeee.ufsc.br/eletrobras/etiquetagem/webprescritivo

Auditório Auditório Auditório




O cálculo da Área de Projeção do Edifício (Ape), definido pelo Manual RTQ-C, é a área de

projeção média dos pavimentos e foi obtido pelo Revit 2013 a partir da tabela de cálculo de

superfícies. A projeção do edifício pode ser desenhada com a ferramenta Floor Architectural,

onde a criação da laje deve possuir nomenclatura necessária para sua identificação na tabela de

quantitativos gerada pelo software, onde o valor total da é a média dos pavimentos excluindo o

subsolo, resultando no valor de 1.202,50 m², conforme figuras abaixo:

Figura 9 – Projeção 1º Pav.

Área= 1.325,00 m²


Figura 10 – ProjeçãoTérreo

Área= 1.080,00 m²


Figura 11 – Projeção Subsolo

Área= 50,00 m²


No caso do edifício em análise, a área de projeção da edificação deve considerar a área da linha

externa das paredes, conforme definição do RTQ-C. A área de projeção do edifício (Ape) é igual

à área de projeção da cobertura em edifícios de formato uniforme, mas no caso de edificação

irregular a área de projeção deve ser uma média dos pavimentos.

A área de projeção da cobertura (Apcob) consiste na projeção horizontal da cobertura e é

utilizado para o cálculo do Fator Altura. A cobertura da edificação se estende pelos blocos, mas

o cálculo considera a área da cobertura que realiza troca térmica entre o meio interno e externo,

logo a cobertura dos corredores externos aos blocos não entram no cálculo, o valor encontrado

foi de 2.455,00 m². (Figura 12)

Figura 12 – Projeção da Cobertura


O volume total da edificação (Vtot) é “delimitado pelos fechamentos externos do edifício

(fachadas e cobertura), com exceção de pátios internos descobertos.” (RTQ-C). O valor

encontrado foi 7.659,60 m³, o qual é produto da área do pavimento pela altura, excluindo a




platibanda. A área total de piso (Atot) foi obtida da mesma maneira que a área de projeção da

edificação, no entanto, é decorrente da somatória do piso de cada pavimento, que é de 2.455,00

m², conforme figura abaixo:

Figura 13 – Projeção 1º Pav.

Área= 1.325,00 m²


Figura 14 – ProjeçãoTérreo

Área= 1.080,00 m²


Figura 15 – Projeção Subsolo

Área= 50,00 m²


A envoltória é considerada no RTQ-C, como os planos externos da edificação, incluindo

fachadas, empenas, cobertura, brises, marquises, aberturas, assim como quaisquer elementos que

os compõem. O piso pode ser considerado parte da envoltória quando está em contato com o

meio exterior. O contato com o piso não é computado na área da envoltória. A área da envoltória

é de 5.814,62 m² e foi calculada por blocos, onde o produto do perímetro com o do pé-direito foi

adicionando a área da cobertura.

A definição da orientação das fachadas é importante para o cálculo da eficiência energética da

edificação, segundo o esta determinação é feita através da implantação de um edifício dentro de

um quadrante definido da seguinte forma:

I. De 0 a 45,0° e de 315,1° a 360,0° a orientação geográfica é Norte;

II. De 45,10° a 135,0° , a orientação geográfica é Leste;

III. De 135,10° a 225,0° , a orientação geográfica é Sul;

IV. De 225,10° a 315,0° , a orientação geográfica é Oeste;

A Figura 16 apresenta o edifício posicionado na rosa dos ventos com os quadrantes. Convém

realçar que o regulamento indica expressamente o uso do norte geográfico e não do norte

magnético.




Figura 16 – Orientação das Fachadas

Fonte: Rosa dos ventos RTQ-C adaptado pela autora

O cálculo das Fachadas ocorreu pelo software Revit 2013 e, para a realização deste quantitativo,

todos os materiais devem possuir tipologia contendo a orientação da fachada na nomenclatura,

possibilitando sua identificação da área de vidro na tabela de quantitativos. A fachada

considerada para o cálculo inclui aberturas ou vãos, no caso dos vãos o cálculo é manual, já que

não há como ser reconhecido como objeto. Os dados coletados estão expostos nas imagens a

seguir:

Figura 17 – Área Total da Fachada Norte = 397,58 m² - Percentual de Vidro na Fachada = 14,84% Fonte: Arquivo da autora

Figura 18 - Área Total da Fachada Sul = 465,60 m² - Percentual de Vidro na Fachada = 42,96 % Fonte: Arquivo da autora




Figura 19 - Área Total da Fachada Leste = 913,55 m² - Percentual de Vidro na Fachada = 50,68 % Fonte: Arquivo da autora

Figura 20 - Área Total da Fachada Oeste = 918,00 m² - Percentual de Vidro na Fachada = 33,01 % Fonte: Arquivo da autora

A modulação dos perfis das aberturas facilitou o cálculo do percentual de vidro na fachada,

apesar da ferramenta BIM fornecer o percentual de toda a edificação, mas para que seja

calculado por fachada é necessário à padronização da nomenclatura das aberturas na fase de

modelagem, assim como dos fechamentos. Segue abaixo a tabela:




Tabela 1: Cálculo das Fachadas Fonte: Arquivo da autora

O cálculo do sombreamento se faz necessário em decorrência da influência que a proteção exerce

em relação ao edifício, já que as mesmas podem ser determinantes no cálculo do desempenho

energético do mesmo. Os conceitos do sistema de sombreamento são definidos pelo Manual do

RTQ-C e consideram dois planos da abertura, o horizontal, onde o ângulo de sombreamento é

dimensionando em planta e o vertical, onde o ângulo de sombreamento é dimensionado em

corte. (Figura 21)

Figura 21 – Janela Pele de Vidro-3, em Planta e em Corte. Fachada Oeste.


O AHS é o ângulo horizontal de sombreamento e é definido pelo manual de maneira a ser

coletado considerando o ângulo formado entre dois planos verticais, onde o primeiro plano é o

que contém a base da pele de vidro ou material translúcido e, o segundo plano é formado pela

extremidade mais distante da proteção solar vertical e a extremidade oposta da base da folha de

vidro.(Figura 22)

Figura 22 – Ângulo de Sombreamento Horizontal Fonte: Arquivo Pessoal




O ângulo horizontal de sombreamento, quando não há brise, deve ser coletado considerando a

forma da edificação, verificando se algum plano da edificação que exerce influência no

sombreamento da abertura. A figura apresentada a seguir expõe a disposição do primeiro plano

na base da abertura e o segundo na extremidade da edificação.

Figura 23 – Ângulo de sombreamento horizontal da abertura. Fonte: Arquivo Pessoal

A norma simplifica os ângulos de abertura para realização do cálculo da média ponderada do

AVS pela área, mas o Revit permite a coleta dos dados separando cada abertura por nome,

pavimento, orientação e área. O valor dos ângulos é o resultado da ponderação de todos os

ângulos pela área de cada abertura (Tabela 2), tanto para ângulos horizontais, quanto para

ângulos verticais.




Figura 24 – Cálculo do AVS (33,38°) e do AHS (49,41°) de cada abertura em relação a área total de aberturas. Fonte: Arquivo Pessoal

Os dados devem ser coletados com muita cautela, criteriosamente e organizandos de maneira

eficiente. A memória de cálculo realizada partiu dos parâmetros da coleta de dados

convencional, geralmente realizada por arquivos em CAD, mas foi possível demonstrar a

facilidade e o nível de detalhamento que a ferramenta BIM pode proporcionar no caso da

utilização do método prescritivo. A memória de cálculo se encontra no apêndice e apresenta

detalhes de cada dado coletado para que os resultados possam ser revisados.

A coleta de dados é a etapa mais trabalhosa e que deve ser feita com muito critério e cautela, mas

com a utilização do Revit o cálculo de área de qualquer superfície pode ser realizado pela opção

Schedules – Schedule/Quantities (Tabelas/Quantitativos), com a criação de uma nova tabela é

possível definir a categoria da tabela e o nome, agilizando o processo com a precisão necessária.

Após a coleta os dados foram reunidos na tabela a seguir:




Tabela 1 – Dados Coletados

Fonte: A Autora (2012)

O Laboratório de Eficiência Energética em Edificações criou o projeto S3E, um simulador de

eficiência energética de edificações que auxilia no processo obtenção da Etiqueta Nacional de

Conservação de Energia (ENCEs) com o objetivo de automatizar os procedimentos de avaliação

da edificação conforme o RTQ-C.5 Então os dados apresentados são inseridos no Webprescritivo

para obtenção do nível de eficiência energética da edificação.

Os dados coletados foram organizados por meio de tabelas e da memória de cálculo para

inserção no webprescritivo, programa elaborado pelo Labeee e responsável por automatizar os

procedimentos de avaliação da edificação conforme o RTQ-C. O nível de eficiência energética

da envoltória foi definido como “C”.

O preenchimento do webprescritivo desconsiderou os pré-requisitos, utilizados para o cálculo do

desempenho térmico da edificação, já que a análise está relacionada a aspectos morfológicos

apenas os dados dimensionais e a zona bioclimática foram preenchidos, resultando no nível

exposto pela figura abaixo:

5 Disponível no site www.labeee.ufsc.br/sites/default/files/webprescritivo/index.html,no dia 26 de

setembro se 2012.

http://www.labeee.ufsc.br/projetos/etiquetagem/comercial/ences

http://www.labeee.ufsc.br/sites/default/files/webprescritivo/index.html,no




Figura 25 – Nível de Eficiência Energética da envoltória da FA

Fonte: Disponível no site www.labeee.ufsc.br/sites/default/files/webprescritivo/index.html

Os resultados demonstram que, além dos dados dimensionais do edifício, o método prescritivo

considera as características das aberturas. No estudo de caso apresentado as fachadas possuem

controle solar segundo cada orientação, mas o método realiza uma média das proteções de todas

as fachadas, os dados coletados apresentaram percentual de 46,84% como média de abertura e se

encontra próximo ao limite de percentual de 50% definido (FERNANDES apud Bannister et al

1998). O percentual de aberturas da fachada afeta as temperaturas internas da edificação e são

ocasionadas pela troca térmica devido à proporção entre área envidraçada e opaca na fachada.

(FERNANDES 2010)

O cálculo do sombreamento se faz necessário em decorrência da influência que a proteção exerce

em relação ao edifício, já que as mesmas podem ser determinantes no cálculo do desempenho

energético. No caso dos resultados obtidos, com a diferença de tratamento nas fachadas a média

dos ângulos se mostrou baixa devido à necessidade ou não de proteção por fachada e a

comparação de cada ângulo com as áreas totais das aberturas. É possível perceber na comparação

dos resultados obtidos por meio da Ferramenta de Avaliação de Eficiência Energética de

Edificações Comerciais pelo Método Prescritivo do RTQ-C do site do Labeee6, onde a ausência

das proteções interfere a etiqueta do edifício, conforme figura a seguir:

6 Disponível no site www.labeee.ufsc.br/sites/default/files/webprescritivo/index.html,no dia 26 de

setembro se 2012.

http://www.labeee.ufsc.br/sites/default/files/webprescritivo/index.html

http://www.labeee.ufsc.br/sites/default/files/webprescritivo/index.html,no




Figura 26 – Nível de Eficiência Energética da envoltória da FA, sem o sombreamento nas aberturas.

Fonte: Disponível no site www.labeee.ufsc.br/sites/default/files/webprescritivo/index.html

6. Conclusão

A etiquetagem de edificações é um grande passo na trajetória rumo à qualificação das

edificações, não apenas em relação a sua eficiência energética, mas na revisão da morfologia do

edifício e aos materiais utilizados. A partir do nível de eficiência energética da envoltória

definido como “C”, verificou-se que a incompatibilidade com a análise da análise de Amorim

(2007), onde os resultados obtidos no Diagrama Morfológico e da simulação objeto de estudo de

Amorim (2007), descrevem o bom aproveitamento da luz natural na FA devido ao tratamento

diferenciado na fachada.

A utilização da tecnologia BIM para elaboração de um projeto integrado e precisamente

sincronizado com relação a ajustes futuros está se desenvolvendo para suprir a necessidade da

demanda da análise energética e térmica de edificações. A digitalização do projeto por meio do

Revit Arquitectural versão 2013, possibilitou agilidade e precisão da coleta de dados, fornecendo

áreas, volumes e quantidades automaticamente. A utilização de tecnologia BIM no processo de

coleta de dados promove a precisão do processo de Etiquetagem, já que os dados e percentuais

podem ser fornecidos total ou parcialmente, simplificando ou detalhando as tabelas de análise de

envoltória e/ou de aberturas apresentadas no processo de etiquetagem.

A utilização da ferramenta BIM dinamizou o processo mantendo a precisão na fase de coleta de

dados pelo método prescritivo do RTQ-C, mas a utilização do plug-in Building-Energy-

Performance do Revit 2013 poderia fornecer o nível de eficiência energética automaticamente. O

método deve ser testado e estudado futuramente para verificação da compatibilidade dos

resultados obtidos pelo webprescritivo do Labeee e pela simulação computacional.

O Metodo Prescritivo é simplificado, mas não descreve corretamente os itens que influenciam na

eficiência energética. A análise da eficiência energética da edificação pode ocorrer pelo método

prescritivo ou por simulação computacional. A simulação é considerada o método mais completo

para qualquer análise de desempenho térmico e/ou energético do edifício, conforme abordado

por FERNANDES, 2010.

O resultado do nível de eficiência energética da envoltória é influenciado pelo percentual de

aberturas e cálculo do sombreamento, necessário em decorrência da influência que a proteção

http://www.labeee.ufsc.br/sites/default/files/webprescritivo/index.html




exerce em relação ao edifício, já que as mesmas podem ser determinantes no cálculo do

desempenho energético do mesmo. O ideal para um estudo preciso da influencia do ângulo de

sombreamento em relação à área total de aberturas é que a orientação da abertura seja

considerada no cálculo, já o sombreamento possui um comportamento e função distintos em

cada orientação.

A definição do nível de eficiência energética da envoltória da FA não é conclusiva e se faz

necessário a continuidade da pesquisa por meio de outras interpretações para a comparação já

que o mesmo não condiz com a qualidade ambiental (térmico) do espaço, trazendo um

questionamento do RTQ-C em relação a edifícios com formas diferenciadas, como é o caso da

FA, com pátio e fachadas externas e internas. As futuras abordagens podem analisar, por outros

métodos, as considerações realizadas por AMORIM (2007), onde o excesso de vegetação

externa obstrui a vista do céu, e devido ao escurecimento do concreto empregado nos brises

externos, fazem com que a luz natural seja insuficiente internamente.

Referências

ABNT. Desempenho térmico de edificações. Parte 2: Métodos de cálculo da transmitância

térmica, da capacidade térmica, do atraso térmico e do fator de calor solar de elementos e

componentes de edificações. Rio de Janeiro, 2005.

AMORIM, Cláudia N. D. Iluminação natural, conforto ambiental e eficiência energética no

projeto de arquitetura: estratégias projetuais e tecnológicas para climas tropicais. Projeto

de Pesquisa CNPq, 2003.

________________. Desempenho térmico de edificações e simulação computacional no

contexto da Arquitetura Bioclimática: estudo de caso na região de Brasília. Dissertação de

Mestrado, FAU-UnB, Brasília, 1998. Disponível em http://www.unb.br/fau/qualilumi/

________________. Diagrama Morfológico parte I: instrumento de análise e projeto

ambiental com uso de luz natural. Paranoá – Cadernos de Arquitetura e Urbanismo, n° 3.

Programa de Pesquisa e Pós Graduação, Universidade de Brasília, Brasília, 2007.

________________. Diagrama Morfológico parte II: instrumento de análise e projeto

ambiental com uso de luz natural. Paranoá – Cadernos de Arquitetura e Urbanismo, n° 3.

Programa de Pesquisa e Pós Graduação, Universidade de Brasília, Brasília, 2007.

AMORIM, Cláudia D. N., SPOSTO R. Processos para etiquetagem de eficiência energética

em edificações. Disponível em

http://189.74.17.217:8080/downloads/forum_2008/dia_07/claudia_supera_out_2008.ppt.

Acessado em 25/09/2012.




BRASIL. Lei 10.295, de 17.out.01 – “Lei de Eficiência Energética”. Dispõe sobre a Política

Nacional de Conservação e Uso Racional de Energia e dá outras providências. D.O.U.,

Brasília, DF, 18.out.2001.

BRASIL. Decreto 4.059 de 19.dez.01. Regulamenta a Lei no 10.295, de 17 de outubro de

2001, que dispõe sobre a Política Nacional de Conservação e Uso Racional de Energia, e dá

outras providências. D.O.U., Brasília, DF, 20.dez.2001.

CARLO, J. C. Desenvolvimento de Metodologia de Avaliação da Eficiência Energética do

Envoltório de Edificações Não residenciais. Tese (Doutorado em Engenharia Civil) –

Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil, Universidade Federal de Santa Catarina,

UFSC, 2008.

CARLO, J. C.; LAMBERTS, R. Parâmetros e métodos adotados no regulamento de

etiquetagem da eficiência energética de edifícios – parte 1: método prescritivo. Ambiente

Construído. Porto Alegre, v. 10, n. 2, p. 7-26. ANTAC, 2010.

CGIEE - COMITÊ GESTOR DE INDICADORES E NÍVEIS DE EFICIÊNCIA ENERGÉTICA

et al. RAC-C. Regulamento de Avaliação da Conformidade do Nível de Eficiência

Energética para Edifícios Comerciais, de Serviços e Públicos, 2009.

______. RTQ-C. Regulamento de Avaliação da Conformidade do Nível de Eficiência

Energética para Edifícios Comerciais, de Serviços e Públicos, 2009.

______. Etiquetagem de Eficiência Energética de Edificações, 2009.

FERNANDES, Júlia Teixeira. Etiquetagem de Eficiência Energética de Edificações. Texto

adaptado do capítulo “Conforto e Eficiência Energética” (Claudia Amorim e Júlia Fernandes)

do livro Tecnologia e Sustentabilidade para a Humanização dos Edifícios de Saúde, 2010, UnB.

FLORESTA, C. Como migrar para o BIM. Revista AU. n. 201: PINI, 2010.

FRANK, Rafael. BIM está mudando a maneira de projetar no mundo inteiro. Revista Pini

de 20 de Junho de 2008.

HADDAD, Jamil. A lei de eficiência energética e o estabelecimento de índices mínimos de

eficiência energética para equipamentos no Brasil. Revista Brasileira de Energia Vol. 11 | N o

1. 2005.

LAMBERTS, R.; DUTRA, L.; PEREIRA, F. Eficiência Energética na Arquitetura. 2º edição.

São Paulo: ProLivros, 2004.




LAMBERTS, R. Desempenho Térmico de Edificações. Apostila do curso de Pós-graduação do

Curso de Engenharia Civil, UFSC, 2005.

LAMBERTS, R.; CARLO, J. Uma discussão sobre a Regulamentação de Eficiência

Energética em Edificações. In: Congresso de Condicionador de ar, Refrigeração,Aquecimento e

Ventilação do MERCOSUL, 2007.

LEDER, S. M. Ocupação Urbana e Luz Natural: proposta de parâmetro de controle da

obstrução do céu para garantia da disponibilidade de luz natural. 2007. 240 f. Tese

(Doutorado em Engenharia Civil) – Centro Tecnológico, Universidade Federal de Santa

Catarina, Florianópolis, 2007.

LIMA, André; MARGARIDO, Bazileu; GONÇALVES, Marco. Agenda Socioambiental:

Avanços e Obstáculos pós Rio-92. 2012.

MARTAU, Betina Tschiedel. A Luz Além da Visão: Lighting Design de Lojas e sua

Influência na Saúde e Bem-estar das Funcionárias. 9º Congresso Brasileiro de Pesquisa e

Desenvolvimento em Design, 2009.

MATOS, Michele; NARINOSKI, Deivis Luis; ORDENES, Martin; PEREIRA, Fernando O. R.

Análise de Diferentes Métodos de Avaliação do Aproveitamento da Luz Natural. In: IX

Encontro Nacional e V Latino Americano de Conforto no Ambiente Construído. Ouro Preto,

MG. 2007.

NOGUEIRA, F. H. S.; LAMENHA, M. A.; SILVA, J. T.; TORRES, S. C.; BATISTA, J. O.

Avaliação do nível de eficiência energética do Laboratório de Computação Cientifica e

Visualização da Universidade Federal de Alagoas (LCCV-UFAL). XIII ENTAC. Anais...

Canela, 2010.

OLIVEIRA, Rafael; OLIVEIRA, Paolo; QUEIROZ, Natália; NOME, Carlos; PEREGRINI,

Aldomar. Plataforma BIM na Otimização da Etiquetagem da Envoltória por meio do

Método Prescritivo. In: XI Encontro Nacional e VII Encontro Latino Americano de Conforto

no Ambiente Construído. Rio de Janeiro. 2011.

PEDRINI, Aldomar et al. Análise comparativa da eficiência energética de envoltórias

segundo o regulamento de etiquetagem de edifícios. In: XIII Encontro Nacional de Tecnologia

do Ambiente construído, Canela. 2010.

PEREIRA, Cláudia D.; BATISTA, Juliana O.; GHISI, Enedir; LAMBERTS, Roberto. CASA

EFICIENTE: Bioclimatologia e Desempenho Térmico (vol. 1). 2010.




PEREIRA, Cláudia D.; BATISTA, Juliana O.; GHISI, Enedir; LAMBERTS, Roberto. CASA

EFICIENTE: Consumo e Geração de Energia (vol. 2). 2010.

RTQ-C (Ed.) Requisitos Técnicos da Qualidade para Nível de Eficiência Energética de

Edifícios Comerciais, de Serviços e Públicos. Rio de Janeiro: INMETRO, v.2ed. 2010.

SIGNOR, R.; WESTPHAL, F.; LAMBERTS, R (2001). Regression analysis of electric energy

consumption and architectural variables of conditioned commercial buildings in 14

Brazilian cities. In: Seventh International IBPSA Conference, Building Simulation 2001,

Proceedings... Rio de Janeiro: IBPSA, 2001. pp.1373-1379


APÊNDICE SUBDIVISÃO DOS BLOCOS DA FA

1º PAVIMENTO

Figura 27: Subdivisão do 1º Pavimento

Fonte: Digitalização do Autor. Arquivo Pessoal.


SUBDIVISÃO DOS BLOCOS DA FA

TÉRREO

Figura 28: Subdivisão do Térreo Fonte: Digitalização do Autor. Arquivo Pessoal.


SUBDIVISÃO DOS BLOCOS DA FA

SUBSOLO

Figura 29: Subdivisão do Subsolo

Fonte: Digitalização do Autor. Arquivo Pessoal.


































Documents

Mensuração da Eficiência Energética da Envoltória do ... · dispõe sobre a Política Nacional de Conservação e Uso Racional de Energia, e dá outras providências, estabelecendo