Eficiência Energética em Residências Multifamiliares

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ANÁLISE DA EFICIÊNCIA ENERGÉTICA EM RESIDÊNCIAS MULTIFAMILIARES 
OBJETIVANDO A RACIONALIZAÇÃO DA CONSTRUÇÃO 
 
 
 
Tiago Cytryn Collett Solberg 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
2022 
 
 
 
 
 
 
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ANÁLISE DA EFICIÊNCIA ENERGÉTICA EM RESIDÊNCIAS MULTIFAMILIARES 
OBJETIVANDO A RACIONALIZAÇÃO DA CONSTRUÇÃO 
 
 
Tiago Cytryn Collett Solberg 
 
 
 
 
Projeto de Graduação apresentado ao Curso de 
Engenharia Civil da Escola Politécnica, 
Universidade Federal do Rio de Janeiro, como parte 
dos requisitos necessários à obtenção do título de 
Engenheiro. 
 
Orientador: Prof. Assed Naked Haddad 
 Coorientadora: Karoline Vieira Figueiredo 
 
 
 
Rio de Janeiro 
Fevereiro de 2022 
 
 
 
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Projeto de Graduação apresentado ao Curso de 
Engenharia Civil da Escola Politécnica, 
Universidade Federal do Rio de Janeiro, como parte 
dos requisitos necessários à obtenção do título de 
Engenheiro. 
 
Orientador: Prof. Assed Naked Haddad 
 Coorientadora: Karoline Vieira Figueiredo 
 
 
 
Rio de Janeiro 
Fevereiro de 2022 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Tiago Cytryn Collett Solberg 
 
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PROJETO DE GRADUAÇÃO SUBMETIDO AO CORPO DOCENTE DO CURSO 
DE ENGENHARIA CIVIL DA ESCOLA POLITÉCNICA DA UNIVERSIDADE FEDERAL 
DO RIO DE JANEIRO COMO PARTE DOS REQUISITOS NECESSÁRIOS PARA A 
OBTENÇÃO DO GRAU DE ENGENHEIRO CIVIL. 
 
Examinado por: 
 
 
 
Prof. Mohammad Najjar 
 
 
Prof. Orlando Celso Longo 
 
 
 Prof. Bruno Barzellay Ferreira da Costa 
 
 
Profa. Karoline Vieira Figueiredo 
 Coorientadora 
 
 
Prof. Assed Nakes Haddad 
Orientador 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
RIO DE JANEIRO, RJ – BRASIL 
Fevereiro de 2022 
 
 
 
 
 
 
 
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Solberg, Tiago Cytryn Collett 
Análise da eficiência energética em residências multifamiliares 
objetivando a racionalização da construção/ Tiago Cytryn Collett 
Solberg – Rio de Janeiro: UFRJ/ Escola Politécnica, 2021. 
xiii, 79 p.:il.; 29,7 cm. 
Orientador: Assed Naked Haddad 
Coorientadora: Karoline Vieira Figueiredo 
Projeto de Graduação – UFRJ/ Escola Politécnica/ Curso de 
Engenharia Civil, 2021. 
Referências Bibliográficas: p. 60 -64. 
1.Building Information Modeling; 2.Eficiência energética; 
3.Sustentabilidade nas construções; 4.Esquadrias 
I. Haddad, Assed Naked et al. II. Universidade Federal do Rio de 
Janeiro, Escola Politécnica, Curso de Engenharia Civil. III. 
Engenheiro Civil 
 
 
 
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Resumo do Projeto de Graduação apresentado à Escola Politécnica/ UFRJ como parte dos 
requisitos necessários para a obtenção do grau de Engenheiro Civil. 
 
 
ANÁLISE DA EFICIÊNCIA ENERGÉTICA EM RESIDÊNCIAS MULTIFAMILIARES 
OBJETIVANDO A RACIONALIZAÇÃO DA CONSTRUÇÃO 
 
Tiago Cytryn Collett Solberg 
 
Fevereiro de 2022 
 
Orientador: Assed Naked Haddad 
Coorientadora: Karoline Vieira Figueiredo 
 
Atualmente, ao se construir uma nova edificação, buscam-se maneiras de se chegar à 
maior eficiência energética, seja para reduzir os gastos de seu uso ou por questões de 
sustentabilidade. Existem diferentes formas de atingir esse objetivo, e uma delas é através de 
maiores vãos de janela em sua fachada, permitindo mais entrada de luz natural no ambiente. 
Porém, revestir todo o entorno da construção em cortina de vidro, por exemplo, pode se tornar 
muito custoso, pois ao mesmo tempo em que há maior entrada de luz natural, ocorre também 
aumento no uso de controles de climatização, como ar-condicionado ou aquecedor. Esse 
trabalho pretende criar um roteiro simples para se testar diversas esquadrias na fachada e seus 
efeitos no consumo de energia a partir da iluminação e climatização. Foi modelado um edifício 
padrão, localizado na rua Castro Alves, Inhaúma, Rio de Janeiro. Portanto, a análise consistirá 
de clima quente e úmido. O estudo é pautado na metodologia de modelagem da informação da 
construção (BIM), onde foi utilizado o software Revit ®, em parceria com os plugins Green 
Building Studio ® e Insight ®, responsáveis pelas análises energéticas. Ao final do trabalho foi 
observado que no clima do Rio de Janeiro, quanto menos esquadria melhor, no sentido de 
eficiência energética. Há a necessidade, porém, de considerar os efeitos positivos das janelas 
no bem-estar dos ocupantes. Por fim, foi demonstrada a praticidade e eficiência de se realizar 
estudos prévios utilizando a metodologia BIM. 
 
Palavras-chave: Building Information Modeling; Eficiência energética; Sustentabilidade nas 
construções; Esquadrias. 
7 
 
ABSTRACT 
 
Nowadays, when building new construction, people search for new ways of reaching 
more energy efficiency, either for reducing usage costs or for sustainability reasons. There are 
different ways of reaching this goal, and one of them is through bigger window openings in its 
envelope, allowing for more light to enter its environment. However, covering the whole 
building’s envelope in glass, for example, may become too costly, for at the same time that 
there is more natural light entering the rooms, there’s also a rise in the usage of mechanical 
climatization, like air-conditioning or heating. This work intends to create a simple workflow 
to test different windows in the facade and their effects on the energy consumption for lighting 
and climatization. It was modeled a standard building, located at Castro Alves street, Inhaúma, 
Rio de Janeiro. Therefore, the analysis consists of hot and humid weather. The study is built 
upon the building information modeling (BIM) methodology, where the software Autodesk 
Revit® was used to create de model, paired with the plug-ins Autodesk Green Building Studio® 
and Autodesk Insight®, both responsible for the energy analysis. By the end of the work, it was 
noted that for Rio de Janeiro’s weather, it is better to avoid windows when only considering 
energy efficiency. However, there’s a need to consider the positive effects windows have on 
the well-being of their occupants. Finally, it was demonstrated the simplicity and efficiency of 
managing previous studies utilizing the BIM methodology. 
 
Keywords: Building Information Modeling; Energy efficiency; Buildings sustainability; 
Windows. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
8 
 
LISTA DE FIGURAS 
FIGURA 1 - ESTRUTURA DE ACV E APLICAÇÕES PRÁTICAS. ................................................................................................. 19 
FIGURA 2 – FLUXOGRAMA PROPOSTO PARA ANÁLISES DE EFICIÊNCIA ENERGÉTICA UTILIZANDO BIM ........................................ 35 
FIGURA 3 – PLANTA BAIXA DO PROJETO PADRÃO............................................................................................................. 38 
FIGURA 4 – COMPOSIÇÃO DE UMA ALVENARIA NO AUTODESK REVIT ® ............................................................................... 39 
FIGURA 5 – CORTE DE ESQUADRIA MODELADA NO AUTODESK REVIT ® ................................................................................ 40 
FIGURA 6 – VISTA FRONTAL DE ESQUADRIA MODELADA NO AUTODESK REVIT ® .................................................................... 40 
FIGURA 7 – LOCALIZAÇÃO GEOGRÁFICA DO PROJETO ........................................................................................................ 42 
FIGURA 8 – ORIENTAÇÃO DO NORTE VERDADEIRO DO PROJETO ......................................................................................... 43 
FIGURA 9 – CRONOGRAMA DE OCUPAÇÃO DE EDIFICAÇÕES RESIDENCIAIS MULTIFAMILIARES ................................................... 44 
FIGURA 10 – CONFIGURAÇÕES DE ENERGIA AVANÇADAS NO AUTODESK REVIT ® ..................................................................45 
FIGURA 11 – SUBDIVISÃO DOS ESPAÇOS EM PAVIMENTO TIPO NO AUTODESK REVIT ® ........................................................... 46 
FIGURA 12 – ESTUDO SOLAR DA EDIFICAÇÃO NO AUTODESK REVIT ® .................................................................................. 47 
FIGURA 13 – PAF DA FACHADA SUL E DIFERENTES OPÇÕES NO AUTODESK INSIGHT® ............................................................. 49 
FIGURA 14 – DISTRIBUIÇÃO DO USO DE ELETRICIDADE ANUAL DE UM MODELO ..................................................................... 49 
FIGURA 15 – SUGESTÕES DE ALTERNATIVAS PARA O MODELO ANALISADO ........................................................................... 50 
FIGURA 16 – ESTUDO SOLAR DURANTE O SOLSTÍCIO DE VERÃO ÀS 7:00 DA MANHÃ FACHADAS NORTE E OESTE ......................... 64 
FIGURA 17 – ESTUDO SOLAR DURANTE O SOLSTÍCIO DE VERÃO ÀS 7:00 DA MANHÃ FACHADAS OESTE E SUL ............................. 65 
FIGURA 18 - ESTUDO SOLAR DURANTE O SOLSTÍCIO DE VERÃO ÀS 7:00 DA MANHÃ FACHADAS SUL E LESTE ............................... 65 
FIGURA 19 - ESTUDO SOLAR DURANTE O SOLSTÍCIO DE VERÃO ÀS 7:00 DA MANHÃ FACHADAS LESTE E NORTE ........................... 66 
FIGURA 20 – ESTUDO SOLAR DURANTE O SOLSTÍCIO DE VERÃO AO MEIO-DIA FACHADAS NORTE E OESTE .................................. 66 
FIGURA 21 - ESTUDO SOLAR DURANTE O SOLSTÍCIO DE VERÃO AO MEIO-DIA FACHADAS OESTE E SUL ....................................... 67 
FIGURA 22 - ESTUDO SOLAR DURANTE O SOLSTÍCIO DE VERÃO AO MEIO-DIA FACHADAS SUL E LESTE ........................................ 67 
FIGURA 23 - ESTUDO SOLAR DURANTE O SOLSTÍCIO DE VERÃO AO MEIO-DIA FACHADAS LESTE E NORTE .................................... 68 
FIGURA 24 – ESTUDO SOLAR DURANTE O SOLSTÍCIO DE VERÃO ÀS 17:00 DA TARDE FACHADAS NORTE E OESTE ......................... 68 
FIGURA 25 - ESTUDO SOLAR DURANTE O SOLSTÍCIO DE VERÃO ÀS 17:00 DA TARDE FACHADAS OESTE E SUL .............................. 69 
FIGURA 26 - ESTUDO SOLAR DURANTE O SOLSTÍCIO DE VERÃO ÀS 17:00 DA TARDE FACHADAS SUL E LESTE ............................... 69 
FIGURA 27 - ESTUDO SOLAR DURANTE O SOLSTÍCIO DE VERÃO ÀS 17:00 DA TARDE FACHADAS LESTE E NORTE ........................... 70 
FIGURA 28 - ESTUDO SOLAR DURANTE O SOLSTÍCIO DE INVERNO ÀS 7:00 DA MANHÃ FACHADAS NORTE E OESTE ....................... 70 
FIGURA 29 - ESTUDO SOLAR DURANTE O SOLSTÍCIO DE INVERNO ÀS 7:00 DA MANHÃ FACHADAS OESTE E SUL ........................... 71 
FIGURA 30 - ESTUDO SOLAR DURANTE O SOLSTÍCIO DE INVERNO ÀS 7:00 DA MANHÃ FACHADAS SUL E LESTE ............................ 71 
FIGURA 31 - ESTUDO SOLAR DURANTE O SOLSTÍCIO DE INVERNO ÀS 7:00 DA MANHÃ FACHADAS LESTE E NORTE ........................ 72 
FIGURA 32 - ESTUDO SOLAR DURANTE O SOLSTÍCIO DE INVERNO AO MEIO-DIA FACHADAS NORTE E OESTE ................................ 72 
FIGURA 33 - ESTUDO SOLAR DURANTE O SOLSTÍCIO DE INVERNO AO MEIO-DIA FACHADAS OESTE E SUL .................................... 73 
FIGURA 34 - ESTUDO SOLAR DURANTE O SOLSTÍCIO DE INVERNO AO MEIO-DIA FACHADAS SUL E LESTE ..................................... 73 
FIGURA 35 - ESTUDO SOLAR DURANTE O SOLSTÍCIO DE INVERNO AO MEIO-DIA FACHADAS LESTE E NORTE ................................. 74 
FIGURA 36 - ESTUDO SOLAR DURANTE O SOLSTÍCIO DE INVERNO ÀS 17:00 DA TARDE FACHADAS NORTE E OESTE ...................... 74 
FIGURA 37 - ESTUDO SOLAR DURANTE O SOLSTÍCIO DE INVERNO ÀS 17:00 DA TARDE FACHADAS OESTE E SUL ........................... 75 
9 
 
FIGURA 38 - ESTUDO SOLAR DURANTE O SOLSTÍCIO DE INVERNO ÀS 17:00 DA TARDE FACHADAS SUL E LESTE ............................ 75 
FIGURA 39 - ESTUDO SOLAR DURANTE O SOLSTÍCIO DE INVERNO ÀS 17:00 DA TARDE FACHADAS LESTE E NORTE ....................... 76 
 
Lista de Equações 
EQUAÇÃO 1 - CÁLCULO DA INTENSIDADE DO DESCONFORTO VISUAL .................................................................................... 21 
 
Lista de Tabelas 
TABELA 1 – PROPRIEDADES DE ESQUADRIAS EM DIFERENTES CORES .................................................................................... 30 
TABELA 2 – DIMENSÕES DAS ESQUADRIAS MODELADAS PARA O ESTUDO ............................................................................. 41 
TABELA 3 – DADOS DO PROJETO UTILIZADOS NO MODELO DIGITAL DO EDIFÍCIO .................................................................... 44 
TABELA 4 – DISTRIBUIÇÃO MENSAL DO USO ANUAL DE ENERGIA ......................................................................................... 53 
TABELA 5 – CONSUMO E GASTO DE ENERGIA DE CADA MODELO ESTUDADO .......................................................................... 54 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS 
 
3D – Três Dimensões. 
4D – Quatro Dimensões. 
ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas 
ACH - Air Changes per Hour. 
ACV - Avaliação do Ciclo de Vida. 
ANEEL – Agência Nacional de Energia Elétrica. 
ASCV - Avaliação social do ciclo de vida 
ASHRAE - American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers. 
BIM – Building Information Modeling. 
BREEAM - Building Research Establishment's Environmental Assessment Method 
CAD - Computer Aided Design. 
CCV - Custeio do Ciclo de Vida 
CUB – Custo Unitário Básico 
EPE – Empresa de Pesquisa de Energia 
GBS - Green Building Studio. 
GES – Government Economic Service 
GWh – Giga Watts hora 
HVAC – Heating, ventilation and air conditioning 
IFC - Industry Foundation Classes 
IPD – Integrated Project Delivery 
ISO - International Organization for Standardization. 
LED – Light Emitting Diode 
LEED – Leadership in Energy and Environmental Design 
LOD – Level of Development 
PAF – Percentual de abertura de fachada 
PIB – Produto Interno BrutoWR – Window to wall ratio 
 
 
 
 
 
11 
 
Sumário 
1 INTRODUÇÃO .................................................................................................... 12 
1.1 APRESENTAÇÃO DO TEMA.................................................................................... 12 
1.2 MOTIVAÇÃO DO ESTUDO ...................................................................................... 13 
1.3 OBJETIVO ................................................................................................................... 14 
1.4 ABORDAGEM E METODOLOGIA .......................................................................... 15 
2 REVISÃO DE LITERATURA ............................................................................ 16 
2.1 SUSTENTABILIDADE NA CONSTRUÇÃO ............................................................ 16 
2.2 TOMADA DE DECISÃO COM BASE EM MÚLTIPLOS CRITÉRIOS (TDMC) ... 23 
2.3 MODELAGEM DA INFORMAÇÃO DA CONSTRUÇÃO (BIM) ........................... 24 
2.4 ESQUADRIAS ............................................................................................................. 29 
3 METODOLOGIA E APRESENTAÇÃO DO MODELO ................................. 33 
3.1 METODOLOGIA ......................................................................................................... 34 
3.2 PROJETO DO EMPREENDIMENTO ........................................................................ 37 
3.3 DETALHES DO EMPREENDIMENTO ..................................................................... 41 
3.4 ESTUDO SOLAR ........................................................................................................ 46 
3.5 ANÁLISES ................................................................................................................... 47 
4 RESULTADOS E DISCUSSÃO ......................................................................... 53 
4.1 RESULTADOS ............................................................................................................ 53 
4.2 DISCUSSÃO ................................................................................................................54 
5 CONCLUSÃO ....................................................................................................... 56 
● REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ............................................................... 59 
ANEXO A – ESTUDOS SOLARES NO SOLSTÍCIO DE VERÃO ....................... 64 
ANEXO B – ESTUDOS SOLARES NO SOLSTÍCIO DE INVERNO ................... 70 
ANEXO C – TABELAS DAS BANDEIRAS DA CONTA DE LUZ ........................ 76 
 
12 
 
1 INTRODUÇÃO 
1.1 APRESENTAÇÃO DO TEMA 
Atualmente, há uma corrida contra o tempo para se repensar a forma como se vive, 
buscando maior harmonia com a natureza e seus entornos, para que assim a vida possa se 
prolongar por muitos anos a vir. Em 2006, Sir Nicholas Stern, antigo líder do GES (Serviço de 
Economia do Governo Britânico), escreveu um relatório sobre a economia das mudanças 
climáticas, concluindo que para que os níveis de gás carbônico se estabilizassem, seria 
necessário reduzir a emissão para taxas 80% menores do que as vigentes na época. O custo 
dessa ação foi estimado em torno de 1% do PIB global por ano. Desde então, Stern revisou 
esses valores para 2% do PIB global, visto que as mudanças estão acontecendo mais rápido que 
o previsto. Caso nenhuma ação fosse tomada, o custo poderia variar desde 5% até 20% ao ano, 
precisando ser investido todos os anos (STERN, 2007). 
A indústria da construção civil, em todo o mundo, sempre teve grande impacto na geração 
de resíduos e consumo de recursos, tanto durante a fase de construção quanto durante o uso e 
operação (CHIESA, ACQUAVIVA, et al., 2019). É estimado que o setor residencial seja 
responsável pelo uso de 13% de toda a energia consumida até o ano de 2040 (SINGER, 
PETERSON, 2016). Ao mesmo tempo, é um dos setores de desenvolvimento e evolução mais 
lentos, muitas vezes utilizando as mesmas tecnologias e técnicas por anos, senão décadas, sem 
buscar novas formas de melhorar e se adaptar (KIVITS, FURNEAUX, 2013). A partir dos anos 
90, porém, a forma de se pensar as edificações começou a mudar drasticamente, com a criação 
do selo LEED, em 1993, que busca acelerar e incentivar práticas de construção sustentáveis. O 
principal objetivo de uma construção sustentável é contemplar a sustentabilidade ambiental, 
econômica e sociocultural. Ao aplicar esse conceito no mercado da construção civil, deve-se 
levar em conta seu uso ao longo de todo seu ciclo de vida, desde o projeto, passando pela 
construção, uso, manutenção e reabilitação da edificação. 
 Na fase de obras do empreendimento, devem ser adotadas práticas de tal forma a reduzir 
a quantidade de resíduos gerados, de água e energia elétrica utilizadas, a emissão de poluentes 
na água, solo e atmosfera e deve-se almejar o uso de materiais que minimizem o prejuízo 
causado ao meio ambiente. Isso pode ser alcançado através de bom planejamento e 
acompanhamento das obras, evitando erros, retrabalhos e desperdícios, optando por materiais 
sustentáveis e adequando o terreno da obra para melhor aproveitar a luz natural e a captação e 
reutilização de águas. 
13 
 
 Já durante a fase de utilização, é importante haver um projeto que, dentre outras coisas, 
priorize a eficiência no uso de recursos, principalmente água e energia. Para melhorar o 
aproveitamento dos recursos hídricos, devem ser usados equipamentos eficientes, que reduzam 
o consumo, além de buscar a captação de água pluvial, podendo ser utilizada na limpeza das 
áreas comuns, de carros e na rega de plantas. Quanto à eficiência energética, o ideal é que se 
utilizem equipamentos eficientes, como lâmpadas de LED, geladeiras e ar-condicionados que 
utilizem menos energia. Além disso, se faz necessário o aproveitamento da iluminação natural, 
através de janelas e ambientes internos que favoreçam a distribuição de luz, como pisos e 
paredes de cores claras. 
 As janelas são as principais responsáveis pelo conforto visual e causam grande impacto 
no consumo de energia de construções. Escolher corretamente suas dimensões é uma etapa 
fundamental do design inicial, e algo difícil de ser alterado ao longo da vida útil da edificação, 
necessitando de um processo cuidadoso para sua melhor elaboração (OCHOA, ARIES, et al., 
2012). As janelas são apontadas como um dos componentes de uma edificação com maior 
impacto nas cargas de aquecimento e resfriamento (ALWETAISHI, 2019, MAURI, VALLATI, 
et al., 2019). Além disso, também exercem influência na iluminação natural e, 
consequentemente, no consumo de energia com iluminação artificial dentro de edificações. 
1.2 MOTIVAÇÃO DO ESTUDO 
 No Brasil, em 2019, as residências foram responsáveis por 10,3% do uso de toda a 
energia do país, sendo 46,0% desse consumo na forma de energia elétrica, correspondendo à 
142.839,66 GWh, com um aumento de 3,5% no seu uso comparado à 2018, e a demanda por ar 
condicionado contribuiu significativamente para esse crescimento (BARROS DOS SANTOS, 
THIAGO VASCONCELLOS BARRAL FERREIRA, et al., 2020). Dada a situação econômica 
do país, muitas pessoas se encontram habitando residências de baixo padrão, que seguem 
plantas padrão sem adaptações e planejamento para os diferentes locais de moradia. 
Normalmente, também não são levadas em conta medidas sustentáveis nesses projetos, medidas 
essas que não apenas contribuem para o meio ambiente, como também fornecem maior 
qualidade de vida para os moradores e menores custos na utilização da edificação, algo 
importante para quem vive em situação financeira delicada. Por essa razão, decidiu-se realizar 
um estudo de caso em cima desse tipo de residência, a fim de trazer maior conforto e reduzir o 
custo de moradia através do menor consumo de energia. 
14 
 
 Segundo William Maclay (2014), novas construções podem ter seu consumo de energia 
reduzido em torno de 70% à 80%, apresentar melhor conforto para os ocupantes e ainda ter 
maior durabilidade, sendo necessário um aumento de apenas 5% à 15% no custo da construção. 
As esquadrias da fachada empregam importante função no que diz respeito a iluminação e 
climatização: quanto maiores os vãos, maior a iluminação natural, reduzindo a necessidade de 
iluminação artificial e maior a ventilação, contribuindo para o conforto visual dos ocupantes. 
Ao mesmo tempo, porém, maior é a troca de calor com o ambiente externo e, em locais quentes 
como o Brasil, maior é o aquecimento do ambiente interno, aumentando o desconforto térmico 
e a necessidade de uso de ventiladores e ar condicionado (MANGKUTO, ROHMAH, et al., 
2016). Com o avanço das tecnologias da indústria da construção civil, torna-se cada vez mais 
viável realizar análises e estudos comparativos ainda durante a fase de estudo da edificação, 
antes que alterações se tornem muito dispendiosas. Isso permite explorar possibilidades que 
antes eram descartadas ou desconsideradas, sem incorrer em aumentos significativos de custo 
e tempo. 
1.3 OBJETIVO 
 O presente trabalho tem como objetivo geral elaborar um fluxo de trabalho replicável 
que possibilite o estudo e a análise de um modelo de edificação base, na qual são realizadas 
mudanças pontuais de acordo com o estudo desejado. Foram alteradas as áreas das janelas na 
fachada, levando em conta a dualidade do problema de iluminação natural e climatização, uma 
vez que ambos podem caminhar em direções opostas no quesito de consumo de energia. 
 O trabalho visa também destacar a importância e praticidade de se realizar esses estudos, 
visto que podem apresentar um grande ganho não só no âmbito da sustentabilidade como 
também no financeiro, uma vez que o menor consumo de energia se traduz em menores gastos 
para os residentes. 
 Para se atingir os objetivos gerais propostos por esse trabalho, são alcançados também 
objetivos específicos, a seguir listados seguindo a ordem em que são realizados: 
 Discutir sobre o consumo de energia das edificações no Brasil; 
 Debater a importância de se reduzir os gastos energéticos ecaminhar em direção à maior 
eficiência; 
 Estudar o papel desempenhado pelas janelas na otimização da eficiência energética das 
edificações residenciais; 
15 
 
 Analisar como a metodologia de Building Information Modeling (BIM), que pode ser 
traduzido para modelagem da informação da construção, pode ajudar a realizar estudos 
fidedignos e confiáveis acerca do gasto energético, poupando tempo e custos; 
 Gerar um fluxo de trabalho replicável capaz de quantificar e comparar diferentes 
modelos para contribuir na tomada de decisões durante a fase de estudo da edificação. 
1.4 ABORDAGEM E METODOLOGIA 
 Primeiramente, foi realizado um estudo teórico visando a habituação aos principais 
temas do trabalho. Nesse sentido, foi conceituado sustentabilidade nas construções e sua 
importância; o papel das janelas na eficiência energética de uma residência; como as janelas 
podem ser melhor utilizadas; a metodologia BIM de modelagem. Por fim, foi realizada uma 
pesquisa aprofundada de como são feitas as análises e como utilizar os programas para extrair 
os melhores resultados, que mais se aproximam da realidade. 
 Realizada essa etapa, deu-se início o estudo prático, que se divide em duas grandes 
etapas, sendo elas a criação do modelo a ser estudado e suas variações, e então as simulações e 
análises dos diferentes modelos. A execução do modelo tridimensional a ser estudado se baseia 
num projeto genérico do Sinduscon (Sindicato da Indústria da Construção Civil) retirado da 
cartilha CUB (Custo Unitário Básico) para residências multifamiliares com mais de oito 
pavimentos de baixo padrão, hipoteticamente localizado em terreno na rua Castro Lopes, em 
Inhaúma, na cidade do Rio de Janeiro. 
A modelagem foi realizada utilizando o programa Autodesk Revit 2021 ®, que faz uso 
da metodologia BIM, permitindo a parametrização de todas as informações do projeto. O 
programa permite definir não apenas as propriedades geométricas do projeto, como também 
informações não-geométricas, tais como os materiais a serem utilizados em cada elemento 
construtivo e suas propriedades físicas, térmicas e de uso. Além disso, é possível inserir 
informações como localização geográfica, juntamente com a seleção de uma estação climática 
localizada no entorno, e sobre o tipo de uso da edificação, com suposições acerca do número 
de habitantes por metro quadrado, rotina de uso dos ambientes etc. Todas essas informações 
têm como base os relatórios da ASHRAE (Sociedade Americana de Engenheiros de 
Aquecimento, Refrigeração e Ar-Condicionado). 
Após a modelagem da edificação a ser utilizada como estudo de caso, foram modeladas 
janelas de diferentes dimensões para serem alocadas no projeto, de forma a gerar diferentes 
modelos a serem estudados e comparados. Cada versão do modelo criado foi analisada em duas 
16 
 
etapas. Primeiro utilizando o software Autodesk Insight ® para conferir qual o percentual de 
abertura de fachada (PAF) adotado (em inglês, conhecido como window-to-wall ratio - WWR) 
de cada versão e cada fachada, passo importante para a documentação e comparação com 
estudos anteriores. Em seguida foi utilizado o Autodesk Green Building Studio ®, para a 
quantificação do gasto de energia com iluminação e climatização, além do cálculo do custo 
monetário decorrente desse uso. 
2 REVISÃO DE LITERATURA 
2.1 SUSTENTABILIDADE NA CONSTRUÇÃO 
 
2.1.1 Importância e conceito 
 
Em 1987, o presidente da Comissão Internacional de Meio Ambiente e 
Desenvolvimento escreveu um relatório intitulado “Our Common Future – Call for Action”, ou 
Relatório de Brundtland. Nesse relatório, ele define o conceito de desenvolvimento sustentável 
como uma forma de atender as necessidades e desejos da geração presente sem comprometer a 
capacidade de futuras gerações atenderem suas necessidades (BRUNDTLAND, 1987). 
Em 2002, na conferência de Johanesburgo, também conhecida como Rio +10, por 
acontecer 10 anos após a conferência do Rio, foi feito um relatório chamado Conferência de 
Johanesburgo, no qual foi ressaltada a importância do comprometimento com os três principais 
pilares do desenvolvimento sustentável, sendo esses o social, econômico e ambiental (HENS, 
NATH, 2003). 
Muitas são as interpretações e maneiras de se atender aos critérios. O governo da Suíça 
adotou 5 critérios a serem atendidos para cada um dos pilares, sendo esses critérios 
(HANSMANN, MIEG, et al., 2012): 
 Proteção de perigos ambientais, redução de riscos; 
 Proteção do meio ambiente; 
 Redução no uso de recursos não renováveis; 
 Uso responsável de recursos renováveis; 
 Proteção de espaços naturais e da biodiversidade; 
 Consideração com futuras gerações no que diz respeito a aspectos econômicos; 
17 
 
 Consideração de externalidades no mercado; 
 Promover o poder inovador da economia; 
 Realçar o capital social e humano; 
 Gerar renda e emprego; 
 Solidariedade global e entre gerações; 
 Equidade e certeza jurídica; 
 Sustentação de valores sociais e culturais; 
 Educação e livre desenvolvimento pessoal; 
 Proteção de saúde e segurança. 
 
Em 1994, durante a Conferência de Construções Sustentáveis, Kibert definiu construção 
sustentável como a criação e operação de ambiente construído saudável pautado em princípios 
ecológicos e eficiência de recursos. Kibert definiu ainda sete princípios básicos para a 
construção sustentável, sendo eles reduzir o consumo de recursos, reutilizar recursos, reciclar e 
utilizar recursos renováveis, proteger a natureza em todas as atividades, minimizar ou eliminar 
toxinas, criar qualidade ambiental e por fim considerar todos os custos, fixos e variáveis, diretos 
e indiretos, ao projetar a edificação (BRADLEY GUY, KIBERT, 1998). Em 2007, porém, ele 
atualizou esse conceito para um mais atual, definindo como uma maneira da indústria da 
construção civil, juntamente com seu produto e setores da economia e da atividade humana 
contribuírem com a sustentabilidade do planeta, incluindo seus habitantes humanos e não 
humanos (KIBERT, 2007). 
 
2.1.2 Impactos da construção civil 
 
O setor da construção civil é responsável por valores entre 40% e 50% de toda a energia 
consumida em países em desenvolvimento, e contribuem com cerca de 30% da emissão de CO2 
(ELGHAMRY, HASSAN, et al., 2018). A construção civil gera impactos ambientais ao longo 
de toda a sua vida, havendo três fases de maior preocupação: o consumo de recurso e geração 
de resíduos para a construção do edifício, o consumo de recursos e a geração de resíduos durante 
a operação do edifício e a geração de resíduos durante a demolição do edifício. 
Segundo Sartori e Hestnes (2007), é estimado que a fase de uso da edificação é 
responsável por 80% a 90% do uso de energia do ciclo de vida de uma edificação, enquanto 
10% a 20% do consumo ocorre durante a fase de extração e produção de matérias e apenas 1% 
18 
 
durante a fase de demolição. A tendência é que esses valores se alterem com o advento de novas 
tecnologias que reduzem o consumo durante a vida útil do projeto, reduzindo seu percentual e 
aumentando a parcela de responsabilidade da construção e demolição sobre o uso de energia. 
Durante a fase de design inicial, é necessário que todo o ciclo de vida da edificação seja 
bem planejado, levando em consideração suas três principais fases, seus funcionamentos e seus 
impactos: execução, utilização e demolição. Reparos durante essas fases podem ser muito 
dispendiosos, e o planejamento adequado durante a etapa de design reduz essas falhas. Na etapa 
de produção, é comum haver grande consumo de recursos somado a grande geração de resíduos, 
indicando o mal planejamento dessa etapa, além de muita geração de poeira e poluição sonora. 
Durante a utilização, existe muita geração de resíduos, na forma de lixos e embalagens, e muito 
consumo de água, energia e combustível, além de impactos associados à mobilidade. Por fim, 
durante a fase de demolição,a poeira gerada durante essa etapa pode ser prejudicial à saúde dos 
trabalhadores, há grande produção de resíduos e existem materiais gerados na demolição que 
provocam a contaminação dos solos (PEREIRA, 2009). 
 
2.1.3 Avaliação do ciclo de vida (ACV) 
 
Avaliação do ciclo de vida pode ser definido como “uma técnica para avaliar os aspectos 
ambientais e potenciais impactos associados a um produto através da compilação de um 
inventário de entradas e saídas relevantes do sistema de um produto, avaliação de potenciais 
impactos ambientais e, por fim, a interpretação dos resultados da análise do inventário e da fase 
de avaliação de impactos” (FAVA, 1993). É uma metodologia criada para quantificar e avaliar 
as cargas ambientais de processos e produtos ao longo de seu ciclo de vida, do berço ao túmulo. 
Essa avaliação inclui a extração e processamento de matéria-prima; manufatura, transporte e 
distribuição; uso, reuso, manutenção, reciclagem e disposição final (CONSOLI, 1993). Sua 
metodologia é baseada na ISO 14040, consistindo de quatro etapas importantes, sendo elas a 
definição do objetivo e escopo, a criação do inventário do ciclo de vida, a avaliação do impacto 
e a interpretação dos dados, conforme indicado na Figura 1 (ABNT, 2001). 
19 
 
 
Figura 1 - Estrutura de ACV e aplicações práticas. 
Fonte: adaptado de ISO 14040 
 
A aplicação da avaliação do ciclo de vida na indústria da construção exige uma 
metodologia diferente da comumente utilizada. Isso ocorre devido aos seguintes fatores: as 
construções têm vida útil muito longa, dificultando prever todo o seu ciclo de vida; muitos dos 
impactos ambientais de uma edificação ocorrem durante sua fase de uso, e por isso a seleção 
correta de materiais e design são importantes na redução dessa carga ambiental; durante seu 
período de vida, uma construção pode passar por diversas mudanças, sendo que a facilidade 
com a qual essas mudanças podem ser realizadas e as possibilidades da edificação reduzir seu 
impacto ambiental são ligadas ao design inicial; existem muitas particularidades em cada 
projeto de edificação, não havendo muita padronização (KHASREEN, BANFILL, et al., 2009). 
A fase de definição de objetivo e escopo consiste em se definir a aplicação que se 
pretende dar à avaliação, a razão para se executar o estudo e qual o público alvo. Isso inclui o 
sistema de produto a ser estudado, as funções do sistema de produto, sua unidade funcional, as 
fronteiras do sistema de produto, procedimentos de alocação, categorias de impacto, 
metodologias de avaliação de impacto, dados requisitados, suposições, limitações, requisitos 
das qualidades dos dados iniciais e o tipo de avaliação crítica e relatório necessários para o 
estudo (ABNT, 2001). 
A análise do inventário do ciclo de vida consiste na coleta de dados e cálculos para 
quantificar as entradas e saídas de um sistema de produto. Esses dados serão utilizados para a 
20 
 
avaliação do ciclo de vida. Além disso, esse se trata de um processo iterativo, no qual ao longo 
da coleta de dados, podem surgir novos requisitos ou limitações, que podem alterar os 
procedimentos da coleta de dados, ou até mesmo a fase de objetivo e escopo, sendo necessário 
fazer revisões (ABNT, 2001). 
A fase de avaliação do impacto utiliza os dados da análise de inventário para avaliar a 
significância de impactos ambientais possíveis, associando dados do inventário com impactos 
ambientais específicos e buscando compreender esses impactos (ABNT, 2001). 
Por fim, a etapa da interpretação dos dados é a fase na qual as constatações da análise 
de inventário e avaliação de impacto são combinadas com o objetivo definido, buscando 
alcançar conclusões e recomendações. Todas as etapas são iterativas entre si, sendo 
recomendado retornar a etapas anteriores para realizar ajustes sempre que se achar necessário 
(ABNT, 2001). 
Estudos de ACV relacionados a indústria da construção civil indicam que a fase de 
operação da edificação é a maior responsável pela emissão de gases de efeito estufa, com 
68,92% da emissão, seguido da fase de produção de materiais, de reforma e retrofit. Essas três 
fases somadas correspondem por 99,23% da emissão de gases de efeito estufa durante o ciclo 
de vida da edificação. As fases de transporte de materiais, demolição e construção são juntas 
responsáveis por apenas 0,77%. Quanto aos materiais de construção, embora o concreto seja o 
mais utilizado, correspondendo a 82% da massa, ele é responsável por 44% da emissão de gases 
de efeito estufa dos materiais, enquanto ferro corresponde a apenas 2,6% da massa e emite 28% 
dos gases, já alumínio é responsável por 1,4% e emite 17% dos gases (YANG, HU, et al., 2018). 
Avanços recentes do ACV indicam que a tendência global de construir edificações mais 
sustentáveis durante a fase de operação tem levado a relação de distribuição entre energia 
incorporada dos materiais e a energia operacional ir de 20%-80%, respectivamente, para 40%-
60% (VILCHES, GARCIA-MARTINEZ, et al., 2017). 
Uma forma atual e eficiente de abordar a ACV, buscando a sustentabilidade, é o ASCV, 
ou avaliação de sustentabilidade do ciclo de vida. Essa abordagem é fruto da união de ACV, 
para o âmbito ambiental, ASCV, ou avaliação social do ciclo de vida, e por fim CCV, ou custeio 
do ciclo de vida, que representa o âmbito econômico, abordando assim os três pilares da 
sustentabilidade (FIGUEIREDO, PIEROTT, et al., 2021). ASCV contabiliza todos os impactos 
sobre a sociedade ao longo do ciclo de vida de um produto, sendo esses impactos positivos ou 
negativos (MARTÍN-GAMBOA, DIAS, et al., 2020). Já o CCV busca otimizar os custos de 
um processo, e calcula todos os custos financeiros associados ao ciclo de vida de uma edificação 
(ALSHAMRANI, ALSHIBANI, 2020). 
21 
 
 
2.1.4 Conforto visual 
 
Em uma edificação, o conforto visual é de extrema importância, uma vez que ele é capaz 
de reduzir o consumo de luz artificial, além de promover a saúde e o bem-estar psicológico dos 
habitantes, respeitando o ritmo circadiano das pessoas ao acompanhar a luz natural e possibilitar 
os usuários da edificação de olharem para o exterior. Estudos indicam que a presença de janelas 
promovem bem estar psicológico e a conexão visual com o exterior pode melhorar a 
concentração e a memória de seus ocupantes (KO, SCHIAVON, et al., 2020). Sicurella et. al 
(2012) sugerem dois parâmetros para avaliar o conforto visual de uma edificação. São eles 
frequência do conforto visual e intensidade do desconforto visual. 
A frequência do conforto visual pode ser definida como o percentual de tempo dentro 
de determinado período no qual valores apropriados de iluminância são atingidos devido a 
iluminação natural, promovendo conforto visual. Para tal, são definidos três intervalos, em que 
o valor de iluminância pode ser menor do que o valor mínimo aceitável, sendo então necessário 
utilizar iluminação artificial, o valor pode estar dentro do intervalo aceitável, ou o valor pode 
ser maior do que o limite máximo, ocorrendo excesso de brilho no interior do ambiente 
(SICURELLA, EVOLA, et al., 2012). 
A intensidade do desconforto visual é calculada a partir da integral de tempo da 
diferença entre a média espacial da iluminância atual e o limite superior ou inferior de 
iluminância aceitável, conforme a Equação 1 (SICURELLA, EVOLA, et al., 2012): 
 𝐼𝐷𝑉𝑠𝑢𝑝 = ∫ ∆𝐼𝑠𝑢𝑝(𝜏) ∙ 𝑑𝜏 , 𝑜𝑛𝑑𝑒 ∆𝐼𝑠𝑢𝑝(𝜏) 
= {
𝐼(𝜏) − 𝐼𝑠𝑢𝑝 , 𝑠𝑒 𝐼(𝜏) ≥ 𝐼𝑠𝑢𝑝
0 , 𝑠𝑒 𝐼(𝜏) < 𝐼𝑠𝑢𝑝
 
 
𝐼𝐷𝑉𝑖𝑛𝑓 = ∫ ∆𝐼𝑖𝑛𝑓(𝜏) ∙ 𝑑𝜏 , 𝑜𝑛𝑑𝑒 ∆𝐼𝑖𝑛𝑓(𝜏) 
= {
𝐼𝑖𝑛𝑓 − 𝐼(𝜏) , 𝑠𝑒 𝐼(𝜏) ≤ 𝐼𝑖𝑛𝑓
0 , 𝑠𝑒 𝐼(𝜏) > 𝐼𝑖𝑛𝑓
 
Equação 1 - Cálculo da intensidade do desconforto visual 
 
 
 
 
22 
 
2.1.5 Conforto térmico 
 
Conforto térmico é alvo de estudos desde os anos 1930, e é definido como a condição 
que expressa satisfação com o ambiente térmico (FROTA, 2006). Realizar previsõesdo 
intervalo de temperaturas em que esse conforto é atendido é complicado, dependendo de 
influências culturais, fatores ambientais e fatores pessoais. Segundo Nicol (1993) existem três 
principais razões para se estudar conforto térmico, que são prover condições satisfatórias as 
pessoas, controlar o consumo de energia e estabelecer padrões. 
Os estudos acerca de conforto térmico mostram duas principais abordagens, sendo elas 
testes de câmaras climáticas, que resultaram na teoria do estado estacionário, e a abordagem 
dos estudos de campo, que resultaram nos modelos de conforto térmico adaptativo. 
Nos estudos de câmara climática, o estudo é realizado em uma câmara capaz de realizar 
variações em parâmetros climáticos. Os parâmetros são a temperatura do ar interna, temperatura 
radiante média, velocidade do ar e umidade, enquanto que as variáveis são as vestimentas e a 
atividade do voluntário, que são pré-definidas. Dessa maneira é criado um ambiente de estudo 
controlado para avaliar diferentes cenários e como as pessoas reagem a esses cenários 
(TALEGHANI, TENPIERIK, et al., 2013). 
Os estudos de campo visam estudar o conforto no mundo real, com o estudo sendo 
realizado enquanto os voluntários realizam suas tarefas diárias normalmente, sem que se tente 
controlar o ambiente (TALEGHANI, TENPIERIK, et al., 2013). Os pesquisadores coletam os 
dados, como temperatura, velocidade do ar e umidade, e os voluntários associam seu conforto 
a um valor dentre uma escala que vai de -3, indicando muito frio, até +3, indicando muito calor. 
À partir da combinação dos fatores ambientais com as condições humanas, como atividade 
executada, e também com os valores indicados pelos voluntários, é feita uma predição das 
condições que representam conforto em situações similares e em outros lugares (NICOL, J.F., 
HUMPHREYS, 2002). Esses estudos resultaram no modelo de conforto adaptativo, pois 
acredita-se que as pessoas podem tomar decisões que favoreçam seu conforto, como abrir as 
janelas, fechar persianas ou trocar de roupa, antes de recorrer à climatização mecânica, e devido 
a esses fatores, essa teoria e esse modelo de estudo são hoje mais indicados (SICURELLA, 
EVOLA, et al., 2012). 
Para se fazer projetos que levem em consideração o conforto térmico dos ocupantes, é 
importante primeiro entender as características do clima a que a edificação está sujeita. Frota 
(2006) faz uma divisão dos climas brasileiros em dois grandes grupos mais extremos, para fins 
didáticos. Esses grupos são o quente e úmido e o quente e seco. Como a água possui maior calor 
23 
 
específico do que o ar, ela retém sua temperatura por mais tempo, reduzindo a amplitude 
térmica. Por outro lado, quanto maior a umidade, maiores os efeitos da temperatura sobre as 
pessoas, ou seja, maior a sensação térmica. Em regiões de clima quente e seco do Brasil, deve-
se adotar edificações com grande inércia térmica, visto que nesse clima há grande variação de 
temperatura ao longo do dia, para amortecer o calor recebido durante o dia e perdido durante a 
noite. Além disso, a temperatura do vento nessa região costuma acompanhar a temperatura 
externa, logo não há muito uso para a ventilação, e, portanto, as esquadrias na fachada podem 
ter suas dimensões reduzidas, para se evitar o ganho de calor por radiação solar direta. Nos 
climas quente e úmidos, deve-se haver ventilação para as horas do dia em que a temperatura 
externa esteja mais baixa que a interna, fazendo uso de esquadrias que devem ser protegidas de 
radiação direta afim de evitar ganho de temperatura ao longo do dia. Por fim, não é necessário 
haver grande inércia térmica, possibilitando a edificação perder calor a noite, quando a 
temperatura externa cai. 
2.2 TOMADA DE DECISÃO COM BASE EM MÚLTIPLOS CRITÉRIOS (TDMC) 
A tomada de decisão com base em múltiplos critérios surge para amparar tomadores de 
decisões a fazer escolhas com base em diversos critérios que podem ser conflituosos, 
consistindo de alternativas a serem avaliadas e ranqueadas, os critérios pelos quais essas 
alternativas serão avaliadas, os pesos que cada um desses critérios possui e nos tomadores de 
decisão e potenciais acionistas. 
Em geral, a tomada de decisão utilizando esse método é realizada em cinco etapas 
iterativas. A primeira etapa é a identificação do problema, onde os tomadores de decisão devem 
identificar a natureza do problema a ser resolvido e estabelecer os critérios para resolvê-lo, bem 
como as estratégias a serem adotadas. Em seguida tem-se a estruturação do problema, em que 
os tomadores de decisão definem os objetivos, limitações, valores, incertezas, problemas e 
quem são os acionistas do empreendimento, orientando a futura análise e decisão. A terceira 
etapa é a construção do modelo, onde são definidas alternativas e todos os critérios e seus 
valores, compilando alternativas e estratégias para garantir que a meta será cumprida. A 
penúltima etapa é utilizar o modelo como uma ferramenta de análise, coletando e sintetizando 
informação, sugerindo novas alternativas e analisando a força e a sensibilidade do modelo. Por 
fim, é desenvolvido um plano de ação, através do qual a melhor alternativa será determinada 
(HUNG, CHOU, et al., 2011). 
24 
 
Os problemas que exigem esse modelo para auxiliar na tomada de decisão envolvem 
diversas variáveis que devem ser consideradas, e um projeto de edificação entra nesse tipo de 
problema, havendo várias frentes a serem avaliadas e priorizadas, como o custo de 
implementação e construção, o custo de operação, o consumo de recursos durante a vida útil, o 
impacto social da construção etc. Alguns órgãos criaram modelos para ajudar a ordenar as 
prioridades da vida útil de uma edificação e a tomada de decisões, como o LEED e o BREEAM. 
O certificado LEED define os principais parâmetros para a tomada de decisão multicritério: 
local de construção sustentável; eficiência hídrica; energia e atmosfera; materiais e recursos; 
qualidade do ambiente interno; inovação no design; priorização regional (MEDINECKIENE, 
ZAVADSKAS, et al., 2015). 
2.3 MODELAGEM DA INFORMAÇÃO DA CONSTRUÇÃO (BIM) 
2.3.1 Conceito 
 
O comitê de Padrões Nacionais de Modelagem da Informação da Construção (NBIMS) 
dos Estados Unidos define BIM como “uma representação digital de características físicas e 
funcionais de uma instalação. É um recurso de conhecimento compartilhado para informações 
acerca da instalação formando uma base confiável para a tomada de decisões ao longo de sua 
vida útil. Uma premissa básica do BIM é a colaboração de diferentes colaboradores em 
diferentes fases do ciclo de vida da instalação para inserir, extrair, modificar ou atualizar 
informações no BIM” (“About the National BIM Standard-United States®”, [S.d.]). 
BIM é uma tecnologia e um processo. Como tecnologia, é um modelo tridimensional 
que possibilita as partes interessadas a acessar, visualizar e alterar esse modelo, conectando em 
apenas um lugar toda a informação necessária para o planejamento do projeto, o design, a 
execução e o uso. Um modelo BIM se diferencia do CAD ou do 3D CAD por sua 
parametrização, na qual a mudança em um elemento é refletida nos elementos adjacentes e 
conectados, além de ter a mudança automaticamente realizada em todas as vistas, além de 
conter informações físicas e funcionais a respeito da edificação. Já o CAD é apenas uma 
representação geométrica da edificação, onde seus elementos são apenas linhas independentes, 
e qualquer modificação no modelo precisa ser atualizada manualmente ao longo de todo o 
projeto para que haja concordância. Por outro lado, BIM é um processo virtual baseado na 
comunicação e colaboração que engloba todas as disciplinas, aspectos e sistemas de uma 
25 
 
instalação em um único modelo, facilitando a colaboração de todos os envolvidos e tornando-a 
mais eficiente (AZHAR, KHALFAN, et al., 2012) 
A indústria da construção civil é a maior do mundo,com características únicas, como 
organizações muito fragmentadas, projetos únicos, período de produção relativamente curto e 
trabalho ao ar livre, dificultando o controle dentro do canteiro de produção (RICE, BECERIK-
GERBER, 2010). Os projetos de construção dependem da colaboração de equipes 
multidisciplinares e muitas vezes separadas geograficamente, e por isso a troca de informações 
constantes e em tempo real entre essas equipes são importantes para o sucesso desses projetos. 
No entanto, a falta de interoperabilidade e má gestão de dados na realização desses projetos 
ainda é grande, levando a grandes custos. 
 
2.3.2 Histórico 
 
Para que a utilização do BIM fosse possível, foram necessários alguns avanços 
tecnológicos. Uma das principais características do BIM é a interoperabilidade, que pode ser 
definida como a troca de informações através de soluções tecnológicas integradas, 
independentemente da fase do projeto, disciplina ou papel que o participante exerce dentro do 
projeto. Isso permite que diferentes equipes, como engenheiros, arquitetos, tomadores de 
decisão e construtores trabalhem todos juntos e ao mesmo tempo no projeto, mesmo que 
estejam a distância, permitindo que eles dialoguem entre si ainda nas fases iniciais, indo até as 
fases finais. 
Para que isso ocorresse, foi necessário criar um protocolo, que padronizasse o formato 
das informações. Esse padrão foi chamado de Industry Foundation Classes (IFC), que reduz os 
erros de coordenação e de interoperabilidade, que por sua vez são muito custosos. Outros 
avanços importantes são avanços significativos na área de tecnologia da informação, 
permitindo maior armazenamento e processamento dos computadores, uma vez que os 
programas e arquivos de BIM podem ser muito pesado, e o aumento da adoção de BIM por 
parte da indústria da construção, desde os produtores de material e insumos até os construtores, 
criando cada vez mais uma padronização (KIVITS, FURNEAUX, 2013). 
Segundo levantamento realizado por Becerik-Gerber e Rice (2010), através de 
questionários, o Integrated Project Delivery (entrega de projeto integrado), ou IPD, é o método 
de entrega de projetos de construção civil mais eficiente quando utilizando BIM, pois o IPD 
consiste na colaboração de todas as equipes ao longo de todas as fases, desde a execução do 
design e do projeto, até a entrega. Essa pesquisa indica também que as tarefas mais executadas 
26 
 
pelos participantes são a visualização do projeto, a detecção de conflitos e o design da 
edificação. Outro dado importante diz respeito a percepção dos participantes quanto aos 
impactos do BIM na sustentabilidade das edificações, com apenas 19% indicando que obtém 
um valor significante das análises de sustentabilidade, e apenas 15% usam para auxiliar no 
certificado LEED. Outras observações dessa pesquisa são que para as empresas com 
experiência em BIM, e que o utilizam para a maioria de seus projetos, a maioria encontrou 
aumento na lucratividade de seus projetos, com quase nenhuma indicando uma redução e 
poucas indicando nenhuma alteração, com boa parte desse aumento de lucro devido a redução 
da duração da fase de projeto e seus custos associados. Uma das maiores vantagens do BIM é 
a coordenação entre os desenhos do projeto, em que mudanças realizadas no modelo são 
automaticamente atualizadas nos desenhos e todas as vistas de projeto, reduzindo erros e 
retrabalho. Isso se traduz como um grande benefício para a fase de construção, em que todos 
os desenhos se encontram corretos, atualizados e concordando entre si. 
 
2.3.3 Fases do BIM 
 
O BIM possui diferentes usos em cada fase da construção. Para a fase de design, ou 
projeto, tudo que for modelado coexiste em uma única base de dados virtual da construção, 
onde uma parede, por exemplo, não é representada por apenas duas linhas, mas por um objeto 
com as propriedades de uma parede, como comprimento, altura, largura, os materiais que o 
compõem, custos associados e o fornecedor, e o mesmo vale para as esquadrias, pisos, pilares, 
colunas e instalações (IBRAHIM, 2004). Além disso, o modelo possui informações 
geográficas, de terreno, e atributos que definem a o contexto e as relações entre cada um dos 
objetos dentro do modelo, facilitando análises e estimativas de custo que possibilitam o estudo 
e a definição do melhor modelo a ser adotado, bem como seus detalhes e características 
(SALAZAR, MOKBEL, et al., 2006). 
Devido à natureza paramétrica do BIM, onde os objetos possuem relação entre si, é 
reduzida a quantidade de erros durante a fase de construção ao atualizar e automatizar mudanças 
através de todo o projeto. Isso significa que se uma parede é movida dentro do modelo, por 
exemplo, as esquadrias associadas a ela serão deslocadas juntas, e todas as vistas serão 
atualizadas para se adequar a essa mudança, de forma rápida e precisa, garantindo um modelo 
fidedigno a ser seguido dentro dos canteiros. Além disso, é possível ter uma dimensão a mais, 
e realizar projetos em 4D, que envolve o tempo. Ao incluir o tempo na modelagem, indicando 
em que momento cada elemento será construído ou retirado, incluindo as máquinas e veículos 
27 
 
envolvidos na operação da construção, fica mais fácil notar problemas e conflitos, além de 
calcular a evolução do custo na obra e do uso de insumos ao longo do tempo, permitindo 
correções antes da obra começar e também melhor planejamento (KIVITS, FURNEAUX, 
2013). 
 Durante a fase de operação, a manutenção da edificação é facilitada por haver uma base 
de dados com informações detalhadas acerca de todos os materiais e equipamentos utilizados, 
como seus fabricantes e fornecedores e manuais (quando houver). Com isso, modificações que 
forem realizadas em obras de reforma ou durante manutenções podem ser atualizadas no 
modelo de BIM, facilitando obras e manutenções futuras, aumentando a segurança. Além disso, 
se houver a falha de algum componente, o fornecedor pode ser prontamente identificado 
contatado para fazer o reparo ou a troca (KIVITS, FURNEAUX, 2013). 
 Por fim, a fase de demolição fica mais segura e sustentável, pois há uma lista com todos 
os materiais utilizados na construção, possibilitando a identificação de materiais que 
apresentem perigo, como o amianto, para que estes sejam manuseados com cautela, além de 
oferecer rapidamente a equipe de demolição informações acerca de materiais que podem ser 
reutilizados (KIVITS, FURNEAUX, 2013). 
 
2.3.4 Nível de Desenvolvimento 
 
LOD, ou Level of Development se traduz para nível de desenvolvimento de um projeto 
de BIM, e indica o quão detalhado é ou deve ser o modelo em questão, existindo diferentes 
classificações pré-estabelecidas. Existe uma diferença entre a geometria e as propriedades, 
podendo um modelo ser bem desenvolvido quanto a sua geometria, porém sem detalhamentos 
quanto as propriedades da edificação, por exemplo. Segundo Grytting et al (2017), planos para 
a tomada de decisão são raramente tomadas durante a fase de design inicial, e decisões acerca 
dos elementos do design são raramente definidos durante o processo de modelagem. Com isso, 
muitos modelos são entregues com nível de detalhamento acima ou abaixo do necessário, 
levando a muitas mudanças desnecessárias no modelo. 
Os níveis de LOD podem ser entendidos como segue (GRYTTING, SVALESTUEN, et 
al., 2017): 
 LOD 100: representação genérica do modelo, possuindo apenas massa; 
 LOD 200: geometria aproximada de um sistema ou elemento com dimensão, 
formato e localização; 
28 
 
 LOD 300: elemento representado como um sistema específico ou objeto com 
dimensões, formato e localização; 
 LOD 350: é o mesmo que o 300, porém com interações entre elementos 
construtivos, como placas de ligação entre elementos de fundação e colunas; 
 LOD 400: o elemento é modelado de forma suficientemente detalhada, de forma 
que pode ser fielmente reproduzido na vida real como o bemfinal; 
 LOD 500: é o as built, reproduzindo fielmente como a edificação foi construída. 
 
2.3.5 Sustentabilidade 
 
Segundo Azhar et al (2009), as fases de design inicial e pré-construção são críticas para 
tomar decisões que efetivamente afetem a sustentabilidade da edificação, e o planejamento 
tradicional em CAD não é capaz de realizar essas análises nas fases iniciais. Schlueter e 
Thesseling (2009) afirmam que a falta de análise contínua durante as fases iniciais acarreta em 
um processo ineficiente de modificações retroativas no design. Para fazer análises realistas da 
performance da edificação nas fases iniciais se faz necessário possuir informações acerca dos 
materiais, contexto, formato e sistemas de uma edificação, e por permitir que informações 
multidisciplinares sejam sobrepostas em um mesmo modelo e interajam entre si, BIM permite 
que medidas de sustentabilidade e análises de performance sejam realizadas ao longo do 
processo de design (SCHLUETER, THESSELING, 2009). 
Ao utilizar essa metodologia na construção, pode-se reduzir os custos associados a 
análises de sustentabilidade, fazendo com que a informação necessária para realizar essas 
análises sejam um subproduto da modelagem padrão, sem exigir maiores esforços. Além do 
design gráfico, muitos dos dados são inseridos naturalmente durante o procedimento de design 
do modelo, e a integração do modelo de informação da construção com as ferramentas de 
análise de performance simplifica muito a tarefa muitas vezes difícil e exaustiva de realizar 
análises, fornecendo aos arquitetos fácil acesso a ferramentas que oferecem feedback imediato 
em alternativas de design durante as fases iniciais do projeto (AZHAR, BROWN, 2009). 
Segundo Cheong et al (2020), a possibilidade de fazer previsões acuradas acerca das 
condições de iluminação e climatização permite realizar avaliações iterativas entre possíveis 
modelos, ou então fazer avaliações sobre possíveis medidas mitigatórias contra condições 
indesejadas em construções já existentes. Essas vantagens de velocidade e precisão são 
29 
 
especialmente importantes na atualidade, onde sustentabilidade, praticidade, performance e 
tempo precisam ser equilibrados entre si. 
Pode-se relacionar três principais áreas de design sustentável com BIM: seleção e uso de 
material; seleção e gerenciamento do local da edificação e seus entornos; análise de sistema 
(HARDIN, MCCOOL, 2015). Além disso, BIM pode auxiliar nos seguintes aspectos das 
construções sustentáveis (AZHAR, BROWN, 2009): orientação do modelo; o formato da 
edificação; análise de luz natural; coleta de água; modelagem de energia; materiais sustentáveis. 
O modelo do BIM possui informações tais como a geometria da construção, os materiais 
que compõem a edificação, os sistemas, as cargas internas e as condições climáticas, e a partir 
desses dados, juntamente com a informações adicionais fornecidas aos programas de análise, a 
avaliação ambiental das edificações é executada. 
Segundo levantamento feito por Azhar e Brown (2009) a partir de questionários enviados 
para agentes na indústria da construção civil, as análises mais executadas são de utilizando a 
modelagem da informação da construção são de energia, luz natural e solar, orientação da 
edificação, terreno e formato da edificação. Se tratando de tempo poupado devido à 
metodologia, 27% dos participantes indicaram que perceberam economias de tempo 
significativas, 50% notaram alguma economia, 17% não notaram diferença e 7% notaram 
alguma perda de tempo, com nenhum participante notando perdas de tempo significativas. 
Quanto a custos, nenhum participante notou perdas financeiras, significativas ou não, 50% 
notaram alguma economia, 27% notaram significativa economia e 23% não notaram diferença. 
2.4 ESQUADRIAS 
2.4.1 Conceitos 
 
Janelas caracterizam padrões de conforto térmico e visual em edificações, e a seleção 
de suas dimensões deve receber atenção especial durante as fases iniciais de projeto, visto que 
são propriedades da edificação difíceis de serem alteradas posteriormente. Devido ao trade off 
entre conforto térmico e conforto visual, acabam por ser integrados ao processo de decisão altos 
níveis de complexidade, necessitando de métodos de otimização e decisão baseados em 
múltiplos critérios. Esses critérios podem ser variados, e dependem das partes interessadas na 
edificação e dos tomadores de decisão (MANGKUTO, ROHMAH, et al., 2016, OCHOA, 
ARIES, et al., 2012). 
30 
 
Quando a radiação solar incide sobre uma janela, ela é parcialmente refletida, absorvida 
e parte dela atravessa o material. As propriedades da janela que mensuram a taxa de radiação 
que é refletida, absorvida e atravessada recebem o nome de refletância, absortância e 
transmitância, respectivamente. O fator solar de uma janela é o percentual do total da energia 
de calor radiante do sol que entra no ambiente através do vidro, sendo a soma da parcela que 
entra pela transmitância com a proporção da parcela absorvida que é reemitida para o interior. 
Os diferentes tipos de materiais utilizados no vidro podem ter grandes impactos na radiação. 
Em estudo realizado para quatro diferentes zonas climática da Índia, por exemplo, o uso de 
vidros nas cores bronze, verde e cinza apresentaram uma redução na carga de resfriamento 
aproximadamente 23,0%, 31,0% e 36,5% menores do que no caso do vidro transparente, 
respectivamente (KUMAR, SABOOR, et al., 2017). A Tabela 1 apresenta as propriedades de 
transmitância, absortância e refletância de cada uma dessas janelas. O fator de luz natural é 
obtido através do fator de transmitância de luz da janela. O fator de luz natural é o percentual 
da luz externa que atravessa o ambiente. 
 
Material do 
envidraçamento 
Refletância 
(%) 
Transmitância 
(%) 
Absortância 
(%) 
Transparente 8 82 10 
Bronze 6 56 38 
Verde 6 47 47 
Cinza 6 41 53 
Tabela 1 – Propriedades de esquadrias em diferentes cores 
Fonte: adaptado pelo autor 
 
As principais formas de propagação de calor são condução, convexão e radiação. A 
condução ocorre por meio de corpos sólidos, sem haver transporte de matéria, a convexão 
ocorre da mesma forma que a condução, mas ocorre exclusivamente em fluidos, e a radiação é 
a transferência de calor por ondas eletromagnéticas, não sendo necessário o contato entre 
objetos, uma vez que essas ondas se propagam no vácuo. A transmitância de calor através 
desses meios recebe o nome de valor U, coeficiente que determina o ganho ou perda de calor 
através de uma placa de vidro, e quanto menor seu valor, menor é a troca de calor. Para reduzir 
o fator U, pode-se utilizar vidros duplos nas esquadrias, com uma camada de ar entre eles, 
reduzindo as transmissões de calor por condução e convexão, podendo-se substituir o ar por 
gases com menor condutividade térmica, aumentando o efeito desejado. Para reduzir a 
transferência por radiação, pode-se utilizar vidros de baixa emissividade, ou low-E, que 
31 
 
possuem em uma de suas faces um revestimento que absorve raios infravermelhos, sem impedir 
a passagem de luz. 
Com o advento de novas tecnologias, como sistemas de HVAC mais eficientes, 
materiais do vidro das esquadrias melhores e mais inteligentes, e fazendo-se bom uso do 
sombreamento nas janelas, o impacto da dimensão das esquadrias e o PAF tem reduzido (GOIA, 
HAASE, et al., 2013). Essa informação abre portas para designs mais variados nas fachadas da 
edificação, visto que no que diz respeito a eficiência energética da edificação, a fachada vem 
tendo seu papel reduzido ao se utilizar tecnologias de ponta na edificação, mas para isso é 
necessário estar disposto a desembolsar grandes valores, aumentando muito o custo da fase de 
construção. 
 
2.4.2 Propriedades 
 
As esquadrias de uma edificação são o componente de seu envelope mais fraco no que 
diz respeito a performance e eficiência energética. O dimensionamento, a orientação e o tipode 
vidro das janelas, por exemplo, apresentam maiores impactos no consumo de energia de uma 
edificação do que a espessura das alvenarias, sendo esses parâmetros inter-relacionados, 
requerendo uma combinação equilibrada para atingir o conforto térmico e a eficiência 
energética (ALWETAISHI, 2019). Um design adequado no que diz respeito a PAF e orientação 
pode produzir resultados muito positivos na eficiência energética de uma edificação, 
apresentando uma estratégia barata para reduzir o consumo de energia, sendo especialmente 
importante em países de baixo poder aquisitivo, enquanto o custo de melhores tecnologias de 
envidraçamento pode ser muito alto em alguns casos e afastar essa população (DE GASTINES, 
PATTINI, 2020). Um retrofit térmico em residências de baixa renda não é algo muito viável 
devido ao alto custo de implementação, sendo necessário, portanto, que seja considerado um 
design próprio para evitar que seja necessário realizar essas alterações e se reduza o desconforto 
térmico e seus custos associados (GALVIN, SUNIKKA-BLANK, 2013). 
O tipo de vidro utilizado também pode ter impactos muito bons na eficiência, com uma 
redução de até 4,6% na carga de resfriamento ao se utilizar revestimento refletivo nas 
esquadrias (CHEN, HAMMAD, et al., 2020). Em regiões com alta incidência solar, as áreas 
das esquadrais na fachada deve ser minimizada, independentemente da orientação, e por isso 
esses elementos devem ser cuidadosamente estudados e projetados. É estimado, por exemplo, 
que em climas quentes e secos o PAF não deve ultrapassar 30% em zonas voltadas para o norte 
e 25% para as fachadas leste e sul (ALWETAISHI, BENJEDDOU, 2021). 
32 
 
As esquadrias possuem alta condutividade térmica, causando perda indesejada de calor 
em climas frios e ganho indesejado de calor em climas quentes. Isso aumenta a necessidade do 
uso de climatização mecânica para manter o conforto térmico, com as esquadrais residenciais 
chegando a contribuir com até 32% da necessidade de uso de aquecimento e ar-condicionado 
nas edificações residenciais (CHEN, HAMMAD, et al., 2020, JOHNSTON, ZHANG, et al., 
2017). 
 
2.4.3 Efeitos das esquadrias 
 
O PAF pode alterar o conforto térmico em taxas de 20% à 55%, enquanto que seu efeito 
sobre o consumo de iluminação artificial varie apenas entre 1,5% e 9,5%, indicando que os 
efeitos das dimensões da esquadria no ganho e perda de calor devem receber maior atenção na 
fase de design e projeto do que os de iluminação natural e artificial, quando se busca conforto 
e eficiência (PATHIRANA, RODRIGO, et al., 2019). Em muitos países tropicais tem se 
tornado cada vez mais difícil de se atingir o conforto térmico sem a utilização de resfriamento 
mecânico devido ao calor, a umidade, a grande incidência de radiação solar e a projetos 
inadequados a esse tipo de clima, contribuindo substancialmente para o consumo de energia 
nas edificações (PATHIRANA, RODRIGO, et al., 2019). 
Para conforto visual, um dos parâmetros a serem utilizados é a autonomia de luz solar, 
um fator que mede um percentual de quanto tempo no ano valores mínimos de iluminância são 
atingidos somente com a luz natural. Estudos deduziram que o formato das esquadrias afeta 
muito pouco esse fator, embora janelas mais largas fornecem uma iluminação mais uniforme, 
sendo o mais indicado. Quanto ao tamanho da janela, para regiões próximas a janela, esse 
parâmetro não faz muita diferença, mas para regiões no fundo dos cômodos, afastados da 
fachada, quanto maior a janela maior a autonomia de luz solar. Quanto mais alta a janela for 
instalada, maior a autonomia de luz solar no meio e no fundo dos cômodos. Por fim, quanto a 
importância da refletância das superfícies do cômodo, é sugerido que esse parâmetro tem pouca 
influência para áreas próximas a fachada, mas quanto mais distante se fica, mais importante 
são, existindo uma relação direta, onde quanto maior a refletância, maior a autonomia de luz 
solar nos fundos do ambiente (ACOSTA, CAMPANO, et al., 2016). 
Trabalhos preliminares indicam que em um ambiente moderadamente quente, ocupantes 
que tenham vistas de janelas para o exterior se sentem mais confortáveis com a temperatura do 
que ocupantes em ambientes sem janelas. Isso pode ser explicado por três razões: a janela 
funciona como uma forma de distração, pois os ocupantes recebem mais estímulos visuais, 
33 
 
prestando menos atenção no seu desconforto; um efeito de compensação do ambiente interno, 
onde um fator de alta qualidade, como as vistas, pode compensar por um de baixa qualidade, 
como o desconforto térmico; adaptação psicológica, onde ao olhar para o exterior e ver um dia 
ensolarado e provavelmente quente devido a experiências passadas, a expectativa do ocupante 
de que o interior esteja também quente o levam a perdoar um desconforto térmico leve. Por fim, 
é concluído que as pessoas próximas a janelas se tornam mais indulgentes quanto a desconfortos 
térmicos, possibilitando maior flexibilização na climatização artificial e menores gastos de 
energia, sendo necessários mais estudos no futuro para melhor compreensão desse efeito, como 
suas causas, extensão do impacto e consequências (KO, SCHIAVON, et al., 2020). 
3 METODOLOGIA E APRESENTAÇÃO DO MODELO 
Para a realização de um estudo, é necessária a familiarização do usuário com a 
metodologia BIM, a lógica por trás dela e como utilizá-la. É a partir dessa metodologia, que 
utiliza em conjunto modelos tridimensionais e informações acerca de suas características físicas 
e funcionais, que se torna possível realizar análises aprofundadas que vão além da geometria 
do projeto, fornecendo informações acerca de seu uso. 
Primeiramente, deve-se ter bem claro qual o padrão de empreendimento que se busca, 
qual seu uso, quem são os clientes. Dessa maneira, é possível criar um modelo que reflita a 
realidade da futura edificação. Além disso, é preciso ter claro quais os parâmetros a serem 
adotados para a realização das análises, e quais os parâmetros que definem os melhores 
modelos, pois o que se busca pode ser puramente a solução mais eficiente em termos de gasto 
de energia combinada entre iluminação e climatização, assim como pode-se adotar apenas um 
destes como critério. Pode também ser o menor custo de construção, ou então o menor custo 
durante o ciclo de vida, levando em consideração os gastos de implementação das tecnologias 
e dos estudos, da construção e também de seu uso, este último podendo ser reduzido utilizando-
se de resultados analisados que diminuam o consumo de combustível e energia. De qualquer 
maneira, o tomador de decisões precisa especificar ao analista o que ele procura, para que então 
as informações essenciais estejam inseridas no programa. 
Outro elemento importante do estudo é saber os materiais a serem utilizados na edificação. 
Informações como quais são os materiais disponíveis no mercado em que o empreendimento 
se encontra inserido, quais são as dimensões comerciais de esquadrias e se os fornecedores 
possuem informações específicas sobre o desempenho térmico, físico e acústico de seus 
34 
 
materiais, uma vez que essas são características essenciais ao realizar estudos de desempenho 
energético e de custo durante a fase de uso de uma edificação. 
Para esse trabalho, foi realizado um estudo de caso teórico, seguindo um modelo de 
edificação base, do qual foram criados outros nove modelos a partir de mudanças nas janelas 
das quatro fachadas. Esse trabalho visa demonstrar como é possível fazer um estudo das 
possibilidades de dimensões das esquadrias na fachada e seus impactos no consumo de energia 
com iluminação e climatização, sendo possível então comparar os modelos e também estender 
esse estudo para outras características da edificação. 
3.1 METODOLOGIA 
A abordagem ideal deve ser feita em alguns passos pré-estabelecidos, visando os 
melhores resultados possíveis. Os passos são a idealização e definiçãodo escopo do projeto, a 
modelagem detalhada da arquitetura, a inserção de informações que dizem respeito ao uso e ao 
entorno da edificação, estudos solares, as análises propriamente ditas e a avaliação dos 
resultados dessas análises. O fluxograma é indicado na Figura 2. 
35 
 
 
Figura 2 – Fluxograma proposto para análises de eficiência energética utilizando BIM 
Fonte: elaborado pelo autor. 
 
Antes de iniciar a modelagem, o especialista técnico deverá ser informado a respeito do 
uso da edificação, qual sua finalidade, ter acesso às plantas e documentos, onde se planeja 
construir e que materiais se pretende usar. Com base nessas informações, pode-se iniciar a 
modelagem da arquitetura do projeto, sempre buscando enriquecê-lo com o maior número de 
informações disponíveis. Para tal, é importante também que o especialista saiba quem serão os 
possíveis fornecedores e quais as características e informações dos materiais que fornecem. 
Caso não haja acesso a esses detalhes, existe a possibilidade de encontrar informações mais 
genéricas acerca de diversos tipos de materiais comumente utilizados nas construções em 
artigos, revistas, livros ou até mesmo em softwares de programação que se utilizam da 
36 
 
metodologia BIM. Com isso são criadas as famílias a serem utilizadas na modelagem, como as 
diferentes esquadrias, alvenarias, teto, piso, laje e forro, a partir das quais o modelo é feito. 
Após a criação do modelo tridimensional, o projetista deve fornecer a localização do 
terreno do projeto. Com isso, é realizado um estudo solar utilizando massa conceitual e definido 
qual a melhor localização do empreendimento dentro do terreno e qual a melhor orientação para 
o mesmo com relação ao norte verdadeiro, dependendo da disponibilidade (muitas vezes não 
há tanta flexibilidade quanto a esses quesitos) e também do que se deseja avaliar. Outro uso 
para o estudo de insolação é observar como as fachadas são expostas ao sol em diferentes horas 
do dia, e em diferentes dias do ano, bem como a relação dessa exposição com as sombras, tendo-
se uma ideia de como melhor distribuir as esquadrias ao longo das fachadas, de acordo com os 
interesses de cada tomador de decisões. 
Definido o melhor posicionamento e a melhor orientação, deve-se inserir informações 
referentes ao uso da edificação, como quais serão as horas de uso, o número de pessoas 
esperadas, o tipo de iluminação ativa que se planeja utilizar, as opções de sistema HVAC a 
serem avaliadas. É a partir da combinação dessas informações e da arquitetura do modelo que 
os programas são capazes de realizar ensaios de eficiência energética. É importante também 
informar a localização geográfica da construção, pois assim o programa obtém as informações 
climáticas a que o modelo será submetido. 
Uma vez que o programa tem todas as informações de que necessita, pode-se iniciar a 
fase das análises de diferentes modelos. São feitas as alterações nos parâmetros possíveis dentro 
do programa, como a tipologia de materiais e famílias, dimensão de esquadrias ou orientação 
da edificação, que forem atraentes ao projetista e tomador de decisões. Com isso são criados 
diferentes modelos a partir de um comum e obtidas informações do uso de materiais, dos custos 
esperados de construção, dos custos esperados de uso e dos valores do consumo de energia. 
Para calcular os custos de implementação e ciclo de vida da edificação, é possível 
utilizar os softwares comerciais. Como a metodologia BIM se utiliza de projetos 
computacionais ricos em informações e detalhes parametrizados, esses modelos são 
acompanhados de listas de materiais utilizados, que juto com cartilhas de custo de material e 
mão de obra de serviços, ou então a partir do banco de dados da incorporadora, facilitam o 
cálculo do custo de implementação. Ao mesmo tempo, os programas de análise fornecem o 
consumo de anual de energia elétrica, combustível e água, possibilitando o cálculo do custo de 
operação da edificação, juntamente com dados a respeito da manutenção dos equipamentos e 
peças, disponibilizados pelos fornecedores. 
37 
 
Para auxiliar na criação do modelo, podem ser tomadas decisões iterativas, nas quais 
são definidos parâmetros de referência, como valores máximos de consumo com energia aceito, 
ou então gasto total com climatização aceito etc; e a partir desses valores se fazer um filtro, 
eliminando os modelos que não atendem aos critérios mínimos. Por fim, todos os modelos são 
comparados entre si, e então o tomador de decisões pode avaliar quais são os melhores modelos 
com base nos critérios previamente estabelecidos com o especialista técnico. A Figura 2 
representa o fluxograma a ser seguido, conforme explicado. 
3.2 PROJETO DO EMPREENDIMENTO 
Na metodologia BIM, os modelos de construção são descritos, entre outras coisas, por 
seus componentes construtivos, que são representações digitais “cientes” do que são, e podem 
ser associados com parametrização e atributos gráficos e de dados (EASTMAN, TEICHOLZ, 
et al., [S.d.]). Isso só ocorre, porém, quando o usuário insere todas as informações dentro do 
modelo, identificando cada elemento e sua função dentro do projeto. Para que o projeto fique o 
mais preciso possível, visando a otimização de futuras análises, é necessário detalhar a 
composição dos componentes: se estes têm função de esquadria, alvenaria, piso, teto, além de 
quais os diferentes materiais que os compõem, bem como as propriedades físicas e térmicas 
desses materiais. 
A NBR 12721.2006 define a necessidade de haver projetos padrão, que são projetos 
selecionados para representar diferentes tipos de edificação normalmente usados na 
incorporação, buscando padronizar os custos de incorporação em diferentes cenários. As 
características principais desses projetos são o número de pavimentos, de dependências por 
unidade, as áreas equivalentes das unidades autônomas, número total de unidades e os 
acabamentos para cada padrão de construção. A partir dessa norma, a SINDUSCON-MG 
(Sindicato da Indústria da Construção Civil no Estado de Minas Gerais) fez uma cartilha do 
CUB/m² (Custo unitário básico por metro quadrado), que detalha diferentes tipos de projetos 
padrão, com diferentes usos e tipos de acabamento, sobre os quais são calculados os custos 
estimados para cada tipo de empreendimento. 
O projeto selecionado foi o R8-B (Residencial Multifamiliar – Padrão Baixo), com 8 
pavimentos tipo, sendo um deles o térreo, e mais um nono pavimento de telhado e área técnica, 
com quatro unidades por pavimento, totalizando trinta e dois apartamentos, além de um hall de 
acesso em cada pavimento, com elevador e escada, totalizando 1.785m² de área construída. 
38 
 
Cada unidade conta com dois quartos, um banheiro, uma cozinha com área de serviço e uma 
sala. 
A cidade do Rio de Janeiro vive situação de intensa desigualdade, com muitos de seus 
moradores habitando residências de baixo padrão. Esse estudo busca fazer análises partindo das 
diferentes disposições de esquadrias na fachada por se tratar de um método simples e barato de 
reduzir o consumo de energia e trazer maior conforto para os moradores, uma vez que não 
depende de materiais diferentes dos usualmente utilizados para esse padrão de edificação, se 
atendo à cartilha e sem grandes mudanças. 
A maquete foi criada utilizando o software Autodesk Revit 2021®, no qual foi feito o 
modelo arquitetônico seguindo as especificações do CUB. A Figura 3 representa a planta baixa 
de um apartamento e do pavimento tipo. 
 
 
Figura 3 – Planta baixa do projeto padrão 
Fonte: print screen da aplicação no programa Autodesk Revit®. Projeto elaborado pelo autor. 
 
39 
 
Foram criadas diferentes famílias para cada um dos elementos construtivos: lajes, 
alvenarias com acabamentos, forro do teto, piso e esquadrias. Todas as famílias foram 
modeladas buscando seguir os materiais especificados pela cartilha