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UNIVERSIDADE ZAMBEZE FACULDADE DE CIÊNCIAS E TECNOLOGIA ENGENHARIA ELÉCTRICA ENGENHARIA E SOCIEDADE VIII – GRUPO INSTLAÇÕES EM EDIFÍCIOS INTELIGENTES Discentes: » Bichope Luís Sabão Pio; » Edgar Francisco Albino F. C. Cessito; » Egas Moniz António Beula; » Jone Vieira Júnior » Santos Adelino Colher Docente: MSc.Eng. Stelio F.E. Moutinho BEIRA 2022 VIII – GRUPO INSTLAÇÕES EM EDIFÍCIOS INTELIGENTES Este Trabalho Apresentado Ao Docente Stelio Moutinho, Em Cumprimento Integral Dos Requisitos Parciais Para A Obtenção Da Nota Semestral Da Disciplina De Engenharia e Sociedade. Docente: MSc.Eng. Stelio F.E. Moutinho BEIRA 2022 Índice Resumo .............................................................................................................................. i Capítulo I .......................................................................................................................... 1 1. Introdução .............................................................................................................. 1 2. Objectivos .............................................................................................................. 2 2.1. Objectivo geral ............................................................................................... 2 2.2. Objectivos específicos .................................................................................... 2 Capítulo II ......................................................................................................................... 3 3. Evolução histórica ................................................................................................. 3 3.1. Rota dos Pioneiros .......................................................................................... 5 4. Conceitos ............................................................................................................... 9 4.1. EDIFÍCIO INTELIGENTE ou SMART BUILDING .................................... 9 4.2. TELEMÁTICA .............................................................................................. 9 4.3. REDES ELECTRÓNICAS – CARACTERIZAÇÃO .................................. 10 5. Sistemas de Automação Residencial ................................................................... 11 5.1. Aquecimento, ventilação e ar-condicionado (hvac – heating, ventilation and air conditioning) ..................................................................................................... 11 5.2. Sistemas de Controle de Iluminação ........................................................... 12 5.3. Sistemas de Controle de Energia Eléctrica .................................................. 12 5.4. Sistemas de Controle de Acesso................................................................... 13 5.5. Sistemas de Vigilância ................................................................................. 13 5.6. Sistemas de Diagnóstico, Alarme e Incêndio ............................................... 14 5.7. Sistemas de Rede de voz e Sistemas de Antena distribuída ......................... 14 5.8. Rede de Dados .............................................................................................. 15 5.9. Sistema de Gerenciamento do Edifício ........................................................ 15 5.10. Sistemas audiovisuais ............................................................................... 16 6. Eficiência energética nas edificações .................................................................. 16 7. Os 10 principais benefícios dos edifícios inteligentes ......................................... 17 Conclusão ....................................................................................................................... 20 Referências bibliográficas .............................................................................................. 21 i Resumo A Engenharia está relacionada com a própria história da humanidade, ela é responsável por desenvolver e gerar inovações que auxiliam no modo de vida. Sendo assim, em plena era digital, a grande inovação que a engenharia pode proporcionar, é oferecer um novo conceito em construção de edifícios: Esse conceito abrange diversas áreas de conhecimento, onde se pode relacionar a engenharia à informática, arquitetura, psicologia, tecnologia da informação entre inúmeras. Essa multidisciplinaridade só foi possível com a ampla disseminação de informações que se tornam cada vez mais acessível. Com a evolução dos meios de informação a partir dos anos 1970, a crescente popularização do computador pessoal (PC) possibilitou a manipulação de dados cada vez mais rapidamente. Assim, no início dos anos 80, com a evolução da informática aliada aos novos meios de utilização do espaço, surge o conceito de prédios inteligentes (PÁDUA, 2006, p. 23-24). Os edifícios inteligentes são a vanguarda da tecnologia e engenharia, com propostas de construção que utilizam métodos sustentáveis. Hoje a sustentabilidade na construção civil passou de tendência para realidade em todo o mundo e não adotar estes conceitos é seguir na contramão do mercado. Os edifícios inteligentes são uma solução em engenharia, dotados de alta tecnologia, com sistemas eletrônicos desempenhando as mais variadas funções, utilizando sistemas que busquem a sustentabilidade e traga mais qualidade de vida e comodidade aos seus usuários. 1 Capítulo I 1. Introdução A evolução da computação e dos sistemas digitais tem viabilizado aplicações que a princípio causam impactos, mas logo estão presentes no cotidiano das pessoas e passam a ser condicionantes de conforto e da praticidade. Assim, novos produtos e serviços estão sendo exigidos nos escritórios e residências. Observam-se mudanças na Arquitetura, tanto na organização e utilização do espaço, quanto no projeto das instalações e nos ambientes das edificações. Tais mudanças estão sendo pensadas e/ou projetadas na forma dos Edifícios de Alta Tecnologia ou Edifícios Inteligentes. CASTRO NETO (1994), sugere a definição, seguindo o IBI (Intelligent Buildings Institute dos EUA), de que os EI/EAT são aqueles edifícios “que oferecem um ambiente produtivo e econômico através da otimização de quatro elementos básicos: Estrutura (componentes estruturais do edifício, elementos de Arquitetura, acabamentos de interiores e móveis), Sistemas (controle de ambiente, calefação, ventilação, ar-condicionado, luz, segurança e energia elétrica), Serviços (comunicação de voz, dados, imagens, limpeza) e Gerenciamento (ferramentas para controlar o edifício), bem como das inter-relações entre eles”. Os motivos que impulsionaram a expansão da automação nas edificações foram principalmente à procura de fórmulas para economia de energia, juntamente com a administração eficaz do seu consumo além da grande redução nos custos dos equipamentos de informática. Além destes fatos originais, atualmente se acresce a necessidade de transmissão de voz, dados, textos e imagens, uma consequência da generalização e extensão da informática na vida cotidiana da produção, e ainda o controle sobre o movimento de pessoas e objetos no edifício, necessário devido aos problemas de segurança nas grandes cidades. A consequência destes novos processos sociais impõe uma análise profunda dos serviços que devem fazer parte da infraestrutura básica do edifício e que devem ser oferecidos aos usuários. 2 Hoje em dia, a maioria dos edifícios possui uma quantidade de instalações e serviços como instalações elétricas, iluminação, linhas telefônicas e elevadores. Em muitos casos, acrescentam-se sistemas mais sofisticados, tais comorede de computadores, acondicionamento ambiental, controle de acessos, detecção e prevenção de incêndios, proteção patrimonial e outros. Entretanto, observamos que na maioria dos casos, tais instalações e serviços funcionam de maneira totalmente independente umas das outras, sendo geralmente instaladas em etapas distintas da vida do edifício, adaptando-se deste modo à situação existente sem influenciar na sua concepção arquitetônica ou construtiva. A partir desta realidade e graças às novas tecnologias da informação e das comunicações - Telemática, surge uma nova forma de construir, adotada nos modernos edifícios, nos quais se observa uma nova Arquitetura. Agora, a Arquitetura deve se adaptar ao desenvolvimento destas tecnologias, integrando às instalações tradicionais as novas potencialidades de aplicações. 2. Objectivos 2.1. Objectivo geral Falar sobre a instalação em edifícios inteligentes; 2.2. Objectivos específicos Falar sobre a evolução histórica dos edifícios inteligentes; Entender como os edifícios inteligentes funcionam; Trazer conceitos que dizem respeito ao tema; Falar dos sistemas de automação residencial; Abordar as vantagens ou benefícios dos edifícios inteligentes. 3 Capítulo II 3. Evolução histórica O edifício constitui o produto mais característico da Arquitetura. É através dele que a Arquitetura se relaciona com a vida dos homens em suas diversas manifestações. Do nascimento à morte, da maternidade ao túmulo, o homem atravessa o tempo da sua existência trabalhando, repousando, cultivando divindades e memórias, brincando e sofrendo no abrigo dos edifícios construídos para proteger e favorecer o exercício das atividades que a vida requer. A rigor, o edifício é apenas uma construção de alvenaria ou outro material resistente, mas não são as paredes, pisos, tetos e elementos construtivos que definem suas qualidades específicas e essenciais. Tais elementos só são realmente importantes na medida em que geram, delimitam, organizam, ordenam e animam o espaço arquitetônico. Assim, ao falarmos dos edifícios, temos em vista principalmente os espaços que eles definem. O espaço arquitetônico apresenta duas modalidades: espaço edificado e espaço urbano. Entre um e outro não há diferenças essenciais, mas a distinção é útil para efeitos de estudo e melhor conhecimento do espaço arquitetônico. Entende-se por espaço edificado aquele que está contido no edifício. Esta modalidade do espaço arquitetônico identifica-se, em certa medida, com a noção de espaço interno, de largo uso entre teóricos e historiadores da Arquitetura. O edifício ao ser erguido, além de envolver uma certa porção de espaço, exerce influência sobre as adjacências. Ele constitui uma presença, um objeto ocupando um lugar e se relaciona com outros objetos como o solo, as árvores, a paisagem e outros edifícios. Ele projeta sombras, apara o vento, modifica a "atmosfera" local. Nessa presença dos edifícios, nesse relacionamento entre eles e deles com acidentes naturais, lança raízes à ideia de espaço urbano, que se identifica, em certa medida, com a noção de espaço externo. 4 Verifica-se, então, que, embora nem sempre seja o aspecto mais importante do espaço arquitetônico, o edifício constitui condição necessária e indispensável à sua existência, quer sob a forma de espaço edificado, quer sob a forma de espaço urbano. Os Edifícios Inteligentes Nos finais dos anos 70, os sistemas HVAC (Sistema de Aquecimento, Ventilação e Ar Condicionado) foram os primeiros sistemas de edifícios a serem eletronicamente controlados. Os chips de computadores permitiram o controle destes sistemas, através de sensores localizados, permitindo respostas e alterações rápidas e mais precisas das condições climáticas. Esta tecnologia fomentou o início do desenvolvimento da idéia de tornar os edifícios dotados de inteligência, podendo assim responder aos requisitos do ambiente natural, mas não existia integração alguma. O conceito de “smart building” apareceu nos EUA por volta da década de 80. Por definição, um Edifício Inteligente é aquele que utiliza a tecnologia para diminuir os custos operacionais, eliminar os desperdícios e criar uma infra-estrutura adequada para aumentar a produtividade dos usuários. Também nos anos 80, apareceram os sistemas de automação de segurança e iluminação, mostrando coordenação entre componentes do mesmo sistema. Com a crise energética, várias alternativas foram utilizadas para reduzir o consumo. Após constatação de que 1/3 da energia utilizada no mundo era consumida pela construção civil, mais precisamente pelo setor de edificações (Landero, 1989), surgiu a necessidade de uma administração mais eficaz desta energia através da utilização dos recursos tecnológicos que estavam em plena ascensão. Surgem os primeiros edifícios com sistemas automatizados. O interesse em contabilizar os edifícios que possuíam algum sistema de controle automatizado surgiu em 1968, pelo American Institute of Architects (Castro Neto, 1994), que neste mesmo ano chegou a um significativo número de 550 edifícios. Em 1976 foi realizada uma nova pesquisa na qual foram contabilizados 2.132 edifícios com diferentes níveis de automação no mundo. Marte,(1995) afirma que atualmente não se concebe um edifício (até mesmo os residenciais, onde os requisitos de economia energética, segurança e comunicações, são menores), que não possua sistemas automatizados quer seja para seu gerenciamento quer 5 para a segurança, levando-se em conta que o desenvolvimento das comunicações e dos sistemas de automação de escritórios praticamente obriga a utilizar recursos tecnológicos de ponta. Desenvolvimentos Atuais Nos dias de hoje, surge a segunda geração de Edifícios Inteligentes, os quais possibilitam integração e separação dos sistemas com o auxílio das avançadas tecnologias computacionais e de telecomunicações. O ponto mais forte destes tipos de sistemas é atingido quando são suportados por uma grande base de dados, custos reduzidos, capacidade de processar rapidamente uma quantidade vasta de informação, com a ajuda de um software capaz disso e de ambiente agradável para o usuário, com possibilidade de ser adaptado às novas tecnologias que vão surgindo. Já não se usa a tecnologia, incorpora- se. A tecnologia é cada vez menos sobre coisas, e cada vez mais sobre relacionamentos. Claro que o relacionamento e interligação inteligente, certamente em escala urbana, é também uma manifestação espacial da economia e das inovações tecnológicas. Embora estejam fisicamente isolados, os controles de sistemas individuais podem ser regulados por um computador central para otimizar os desempenhos individuais e em conjunto. Por exemplo, ao integrarmos o sistema de detecção de incêndios com o de segurança, podemos destrancar todas as portas de forma a fornecer o caminho mais rápido para as pessoas evacuarem o edifício em caso de emergência. Em conjunto com o sistema HVAC, poderá ser controlado o fluxo de ar e chamas de forma a impedir a sua propagação. Ao nível dos sistemas de gestão de energia, pode ser regulada a iluminação artificial de acordo com a natural, gestão de energia solar e utilização de sistemas mecânicos para limitar o consumo de energia. Esta nova geração de edifícios está concentrada na sensibilização econômica, ou seja, na gestão de energia, flexibilidade e integração dos sistemas, para além da utilização de coletores solares e turbinas eólicas que permitam um potencial auto-suficiente. 3.1. Rota dos Pioneiros Enumeramos alguns fatos significativos, que evidenciam as primeiras manifestações de concepção dos edifícios de alta tecnologia: 6 1904 → O arquiteto norte- americano Frank Loyd Wright considera que o edifício é uma “expressão” diretamente aplicada a seu propósito, igual ao transatlântico,avião ou automóvel”. E, de fato, com seu Edifício Larkin, ao isolar os elementos de comunicação e serviços, expressou claramente os aspectos funcionais. Fig. 1 Edifício Larkin – Búfalo Fonte: http://images.google. 1914 → Em seu manifesto de “Arquitetura futurista”, Antonio San’t Elia pedia ao arquiteto que evitasse os materiais pesados, em favor dos flexíveis que permitissem a mobilidade e o dinamismo. A Arquitetura, dizia, não deveria ser permanente, mas efêmera. 1931 → Concluído o Empire State Building, com um custo de US$41milhões. Foi projetado pela firma Shreve, Lamb, e Harmon. Com 381 metros de altura, este edifício de escritórios ficou sendo o prédio mais alto do mundo até 1971, quando foi terminada a primeira torre do World Trade Center, também em Nova York. http://images.google/ 7 Fig. 2 Edifício Empire State Building - NY Fonte: Revista AU no 100 fev/mar 2002 Como o Empire State Building foi concluído durante a época mais difícil da Depressão de 1929, a maioria dos seus escritórios permaneceu vazia durante anos e para poder pagar os impostos sobre o edifício, os proprietários abriram a plataforma de observação ao público. Utilizou técnicas construtivas bem avançadas para a época, o prédio foi construído em 14 meses. Cinco meses antes do previsto. Iniciou a obra com3.400 operários. Possui ainda 73 elevadores, de alta tecnologia para a época, que vão do 1o ao 800 andar em apenas um minuto. Dentre as curiosidades sobre o Empire State Building, conta-se que desde sua inauguração até hoje, centenas de pessoas tentaram se jogar do terraço do 860. andar, o único vão aberto do edifício. O vento é tão forte que joga os suicidas de volta para uma marquise. Ninguém morreu até hoje. 1966 → Construído o World Trade Center – New York, projeto do Arquiteto Minoro Yamasaki. Considerado um marco não só pela sua Arquitetura com 8 fachadas suntuosas e pilares de estrutura metálica que formando um paliteiro seriam capazes de suportar o impacto de avião de pequeno porte, mas também pelos sistemas automatizados que utilizavam tecnologia de ponta, como por exemplo os elevadores, que eram divididos por baterias a fim de evitar a viagem do primeiro ao último andar, economizando tempo e energia. Não havia no entanto a integração desses sistemas. Fig. 3 World Trade Center – NY 1973 → Com a primeira “crise” do petróleo e a comercialização dos microcomputadores, o mercado estava necessitado: era necessário economizar energia, e os Edifícios Inteligentes se apresentavam como solução economicamente viável. 1978 → O Mass United Technologies, em Cambridge – UK, realizou a primeira integração de vários edifícios (134) num só sistema, que controlava 2.400 pontos e custou 5.5 milhões de dólares. Esta quantia ficou amortizada ao cabo de dois anos, contabilizando tão somente a economia energética. 1982 → Realização do primeiro sistema com inteligência distribuída – Painéis Remotos Autônomos -, por U.T.Buildings Services no Epcot – Walt Disneyworld, na Flórida, EUA. 9 1984 → Foi construído o edifício que é considerado a cabeça dos Edifícios Inteligentes, o edifício da Companhia Telefônica AT&T, em Nova York, EUA, projetado por Philip Johnson & John Burgees, que pode ser considerado altamente flexível em sua estrutura. 4. Conceitos 4.1. EDIFÍCIO INTELIGENTE ou SMART BUILDING Aqui relacionamos alguns dos conceitos utilizados para definir estas expressões: IBI - Intelligent Buildings Institute, define como: “aqueles que oferecem um ambiente produtivo e econômico através da otimização de quatro elementos básicos: Estrutura, Sistemas, Serviços e Gerenciamento; bem como das inter- relações entre eles”. “Edifício Inteligente é aquele que incorpora dispositivos de controle automático aos seus sistemas técnicos e administrativos”. (FRAZATTO, 2000) “O Edifício Inteligente é aquele que conjuga, de forma racional e econômica, os recursos técnicos e tecnológicos disponíveis de forma a proporcionar um meio ideal ao desenvolvimento de uma atividade humana”. “Edifício é aquele que responde às necessidades de seus usuários, quão variadas sejam, e que conserva a capacidade de evoluir, incorporando a qualquer tempo, os recursos tecnológicos que venham a ser convenientes”. 4.2. TELEMÁTICA TELEMÁTICA é a convergência das tecnologias de telecomunicações, informática e mídias que dará suporte às funções de automação do edifício. 10 Fig. 4 Gráfico de convergência das tecnologias de Telemática, Telecomunicações e mídias De acordo com a função desempenhada pela edificação que abriga as novas tecnologias da Telemática, podemos subdividir em duas: Birótica: é o emprego da automação dentro do escritório, onde os usuários poderão ter acesso a qualquer tipo de informação, criando um modelo de trabalho corporativo. Domótica: a palavra domótica se refere à ciência e aos elementos desenvolvidos por ela, que proporcionam algum nível de automação dentro da casa, desde um simples temporizador (timer) para acender e apagar uma lâmpada em uma determinada hora, até os mais completos sistemas capazes de controlar qualquer elemento elétrico dentro da residência. 4.3. REDES ELECTRÓNICAS – CARACTERIZAÇÃO As redes podem caracterizar-se quanto à sua dispersão geográfica em três tipos principais. São eles: LAN, MAN e WAN. LAN: local area network. É o nome que se dá a uma rede de caráter local, e onde estão ligados alguns sistemas numa área geográfica pequena. Normalmente uma LAN está enquadrada num escritório ou numa empresa não dispersa geograficamente. As tecnologias principais que uma LAN pode utilizar são a Ethernet, o Token Ring, o ARCNET e o FDDI ("Fiber Distributed Data Interface"). MAN: Metropolitan area network. Esta rede de carácter metropolitano liga computadores e utilizadores numa área geográfica maior que a abrangida pela LAN, mas menor que a área abrangida pela WAN. Uma MAN normalmente resulta da interligação de várias LAN numa cidade, formando assim uma rede de maior porte, podendo inclusive estar ligada a uma rede WAN. O termo MAN é também usado para referir a ligação de várias redes locais por bridges (este procedimento pode ser denominado de bridging). Por vezes este tipo de MAN é referida por campus network. Existem várias cidades que possuem redes metropolitanas de vários tamanhos como Londres, Lodz, Genebra, etc. CRESPO (1999). WAN: Wide area network. Como o nome indica é uma rede de telecomunicações que está dispersa por uma grande área geográfica. A WAN distingue-se de uma LAN pelo seu porte e estrutura de telecomunicações. As WAN normalmente são de caráter público, devido à sua dimensão, mas podem eventualmente ser privadas e consequentemente 11 alugadas. Duas ou mais redes separadas por uma grande distância e interligadas, são consideradas uma WAN. GREGO (1998) RDSI: rede digital de serviços. Destina-se a ser uma rede pública mundial de telecomunicações, substituindo as redes existentes e oferecendo uma grande variedade de serviços. Os serviços RDSI são separados em categorias baseadas no escopo e na fonte do serviço. Serviços Básicos (Bearer Services) são aqueles que permitem ao usuário transmitir informações a partir de um aparelho da rede para outro. Esta transferência de informação envolve somente funções das camadas baixas do protocolo de comunicação. Internet: é a rede mundial de computadores (servidores) que ligam o usuário com comércio, agências governamentais, universidades e pessoas. Intranet: tecnologia baseada na Internet para prover usuário em uma rede interna com a utilização de um navegador para rede. Ethernet: Um protocolo LAN usando uma estrutura de barramento lógica com detecção de portadora de acesso múltiplo com detecção de colisão. 5. Sistemas de Automação Residencial Sistemas de automação residencial ou também“BUILDING AUTOMATION SYSTEMS” (BAS), compreendem o uso de equipamentos eletrônicos que automaticamente realizam funções específicas na construção. Um BAS pode ser definido como um controlador automático de um ou mais sistemas principais em uma edificação, como por exemplo: HVAC, luz, energia, elevadores, segurança etc. De modo direto, um BAS serve para integrar demais sistemas domóticos em uma edificação (LER, 2006, p. 21). 5.1. Aquecimento, ventilação e ar-condicionado (hvac – heating, ventilation and air conditioning) Os sistemas HVAC acondicionam o clima em um edifício. Em outras palavras, HVAC controla a temperatura ambiente, umidade, fluxo de ar e, sobretudo a qualidade do ar. Um sistema típico agrega o ar externo, mistura com o ar entrando ou saindo do edifício, filtra o ar e depois o canaliza para um aquecedor ou refrigerador para adquirir a temperatura adequada, por fim distribui esse ar para todas as partes da construção (SINOPOLI, 2010, p. 31). Esses sistemas não tornam apenas o interior das edificações mais confortáveis, saudáveis e melhor habitável para seus ocupantes, eles também usam uma grande porção 12 da energia consumida do edifício e implica custos de utilização. Para manter a qualidade do ar interior, o sistema HVAC deve responder a uma grande variedade de fatores dentro e fora do edifício (clima, hora do dia, diferentes espaços dentro do edifício e como o são ocupados, etc.), enquanto simultaneamente otimiza as operações com o consumo de energia. É um sistema essencial no controle de fumaça em caso de incêndio (SINOPOLI, 2010, p. 32). 5.2. Sistemas de Controle de Iluminação A iluminação é necessária para prover visibilidade aos ocupantes, estética dos ambientes e para segurança. É estimado que a iluminação consumisse de 30% a 40% da eletricidade usada no edifício. Iluminação desnecessária e descontrolada em uma construção não apenas desperdiça energia, mas também aumenta os custos de utilização. A iluminação pode afetar outros sistemas tecnológicos da construção, por exemplo, de acordo com sua utilização pelo custo de refrigeração dos espaços onde a iluminação aumenta a temperatura interna (SINOPOLI, 2010, p. 47). Um sistema de controle de iluminação providencia aos habitantes a iluminação adequada de uma maneira eficiente, consistente de acordo com a necessidade. O sistema de controle de iluminação distribui a energia para as lâmpadas de maneira convencional, porém adiciona um controle digital e inteligência em alguns, senão todos, os dispositivos, controladores sendo o quadro de iluminação, interruptores, sensores de luz, sensores de ocupação, energia de reserva e acessórios. Isso aumenta significativamente as funcionalidades e flexibiliza o sistema, por conta do controle digital e da inteligência agregada aos componentes. Por exemplo, a reconfiguração de zonas de iluminação é feita através de software assim como o cabeamento físico (SINOPOLI, 2010, p. 48). O coração de uma central de controle de iluminação é tipicamente um servidor com acesso à rede interna e interconectado com outros sistemas tecnológicos da edificação, uma estação de trabalho com software para administração. O sistema com acesso à rede permite qualquer indivíduo autorizado, sendo residentes ou utilizadores da obra, a ajustar as luzes por meio da rede ou navegador de internet. 5.3. Sistemas de Controle de Energia Eléctrica Um sistema de gerenciamento de energia elétrica de um edifício (EPMS – Electric Power Management System) monitora a distribuição de energia para uso e qualidade. O EPMS, em conjunto com o sistema HVAC e o sistema de iluminação, são partes integrais de todo 13 o gerenciamento de energia visando controlar o uso e custos. O EPMS é uma ferramenta no gerenciamento e garantia de qualidade da energia, sendo uma fonte de energia livre de surtos, quedas e interrupções que afetem a segurança e confiabilidade da edificação (SINOPOLI, 2010, p. 59). O EPMS monitora a distribuição elétrica, gerando dados sobre o consumo de energia em setores específicos ou como um todo, qualidade da energia e emite alerta em uma eventual situação. Isso é baseado nos dados que o sistema adquire e que pode ajudar em definir e até mesmo iniciar o planejamento para redução do consumo e custo. O sistema “derrama” energia e é acionado por fatores determinados assim como certos níveis de energia demandada na utilização ou uma hora particular do dia, onde o consumo é alto. O EPMS pode gerenciar alerta, calcular tendência de uso, diagnosticar problemas e agendar manutenções, além de fornecer dados sobre o consumo de energia para um usuário específico ou inquilinos (SINOPOLI, 2010, p. 60). Tipicamente, esse sistema monitora a entrada de energia em uma edificação, campus, comutadores, protetores de rede elétrica, quadros de distribuição, geradores, entre outros. 5.4. Sistemas de Controle de Acesso A vital importância de um sistema para controle de acesso é incrementar a segurança da edificação. O sistema de acesso mais básico ou típico opera através de um cartão que o usuário passa em uma máquina leitora para uma porta particular e baseado na informação do cartão e dos dados particulares do portador, porta e acesso, o sistema pode destrancar portas ou impedir o acesso. Usos similares podem ser aplicados a outras áreas em uma edificação onde o acesso necessita ser controlado, como por exemplo em estacionamentos e elevadores (SINOPOLI, 2010, p. 69). 5.5. Sistemas de Vigilância Sistemas de vigilância por vídeo, também conhecido como circuito fechado de televisão (CCTV – Closed Circuit Television), é parte essencial em um planejamento de segurança em uma edificação inteligente. O planejamento pode incluir aspectos físicos e operacionais como qualquer outro sistema de segurança assim como integrar o controle de acessos e detecção de intrusos. É importante frisar que a instalação de qualquer sistema de vigilância deve levar em consideração os aspectos legais, assim como manter o direito de privacidade e evitar a presunção de segurança. Por exemplo, não é aconselhável colocar câmeras onde o usuário requer privacidade de seus atos ou não colocar câmeras 14 apenas de aspecto estético apenas para haver a ilusão de que há segurança. Os sistemas de vigilância foram por muitas décadas baseados na tecnologia analógica, a mudança para a tecnologia digital acompanhou a maior parte da indústria eletrônica (SINOPOLI, 2010, p. 84). 5.6. Sistemas de Diagnóstico, Alarme e Incêndio Sistemas de alarme e incêndio são os elementos primários para a segurança dos ocupantes em qualquer edifício. Instalado corretamente, esse sistema reduz a probabilidade de vítimas e reduz os danos causados pelo fogo, fumaça, calor e outros fatores. Devido à sua importância, as normas, regulamentos e leis são fundamentais para sua elaboração, sendo necessários projetos bem dimensionados e detalhados. Seu projeto deve envolver profissionais qualificados e mais importante, regularizado pelas instituições competentes (SINOPOLI, 2010, p. 103). 5.7. Sistemas de Rede de voz e Sistemas de Antena distribuída Os serviços de telefone por cabo em edifícios e organizações sofreu uma revolução tecnológica nas últimas décadas. No fim dos anos 70, muitos sistemas de telefonia usavam uma tecnologia chamada “time division multiplexing” (TDM). Durante esses anos, o mercado era dominado por poucas companhias de grande porte, com sistemas abertos o suficiente para conectar o mundo, porém ainda de-58 Edifícios inteligentes: uma visão das tecnologias aplicadas tinha a propriedade de operação e infraestrutura. O mercado mudou de maneira significante no fim dos anos 90 com a introdução da tecnologia VoIP (voz por protocolo de internet). O VoIP essencialmente utiliza uma rede de dados baseado em IP (Protocolo de Internet) para transmitir voz (SINOPOLI, 2010, p. 114). Entendendoque a comunicação wireless em edifícios pode ser confusa, pois existem diferentes sistemas e aplicações, além de frequências diferentes entre os sistemas, modelos estabelecidos de sistemas para instalação ou mesmo modelos para prover tipos específicos de rede wireless podem não existir. Edificações podem necessitar de cobertura por celular, sistemas Wi-Fi, redes wireless públicas, sistemas de identificação por rádio frequência (RFID) e outros sistemas sem fio. Sistemas sem fio em edifícios podem prover inúmeros benefícios: maior satisfação dos usuários aumenta a capacidade de segurança ao público, diminui os problemas operacionais, entre outros. Os sistemas wireless através de aparelhos celulares se tornaram mais importantes devido à grande utilização destes pela população (SINOPOLI, 2010, p. 117). 15 5.8. Rede de Dados Uma rede de dados é particularmente importante para um edifício inteligente. A infraestrutura básica para uma rede de dados (cabeamento, protocolo TCP/ IP, banco de dados compartilhado) é ampla e normatizada além de se tornar cada vez mais popular e ser adotado por outros sistemas de construção. A tecnologia básica de uma infraestrutura para rede de dados compreende o núcleo de um edifício inteligente. Uma rede de dados é utilizada para compartilhar recursos e trocar informações entre os usuários da rede e de outras redes. Décadas atrás sua infraestrutura consistia de servidores mainframes, microcomputadores, cabeamento e protocolos de comunicação. Hoje a maioria das redes é composta basicamente de moduladores, servido- res, sistemas operacionais, aplicativos de rede, periféricos e dispositivos de usuário. Usuários tipicamente utilizam um desktop ou notebook para acessar a rede, também há a possibilidade de uso dos smartphones. A conectividade dos dispositivos com a rede é disponibilizada através de cabos ou rede wireless. A conectividade remota é disponibilizada através de serviços de telecomunicações por provedores como, cabo, DSL, T-1 ou qualquer serviço de alta capacidade em telecomunicações (SINOPOLI, 2010, p. 122). 5.9. Sistema de Gerenciamento do Edifício Um sistema de gerenciamento do edifício (FMS – Facility Management Sys- tem) é o sistema central para um edifício inteligente que agrega parte das funções operacionais de uma edificação convencional com sistemas tecnológicos prediais. O FMS é tipicamente um sistema de servidor central com uma estação de trabalho para um operador que pode ser auxiliado por equipamentos wireless (SINOPOLI, 2010, p. 129). O acesso na maioria das FMS pode ser feito através da internet. A FMS geralmente opera com um protocolo Ethernet IP padrão, através de infraestrutura por cabos além da infraestrutura padrão de sistemas operacionais e banco de dados. A definição de FMS pode ser confusa, especialmente em comparação com um BAS. Uma FMS tem seu foco no processo de gerenciamento da edificação, é uma ferramenta que auxilia as operações de gerenciamento, estoque, suprimentos e obtenção destes. Esses sistemas são geralmente ofertados por em- presas com foco em aplicações específicas para o gerenciamento da edificação ou mais amplamente produtos que auxiliem os negócios como recursos humanos, finanças, compras e etc (SINOPOLI, 2010, p. 130). 16 5.10. Sistemas audiovisuais Sistemas audiovisuais é um tópico complexo visto que englobam diferentes tipos de equipamentos e materiais, diversas normas técnicas e há constante evolução das tecnologias. Apesar da complexidade, e em muitos casos por causa da complexidade, a tecnologia de edifícios inteligentes (sistema de cabeamento estruturado padrão, conexões via ethernet e protocolos IP) está embasada em sistemas audiovisuais. Incluem-se digitalização da tradicional tecnologia analógica de sinais de áudio e vídeo e mais importante, usar a tecnologia de rede de dados para controlar e gerenciar esse sistema (SINOPOLI, 2010, p. 69). Há um grande número de sistemas audiovisuais que podem ser instalados de forma genérica, no entanto, muitos sistemas audiovisuais são feitos para necessidades específicas de certos cômodos e espaços em uma edificação, por exemplo, salas de reuniões ou salas de aula. Os componentes básicos desse sistema são (SINOPOLI, 2010, p. 170): a) Recursos de áudio e vídeo; b) Processamento e gerenciamento; c) Destinatários (Autofalantes e displays); d) Sistema de controle. 6. Eficiência energética nas edificações Presentemente, o consumo de energia passou a ser um indicador de atividade e desenvolvimento de um país, porém esta percepção foi extrapolada entre consumo e desenvolvimento a todos os setores industriais e sociais, colocando de lado os parâmetros de eficiência no consumo de energia, sendo somente valorados pelos índices de rentabilidade em curto prazo, e isso leva a uma situação em que a implantação real das medidas de eficiência energética seja de menor impacto que o desejável. Um sistema que valorize a eficiência energética exclusivamente em benefícios no curto prazo, pode conduzir a uma concepção do bem-estar imediato sem que haja medidas para a continuidade do conforto social a longo e médio prazo, enquanto que uma ação baseada em manter os índices de conforto e atividade utilizando técnicas eficientes de geração, 17 transporte e consumo de energia, pode manter e inclusive incrementar tanto o conforto da sociedade quanto a produtividade industrial do país, diminuindo o número de megawatts consumidos. A redução do consumo fundamentado na eficiência energética implica em permitir um maior acesso da população à situação de conforto desejada, enquanto que a redução dos custos de produção aumentaria a competitividade da indústria, o que a transforma em um fator dinamizador da economia de um país, razão pela qual a área das edificações tem um potencial enorme no campo da eficiência energética. (FERRER e GAR- RIDO, 2013,p. 2). 7. Os 10 principais benefícios dos edifícios inteligentes 1. Reduzir o consumo de energia Indiscutivelmente um dos benefícios mais impactantes dos edifícios inteligentes, a redução do consumo de energia não apenas beneficiará seus negócios em termos de custos reduzidos e pegada de carbono, mas também impactará positivamente o planeta. Com um edifício inteligente, o uso de energia pode ser controlado e automatizado por área, o que significa que nenhuma parte do edifício está sendo aquecida, resfriada ou iluminada quando não estiver em uso – abordando assim a questão do uso ineficiente de energia e práticas insustentáveis em edifícios padrão. 2. Manutenção Preditiva A manutenção é essencial para qualquer equipamento ou sistema para garantir que ele funcione com a melhor capacidade e continue eficiente, limitando assim a necessidade de substituições dispendiosas. Edifícios inteligentes podem usar os dados coletados de cada sistema conectado e seus sensores para prever quando cada equipamento precisará de uma verificação de manutenção, permitindo que nada passe despercebido ou seja esquecido. 3. Automação Com todos os sistemas e equipamentos se comunicando entre si e totalmente interconectados, abre-se a oportunidade de automação. Um grande benefício dos edifícios inteligentes, a capacidade de implementar automação personalizada não é apenas mais eficiente, mas também pode melhorar a segurança dos ocupantes em caso de emergência. Por exemplo, se fosse detectado um arrombamento no sistema de segurança fora do horário de expediente, a iluminação poderia ser automatizada para ligar naquela área, o controle de acesso poderia bloquear a raiz de fuga de invasores e os serviços de 18 emergência acionados – tudo totalmente automatizado e sem a necessidade para interferência individual. 4. Forneça informações valiosas sobre a construção Um edifício inteligente está constantemente coletando dados dos sistemas internos, desde o uso deenergia até o número de ocupantes, além de muitos outros. O edifício inteligente pode, portanto, fornecer os principais padrões e tendências sobre o comportamento do local de trabalho, recursos e uso do edifício que podem ser usados para tomar decisões mais eficientes e produtivas para melhorar o negócio geral, o local de trabalho e o uso do edifício. 5. Dados em tempo real Um dos principais benefícios de um edifício inteligente é a capacidade de obter dados em tempo real, que podem influenciar ações imediatas e efetivas. Isso resulta em um edifício que é reativo e flexível ao seu uso atual e, portanto, pode experimentar o máximo de eficiência. 6. Reduza os Custos Gerais Uma construção mais eficiente resulta em custos reduzidos, devido a uma tomada de decisão melhor e mais informada e muitas vezes automatizada. Ao usar apenas a energia necessária nas áreas do edifício que são necessárias, um benefício dos edifícios inteligentes é que você pode reduzir seus custos gerais. 7. Melhorar o conforto e bem-estar dos ocupantes O conforto e bem-estar dos seus ocupantes não deve ser esquecido. Uma pesquisa da Universidade de Oxford mostra que os funcionários de conteúdo resultam em uma força de trabalho 13% mais produtiva, o que é outro benefício por si só. Os edifícios inteligentes oferecem a capacidade avançada de gerenciar os principais fatores ambientais, como temperatura e iluminação ambiente, que podem melhorar a qualidade do ar interno e os níveis de iluminação para seus ocupantes. Fatores como detecção de dióxido de carbono e fluxo de ventilação podem ser medidos para fornecer as melhores condições possíveis. Além disso, os sensores de ocupação podem ser usados para ajudar no distanciamento social e no controle do número de pessoas em uma área. 8. Melhorar a eficiência do trabalho 19 Com um edifício se tornando mais eficiente, o mesmo acontece com a força de trabalho. Um edifício inteligente é projetado para melhorar o conforto dos ocupantes e, de forma simples, facilitar o dia-a-dia. Um dos benefícios de um edifício inteligente é que torna a força de trabalho mais produtiva. 9. Segurança aprimorada Um edifício inteligente pode realmente maximizar a eficácia de um sistema de segurança e permite o uso de vários recursos e equipamentos de segurança inteligentes para monitorar, gerenciar e proteger o edifício, como fechaduras inteligentes, alarmes, câmeras e muito mais. Ao ser instalado em um edifício inteligente, os benefícios são que ele é integrado a todos os outros sistemas, os processos podem ser automatizados no caso de um incidente e podem contribuir para fornecer informações importantes sobre o edifício. 10. Aumento no Valor do Ativo Converter um edifício padrão em um edifício inteligente pode aumentar seu valor, devido à tecnologia e aplicativos inteligentes instalados nele e aos benefícios gerais que eles fornecem. Edifícios inteligentes são fáceis de manter e são altamente classificados por inquilinos e empresas, especialmente com a capacidade de melhorar a eficiência energética e reduzir o uso geral de energia. 20 Conclusão O presente trabalho destinou-se a fazer um estudo exploratório sobre os edifícios inteligentes, não somente o aspecto de edifício em si, mas uma abordagem a respeito dos espaços dotados de inteligência, concebidos para trazer qualidade de vida às pessoas e modernizar as construções. O conceito de edifício inteligente hoje não envolve apenas a automação residencial, sendo ela parte essencial, mas estão relacionadas múltiplas áreas de conhecimento que são agregadas para sua realização. Hoje, o conceito de sustentabilidade se faz presente e todo o projeto o deve ter em conta, tendo em vista que o próprio mercado passou a exigi-lo, assim cada vez mais construções estão buscando formas e modelos sustentáveis. Conforme a tecnologia avança, a produção de produtos com tecnologia de ponta se populariza e grande parte das pessoas passa a utiliza-la. O futuro das construções é agregar tecnologias que facilitem o dia a dia e promovam qualidade no habitat, seja ele: doméstico, comercial ou industrial. No segmento residencial, essas tecnologias vêm não somente para interagir com os moradores, elas irão coletar dados e transmití - los a outras centrais para a troca de informações e melhoramento do sistema. A integração se dará de tal forma que sistemas de trânsito, energia e entre outros, também se tornarão inteligentes e ampliarão o conceito para o de cidades inteligentes. Nos edifícios, a tecnologia continua a avançar e agora milhares de dispositi- vos no seu interior podem se interconectar e transmitir informações a uma central computadorizada que automatiza os processos e traz muito mais eficiência para as operações e gerenciamento da construção. Os edifícios inteligentes impõem desafios e oportunidades, influenciando comportamentos por parte dos utilizadores, promotores e dos profissionais da área, permitindo o desenvolvimento de estratégias para uma melhor e maior seleção de opções que garantam o bom funcionamento das instalações. 21 Referências bibliográficas CASTRO NETO, Jayme Spinola. “A Segurança nos Edifícios Inteligentes”. Boletim Informe, São Paulo, 22, págs. 3 e 4, 1991. CASTRO NETO, Jayme Spinola. Edifícios de alta tecnologia. São Paulo, 1994. SINOPOLI, J. Smart Buildings, a handbook for the design and operation of building. 1. ed. Austin: Spicewood Publishing, 2006. 33 p. SINOPOLI, J. 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