Eficiência Energética na Arquitetura

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CONFORTO AMBIENTAL - 
ERGONOMIA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
AULA 7 – 
EFICIÊNCIA 
ENERGÉTICA 
Prezado(a) aluno(a), 
 
Muito se ouve falar sobre economia de energia, por questões de recursos 
naturais, economia, etc., mas os profissionais da área de construção civil, de 
engenheiros, arquitetos, designers aos demais trabalhadores, precisam aprofundar 
o conhecimento acerca da importância nesta economia, as formas de reduzir o 
consumo energético, e principalmente, as soluções para realização de projetos 
conscientes. 
. 
 
 
Bons estudos! 
 
 
 
7 CONCEITO DE EFICIÊNCIA ENERGÉTICA 
Atualmente, a arquitetura deve ser vista como um elemento que precisa ter 
eficiência enérgica. Conforme Lamberts, Dutra e Pereira (2014), na visão 
arquitetônica, a eficiência energética é considerada um atributo da edificação que 
representa seu potencial em proporcionar conforto térmico, visual e acústico, às 
pessoas, consumindo pouca energia. Assim, um edifício é considerado de maior 
eficiência energética do que outro, ao proporcionar as mesmas condições ambientais 
com baixo consumo energético. 
O que nos leva aos três elementos essenciais na arquitetura, definidos por 
Vitrúvio, através da Tríade Vitruviana, definido pelos termos: firmitas, utilitas y 
venustas. A eficiência energética, está inclusa nos três vértices desta Triade. 
O termo firmitas, está relacionado com a estrutura de uma edificação, a qual 
concede sustentação e estabilidade à edificação. A economia e racionalização das 
soluções estruturais prediais ajudam a reduzir o consumo de energia e melhorar a 
eficiência energética durante a fase de construção. As especificações de materiais de 
construção participam desses cenários examinando a energia incorporada nos 
processos de fabricação e transporte. 
 O termo Utilitas, está relacionado com a funcionalidade arquitetônica, que 
abrange o conforto térmico, visual e acústico das pessoas, indicando o princípio para 
a eficiência energética ambiental. 
Por último, o termo venustas, que tem relação com beleza, pois abrange a 
arquitetura com elementos, equipamentos e funções, com relação à eficiência 
energética, essenciais em sua forma e ambiência. Um projeto de design que traz a 
eficiência energética em seu projeto de forma nítida, é belo, íntegro e expressivo 
nestes conceitos. 
Já a alguns anos, ouvimos muito sobre economizar energia elétrica, 
principalmente nas moradias. Muitas são as campanhas realizadas, para 
conscientização dessa economia, e para auxiliar nessa ideia, os equipamentos que 
estão sendo produzidos, visam o menor consumo energético, e maior eficiência 
energética. Um exemplo comum, são os eletrodomésticos, que utilizamos 
diariamente. 
 
 
 
O Programa Nacional de Conservação de Energia Elétrica (PROCEL), realiza 
diversos investimentos visando a conscientização da população, quanto ao 
desperdício de energia. Entre os programas elaboradora pelo PROCEL, temos o Selo 
de Eficiência Energética, ou Selo PROCEL (Figura 1), que possibilita a comparação 
entre equipamentos quanto a sua eficiência energética. Os produtos com este selo, 
são produtos que consomem menos energia entre os demais. 
Figura 1 - Selo de Eficiência energética. 
 
Fonte: shre.ink/kRV2 
Além do Selo, temos também a Etiqueta de Cores do Programa Brasileiro de 
Etiquetagem do INMETRO (Figura 2), que juntamente com o PROCEL, elaboraram 
uma classificação para os equipamentos, por uma escala, de “A” até “E”, sendo que 
os equipamentos que apresentam a letra “A” são considerados de maior eficiência, 
enquanto aqueles classificados com a letra “E” são equipamentos com maior consumo 
energético. 
 
 
 
 
 
 
Figura 2 - Etiqueta de Cores do Programa Brasileiro de Etiquetagem do INMETRO. 
 
Fonte: shre.ink/kRV2 
O selo e a etiqueta, auxiliam o consumidor no momento da compra de um 
equipamento, pois através deles, o consumidor obtém conhecimento quanto a 
eficiência de cada equipamento, possibilitando a realização de comparações entre as 
opções de equipamentos disponíveis. 
Suponha que um refrigerador seja classificado como “A”, que corresponde a 
um equipamento muito eficiência, com consumo de 51,0 kWh/mês, e suponha um 
segundo refrigerador, classificado com “C”, que representa menor eficiência, com 68 
kWh/mês, a diferença entre os equipamentos é de 17 kWh/mês. Expandindo nossa 
visão, temos que ao optar pelo primeiro refrigerador, anualmente, teremos uma 
economia de 204 kWh. 
Com base em cálculos de aspectos da envoltória do edifício, do sistema de 
iluminação e do sistema de ar condicionado, esta regulamentação pretende obter a 
classificação geral do edifício analisado em termos de eficiência energética, que sofre 
variação de “A” a “E”. 
Além dessas soluções, conforme Lamberts, Dutra e Pereira (2014), os projetos 
deveriam englobar análises quanto ao próprio desempenho energético, visto que as 
 
 
 
decisões tomadas durante o projeto, podem influenciar no desempenho térmico e 
luminoso do edifício. Visando a excelência de desempenho do projeto, as decisões 
tomadas devem ser com base no conhecimento das variáveis e nos conceitos que 
envolvem a eficiência energética, o conforto ambiental e as análises que o projetista 
pode realizar das várias opções de projeto nas etapas do processo. 
Os conceitos e análises devem incorporar-se de forma natural ao processo de 
projeto do arquiteto, envolvendo desde o programa de necessidades. A prática da 
arquitetura, exige, assim, a conscientização do profissional, quanto a diversos 
aspectos usualmente negligenciados. 
Quando o projeto consciente é executado corretamente, pode resultar em uma 
economia de 70% de energia, o que é um grande desafio aos profissionais envolvidos 
no projeto. Um exemplo, é o tipo de vidro utilizado, sabemos que o vidro auxiliar no 
aumento do calor em ambientes internos, mas existe um tipo de vidro capaz de 
controlar a luz e o calor no interior dos ambientes, proporcionando conforto térmico e 
luminoso. No caso de conforto acústico, é preciso de uma compatibilização entre o 
projeto estrutural, caixilharia, ar condicionado e interiores, para que o conforto 
ambiental seja otimizado. O fato é que quando um projeto já é planejado visando o 
conforto ambiental, é possível economizar e obter resultados mais eficientes. 
Entre as estratégias para obter eficiência energética, temos o uso de 
equipamentos com baixo consumo elétrico e de água, o controle individual de 
equipamentos e dos sistemas de iluminação, a incorporação da vegetação no 
isolamento da edificação, entre outros. 
Atualmente, uma das características importantes que devem ser consideradas 
ao realizar a substituição de alguma tecnologia ou dispositivo tecnológico é a garantia 
do uso racional de energia. Nesse sentido, a substituição deve ser realizada 
garantindo que o novo dispositivo seja eficiente energeticamente, em outras palavras, 
o novo dispositivo, deve realizar as mesmas funções que o antigo, ou até mesmo, 
funções adicionais, porém, utilizamos menos recursos energéticos. 
SITUAÇÃO ENERGÉTICA ATUAL 
As fontes de energia elétrica no Brasil, são: gás natural, eólica, biomassa, 
nuclear, carvão, derivados do petróleo, solar e outras. Conforme divulgado no Anuário 
 
 
 
Estatístico de Energia Elétrica 2022, pela Empresa de Pesquisa Energética (EPE), no 
ano de 2021, o Brasil produziu o total de 181,6 GW de energia, e o consumo foi de 
497 TWh, cerca de 4,6% maior do que no ano anterior. 
Entre as classes de consumo, foi constatado um aumento em sete, das oito 
classes, com relação ao ano de 2020. Este consumo, avaliado ao final do ano de 2021, 
concentrou-se na classe residencial 86,5%, já na comercial 6,7% e na rural 5,1%, o 
que seguiu conforme a média de concentração dos último dez anos. A seguir é 
demonstrado na Figura 3, a distribuição do consumono ano de 2021. 
Figura 3 - Distribuição do consumo em 2021. 
 
Fonte: EPE, 2022. 
É importante lembrar que as unidades de medida de energia podem diferenciar 
conforme a fonte. Entre as unidades de medida, temos os múltiplos de quilowatt-hora 
(kWh) e a tonelada equivalente ao petróleo (tep). Os múltiplos mais usados do 
quilowatt-hora (kWh) são o megawatt-hora (MWh), o gigawatt-hora (GWh) e o 
terawatts-hora (TWh). 
1 MWh = 10³kWh 
1 GWh = 106 kWh 
1 TWh = 109kWh 
Consumo nos setores residencial, comercial e público 
 
 
 
É importante enfatizar que, em uma indústria, a maioria da energia elétrica 
consumida provém das máquinas e motores, limitado a atuação do arquiteto no 
sentido de economizar energia. Como o horário de funcionamento da maioria das 
indústrias é diurno, o aproveitamento da luz natural deve ser considerado uma das 
principais estratégias de economia no projeto arquitetônico neste setor. A ventilação 
natural em indústrias, embora seja essencial para promoção do conforto térmico, pode 
não ser suficiente, pois depende das condições climáticas, nem sempre favoráveis, 
dificultando o condicionado natural deste tipo de edificação. 
Os setores residencial, comercial e público, concentram, portanto, a parte mais 
significativa da atuação do arquiteto em aumentar a eficiência energética nas 
edificações, sendo mais detalhadas a seguir. 
A maioria do consumo de energia elétrica em residências destina-se a 
geladeiras, chuveiros e lâmpadas, porém, atualmente, o ar condicionado passou a 
participar deste cenário com maior consumo, que tende a aumentar, conforme o 
aumento do poder aquisitivo da população e em decorrência da não adequação das 
edificações ao clima local. 
As decisões de projeto influenciam fortemente o desempenho térmico, visual e 
energético da edificação. O arquiteto deve considerar a adequação do seu projeto ao 
clima local utilizando diversas estratégias de uso da luz natural, resfriamento e 
aquecimento passivo dos ambientes. O projeto também pode incluir o uso de fontes 
alternativas de energia, como a eólica, a biomassa e a solar, sendo a última tanto 
através da geração e armazenamento de energia elétrica (fotovoltaica) como do 
aquecimento solar de água. 
A iluminação artificial abraça uma fatia de 14% do consumo energético nacional 
em residências, sendo a região Sul a que menos consome energia, desta forma, 8% 
do consumo energético numa residência são destinados à iluminação artificial. 
A utilização de ar condicionado compreende a 20% de consumo de energia, 
em relação à média nacional nas residências. Realizando uma análise por regiões, 
conforme Lamberts, Dutra e Pereira (2014), a região Norte tem maior gasto com ar 
condicionado atingido até 40% do total de consumo energético residencial, já na 
região Sudeste, não há esse grande consumo de ar condicionado, sendo apenas de 
11% do consumo energético total. Essas diferenças de consumo se dão devido às 
diferenças climáticas entre regiões. O Norte do país conta com altas temperaturas 
 
 
 
durante todo o ano, já no Sudeste, ao menos durante três meses do ano, as 
temperaturas são baixas. 
Em decorrência do crescente desenvolvimento social, a redução dos preços 
dos aparelhos e a existência de edificações que não são construídas conforme o clima 
local, a aquisição de ar condicionado tende a aumentar, sendo um problema 
agravante ao longo do tempo. 
As demais utilizações de energia elétrica, como, televisão, computadores, etc., 
acumulam cerca de 15,5% do total de energia elétrica consumida nas residências na 
média nacional, sendo que nesta finalidade não há muitas variações regionais. Nessa 
verificação de consumo, também devemos considerar aqueles aparelhos que ficam 
em modo de espera, conhecido como stand by, pois os aparelhos funcionam durante 
24 horas diariamente. Fica o alerta quanto a estes aparelhos, por apresentarem baixa 
eficiência energética, é recomendado que permaneçam desligados quando não 
estiverem sendo utilizados. 
VENTILAÇÃO NATURAL 
Um ponto importante na relação entre o conforto ambiental e a eficiência 
energética, é a ventilação natural. A ventilação natural compreende a movimentação 
do ar em ambientes internos, sem a interferência de qualquer sistema mecânico. Em 
projetos, é possível ter uma ventilação natural por aberturas nas edificações, que 
possibilitam o fluxo regular do ar, proporcionando condicionamento térmico do 
ambiente, com condições favoráveis de conforto às pessoas, proporcionando 
melhorias a qualidade do ar interno, conforme é demonstrado na Figura 4, a seguir: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 4 - Ventilação natural em edificação. 
 
Fonte: shre.ink/kRHu 
Conforme Lamberts, Dutra e Pereira (2014), a ventilação em um ambiente é a 
troca de ar interno por ar externo, e essa troca tem algumas funções, como: 
• Retirar impurezas e odores do ambiente; 
• Aumentar a quantidade de oxigênio no ambiente e reduzir o gás 
carbônico; 
• Resfriar a temperatura do ambiente interno; 
• Resfriar a própria estrutura da edificação; 
• Facilitar trocas térmicas do corpo humano com o meio ambiente; 
Ainda segundo os autores, utilizar a ventilação natural é a segunda estratégia 
bioclimática, mais importante no Brasil. Entre as capitais do país, a maioria delas exige 
a adoção de ventilação natural como principal estratégia em todas as estações, mas 
em especial no verão. 
O uso da ventilação natural tem suas restrições, pois para sua eficácia, é 
necessário que a temperatura esteja entre 20 °C a 32 °C, pois acima dos 32 °C, o 
aumento térmico leva ao aquecimento do ambiente, não cumprindo o objetivo de 
resfriamento. Outro ponto importante é a questão da umidade do ar, que entre as 
temperaturas impostas, só teremos uma ventilação eficiente, se a umidade do ar for 
de 15% a 37%. 
 
 
 
Assim como o sol, o vento pode ser desejável no verão e indesejável durante o 
inverno. Nessas estações, o vento pode ser diferente dependendo da região. A 
topografia, vegetação e até mesmo as edificações da região, podem alterar a direção 
e a intensidade do vento. A medição do vento pode ser realizada com instrumentos 
específicos, também podemos obter dados através dos arquivos climáticos e de 
diagramas, como a rosa-dos-ventos. 
Correção da velocidade do vento 
A medição nas estações meteorológicas acontece numa altura de 10 metros 
do solo, e esse valor deve ser corrigido conforme a altura das aberturas da edificação. 
A equação que corrige a velocidade do vento em aberturas é: 
V
Vm
= k × za 
sendo: 
• V = velocidade média do vento na altura da abertura de entrada de ar, dado 
em m/s; 
• Vm = velocidade média do vento na estação meteorológica medida a uma 
altura padrão de 10 m, dada em m/s; 
• 𝑘, 𝑎 = são coeficientes conforme a rugosidade do terreno, que serão 
apresentados na Tabela 1. 
• 𝑧 = altura da abertura em edifícios ou da cumeeira em casas até dois andares, 
dado em m. 
O valor da divisão 
V
Vm
 é o fator de multiplicação que deve ser usado para 
encontrar a velocidade do vento em uma determinada abertura a partir da velocidade 
medida na estação meteorológica. 
Os coeficientes k e a podem ser obtidos diretamente da Tabela 1, a seguir: 
Tabela 1 – Coeficientes 𝐤 e 𝐚 para cálculo da ventilação natural 
Localização da edificação 𝒌 𝒂 
Campo aberto plano 0,68 0,17 
Campo com algumas barreiras 0,52 0,20 
 
 
 
Ambiente urbano 0,35 0,25 
Centro da cidade 0,21 0,33 
Fonte: Adaptado de Lamberts, Dutra e Pereira, 2014. 
Área útil de ventilação 
Uma variável útil para considerarmos, pois representa a área efetiva de 
ventilação quando a janela está totalmente aberta. Essa área é diferente para cada 
tipo de abertura. Uma janela do tipo guilhotina tem 50% de área útil de ventilação, pois 
quando está totalmente aberta, apenas metade de sua área é livre para ventilação no 
ambiente. Então, antes de escolher a janela oubáscula a ser utilizada, devemos 
analisar a área útil de ventilação que ela vai proporcionar, conforme a necessidade do 
ambiente e o clima predominante na região. 
Fluxo de ar 
O fluxo de ar que atravessa um ambiente é determinado de forma diferente 
quando a ventilação é cruzada ou unilateral. Com a ventilação cruzada, o fluxo de ar 
é dado pela equação a seguir: 
Q = 0,6 ∙ AJ ∙ V ∙ √ΔCP 
sendo: 
• 𝑄 = fluxo de ar com ventilação cruzada, dada em m/s2; 
• AJ = área equivalente da abertura, dada em m2; 
• V = velocidade média do vento na altura da abertura de entrada do ar, dada 
em m/s; 
• ΔCPL = coeficiente de pressão do vento. 
A área equivalente da abertura, pode ser calculada com a seguinte equação. 
1
AJ
2 =
1
(∑ AENTRADA)²
+
1
(∑ ASAÍDA)² 
 
sendo: 
• AENTRADA = área de entrada do fluxo de ar, dado em m2; 
 
 
 
• ASAÍDA = área de saída do fluxo de ar, dado em m2. 
No caso de existir portas intermediárias entre a saída e a entrada de ar, deve-
se acrescentar a parcela abaixo da equação: 
… +
1
(∑ APORTA)²
 
Caso a ventilação do ambiente seja unilateral, o fluxo de ar pode ser calculado 
pela equação seguinte. 
Q = 0,025 ∙ A ∙ V 
sendo: 
Q = fluxo de ar com ventilação unilateral em m3/s; 
A = área efetiva da janela, em m², reduzir se for veneziana ou tela; 
V = velocidade média do vento na altura da abertura de entrada do ar, dada em m/s . 
Redução do fluxo de ar 
O fluxo de ar que passa em uma abertura, pode sofrer reduções, caso alguma 
barreira for imposta a ele, como é o caso das telas contra mosquitos. A seguir a Tabela 
2, traz um indicativo dos valores de fluxo de ar reduzido (QM), no caso de uma tela 
contra mosquito ser instalada na abertura. 
Tabela 2 - Redução do fluxo de ar em telas contra mosquitos. 
Tipo de tela Ventilação cruzada Ventilação unilateral 
Algodão QM = 0,30 Q QM = 0,30 Q 
Nylon QM = 0,65 Q QM = 0,65 Q 
Fonte: Adaptado de Lamberts, Dutra e Pereira, 2014. 
 
 
 
 
 
 
 
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
EMPRESA DE PESQUISA ENERGÉTICA (EPE). Anuário Estatístico de Energia 
Elétrica 2022: ano base 2021. Brasil: EPE, 2022. 
LAMBERTS, R.; DUTRA, L.; PEREIRA, F. O. R. Eficiência energética na 
arquitetura. 3. ed. Rio de Janeiro: Eletrobrás, 2014.