EFICIENCIA ENERGETICA

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FUNDAÇÃO UNIVERSIDADE FEDERAL DO TOCANTINS
CURSO DE ENGENHARIA CIVIL
Lucas Pereira da Mota
Luis Alexandre Siqueira
Natan Yuri Gomes Vieira
Raylma Maciel da Silva
RELATÓRIO DE EFECIÊNCIA ENERGÉTICA DO BLOCO BALA I DA UNIVERSIDADE FEDERAL DO TOCANTINS, CAMPUS DE PALMAS-TO.
Palmas – TO
2016
Lucas Pereira da Mota
Luis Alexandre Siqueira
Natan Yuri Gomes Vieira
Raylma Maciel da Silva
RELATÓRIO DE EFECIÊNCIA ENERGÉTICA DO BLOCO BALA I DA UNIVERSIDADE FEDERAL DO TOCANTINS, CAMPUS DE PALMAS-TO.
Relatório submetido à disciplina Inovações Tecnológicas e Sustentabilidade na Construção Civil do curso de Engenharia Civil da Universidade Federal do Tocantins, como requisito parcial para obtenção de nota e aprovação.
Profº Bruno Lobo 
Palmas – TO
2016
1 INTRODUÇÃO
	Atualmente a temática da sustentabilidade no setor da construção civil tornou-se extremamente importante, uma vez que esta causa um grande impacto ambiental ao longo do seu processo ou cadeia produtiva. A construção civil sustentável, utiliza materiais ecologicamente corretos e eficientes, com suluções tecnológicas inteligentes para promover o bom uso e a economia de recursos, como água e energia elétrica.
	Segundo Kiyoshi Mori (2012), o consumo de energia em edifícios como iluminação, condicionamento de ar e funcionamento de equipamentos é responsável por pelo menos 40% do total da energia utilizada na maioria dos países. Em função disso, é essencial agir agora, pois os edifícios podem oferecer uma grande contribuição para a regressão das alterações climáticas e utilização energética. De acordo com estimativas, todo o custo operacional de um edifício ao longo de sua vida supera o custo total de construção do mesmo sendo que a energia elétrica é um dos principais custos operacionais. Por isso a importância de investimentos em produtos tecnologicamente mais eficientes e modernos ou mudanças arquitetônicas que visem conservação energética, que se pagarão ao longo dos anos com a economia gerada por eles, aliada com ações de conscientização dos usuários.
	Apesar de não haver meios de evitar algum desperdício, quando se utiliza qualquer forma de energia, para reduzir perdas existem custos e ganhos mensuráveis. Desta forma, a busca de maior eficiência energética possível nas edificações é técnicamente e economicamente viável para o construtor, usuário e a sociedade como um todo.
	O grande passo realizado no processo de eficiência energética de edifícios brasileiros, foi a aprovação do Instituto Nacional de Metrologia, Normalização e Qualidade Industrial (Inmetro) e o Regulamento Técnico da Qualidade do Nível de Eficiência Energética de Edifícios Comerciais, de Serviços e Públicos (RTQ-C). O RTQ-C tem como principal objetivo criar condições para a etiquetagem do nível de eficiência energética dos edifícios e especificar os requisitos técnicos e os métodos para classificação dos edifícios comerciais, de serviços e públicos.
	O Regulamento Técnico da Qualidade do Nível de Eficiência (RTQ-C) é baseado na avaliação da eficiência energética de três sistemas: O desempenho térmico da envoltória do edifício, a eficiência e potência instalada do sistema de iluminação e a eficiência do sistema de condicionamento do ar. O consumo de energia em edificações está relacionado aos ganhos ou perdas de calor pela envoltória da edificação que, associados à carga interna gerada pela ocupação, pelo uso de equipamentos e pela iluminação artificial, resultam no consumo dos sistemas de condicionamento de ar, além dos próprios sistemas de iluminação e equipamentos. O Relatório em questão faz uma análise da eficiência energética do bloco Bala I, da Universidade Federal do Tocantins, campus de Palmas –TO. 
2 MÉTODO UTILIZADO
	Para o auxílio da elaboração do relatório técnico, a eficiência energética da edificação em análise, foi realizada com ajuda do webprescritivo LABEEE, diponível no site do Laboratório de Eficiência Energética em Edificações da Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC), no endereço http://www.labeee.ufsc.br. 
O LABEEE é uma ferramenta de Avaliação de Eficiência Energética de Edificações Comerciais pelo Método Prescritivo do RTQ-C. O LABEEE tem como principal objetivo, automatizar os procedimentos de avaliação da edificação e não a obtenção de uma etiqueta de conservação de energia. 
A ferramenta tem como pré requisito geral, verificar se a edificação possui circuito elétrico com possibilidade de medição centralizada por uso final ou se não possui circuito elétrico com possibilidade de medição centralizada por uso final ou não se aplica. Outro pré requisito em análise é em relação ao aquecimento de água da edificação, geralmente presentes em edificações que possuem elevada demanda de água quente em que a parcela de água quente possui demanda igual ou maior a 10% do consumo de energia. A edificação em análise não atende as pré requistos de nível A, B, e C. 
Figura 1 – Pré requisitos gerais
Fonte: LABEEE
	
3 DESEMPENHO TÉRMICO DA ENVOLTÓRIA
	A envoltória tem um grande papel na eficiência energética de uma edificação. Considerando a envoltória como um conjunto de elementos, as aberturas “portas e janelas” são responsáveis por grande parte dos ganhos e perdas de calor dentro da edificação. O critério “envoltória” é um indicador de consumo referente à do edifício proposto. Deve ser calculado por fórmula que usa as seguintes variáveis: área de janelas; existência e dimensões de proteções solares; tipos de vidro; dimensões da edificação; zoneamento bioclimático brasileiro. 
	Após a obtenção do valor do indicador de consumo da envoltória (ICenv), o mesmo deve ser comparado a uma escala numérica dividida em intervalos que descrevem um nível de classificação de desempenho que varia de “A” a “E”. A escala numérica de classificação de eficiência energética é variável e deve ser determinada para cada volumetria do edifício através dos parâmetros Fator Altura (FA) e Fator de Forma (FF) (KIYOSHI MORI,2012). 
	A NBR 15220-3 trata do desempenho térmico de edificações, e estabelece o zoneamento bioclimático brasileiro. Sua determinação é necessária para definir quais equações serão utilizadas para o cálculo da eficiência da envoltória. De acordo com o RTQ-C, há duas equações para o cálculo do índice de eficiência energética (até 500 m² ou superior a esta área). Para cada equação, deve-se considerar os valores do fator de forma “máximo para área de projeção menor que 500m² e mínimo para áreas de projeção maiores que 500 m²”. No caso do projeto analisado neste relatório, foram utilizadas as equações para edificações com área de projeção maior que 500 m². 
	De acordo com a NBR 15220-3, o território brasileiro está dividido em oito zonas bioclimáticas relativamente homogêneas quanto ao clima, conforme mostra a figura 2 abaixo. Segundo o mapa, Palmas está localizada na zona bioclimática 7.
Figura 2 – Zonas bioclimáticas 
Fonte: NBR 15220-3
	Para a análise da envoltória da edificação, foram utilizados os parâmetros da figura 3. 
Figura 3 – Parâmetros necessários para análise da envoltória.
Fonte: LABEEE
	A determinação dos parâmetros da figura 3, foram determinados com auxílio da NBR 12220 e pelo RTQ-C da portaria 372/2010 do INMETRO. Em seguida serão determinadas as definições dos parâmetros utilizados, para um melhor entendimento da análise. 
	Pré – Requisitos:
Ucob (Transmitância Térmica da Cobertura (W/(m²K)): Transmissão de calor em unidade de tempo e através de uma área unitária de um elemento ou componente construtivo, neste caso, de componentes opacos das fachadas (paredes externas) ou coberturas, incluindo as resistências superficiais interna e externa, induzida pela diferença de temperatura entre dois ambientes. A transmitância térmica da cobertura pode ser Ucob – AC (área condicionada) e Ucob – ANC (área não condicionada). Com base na NBR 15220, utilizou-se os seguintes valores referentes a zona bioclimática emquestão Ucob – AC = 2,00 W/(m²k) e Ucob – ANC = 1,00 W/(m²k). 
Upar (Transmitância Térmica das Paredes (W/(m²K)): transmissão de calor em unidade de tempo e através de uma área unitária de um elemento ou componente construtivo, neste caso, de componentes opacos das fachadas (paredes externas), incluindo as resistências superficiais interna e externa, induzida pela diferença de temperatura entre dois ambientes. De acordo com a NBR 12220, Upar = 2,5 W/m²k para a zona bioclimática em questão. 
PAZ (Percentual de Abertura Zenital (%)): percentual de área de abertura zenital na cobertura. Refere-se exclusivamente a aberturas em superfícies com inclinação inferior a 60º em relação ao plano horizontal. Deve-se calcular a projeção horizontal da abertura. Não há iluminação zenital na edificação, logo PAZ = O%
αCOB (Absortância Solar da Cobertura (%)): quociente da taxa de radiação solar absorvida pela cobertura pela taxa de radiação solar incidente sobre a mesma. Devido à carência de dados de absortância compatível, os valores foram estimados a partir de características superficiais semelhantes, baseados na NBR 15220. Considerou-se αCOB = 0,72. 
CTPAR (Capacidade Térmica das Paredes (kJ/(m²K)): quociente da quantidade de calor necessária para variar em uma unidade a temperatura das paredes pela sua área. De acordo com a portaria 372/2010 do INMETRO, considerou-se a capacidade térmica das paredes CTPAR = 80 Kj/m²K, baseado no valor da transmitância térmica de 2,5 W/m²k, conforme descrito anteriormente para a zona bioclimática 7.
αPAR (Absortância Solar das Paredes (%)): quociente da taxa de radiação solar absorvida pelas paredes pela taxa de radiação solar incidente sobre as mesmas. De acordo com a tabela B.2 da NBR 15220, a absortância para radiação solar (ondas curtas) em superfícies de concreto varia de 0,65 a 0,80. Portanto, considerou-se αPAR = 0,75. 
FS (Fator Solar): razão entre o ganho de calor que entra num ambiente através de uma abertura e a radiação solar incidente nesta mesma abertura. Inclui o calor radiante transmitido pelo vidro e a radiação solar absorvida, que é pré irradiada ou transmitida, por condução ou convecção, ao ambiente. O fator solar considerado será relativo a uma incidência de radiação solar ortogonal à abertura. De acordo com a portaria 372/2010 do INMETRO, para PAZ no intervalo de 0 a 2%, o valor de FS = 0,87. 
Dados dimensionais da Edificação:
ATOT (Área Total Construída (m²)): soma das áreas de piso dos ambientes fechados da construção, medidas externamente. De acordo com o projeto arquitetônico da edificação analisada, ATOT = 1250 m²
APCOB (Área de Projeção da Cobertura (m²)): área da projeção horizontal da cobertura, incluindo terraços cobertos ou descobertos e excluindo beirais, marquises e coberturas sobre varandas – esta última, desde que fora do alinhamento do edifício. APCOB = 664,55 m²
APE (Área de Projeção do Edifício (m²)): área de projeção média dos pavimentos, excluindo subsolos. APE = 625 m²
VTOT (Volume Total da Edificação (m³)): volume delimitado pelos fechamentos externos do edifício (fachadas e cobertura), com exceção de pátios internos descobertos. VTOT = 5431,25 m³
AENV (Área da Envoltória (m²): soma das áreas das fachadas, empenas e cobertura, incluindo as aberturas. AENV = 979 m²
Características das Aberturas:
PAFT (Percentual de Área de Abertura na Fachada Total (%)): é calculado pela razão entre a soma das áreas de abertura envidraçada, ou com fechamento transparente ou translúcido, de cada fachada e a área total de fachada da edificação. Refere-se exclusivamente a aberturas em paredes verticais com inclinação superior a 60° em relação ao plano horizontal, tais como janelas tradicionais, portas de vidro ou sheds, mesmo sendo estes últimos localizados na cobertura. Exclui área externa de caixa d’água no cômputo da área de fachada, mas inclui a área da caixa de escada até o ponto mais alto da cobertura (cumeeira). PAFT = 30 %
PAFO (Percentual de Área de Abertura na Fachada Oeste (%)): é calculado pela razão entre a soma das áreas de abertura envidraçada, ou com fechamento transparente ou translúcido, da fachada oeste e a área da fachada oeste. PAFO = 20%
AVS (Ângulo Vertical de Sombreamento): ângulo formado entre 2 planos que contêm a base da abertura: O primeiro é o plano vertical na base da folha de vidro (ou material translúcido). O segundo plano é formado pela extremidade mais distante da proteção solar horizontal até a base da folha de vidro (ou material translúcido). AVS = 55º
AHS (Ângulo Horizontal de Sombreamento): ângulo formado entre 2 planos verticais: O primeiro plano é o que contém a base da folha de vidro (ou material translúcido). O segundo plano é formado pela extremidade mais distante da proteção solar vertical e a extremidade oposta da base da folha de vidro (ou material translúcido). AHS = 0
Através dos parâmetros mencionados acima, os resultados obtidos para FA = 0.53 e FF = 0.18, com nível de eficiência A. Os resultados são condizentes, uma vez que o bloco Bala possui proteções solares adequadas na fachada, como uso de quebra sóis, vidros termorefletores nas fachadas e aberturas bem distribuídas.
Figura 4 – Resultados obtidos para envoltória do Bloco Bala I
Fonte: LABEEE
4 SISTEMA DE ILUMINAÇÃO
5 CONDICIONAMENTO DO AR
6 BONIFICAÇÃO
	Outra classificação que precisa ser analisada em relação a eficiência energética da edificação é a Bonificação do edifício. São exemplos de bonificação: Sistemas e equipamentos que racionalizam o uso de água, sistemas ou fonte renováveis de energia (aquecimento de água, energia eólica ou fotovoltaica), cogeração e inovações que promovam a eficiência energética. A edificação analisada, não possui os parâmetros de bonificação citadas e necessárias para a simulação da mesma. 
Figura 5 – Parâmetros de Bonificações
Fonte: LABEEE
7 RESULTADOS E CONCLUSÕES 
8 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 15220 - Desempenho Térmico de Edificações: Métodos de cálculo da transmitância térmica, da capacidade térmica, do atraso térmico e do fator solar de elementos e componentes de edificações. Rio de Janeiro. ABNT: 2003. 
BRASIL. Ministério do Desenvolvimento, Indústria e Comércio Exterior. Instituto Nacional de Metrologia, Normalização e Qualidade Industrial. Portaria INMETRO 372/2010: Atualização do Programa de Avaliação da Conformidade para o Nível de eficiência Energética de Edifícios Comerciais, de Serviços e Públicos. 17 de Setembro de 2010. Disponível em: http://pbeedifica.com.br/sites/default/files/projetos/etiquetagem/comercial/downloads/Port372-2010_RTQ_Def_Edificacoes-C_rev01.pdf. Acesso em: 17 de Fevereiro de 2016.
FOSSATI, Michele; LAMBERTS, Roberto. Eficiência energética da envoltória da edifícios de escritórios de Florianópolis: Discussões sobre a aplicação de método prescritivo do RTQ-C. Florianópolis: Scielo, 2010. 11f. 
KIYOSHI MORI, Fabiano. Análise da eficiência energética da envoltória de um projeto padrão de uma agência bancária em diferentes zonas bioclimáticas brasileiras. 2012. 143f. Trabalho de pós graduação em Engenharia Civil - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2012.