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UNIVERSIDADE FEDERAL DE ALAGOAS CENTRO DE TECNOLOGIA CURSO DE ENGENHARIA CIVIL ANÁLISE COMPARATIVA TÉCNICO-ECONÔMICA ENTRE EMPREENDIMENTOS COM CARACTERÍSTICAS SUSTENTÁVEIS E CONVENCIONAIS VICTOR GAMA CARNAÚBA AZEVEDO Maceió 2013 VICTOR GAMA CARNAÚBA AZEVEDO ANÁLISE COMPARATIVA TÉCNICO-ECONÔMICA ENTRE EMPREENDIMENTOS COM CARACTERÍSTICAS SUSTENTÁVEIS E CONVENCIONAIS Trabalho de Conclusão de Curso apresentado ao Colegiado do Curso de Engenharia Civil da Universidade Federal de Alagoas, como parte dos requisitos para obtenção do título de Engenheiro Civil. Orientador: Flávio Barboza de Lima Coorientador: Fernando Régis Azevedo Viana Maceió 2013 VICTOR GAMA CARNAÚBA AZEVEDO ANÁLISE COMPARATIVA TÉCNICO-ECONÔMICA ENTRE EMPREENDIMENTOS COM CARACTERÍSTICAS SUSTENTÁVEIS E CONVENCIONAIS Este trabalho de conclusão de curso foi julgado como pré-requisito para a obtenção do título de ENGENHERIO CIVIL e aprovada em sua forma final pelo professor orientador e pelo Colegiado do Curso de Engenharia Civil da Universidade Federal de Alagoas. Maceió, __de ________ de 2013 Prof. Flávio Barboza de Lima Dr. pela Escola de Engenharia de São Carlos Orientador Profa. Adriana de Oliveira Santos Weber Coordenadora do curso de Engenharia Civil BANCA EXAMINADORA Prof. Flávio Barboza de Lima UFAL Dr. pela Escola de Engenharia de São Carlos Profa. Adriana de Oliveira Santos Weber UFAL Dra. pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul Prof. Ismael Weber UFAL Ms. pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul Dedico este trabalho à minha família, em especial ao meu pai Fernando Régis, minha mãe Maria das Graças, minha namorada Camila e aos meus irmãos Gabriel e Karolina por terem me apoiado durante a minha formação. AGRADECIMENTOS Agradeço primeiramente aos meus pais, que me deram todo o aporte necessário para conclusão do curso de engenharia e formaram o meu caráter. Ao meu pai Fernando Régis que foi o meu norte e me guiou durante a conclusão do curso e elaboração deste trabalho. À minha namorada Camila Lins que me auxiliou, mostrando paciência e me dando forças para vencer os obstáculos. À minha família que me deu apoio e estimulo durante a graduação. Ao meu orientador Flávio Barboza pelo apoio e dedicação durante o desenvolvimento deste trabalho Aos meus amigos, em especial Alcyr Vergetti, Jean Victor, Pedro Cavalcante e Yuri Lemos, que estiveram presentes em vários momentos ao longo dessa jornada. Aos meus colegas de turma que sempre se mostraram unidos na busca de um objetivo comum. Aos engenheiros Caetano Ximenes e Jayme Marden por permitirem a coleta de dados e me auxiliarem com aporte teórico para execução deste trabalho. Aos professores da Curso de Engenharia Civil da Universidade Federal de Alagoas, que além do conhecimento nos ensinaram valores. RESUMO AZEVEDO, V. G. C.. Análise comparativa técnico-econômica entre empreendimentos com características sustentáveis e convencionais. 2013. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Civil) – Universidade Federal de Alagoas, Maceió. A prática da engenharia consiste em utilizar materiais da forma mais eficiente e econômica, porém essa prática geralmente só é aplicada para concepção do projeto, deixando de lado sua utilização. Seguindo essa linha e a crescente preocupação por questões sustentáveis e impactos ambientais ocasionados pela indústria da construção civil e a utilização de suas obras, faz-se necessário a adoção de soluções que visam diminuir esse impacto. Essas soluções são dispendiosas e requerem por sua vez uma análise de viabilidade para adotá-las e encará-las como um investimento. Dentro desse contexto, este trabalho apresenta um comparativo técnico-econômico entre obras convencionais e as que possuem soluções de eficiência energética e racionalização do consumo de água, que apresentam grande impacto no custo de utilização durante o ciclo de vida do empreendimento pós-construção. Também é mostrado as vantagens de sua utilização, diferença percentual de custo entre os sistemas presentes nos empreendimentos e em seguida o momento temporal para que a adoção do investimento seja justificada. Palavras-chave: eficiência energética, consumo de água, ponto de equilíbrio, análise econômica, sustentabilidade. RESUMO AZEVEDO, V. G. C.. Comparative analysis technical-economic between enterprises with characteristics sustainable and conventional. In 2013. Completion of course work (Civil Engineering Undergraduate) - Federal University of Alagoas, Maceió. The engineering practice consists to use the most efficient and economical way, but this practice is generally only applied to project design, leaving aside its use. Following this line and the growing concern for sustainable issues and environmental impacts caused by the construction industry and the use of their works, it is necessary to adopt solutions that aim to reduce this impact. These solutions are expensive and require in turn an analysis of the feasibility of adopting them and regard them as an investment. Within this context, this work presents a comparative techno-economic works between conventional and we have solutions for energy efficiency and rationalization of water consumption, which have great impact on the cost of use during the life cycle of the project after construction. Also shown the advantages of its use, the percentage difference in cost between the systems present in the projects and then the time point for the adoption of the investment is justified. Keywords: energy efficiency, water consumption, equilibrium, economic analysis, sustainability. SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO ................................................................................ 10 1.1 JUSTIFICATIVA ............................................................................................................11 1.2 OBJETIVOS ..................................................................................................................11 1.3 ESTRUTURA DO TRABALHO ........................................................................................12 2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ........................................................ 13 2.1 SUSTENTABILIDADE ....................................................................................................13 2.2 TÉCNICAS DE EFICIÊNCIA HIDROSSANITÁRIA ..............................................................15 2.2.1 Aparelhos sanitários economizadores de água...................................................16 2.2.2 Aproveitamento de fontes alternativas ..............................................................20 2.3 TÉCNICAS DE EFICIÊNCIA ENERGÉTICA .......................................................................24 2.3.1 Aquecimento de água .........................................................................................25 2.3.2 Eficiência térmica ...............................................................................................25 2.3.3 Iluminação ..........................................................................................................27 2.3.4 Produção de energia renovável ..........................................................................29 2.4 TIPOS DE CERTIFICAÇÕES E NORMAS .........................................................................30 2.4.1 Processo AQUA ...................................................................................................31 2.4.2 PROCEL EDIFICA ..................................................................................................31 2.4.3 NBR 15575: Edifícios Habitacionaisde até cinco pavimentos – Desempenho ....32 2.4.4 LEED (Liderança em Energia e Design Ambiental) ..............................................33 2.4.5 Selo Casa Azul CAIXA ..........................................................................................35 2.5 MÉTODOS DE AVALIAÇÃO DOS CUSTOS DO CICLO DE VIDA.......................................36 2.5.1 Simples payback .................................................................................................36 2.5.2 Payback descontado ...........................................................................................37 2.5.3 Valor presente líquido ........................................................................................37 2.5.4 Taxa interna de retorno ......................................................................................38 3 METODOLOGIA DE PESQUISA ................................................. 39 3.1 ESTRATÉGIA DE PESQUISA ..........................................................................................39 3.2 DELINEAMENTO DA PESQUISA ...................................................................................40 3.2.1 1ª Etapa Revisão Bibliográfica ............................................................................41 3.2.2 2ª Etapa: Identificação do local de estudo .........................................................41 3.2.3 3ª Etapa: Obtenção dos dados ...........................................................................42 3.2.4 4ª Etapa: Análise dos dados................................................................................42 3.2.5 5ª Etapa: Apresentação dos dados e proposição de melhorias ..........................42 3.3 DELIMITAÇÕES DO TRABALHO ...................................................................................43 4 APRESENTAÇÃO E ANÁLISE DE RESULTADOS ................... 44 4.1 CARACTERIZAÇÃO DO EMPREENDIMENTO ................................................................44 4.2 DISPOSITIVOS SUSTENTÁVEIS ELEITOS .......................................................................45 4.2.1 Instalações Hidro-Sanitárias ...............................................................................45 4.2.2 Sistema de automação da iluminação nas áreas comuns ...................................46 4.2.3 Medição individual de água ................................................................................47 4.2.4 Tratamento térmico da fachada .........................................................................48 4.2.5 Sistema coletivo de aquecimento de água a gás ................................................48 4.3 ANÁLISE ECONOMICA DOS DISPOSITIVOS ..................................................................49 4.3.1 Dispositivos economizadores de água ................................................................50 4.3.1.3 Combinação dos sistemas economizadores de água ......................................58 4.3.2 Dispositivos economizadores de energia elétrica ...............................................61 4.3.3 Combinação final ................................................................................................69 5 CONSIDERAÇÕES FINAIS ........................................................... 73 REFERÊNCIAS ..................................................................................... 74 LISTA DE FIGURAS Figura 1: Tripé da sustentabilidade ............................................................................... 14 Figura 2: Distibuição das águas na Terra ....................................................................... 15 Figura 3:Funcionamento elastômeros ............................................................................. 18 Figura 4 - Sistema de captação e utilização de água da chuva ....................................... 21 Figura 5: Carta Bioclimática de Maceió ......................................................................... 27 Figura 6:Tipos de rotores ................................................................................................ 30 Figura 7: Categorias de preocupações do AQUA .......................................................... 31 Figura 8:Fluxograma do trabalho ................................................................................... 41 Figura 9:Vista do empreendimento ................................................................................ 44 Figura 10:Representação gráfica para obtenção do payback – Bacias Sanitárias. ......... 52 Figura 11: Variação do TIR nas bacias sanitárias .......................................................... 54 Figura 12: Representação gráfica para obtenção do payback – Medição Individual de Água................................................................................................................................ 56 Figura 13:Variação do TIR nos aparelhos de medição individual ................................. 57 Figura 14: Representação gráfica para obtenção do payback – Combinação economizadores de água ................................................................................................. 60 Figura 15:Variação do TIR - Combinação economizadores Água................................. 61 Figura 16:Representação gráfica para obtenção do payback – Consumo médio de energia ............................................................................................................................ 67 Figura 17:Representação gráfica para obtenção do payback – Consumo máximo de energia ............................................................................................................................ 67 Figura 18:Variação do TIR - Aquecimento de água a gás ............................................. 69 Figura 19:Representação gráfica para obtenção do payback – Combinação final ......... 71 Figura 20:Variação do TIR - Combinação final ............................................................. 72 LISTA DE TABELAS Tabela 1: Usos finais de água potável para consumo doméstico no Brasil. ................... 16 Tabela 2: Comparação Custo Global .............................................................................. 45 Tabela 3:Comparação custo bacias................................................................................. 46 Tabela 4: Comparação custo automação da iluminação ................................................. 46 Tabela 5: Comparação custo medição individual de água ............................................. 47 Tabela 6: Comparação custos tratamento térmico da fachada ....................................... 48 Tabela 7:Comparação custos sistema coletivo de aquecimento de água........................ 49 Tabela 8: Tarifas de água................................................................................................ 50 Tabela 9: Consumo e Fluxo de Caixa - Bacias sanitárias............................................... 51 Tabela 10: Consumo e Fluxo de Caixa – Medição individual de água .......................... 55 Tabela 11: Consumo e Fluxo de Caixa – Combinação economizadores de água .......... 58 Tabela 12: Consumo de gás por unidade ........................................................................ 62 Tabela 13: Consumo mensal total de gás ....................................................................... 62 Tabela 14: Tarifas de gás ................................................................................................ 62 Tabela 15:Consumo de gás versus consumo de energia ................................................. 64 Tabela 16: Consumo e Fluxo de Caixa – Economia de energia no consumo mínimo ... 64 Tabela 17:Consumo e Fluxo de Caixa – Economia de energia no consumo médio ...... 65 Tabela 18: Consumo e Fluxo de Caixa – Economia de energia no consumo máximo .. 65 Tabela 19:Consumo e Fluxo de Caixa– Combinação final ........................................... 69 _____________________________________________________________________________________ Victor Gama Carnaúba Azevedo (victor.azevedo@outlook.com) – Trabalho de Conclusão de Curso - UFAL 1 INTRODUÇÃO Segundo a comissão mundial sobre meio ambiente e desenvolvimento, todos são dependentes de uma biosfera para conservarmos nossas vidas. Mesmo assim, cada comunidade, cada país luta pela sobrevivência e pela prosperidade quase sem levar em consideração o impacto que causa sobre os demais. Alguns consomem os recursos da Terra a um tal ritmo que provavelmente pouco sobrará para as gerações futuras (COMISSÃO, 1991). Nas últimas décadas, verificou-se o crescimento vertiginoso das cidades, em decorrência do êxodo da população rural e da formação de grandes concentrações populacionais (SABESP). A indústria da construção, respondendo às necessidades sociais e econômicas, cria e implanta infraestruturas (estradas, barragens, linhas de caminho de ferro), zonas urbanas (Edifícios e Parques), promovendo o crescimento e suporte os processos de desenvolvimento (PINHEIRO, M., 2003). Porém esse desenvolvimento tem impactos ambientais e sociais que não eram levados em consideração. Junto com o desenvolvimento na construção civil, o consumo dos recursos naturais, como a água, e a necessidade atual da adoção de novas tecnologias alternativas para geração de energia. O custo da energia é cada vez mais um componente importante nos custos de operacionais dos edifícios. Neste sentido, todos esforços possíveis devem ser feitos para conter gastos desnecessários (PROCOBRE, 2003). A questão ambiental tem-se tornado uma exigência de mercado cada vez mais contundente e gradativamente tem ocupado mais espaço nas prioridades das construtoras. Em todo o mundo há diversas certificações que verificam se uma dada obra é sustentável. A norte americana LEED (Leadership in Energy and Environment Design) e a francesa HQE (Haute Qualité Environment) são alguns exemplos de certificações estrangeiras. No território nacional existe a certificação AQUA (Alta Qualidade Ambiental). De modo geral, essas certificações fundamentam-se no princípio de eficiência energética, uso racional de água, coleta seletiva e qualidade ambiental interna da edificação. Além da certificação brasileira AQUA, foi criado em agosto de 2007 o CBCS, Conselho Brasileiro de Construção Sustentável, que possui como meta incentivar o setor da construção a 11 _____________________________________________________________________________ Análise comparativa técnico-econômica entre empreendimentos com características sustentáveis e convencionais utilizar práticas mais sustentáveis, melhorando a qualidade de vida dos usuários, dos trabalhadores e do entorno das edificações (OKRASKA, F., 2011). 1.1 JUSTIFICATIVA Diante do contexto supracitado o setor da construção civil tem procurado adaptar os empreendimentos para tornar os edifícios cada vez mais sustentáveis. Essa adaptação começa com a adoção de determinadas tecnologias, muitas vezes consideradas como clichês, mas que são o ponto de partida para almejar as certificações que considerem um edifício como sustentável. Dessa maneira, o uso de tecnologias sustentáveis para economia de recursos é atualmente uma preocupação para os empreendedores e investidores. Dentro desse contexto que valoriza o uso racional dos recursos naturais, os fatores relacionados a eficiência energética e o uso racional da água são os que mais influenciam economicamente na concepção do empreendimento, bem como no uso e ocupação. Diversas ações e iniciativas buscam utilizar os recursos disponíveis de forma otimizada, necessitando uma avaliação dos custos no ciclo de vida de utilização do empreendimento. A adoção dessas tecnologias se depara com a problemática de justificar e convencer ao cliente a comprar um produto mais caro. Sendo assim, esse trabalho propõe a avaliação técnica e econômica dessas tecnologias com a finalidade de apresentar ao cliente as vantagens e desvantagens para apoiar essas iniciativas no momento de idealização do projeto. 1.2 OBJETIVOS Esse trabalho tem o objetivo de verificar os edifícios com características sustentáveis, segundo algumas certificações, em relação aos seus custos comparado aos edifícios comuns, para determinação através de valores vinculados ao custo-benefício para o consumidor final em Maceió - AL. Como objetivos específicos deve-se citar: _____________________________________________________________________________________ Victor Gama Carnaúba Azevedo (victor.azevedo@outlook.com) – Trabalho de Conclusão de Curso - UFAL 1) Identificar as características sustentáveis do edifício, localizado em Maceió, segundo as certificações sustentáveis; 2) Caracterizar as ferramentas de análise do ponto de equilíbrio do empreendimento, segundo as metodologias do custo do ciclo de vida e determinando as diferenças percentuais do custos entre as soluções sustentáveis e convencionais. 1.3 ESTRUTURA DO TRABALHO O trabalho apresenta-se divido em cinco capítulos. No primeiro capítulo é apresentado O segundo capítulo aborda uma revisão bibliográfica apresentado o conceito de sustentabilidade, as técnicas de eficiência hidráulica e energética, os tipos de certificações e normas presentes no Brasil e os métodos de avaliação dos custos do ciclo de vida de uma edificação. O terceiro capítulo apresenta a metodologia utilizada para realização do trabalho, especificando os métodos de execução de cada etapa. Além disso, apresenta-se também a delimitação do trabalho. No quarto capítulo é apresentado o empreendimento analisado, identificando os dispositivos sustentáveis e sendo realizado as análises econômicas entre as obras convencionais e sustentáveis. Serão destacados a viabilidade econômica para utilização de cada dispositivo e em seguida a combinação entre eles. No quinto e último capítulo é realizado as considerações finais do trabalho, expondo as principais conclusões obtidas com os resultados. 13 _____________________________________________________________________________ Análise comparativa técnico-econômica entre empreendimentos com características sustentáveis e convencionais 2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 2.1 SUSTENTABILIDADE No atual contexto mundial, o conceito de sustentabilidade é bastante utilizado para novos investimentos e projetos, se tornando um ponto forte de indicação de inovação e preocupação social. Porém, apesar da grande disseminação do conceito e de suas preocupações, o mesmo é utilizado de maneira precária e bastante focado no marketing gerado para a empresa. Segundo Afonso (2006) a proposta de sustentabilidade surgiu no final do século XX como parte do processo de reflexão para o equacionamento dos problemas de qualidade ambiental. Dessa forma o conceito de sustentabilidade de acordo com Dalf (2010): Conceito de Sustentabilidade que está relacionado com a continuidade dos aspectos econômicos, sociais, culturais e ambientais da sociedade humana, e também surge a ideia do Desenvolvimento Sustentável, conceito que visa conciliar o desenvolvimento econômico com a preservação ambiental. (DALF, 2010) A partir do conceito de sustentabilidade, mostra-se que soluções isoladas são apenas paliativas, necessitando criar uma preocupação com o desenvolvimento sustentável, que é a conciliação entre o interesse do desenvolvimento econômico, com o desenvolvimento social e cultural, tendo como preocupação o meio ambiente e seus recursos. Como é possível verificar na obra “Nosso Futuro Comum”, produzida pela Comissão Mundial Sobre Meio Ambiente e Desenvolvimento em 1991. O desenvolvimento sustentável não é um estado permanente de harmonia, mas um processo de mudança no qual a exploração dos recursos, a orientação dos investimentos,os rumos do desenvolvimento tecnológico e a mudança institucional estão de acordo com as necessidades atuais e futuras. (COMISSÃO, 1991) Dessa forma, é possível representar de maneira gráfica o caminho para sustentabilidade por meio do conjunto de três dimensões da sustentabilidade, também conhecido como tripé da sustentabilidade, como pode ser visto na Figura 1. _____________________________________________________________________________________ Victor Gama Carnaúba Azevedo (victor.azevedo@outlook.com) – Trabalho de Conclusão de Curso - UFAL Figura 1: Tripé da sustentabilidade Fonte: Blog Lobotomia & Comunicação Em meio as tendências das industrias e do rumo a se seguir, a construção civil vê-se na obrigação de criar construções sustentáveis, essas construções necessitam de um maior planejamento e reconhecimento de que os recursos naturais são finitos. Segundo Araújo (2007): Construção Sustentável é um sistema construtivo que promove alterações conscientes no entorno, de forma a atender as necessidades de edificação e uso do homem moderno, preservando o meio ambiente e os recursos naturais, garantindo qualidade de vida para as gerações atuais e futuras. (ARAÚJO, 2007) Seguindo esses conceitos, as edificações atuais adotam várias medidas para criar um projeto que procure atender as exigências de um desenvolvimento sustentável. Em alguns mercados as iniciativas são apenas pontuais, que indicam o começo do amadurecimento local em relação à novas tendências. As medidas tomadas pela construção civil vão desde o projeto, o período de construção e ocupação. Essas medidas visam diminuir os impactos gerados e algumas delas são as 15 _____________________________________________________________________________ Análise comparativa técnico-econômica entre empreendimentos com características sustentáveis e convencionais técnicas para eficiência hidrossanitária, elétrica, sonora, térmica, disposição de resíduos e muitas outras que forma o contexto das obras sustentáveis. 2.2 TÉCNICAS DE EFICIÊNCIA HIDROSSANITÁRIA A água é um dos recursos mais importantes para a sobrevivência e também é um dos mais ameaçados devido ao alto consumo, pouco aproveitamento e falta de qualidade. Segundo Victorino (2007), a distribuição das águas na terra estão de acordo com o seguinte gráfico da Figura 2. Figura 2: Distibuição das águas na Terra Fonte: adaptado de Victorino (2007) A partir desses dados, ressalta-se a importância de racionalizar a água. Dentre as ações de otimizar a utilização da água é necessário primeiramente caracterizar o uso da água no meio doméstico. A Tabela 1: Usos finais de água potável para consumo doméstico no Brasil. apresenta os usos finais de água potável no consumo doméstico no Brasil. 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Oceanos Gelo/Glaciais Água subterrânea Lagos e Rios Atmosfera 97,2 2,38 0,39 0,029 0,001 DISTRIBUIÇÃO DAS ÁGUAS NA TERRA _____________________________________________________________________________________ Victor Gama Carnaúba Azevedo (victor.azevedo@outlook.com) – Trabalho de Conclusão de Curso - UFAL Tabela 1: Usos finais de água potável para consumo doméstico no Brasil. USP IPT DECA PNCDA Almeida et al. Bacia sanitária* 29 5 14 5 30,8 Chuveiro 28 54 47 55 11,7 Lavatório 6 7 12 - 12,6 Máquina de lavar louça 5 3 - 26 - Máquina de lavar roupa* 9 4 8 11 16,2 Tanque 6 10 5 - - Torneira cozinha 17 17 14 - 13 Outros - - - 3 15,7 Total 100 100 100 100 100 Total não potável (*) 44 19 27 16 47 Pontos de utilização Usos finais de água (%) Fonte: adaptado de Marinoski (2010) Há vários dispositivos envolvidos no consumo de água, e os meios para conservá-las são basicamente as ações de uso racional ou aproveitamento de fontes alternativas. Para os meio de racionalização da água, pode-se citar: aparelhos sanitários economizadores de água, medição individualizada em condomínios, detecção e controle de perdas de água, entre outras medidas de conscientização. Enquanto que para o aproveitamento de fontes alternativas existe o aproveitamento das águas cinzas e da água da chuva. A medição individualizada, detecção e controle de perdas e medidas de conscientização são ações que estão relacionadas, sendo a medição individual um forte instrumento para detecção de perdas e conscientização do consumidor, pois o consumo não será dividido entre o condomínio. Para o controle e detecção é necessário manutenção periódica dos equipamentos e a medição para dar um resultado de forma mais pontual o local de vazamento. 2.2.1 Aparelhos sanitários economizadores de água “Os aparelhos economizadores de água utilizam tecnologias que funcionam com vazão reduzida e/ou evitam o desperdício devido ao mau fechamento de componentes convencionais, apresentam uma maior eficiência hídrica em relação aos convencionais.” (MACHADO, 2008) Os dispositivos encontrados nas residências são os chuveiros, bacias e torneiras. 17 _____________________________________________________________________________ Análise comparativa técnico-econômica entre empreendimentos com características sustentáveis e convencionais 2.2.1.1 Chuveiros Os chuveiros são os maiores responsáveis pelo consumo de água em uma residência, e também o mais difícil de ser substituído. Segundo MACHADO (2008), os chuveiros são mais difíceis de serem aceitos pelos usuários, pois eles afetam o nível de conforto dos mesmos e requerem alterações nos seus hábitos. As técnicas de otimização nos chuveiros consiste na redução da vazão e evitem vazamentos, dentre as tecnologias atuais estão os reguladores de vazão fixa, chuveiro tipo ducha, chuveiro com acionamento no pedal, chuveiros com acionamento hidromecânico, entre outros. 1) Regulador de vazão fixa: O regulador de vazão fixa, se auto ajusta, compensando a pressão e mantendo sempre a vazão nominal. Isso se dá através da deformação do elastômero e consequente obstrução da passagem da água, com o aumento da pressão. (DRACO, 2013) Consiste em uma pequena peça que restringe a passagem da água de acordo com sua vazão, por meio de um elastômero que se comprime de acordo com a pressão da água, reduzindo a seção de passagem da água. Observado na Figura 3, que ilustra o funcionamento dos elastômeros, que se comprimem para reduzir a passagem de água. _____________________________________________________________________________________ Victor Gama Carnaúba Azevedo (victor.azevedo@outlook.com) – Trabalho de Conclusão de Curso - UFAL Figura 3:Funcionamento elastômeros Fonte: Draco Eletrônica 2) Chuveiro com acionamento no pedal: Chuveiro acionado a partir do pressionamento de um pedal pelo usuário, evitando desperdício pelo fluxo constante de água. 3) Chuveiro tipo ducha: “Chuveiros tipo ducha, que promovem a redução do desperdício da água por permitir a lavagem localizada em cada parte do corpo”. (LIMA, 2010) 4) Chuveiros com acionamento hidromecânico Chuveiro com tempo determinado para fechar automaticamente. 2.2.1.2 Bacias Para as bacias sanitárias, o Programa Brasileiro de Qualidade e Produtividade do Habitat (PBQP-H), determina que a partir de 2003 todas as bacias sanitárias produzidas no país utilizem um consumo em torno de 6,8 litros/descarga, o que representa uma economia significativa em relação aos aparelho convencionais, cujo consumo é em torno de 9 a 13 litros/descarga, enquanto que nos aparelhos mais antigos o consumo pode chegar a 20 litros/descarga. (LIMA, 2010) Exemplos bastante utilizados são as bacias com válvulas de fluxo fixos para cada acionamento e as com caixa acopladas VDR (Volume de Descarga Reduzido). As bacias com caixas acopladas possuem volume fixo para cada descarga, enquanto que as de fluxo 19 _____________________________________________________________________________ Análise comparativa técnico-econômica entre empreendimentoscom características sustentáveis e convencionais fixo determinam o volume que será utilizado de acordo com a necessidade do usuário, seja 3 litros para dejetos líquidos ou 6 litros para dejetos sólidos. 2.2.1.3 Torneiras As torneiras possuem um significativo consumo de água em uma residência, havendo duas formas de reduzir o consumo do mesmo, diminuindo a vazão ou o tempo de abertura do ponto de consumo. Pode-se citar as seguintes tecnologias que diminuem a vazão ou o tempo de consumo (ALBUQUERQUE, 2004; HAFNER, 2007 apud MACHADO, SANTOS, 2008): 5) Arejadores: são instalados na saída de água da torneira e reduzem a seção de passagem da água e injetam ar durante o escoamento, diminuindo o jato da torneira em cerca de 50% (vazão entre 0,13 l/s e 0,76 l/s). Seu uso já é muito comum em residências, por se tratar de um dispositivo simples e eficiente, com baixo custo de aquisição, fácil instalação e não necessitar de manutenção; 6) Pulverizadores: semelhantes aos arejadores, mas não tem orifícios laterais para introdução de ar, transformam o jato de água em feixes de pequenos jatos. Reduzem a vazão para valores entre 0,06 l/s e 0,12 l/s; 7) Reguladores: Diminuem a vazão das torneiras e são especialmente úteis em locais com alta pressão nas tubulações de água; 8) Automatizadores: fornecem uma vazão de 0,01 l/s com pressão de alimentação de 350 kPa; 9) Prolongadores: permitem aproximar e direcionar o jato de água, diminuindo os espirros e respingos e proporcionando maior eficiência no uso da água; 10) Torneiras com tempo de fluxo determinado: são dotadas de dispositivos mecânicos que liberam o fluxo de água apenas durante um período de tempo determinado. Geralmente liberam 1 litro de água por acionamento; 11) Torneiras acionadas por sensor infravermelho: são dotados de sensores que detectam a presença das mãos e liberam o fluxo de água para uso apenas enquanto as mesmas permanecem no campo de ação do sensor. Geralmente consomem 0,7 litros por utilização. _____________________________________________________________________________________ Victor Gama Carnaúba Azevedo (victor.azevedo@outlook.com) – Trabalho de Conclusão de Curso - UFAL 2.2.2 Aproveitamento de fontes alternativas As ações de aproveitamento de fontes alternativas são a captação da água de chuva e o reuso de água. 2.2.2.1 Captação da água de chuva A captação de água não é uma tecnologia nova, porém o seu uso crescente em edificações atendidas por água potável é atual. Segundo Machado (2008): Essa tecnologia consiste em captar a água de chuva através do telhado das residências e conduzir a água através de calhas para a cisterna. Essa medida além de aumentar a oferta de água da residência para fins menos nobres e diminuir a demanda pelo uso da água potável, também contribui para a diminuição das inundações, pois diminui a quantidade de água pluvial que é introduzida nas redes de esgoto. (MACHADO, 2008) A utilização das águas provenientes da chuva são atividades não potáveis, como limpeza de pisos, rega de jardim, lavagem de carros, reserva de incêndio, ar condicionado central, entre outras. Sua obtenção é relativamente de baixo custo, consistindo somente no armazenamento para a água derivada das áreas cobertas. O fator impactante para determinação de custo e volume de água a ser aproveitado é a área de captação por residência, que em edifícios horizontais e residências unifamiliares torna o sistema vantajoso. Em edifícios verticais o volume de água captado pela cobertura para cada residência é menor, necessitando da impermeabilização de outras áreas e aumentando o custo. 21 _____________________________________________________________________________ Análise comparativa técnico-econômica entre empreendimentos com características sustentáveis e convencionais Figura 4 - Sistema de captação e utilização de água da chuva Fonte: Disponível em <http://www.friburgofiltros.com.br/coleta_agua_chuva.html> Como pode ser visto na figura 4, a água da chuva captada pelo telhado é coletada por uma calha, onde é filtrado os galhos e folhas. Após a coleta a água passa por um filtro fino e é armazenada em um reservatório subterrâneo, onde é bombeada para o reservatório superior e destinada para uso. O sistema de captação de água da chuva também possuem suas desvantagens por depender exclusivamente da oferta de chuva em cada região, podendo comprometer a disponibilidade de água. Segundo LIMA (2010) “as desvantagens do sistema são a diminuição do volume de água coletada nos períodos de seca, além da necessidade de se fazer uma manutenção regular no sistema, caso contrário podem surgir riscos sanitários”. 2.2.2.2 Reuso de água O reuso de água é uma tecnologia alternativa ao uso da água que ainda é pouco aplicada no Brasil. Essa tecnologia vem sendo mais utilizada devido à ascensão dos edifícios sustentáveis que, além de aproveitarem a água da chuva, aproveitam e utilizam as água cinzas como alternativas para diminuição do consumo e impacto ambiental e social. http://www.friburgofiltros.com.br/coleta_agua_chuva.html _____________________________________________________________________________________ Victor Gama Carnaúba Azevedo (victor.azevedo@outlook.com) – Trabalho de Conclusão de Curso - UFAL O uso dessa técnica também ocorre devido à falta de água tratada em algumas regiões, que é um problema de saúde pública e leva a adoção do tratamento e uso dessa água. FIORI et al. (2006) define reuso de água como: Reuso da água é a reutilização da água, que, após sofrer tratamento adequado, destina-se a diferentes propósitos, com o objetivo de se preservarem os recursos hídricos existentes e garantir a sustentabilidade. É a utilização dessa substância, por duas ou mais vezes, após tratamento, para minimizar os impactos causados pelo lançamento de esgotos sem tratamento nos rios, reaproveitamento que também ocorre espontaneamente na natureza através do “ciclo da água”. Em vários países do mundo, o reuso planejado da água já é uma solução adotada com sucesso em diversos processos. A racionalização do uso da água e o reuso poderão permitir uma solução mais sustentável. (FIORI et al., 2006) O conceito de reuso de água está relacionado ao aproveitamento ou reaproveitamento das águas cinzas, que são efluentes residuais a partir de processos domésticos que não possuem contribuição da bacia sanitária. O reuso de água em residências, assim como a utilização da água de chuva, constitui uma alternativa tecnológica de utilização de fontes alternativas de água, sendo que, ao invés de se utilizar as águas pluviais são utilizadas geralmente as águas cinza, que são os efluentes que não possuem nenhuma contribuição da bacia sanitária. Esse conceito de águas cinza pode ser estendido também para todos os efluentes que apresentem pequena concentração de matéria orgânica, sendo considerados os efluentes provenientes do uso dos chuveiros, lavatórios, tanques e máquinas de lavar roupa, excluindo-se, além das descargas dos vasos sanitários, o efluente das pias de cozinha, pois, na cultura brasileira é comum a utilização das pias de cozinha como despejo de restos de alimentos. (MACHADO, 2008) Os tipos de uso das águas cinzas dependem de classificações, como o da qualidade da água. A Companhia Ambiental do Estado de São Paulo (CETESB) classifica o reuso em tipos de acordo com o uso direto ou indireto, sendo ele planejado ou não. 1) Reuso indireto não planejado: ocorre quando a água, utilizada em alguma atividade humana, é descarregada no meio ambiente e novamente utilizada a jusante, em sua forma diluída, de maneira não intencional e não controlada. Caminhando até o ponto de captação para o novo usuário, a mesma está sujeita às ações naturais do ciclo hidrológico (diluição, autodepuração); 23 _____________________________________________________________________________Análise comparativa técnico-econômica entre empreendimentos com características sustentáveis e convencionais 2) Reuso indireto planejado: ocorre quando os efluentes, depois de tratados, são descarregados de forma planejada nos corpos de águas superficiais ou subterrâneas, para serem utilizadas a jusante, de maneira controlada, no atendimento de algum uso benéfico; 3) Reuso direto planejado: ocorre quando os efluentes, após tratados, são encaminhados diretamente de seu ponto de descarga até o local do reuso, não sendo descarregados no meio ambiente. É o caso com maior ocorrência, destinando-se a uso em indústria ou irrigação. Existem outras classificações para o reuso de água, como a relacionada ao grau de tratamento ao reuso do efluente doméstico estabelecido pela Norma Brasileira NBR 13969 (ABNT, 1997): 1) Classe 1: Lavagem de carros e outros usos que requerem o contato direto do usuário com a água, com possível aspiração de aerossóis pelo operador, incluindo chafarizes: turbidez inferior a 5 NTU (Unidade Nefelométrica de Turbidez), coliforme fecal inferior a 200 NMP/100 mL; sólidos dissolvidos totais inferior a 200 mg/L; pH entre 6,0 e 8,0; cloro residual entre 0,5 mg/L e 1,5 mg/L; 2) Classe 2: lavagens de pisos, calçadas e irrigação dos jardins, manutenção dos lagos e canais para fins paisagísticos, exceto chafarizes: turbidez inferior a 5 NTU (Unidade Nefelométrica de Turbidez), coliforme fecal inferior a 500 NMP/100 mL, cloro residual superior a 0,5 mg/L; 3) Classe 3: reuso nas descargas dos vasos sanitários: turbidez inferior a 10 NTU (Unidade Nefelométrica de Turbidez), coliformes fecais inferiores a 500 NMP/100 mL. Normalmente, as águas de enxágue das máquinas de lavar roupas satisfazem a este padrão, sendo necessário apenas uma cloração; 4) Classe 4: reuso nos pomares, cereais, forragens, pastagens para gados e outros cultivos através de escoamento superficial ou por sistema de irrigação pontual. Coliforme fecal inferior a 5 000 NMP/100 mL e oxigênio dissolvido acima de 2,0 mg/L. O reuso de águas cinzas em edifícios residenciais é uma reutilização direta e planejada, que apresenta grandes vantagens para o usuário ao prover economia de água e possui diversas tecnologias diferentes para o seu tratamento. Os benefícios do uso de águas cinzas não são apenas para o usuário, estendendo-se para toda sociedade, que irá ter um _____________________________________________________________________________________ Victor Gama Carnaúba Azevedo (victor.azevedo@outlook.com) – Trabalho de Conclusão de Curso - UFAL menor impacto devido ao despejo do esgoto e à energia gasta para transporte, tratamento e retorno dessa água. 2.3 TÉCNICAS DE EFICIÊNCIA ENERGÉTICA As técnicas de eficiência energética em edifícios residenciais são diversas e representa para o construtor um desafio em auxiliar os benefícios da economia e manter o conforto do usuário final. Essas técnicas abrangem soluções diversas como o aquecimento de água, isolamento térmico, automação da iluminação, elevadores eficientes, cogeração de energia e várias outras técnicas que convergem para o objetivo de tornar suas atividades mais eficientes. Existem vários fatores impactantes para o consumo de energia elétrica que devem ser considerados, para sua redução, durante o projeto da edificação, como o clima, área de iluminação e transferência de calor com o ambiente externo. O Programa Nacional de Conservação de Energia Elétrica (PROCEL) cita: O consumo de energia elétrica nas edificações corresponde a cerca de 45% do consumo faturado no país. Estima-se um potencial de redução deste consumo em 50% para novas edificações e de 30% para aquelas que promoverem reformas que contemplem os conceitos de eficiência energética em edificações. (PROCEL, 2013) Mateus (2004) cita em dissertação de mestrado os seguintes fatores como os principais no consumo em edifícios residenciais: 1) O grau de conforto exigido pelos utilizadores e seu comportamento; 2) O número de utilizadores; 3) Condições climáticas do local, onde se encontra implantado o edifício (clima mais quente ou mais frio, com maior ou menor radiação solar); 4) Condutibilidade térmica1 5) (λ) dos elementos das envolventes do edifício (parte opaca e envidraçados); 6) As perdas e ganhos de carga térmica associados à renovação do ar interior; 7) Volume da construção (área útil e pé direito médio); 8) Orientação da construção; 9) Área de envidraçados e sua orientação; 25 _____________________________________________________________________________ Análise comparativa técnico-econômica entre empreendimentos com características sustentáveis e convencionais 10) Condições económicas dos utilizadores; 11) Eficiência energética dos equipamentos existentes Apesar dos diversos equipamentos para economia de energia, a arquitetura da edificação tem papel primordial na eficiência do edifício. Em Maceió os edifícios têm adotado soluções arquitetônicas e o uso de determinados equipamentos. 2.3.1 Aquecimento de água Os dispositivos alternativos para aquecimento de água podem usar como fonte o aquecimento solar, gás ou elétrico. Esses dispositivos são alternativas para o uso de chuveiros elétricos. Esse tipo de solução necessita de instalações hidráulicas para transporte da água quente. Além disso, os aquecedores podem ser para cada residência ou um aquecedor para todo o edifício. Forte e Ferraz (2011) citam os seguintes tipos de aquecedores: 1) Aquecedores a gás de passagem: são pequenos e aquecem imediatamente a água que passa por sua alimentação, devolvendo-a quente para a tubulação; 2) Aquecedores a gás por acumulação: são grandes cilindros onde ocorre o aquecimento e acumulação da água; 3) Aquecedores elétricos de passagem: são instalados diretamente no ponto de utilização, necessitando de um menor custo de instalação; 4) Aquecedores elétricos por acumulação (boilers): são grandes cilindros onde ocorre o aquecimento da água por meio de uma resistência elétrica; 5) Aquecedores solares: exigem espaço e exposição a insolação das placas de aquecimento, apresentando um maior custo de instalação. Os aquecedores a gás ou solares proporcionam uma economia de energia e disponibilizam água quente para diversos pontos utilizadores. O uso dessa tecnologia se justifica economicamente apenas com o uso constante de água quente devido ao alto custo de instalação. 2.3.2 Eficiência térmica A eficiência térmica é um item do conceito de edificações sustentáveis que não é muito empregado no Brasil. Esse item é de suma importância para o conforto e diminuição do _____________________________________________________________________________________ Victor Gama Carnaúba Azevedo (victor.azevedo@outlook.com) – Trabalho de Conclusão de Curso - UFAL consumo de energia de uma edificação, sendo bastante influenciada pela arquitetura e o sistema de refrigeração ou aquecimento. A relação do edifício com o seu exterior é determinado com a arquitetura do edifício, que irá determinar o nível de aproveitamento térmico do edifício, como cita Mateus (2004): A envolvente ou “pele” de um edifício, reúne todos os elementos estruturais, materiais e restantes elementos que separam o ambiente interior do exterior, podendo incluir, portas, janelas, paredes, coberturas e pavimentos. Na concepção da envolvente, é necessário compatibilizar a necessária ventilação e iluminação natural com a proteção térmica e impermeabilização adequadas ao clima do local. A qualidade da envolvente é um dos fatores que mais influencia a quantidade de energia que se vai consumir durante a fase de utilização de um edifício, nomeadamente nas operações relacionadas com a manutenção da temperatura de conforto interior e com a iluminação natural. (MATEUS, 2004) Os edifícios que aproveitam as condições locais em prol do conforto térmico são conhecidoscomo bioclimáticos. Lambets cita em um texto publicado pelo CBCS (Conselho Brasileiro de Construção Sustentável): A arquitetura bioclimática defende diretrizes de projeto que orientam a concepção do edifício considerando as condições climáticas locais voltadas para o conforto ambiental e a eficiência energética nas edificações. Essas diretrizes abrangem questões relacionadas a orientação da edificação (ventos e incidência solar), sombreamento das aberturas e técnicas construtivas. A seleção das estratégias bioclimáticas para um determinado clima é feita através da Carta Bioclimática que representa as condições de temperatura e umidade em todas as horas do ano relacionadas as estratégias arquitetônicas para amenizar as condições de desconforto. (LAMBETS) A Figura 5 apresenta a carta Bioclimática da cidade de Maceió 27 _____________________________________________________________________________ Análise comparativa técnico-econômica entre empreendimentos com características sustentáveis e convencionais Figura 5: Carta Bioclimática de Maceió Fonte: Lamberts et. Al, 1997, p.136 Para um maior conforto térmico esses edifícios podem apresentar as seguintes características: 1) Isolamento térmico na fachada de maior incidência solar; 2) Fachadas refletivas; 3) Umidificadores; 4) Aproveitamento da ventilação no interior do edifício; 5) Arborização; 6) Resfriamento evaporativo; 7) Uso de fachadas ventiladas. A seleção de soluções térmicas necessitam de um maior cuidado do construtor na concepção do projeto, item que será requisito mínimo com a adoção da norma de desempenho NBR – 15575. 2.3.3 Iluminação O gasto de energia com iluminação chega a 17% do consumo total no Brasil, segundo SOUZA (2010). Esse consumo está relacionado à baixa eficiência na iluminação, que pode ser otimizada com o uso de iluminação natural, controle de acendimento e lâmpadas mais eficientes. _____________________________________________________________________________________ Victor Gama Carnaúba Azevedo (victor.azevedo@outlook.com) – Trabalho de Conclusão de Curso - UFAL A iluminação artificial está relacionada com a arquitetura do edifício e seu entorno. Pode- se verificar que no Brasil a disponibilidade da luz natural é mal aproveitada, como cita Souza (2010) O Brasil possui uma das abóbadas celestes mais claras do mundo, com baixa nebulosidade em muitos pontos de seu território. Aproveitar bem a iluminação natural é um princípio que deve nortear cada processo de eficientização de iluminação.(SOUZA, 2010) Atualmente existem diversas tecnologias de automação que servem para o controle de acendimento da lâmpadas. Tais tecnologias dispõem de sensores de presença para o acionamento das lâmpadas apenas quando necessário. Em edifícios residências o uso de automação geralmente é utilizado nas áreas comuns, com sensores de presença em halls e garagens para acionamento da iluminação. Em garagens esses sensores diminuem uma parcela da iluminação de acordo com o uso do local. O uso de diferentes tipos de lâmpadas também tem um grande impacto no consumo com iluminação artificial do edifício. Mateus (2004) cita os seguintes tipos: 1) Lâmpadas incandescentes: lâmpadas mais utilizado na iluminação artificial interior. Este tipo de lâmpadas é o mais barato, embora seja o menos eficiente e possua menor duração. Da energia que consomem, só 5 a 10% se transforma em energia luminosa, o que se traduz em custos de operação mais elevados. Toda a restante energia se transforma em calor. O seu rendimento luminoso é na ordem dos 12 lm/W. 2) Lâmpadas de halogéneo: são também um tipo de lâmpadas incandescentes. Estas são mais caras do que as primeiras, possuindo no entanto maior durabilidade (cerca de 2000 horas). Existem lâmpadas que trabalham em corrente normal (220- 240V) enquanto que outras trabalham em baixa tensão (é preciso usar um transformador para reduzir a tensão da rede). Estas últimas têm uma eficácia cerca de 15% superior às outras. O seu rendimento luminoso é na ordem dos 15 lm/W. 3) Lâmpadas fluorescentes compactas: podem possuir reator electrónico ou reator magnético (convencional). As que possuem reator electrónico são mais eficientes do que as que possuem reator convencional. Dependendo do tipo, as mais 29 _____________________________________________________________________________ Análise comparativa técnico-econômica entre empreendimentos com características sustentáveis e convencionais eficientes podem ter uma eficácia da ordem de 60 lm/W. Começam a ser bastante comuns na iluminação interior. 4) As lâmpadas fluorescentes tubulares são muito utilizadas na iluminação interior de edifícios de serviços e indústria. As lâmpadas fluorescentes tubulares, tal como as anteriores, precisam de um arrancador para funcionar. A maioria destas lâmpadas pode ser usada com reator convencional ou electrónico. As que usam reator electrónico são mais eficientes. A maioria é tubular simples (tem a forma dum tubo direito) embora existam lâmpadas circulares e em forma de "U". As últimas têm um diâmetro de 30mm ou 38mm e são as menos eficientes. A sua eficácia situa-se na gama de valores de 20 a 80 lm/W. Além disso, há as lâmpadas LEDs, ou diodo emissor de luz, que possuem uma durabilidade cerca de 25 vezes maior e um maior aproveitamento da energia na transformação em luz. 2.3.4 Produção de energia renovável Com o advento do conceito de sustentabilidade, muito se discutiu em relação a fontes de energia renováveis. Existem diversas tecnologias em desenvolvimento para aproveitamento da energia solar, eólica e hidráulica. 2.3.4.1 Painéis fotovoltaicos Painéis solares fotovoltaicos são projetados e fabricados para serem utilizados em ambiente externo, sob sol, chuva e outros agentes climáticos, devendo operar satisfatoriamente nestas condições por períodos de 30 anos ou mais. Assim sendo, são apropriados à integração ao envoltório de edificações. Sistemas solares fotovoltaicos integrados ao envelope da construção podem ter a dupla função de gerar eletricidade e funcionar como elemento arquitetônico na cobertura de telhados, paredes, fachadas ou janelas. (RÜTHER, 2004) O aproveitamento da energia solar por painéis fotovoltaicos ainda é uma solução com custos altos para o consumidor, porém o aparecimento de novas tecnologias que os tornam mais baratos e mais eficientes é frequente. Em contrapartida, os painéis instalados em edifícios tendem a reduzir os custos e perdas com transmissão e distribuição de energia. Os painéis são formados por módulos fotovoltaicos, que são compostos por células que produzem uma corrente continua de intensidade fraca. A radiação solar é convertida em _____________________________________________________________________________________ Victor Gama Carnaúba Azevedo (victor.azevedo@outlook.com) – Trabalho de Conclusão de Curso - UFAL energia por meio dos semicondutores de silício que formas as células, tendo um rendimento entre 25 e 30%. 2.3.4.2 Turbinas eólicas As turbinas eólicas, ou aerogeradores, são mecanismos que transformam a energia cinética do vento em energia elétrica por meio de um rotor. Existem diversos modelos e formatos diferentes hélices que servem para diversas ocasiões. Os aerogeradores domésticos são geralmente sistemas autónomos de produção de eletricidade e são projetados para carregar um conjunto de baterias. Os aerogeradores produzem energia alternada a diferentes voltagens – em função da velocidade do vento. É assim, necessário retificar a energia produzida na voltagem correta para o carregamento das baterias. Este processo é semelhante ao que ocorre nos automóveis. (MATEUS, 2004) As Figura 6 demonstra os tipos diferentes de rotores no mercado. Figura 6:Tipos de rotores Fonte: Wikipédia 2.4 TIPOS DE CERTIFICAÇÕES E NORMAS Atualmente no Brasil existemdiversas certificações e normas que visam interesses em sustentabilidade, conforme descrito a seguir: 31 _____________________________________________________________________________ Análise comparativa técnico-econômica entre empreendimentos com características sustentáveis e convencionais 2.4.1 Processo AQUA O processo AQUA (Alta Qualidade Ambiental) é um processo de gestão total do projeto, por meio do Sistema de Gestão do Empreendimento (SGE), para que sejam atendidos os critérios de desempenho da Qualidade Ambiental do Edifício (QAE) (VANZOLINI, 2013). O SGE é um documento onde são descritas as exigências para obtenção do QAE, sendo composto pelo comprometimento do empreendedor, implementação e funcionamento, gestão do empreendimento e a aprendizagem. Essas exigências servem para o bom funcionamento de gestão para cada uma das fazes do empreendimento. O QAE tem o objetivo de avaliar o desempenho arquitetônico e técnico da construção por meio de 14 categorias. Essas 14 categorias, são divididas em 4 famílias, e para obtenção do certificado o empreendimento avaliado deve obter no mínimo nível excelente em pelo menos 3 categorias, nível bom em no máximo 7 categorias e superior nas demais categorias, não importando qual categoria irá obter tais níveis. Figura 7: Categorias de preocupações do AQUA Fonte: Vanzolini, 2013, p.8 2.4.2 PROCEL EDIFICA O PROCEL promove o uso racional da energia elétrica em edificações desde sua fundação, sendo que, com a criação do PROCEL EDIFICA, as ações foram ampliadas e organizadas com o objetivo de incentivar a conservação e o uso _____________________________________________________________________________________ Victor Gama Carnaúba Azevedo (victor.azevedo@outlook.com) – Trabalho de Conclusão de Curso - UFAL eficiente dos recursos naturais (água, luz, ventilação etc.) nas edificações, reduzindo os desperdícios e os impactos sobre o meio ambiente (PROCEL, 2013). O consumo de energia elétrica nas edificações corresponde a cerca de 45% do consumo faturado no país. Estima-se um potencial de redução deste consumo em 50% para novas edificações e de 30% para aquelas que promoverem reformas que contemplem os conceitos de eficiência energética em edificações (PROCEL, 2013). O INMETRO (Instituto Nacional de Metrologia) especifica a classificação do nível de eficiência para edificações residenciais, sendo elas as unidades habitacionais autônomas, edificações unifamiliares, edificações multifamiliares e Áreas de Uso Comum de edificações multifamiliares ou de condomínios de edificações residenciais. Segundo o INMETRO (2012) a etiquetagem dessas unidade é realizada da seguinte forma: 1) Unidades Habitacionais Autônomas: avaliam-se os requisitos relativos ao desempenho térmico da envoltória, à eficiência do(s) sistema(s) de aquecimento de água e a eventuais bonificações; 2) Edificação Unifamiliar: aplica-se o procedimento descrito acima para a unidade habitacional autônoma; 3) Edificações Multifamiliares: pondera-se o resultado da avaliação dos requisitos de todas as unidades habitacionais autônomas da edificação; 4) Áreas de Uso Comum: avaliam-se os requisitos relativos à eficiência do sistema de iluminação artificial, do(s)sistema(s) de aquecimento de água, dos elevadores, das bombas centrífugas, dos equipamentos e de eventuais bonificações. Para cada item há uma pontuação final que é obtida e classificada de nível A ao nível E. 2.4.3 NBR 15575: Edifícios Habitacionais de até cinco pavimentos – Desempenho A norma NBR 15575 entrou em vigor legal no dia 19 de julho de 2013, essa norma traz diversas exigências de desempenho e durabilidade das edificações em diferentes requisitos Normas de desempenho são estabelecidas buscando atender exigências dos usuários, que, no caso desta Norma, referem-se a sistemas que compõem 33 _____________________________________________________________________________ Análise comparativa técnico-econômica entre empreendimentos com características sustentáveis e convencionais edifícios habitacionais de até cinco pavimentos, independentemente dos seus materiais constituintes e do sistema construtivo utilizado. Focando nas exigências dos usuários para o edifício habitacional e seus sistemas, quanto ao seu comportamento em uso e não na prescrição de como os sistemas são construídos (ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS, 2012). A NBR 15575 é aplicável para edificações habitacionais com qualquer número de pavimentos desde sua atualização em 2013, havendo ressalvas no texto normativo, caso necessário. Sendo que a norma não será aplicável para obras já concluídas, em andamento na data da entrada em vigor, projetos protocolados em órgãos competentes até a data da entrada em vigor, reformas e obras provisórias. A forma de estabelecimento do desempenho é comum e internacionalmente pensada por meio da definição de requisitos (qualitativos), critérios (quantitativos ou premissas) e métodos de avaliação, os quais sempre permitem a mensuração clara do seu cumprimento (ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS, 2012). Existem 6 subdivisões da norma, lista-se: 1) NBR 15575-1: Requisitos Gerais 2) NBR 15575-2: Requisitos para os sistemas estruturais 3) NBR 15575-3: Requisitos para os sistemas de piso interno 4) NBR 15575-4: Requisitos para os sistemas de vedações verticais internas e externas 5) NBR 15575-5: Requisitos para os sistemas de cobertura 6) NBR 15575-6: Requisitos para os sistemas hidrossanitários 2.4.4 LEED (Liderança em Energia e Design Ambiental) LEED (Leadership in Energy and Environmental Design) é uma certificação sustentável criada nos Estados Unidos por uma ONG (Organização Não Governamental) chamada GBC (Green Building Council), com o objetivo de racionalização dos recursos. A _____________________________________________________________________________________ Victor Gama Carnaúba Azevedo (victor.azevedo@outlook.com) – Trabalho de Conclusão de Curso - UFAL certificação LEED possui sete dimensões a serem avaliadas, onde cada dimensão possuem seus pré requisitos e critérios a serem atendidos. Segundo o GBC (2013), as dimensões de avaliação são as seguintes: 1) Espaço Sustentável: Encoraja estratégias que minimizam o impacto no ecossistema durante a implantação da edificação e aborda questões fundamentais de grandes centros urbanos, como redução do uso do carro e das ilhas de calor. 2) Eficiência do uso da água: Promove inovações para o uso racional da água, com foco na redução do consumo de água potável e alternativas de tratamento e reuso dos recursos. 3) Energia e Atmosfera: Promove eficiência energética nas edificações por meio de estratégias simples e inovadoras, como por exemplo simulações energéticas, medições, comissionamento de sistemas e utilização de equipamentos e sistemas eficientes. 4) Materiais e Recursos: Encoraja o uso de materiais de baixo impacto ambiental (reciclados, regionais, recicláveis, de reuso, etc.) e reduz a geração de resíduos, além de promover o descarte consciente, desviando o volume de resíduos gerados dos aterros sanitários. 5) Qualidade ambiental interna: Promove a qualidade ambiental interna do ar, essencial para ambientes com alta permanência de pessoas, com foco na escolha de materiais com baixa emissão de compostos orgânicos voláteis, controlabilidade de sistemas, conforto térmico e priorização de espaços com vista externa e luz natural. 6) Inovação e Processos: Incentiva a busca de conhecimento sobre Green Buildings, assim como, a criação de medidas projetuais não descritas nas categorias do LEED. Pontos de desempenho exemplar estão habilitados para esta categoria. 7) Créditos de Prioridade Regional: Incentiva os créditos definidos como prioridade regional para cada país, de acordo com as diferenças ambientais, sociais e 35 _____________________________________________________________________________Análise comparativa técnico-econômica entre empreendimentos com características sustentáveis e convencionais econômicas existentes em cada local. Quatro pontos estão disponíveis para esta categoria. Os pré-requisitos devem ser atendidos obrigatoriamente pelo projeto, enquanto que os critérios valem pontos, que após uma quantidade mínima de pontos a construção poderá ser certificada nas categorias Prata, Ouro ou Platina. 2.4.5 Selo Casa Azul CAIXA A CAIXA Econômica Federal é responsável pelo financiamento de diversos projetos habitacionais no Brasil, que criou o selo Casa Azul para incentivar o uso racional de recursos naturais na construção de empreendimentos habitacionais. O método utilizado pela CAIXA para a concessão do Selo consiste em verificar, durante a análise de viabilidade técnica do empreendimento, o atendimento aos critérios estabelecidos pelo instrumento, que estimula a adoção de práticas voltadas à sustentabilidade dos empreendimentos habitacionais. (CAIXA, 2010) O selo possui 53 critérios divididos em 6 categorias, sendo 19 critérios obrigatórios para concessão do selo nível “bronze”. Os selos “Prata” e “Ouro” são concedidos com o atendimento de mais 6 e 12 critérios, respectivamente, de livre escolha do empreendedor. As categorias são: 1) Qualidade Urbana; 2) Projeto e Conforto; 3) Eficiência Energética; 4) Conservação de Recurso Materiais; 5) Gestão de Água; 6) Práticas Sociais. _____________________________________________________________________________________ Victor Gama Carnaúba Azevedo (victor.azevedo@outlook.com) – Trabalho de Conclusão de Curso - UFAL 2.5 MÉTODOS DE AVALIAÇÃO DOS CUSTOS DO CICLO DE VIDA Existem várias opções para avaliação dos custos do ciclo de vida. Todas estão bem documentadas e estão em uso, certamente desde meados de 1930s, em vários setores de negócio. Os três mais comumente utilizados no setor da construção civil são (DALE, S. J., 1993, p.3): 1) Simples payback: definido como o tempo necessário para que um investimento retorne seu valor investido (DALE, S. J., 1993, p.3). 2) Valor presente: definido como a soma de dinheiro necessário para investir hoje para garantir todos requerimentos financeiros futuros que possam surgir durante o ciclo de vida do investimento (DALE, S. J., 1993, p.3). 3) Taxa interna de retorno: definida como a porcentagem obtido sobre a quantia de capital investida a cada ano de vida do projeto depois de reembolsar a soma do investimento original (DALE, S. J., 1993, p.3). 2.5.1 Simples payback Simples payback, ou tempo de retorno do investimento, é o prazo para que o investimento seja recuperado. Segundo Ribeiro (2010), a técnica calcula o período (prazo) que o investidor irá precisar para recuperar o capital investido, permeando desde o ciclo de vida do projeto até o ciclo de vida do produto. Ribeiro (2010) define que o payback como cociente entre o valor investido inicialmente e o valor de retorno esperado a uma taxa temporal definida, seja em dias, meses ou anos (Equação 1). 𝑃𝑏 = 𝑉𝑖 𝑉𝑟 (1) Onde: Pb – Tempo de retorno (Payback); Vi – Valor investido; Vr – Valor de retorno por tempo. 37 _____________________________________________________________________________ Análise comparativa técnico-econômica entre empreendimentos com características sustentáveis e convencionais Ribeiro (2010) também ressalta os seguintes pontos negativos: 1) O simples payback não considera o custo do dinheiro ao longo do tempo, isto é, não considerar os juros; 2) Enfoque somente na variável tempo; 3) Não considerar a receita após o período de recuperação do investimento. O payback também pode ser calculado realizando o fluxo de caixa e identificando o tempo em que o fluxo se torna positivo. Sendo assim, realiza-se uma interpolação para encontrar o payback (Equação 2): 𝑃𝑏 = (𝑇 − 1) − 𝑉𝑓𝑐𝑓𝑇−1 𝑉𝑓𝑐𝑇 (2) Onde: Pb – Tempo de retorno (Payback); T – Período na unidade temporal considerada em que o fluxo de caixa final se torna positivo; Vfcf – Valor do fluxo de caixa final no período considerado; Vfc – Valor do fluxo de caixa no período considerado. 2.5.2 Payback descontado Segundo Marquezan (2006) o cálculo do payback descontado é realizado com a utilização de uma taxa de desconto para os fluxos de caixa de cada período, assim como acontece do cálculo do VPL. Dessa forma, o payback descontado considera o custo do dinheiro ao longo do tempo 2.5.3 Valor presente líquido O cálculo do valor presente líquido (VPL) consiste em verificar quanto os pagamentos futuros somados ao custo inicial estariam valendo atualmente (Equação 3). Segundo Ribeiro (2010), o projeto é considerado viável quando o resultado do cálculo for maior que zero, pois isso significa que o projeto dará um retorno maior que a taxa especificada. _____________________________________________________________________________________ Victor Gama Carnaúba Azevedo (victor.azevedo@outlook.com) – Trabalho de Conclusão de Curso - UFAL Para se utilizar o VPL é necessário considerar o comportamento do dinheiro no tempo, pois o valor investido hoje não vale o mesmo no futuro devido ao custo oportunidade. Esse custo é levado em conta com a taxa mínima de atratividade, que geralmente é taxa da poupança. 𝑉𝑃𝐿 = −𝑉𝑖 + ∑ 𝑃𝑓𝑡 (1+𝑖)𝑡 𝑛 𝑡=1 (3) Onde: VPL – Valor Presente Líquido; Vi – Valor investido; t – Tempo; Pf – Pagamentos futuros; i – Taxa de desconto. 2.5.4 Taxa interna de retorno A taxa interna de retorno corresponde a taxa de juros que tornaria nulo o valor presente líquido. Para realizar o cálculo do TIR (Taxa Interna de Retorno), utiliza-se uma metodologia semelhante ao VPL, porém a variável é a taxa de desconto (Equação 4). 0 = −𝑉𝑖 + ∑ 𝑃𝑓𝑡 (1+𝑇𝐼𝑅)𝑡 𝑛 𝑡=1 (4) Onde: Vi – Valor investido; t – Tempo; Pf – Pagamentos futuros; TIR – Taxa Interna de Retorno. Ribeiro (2010) considera que um investimento seja considerado viável, o TIR deve ser maior do que a taxa de remuneração do mercado. 39 _____________________________________________________________________________ Análise comparativa técnico-econômica entre empreendimentos com características sustentáveis e convencionais 3 METODOLOGIA DE PESQUISA 3.1 ESTRATÉGIA DE PESQUISA O trabalho desenvolve um estudo comparativo, quantitativo entre um objeto que segundo Yin (2005), trata-se de um estudo de caso, concentrando-se em responder perguntas “como” e “por que” com estratégias especificas de coleta e análise dados. Sendo assim, o estudo é uma estratégia de pesquisa abrangente que não se limita apenas uma tática de coleta de dados nem meramente uma característica do planejamento em si. Yin (2005) complementa que o estudo de caso pode se basear em qualquer mescla de provas quantitativas e qualitativas. E também podem incluir, e mesmo ser limitados, às evidências quantitativas. O estudo de caso também se caracteriza pelo fato do pesquisador ter pouco ou nenhum controle sobre os eventos e por se tratar de uma avaliação de acontecimentos contemporâneos. A metodologia de pesquisa inicia-se com uma pesquisa bibliográfica para obtenção de suporte teórico na observância do problema a ser tratado. Após os estudos realizados na pesquisa bibliográfica, foi realizado uma pesquisa com as construtoras locais para obtenção da obra mais representativa ao estudo. Ao definir o local de estudo, a etapa seguinte procurou identificar as características sustentáveis existentes no empreendimento para título de comparação. Seguindo assim, procurou-se analisar os dados obtidos a fim de quantificar e avaliar as vantagens, na adoção das características sustentáveis, por meio de avaliações econômicas. A obtenção de dados seguiu as evidências propostas por Yin (2005), obtendo documentos, registros em arquivo e realizando entrevistas de forma espontânea.Tais dados são listado a seguir: 1) Artigos publicados na mídia; 2) Planilha orçamentária do empreendimento; 3) Especificações técnicas; _____________________________________________________________________________________ Victor Gama Carnaúba Azevedo (victor.azevedo@outlook.com) – Trabalho de Conclusão de Curso - UFAL 4) Composições orçamentárias 5) Fluxograma físico e financeiro da obra. O acesso a essas informações são de suma importância para realização do trabalho, sendo necessário a proteção dos dados fornecidos pela construtora por motivos éticos. Para realizar esta proteção, os custos unitários foram convertidos para uma unidade monetária qualquer. A conversão foi realizada, em todos os dados presentes neste trabalho, com a multiplicação por um único fator de correção que não compromete a análise percentual entre os dados. 3.2 DELINEAMENTO DA PESQUISA Para realização da pesquisa, realizou-se 4 etapas distintas que são listada abaixo: 1) 1ª Etapa: Revisão bibliográfica 2) 2ª Etapa: Identificação do local de estudo 3) 3ª Etapa: Obtenção dos dados 4) 4ª Etapa: Análise dos dados; 5) 5ª Etapa: Apresentação dos dados e proposição de melhorias. A Figura 8 a seguir mostra que a revisão bibliográfica foi o alicerce para esta pesquisa, pois ela forneceu toda base teoria para contextualização e entendimento do problema. 41 _____________________________________________________________________________ Análise comparativa técnico-econômica entre empreendimentos com características sustentáveis e convencionais Figura 8:Fluxograma do trabalho 3.2.1 1ª Etapa Revisão Bibliográfica Etapa inicial do trabalho com o objetivo de aglutinar conhecimento junto a trabalhos previamente desenvolvidos à respeito do assunto analisado. Além disso, essa etapa seguiu durante o desenvolvimento de todo o trabalho, dando suporte à conclusão do mesmo. A revisão bibliográfica foi dividida em cinco frentes: sustentabilidade, técnicas de eficiência energética, técnicas de eficiência hidrossanitária, tipos de certificações e normas sustentáveis e por fim os métodos de avaliação dos custos do ciclo de vida. 3.2.2 2ª Etapa: Identificação do local de estudo Etapa cujo o foco principal foi a determinação qual empreendimento localizado em Maceió-AL possuía as características mais relevantes para realização do trabalho. Foram feitas entrevistas informais com as diversas construtoras presentes na cidade de Maceió- AL. Nessa etapa também foram identificados os seguintes elementos sustentáveis no empreendimento: 1) Instalações hidro-sanitárias; 2) Sistema de automação da iluminação nas áreas comuns; _____________________________________________________________________________________ Victor Gama Carnaúba Azevedo (victor.azevedo@outlook.com) – Trabalho de Conclusão de Curso - UFAL 3) Medição individualizada de água; 4) Tratamento térmico da fachada; 5) Sistema coletivo de aquecimento de água a gás; 6) Sistema de coleta de óleo de cozinha. Dos itens identificados acima, os tópicos “1”, “2”, “3”, e “5” estão ligados diretamente à economia de recursos para o usuário final. O item “4” influencia indiretamente na economia do sistema de refrigeração do empreendimento. O item “6” está ligado a preocupação ambiental do edifício, mas não será analisado economicamente por este trabalho. 3.2.3 3ª Etapa: Obtenção dos dados Para essa etapa, foram realizadas visitas à construtora responsável pelo empreendimento para coleta dos documentos necessários e realização de entrevistas informais, bem como a modificação das composições orçamentárias e a eliminação dos itens com caráter sustentável. Sendo assim, criaram-se dois empreendimentos com características semelhantes e passíveis de serem comparados economicamente, sendo um com elementos sustentáveis e o outro não. 3.2.4 4ª Etapa: Análise dos dados Etapa que compreende a análise dos dados obtidos, por meio da comparação financeira entre as diferentes ocasiões. O objetivo foi identificar as diferenças percentuais gastas para adotar algumas soluções sustentáveis e em seguida analisar o tempo observar o tempo necessário para que esse investimento volte e sua viabilidade econômica. 3.2.5 5ª Etapa: Apresentação dos dados e proposição de melhorias A última etapa é de apresentação dos resultados obtidos, como o tempo de retorno do investimento para cada solução adotada e o tempo de retorno total. Diante desses resultados, foram destacados os pontos positivos e negativos de adotar tais soluções. 43 _____________________________________________________________________________ Análise comparativa técnico-econômica entre empreendimentos com características sustentáveis e convencionais 3.3 DELIMITAÇÕES DO TRABALHO A partir de estudos realizados em outras cidades, a justificativa e os objetivos, o trabalho limitou-se a verificar e comparar os custos da adoção de soluções sustentáveis em um empreendimento localizado na cidade Maceió – AL. Devido à inexistência de obras com certificações sustentáveis, durante a realização deste trabalho, no mercado local, o estudo limitou-se a analisar as possíveis soluções que são associadas à obras sustentáveis. Para tanto, foram comparados economicamente os itens que que influenciam no consumo de água e energia do empreendimento. O impacto de alguns itens de projeto na planilha orçamentários, como as fundações e estrutura em concreto armado foram considerados para determinação do impacto geral dos itens sustentáveis no empreendimento. Não foi analisado a melhor solução para fins sustentáveis, como economia de recursos, nesses itens. Ressalta-se que os custos que não estão relacionados a construção do edifício, como o preço do terreno, não foram considerados para composição do custo do edifício. Esses itens não foram considerados devido à suas variações serem determinadas com especulações imobiliárias e localização do empreendimento. _____________________________________________________________________________________ Victor Gama Carnaúba Azevedo (victor.azevedo@outlook.com) – Trabalho de Conclusão de Curso - UFAL 4 APRESENTAÇÃO E ANÁLISE DE RESULTADOS 4.1 CARACTERIZAÇÃO DO EMPREENDIMENTO O empreendimento consiste em um condomínio constituído por duas torres em um terreno de 4.084,82 m², sendo edifícios residenciais multifamiliares com área para unidades comerciais no pilotis. O edifício dispõe de subsolo duplo compartilhado entre as duas torres, pontos comerciais no pilotis, dez pavimentos tipos cada, sendo que a torre 1 possui 84 apartamentos e a torre 2 possui 126 apartamentos, como pode ser visto na Figura 9. Figura 9:Vista do empreendimento O edifício é construído sistema estrutural com estrutura concreto armada, vedações internas em placas de gesso e externas em blocos cerâmico, revestimento cerâmico nas paredes da áreas molhadas, pintura látex nas áreas secas, revestimento do piso em cerâmica e/ ou porcelanato, revestimento cerâmico na fachada, instalação para gás, instalações elétricas, instalações hidrossanitárias, instalações para coleta de óleo, instalações para aparelhos condicionadores de ar tipo SPLIT e proteção contra incêndio. Os edifícios dispõe de soluções como tratamento térmico de lã de vidro nas fachadas com maior incidência do sol, sistema coletivo de aquecimento a gás, bacias com descarga 45 _____________________________________________________________________________ Análise comparativa técnico-econômica entre empreendimentos com características sustentáveis e convencionais seletiva, torneiras com aeradores, sistema de automação de iluminação das áreas comuns, coleta do óleo de cozinha, acessibilidade para deficientes, medição individual de água e o uso de lâmpadas econômicas nas áreas comuns. 4.2 DISPOSITIVOS SUSTENTÁVEIS ELEITOS Foram selecionados diversas soluções sustentáveis que compõem
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