Baixe o app para aproveitar ainda mais
Prévia do material em texto
AULA 4 CERTIFICAÇÕES AMBIENTAIS E ANÁLISE DE DESEMPENHO ENERGÉTICO Prof. Bruno S. Garcia 2 INTRODUÇÃO Esta aula aborda o funcionamento das simulações energéticas em diferentes softwares e busca desvendar qual é o próximo passo do mercado da construção para as edificações sustentáveis. Iniciaremos com a linguagem BIM na simulação energética, a qual expõe informações de como é criado o modelo analítico de energia dentro de softwares como Autodesk Revit e Archicad. O tema seguinte aborda as diferenças entre simulações simples de energia e o Whole Building Simulation. Logo após, há uma lista de softwares atuais usados por escritórios e construtoras, contendo suas respectivas funções e particularidades para o desenvolvimento de projetos sustentáveis. Na conclusão desta aula, são abordadas discussões sobre a pós- ocupação do empreendimento, questionando quais as melhores práticas eco- eficientes para o uso das edificações sustentáveis e, por fim, quais são as tendências do mercado da construção aliadas à necessidade do ser humano. TEMA 1 – LINGUAGEM BIM E SIMULAÇÃO ENERGÉTICA Figura 1 – Fatores do BIM Crédito: Trueffelpix/Shutterstock. O termo BIM – Buiding Information Model, em português “modelo de informação do edifício” –, é uma abordagem de desenho e concepção de projeto que antecipa para a fase de modelagem as informações referentes à construção. Ela é capaz de unir em um só modelo de arquivo todas as intervenções realizadas por diferentes profissionais da área da construção civil. Hoje, além de planejar informações do projeto, inserindo parâmetros de custo e ciclos de vida dos materiais empregados no ambiente interno e externo do edifício, o modelo de informação de projeto também consegue prever as datas 3 em que serão concluídas as etapas da construção e antecipar à equipe de projeto os futuros problemas ou irregularidades por meio de um mapeamento dos diferentes sistemas utilizados no projeto. Essas etapas são conhecidas como as dimensões BIM, começando desde desenhos simples bidimensionais (duas dimensões) até desenhos tridimensionais (3D) com informações de datas (4D), custos (5D) e duração dos materiais e equipamentos empregados no projeto (6D). No entanto, não há etapa específica para a sustentabilidade, visto que o processo da criação do projeto inclui desde os desenhos iniciais até as dimensões mais complexas, como a consciência ambiental, a otimização dos custos e a tecnologia aplicada à sustentabilidade. Portanto, dentro de softwares com linguagem BIM é possível criar modelos energéticos de maneira simples a fim de extrair informações importantes para melhor orientação do edifício, escolha de equipamentos, detalhamento de materiais e mudanças significativas no andamento do projeto de forma rápida. Essas informações, contidas nos modelos analíticos de energia, são exportadas em formato de tabelas, gráficos e textos para protocolar junto a uma certificação, seja LEED, AQUA, BREEAM ou qualquer outro selo. A seguir, um exemplo de método de criação do modelo analítico de energia. 4 Figura 1 – Exemplo ilustrativo de um projeto tridimensional Crédito: Roman Babakin/Shutterstock 1) É criado um esboço de projeto por meio de massa conceitual (linguagem baseada no software Autodesk Revit) exibindo apenas a volumetria da edificação. Nessa etapa, são criados apenas desenhos baseados em faces. 2) São inseridos materiais e especificações em faces na massa conceitual, criando um modelo analítico de energia. Desse modo, é possível destacar cada componente: parede externa (destacado em vermelho); vidro (destacado em azul); parede interna (destacado em amarelo); outros: painéis fotovoltaicos, brises, ventilação, pisos, telhados, forros. 3) É finalizado o modelo computacional tridimensional. Além disso, há possibilidade na reorganização espacial do projeto, ou seja, ainda podem ser feitas mudanças na altura de paredes, tamanhos de pisos etc. Há inúmeros softwares que realizam as simulações energéticas complexas, como EnergyPlus, Design Builder, Equest, Trnsys, Ecotect e Calener. Ainda, existem plug-ins para o Autodesk Revit e Google Sketchup, que realizam simulações simples. Esses programas computacionais funcionam com diferentes métodos. A seguir, um cronograma simples de uma simulação energética. 3 2 1 5 Figura 3 – Cronograma de simulação energética TEMA 2 – MÉTODOS DE SIMULAÇÃO ENERGÉTICA A linha de tempo de um projeto inicia com os desenhos esquemáticos e segue com o desenvolvimento do projeto, elaboração dos documentos construtivos, início da obra, finalizando com a entrega para o cliente e ocupação dos usuários. Na fase dos desenhos esquemáticos, de uma simulação simples, o arquiteto responsável pelo projeto analisa os fatores a seguir. 2.1 Massa e orientação Desenho arquitetônico Desenho construtivo Propriedades dos materiais Normas de conforto ambiental Modelo do edifício Parâmetros do envelope do projeto (o termo envelope significa as partes em contato com o ambiente externo: parede, porta, janela, piso e telhado) Dados sobre condições climáticas do local Ganhos de calor Parâmetros de equipamentos: condicionadores de ar, água quente etc. Software de análise Desempenho térmico do projeto 6 Tópico essencial para o desempenho energético do projeto. Visa aproveitar as vantagens de energia solar passiva gratuita, aquecimento, resfriamento, iluminação e ventilação natural, justamente pela orientação adequada do empreendimento. Os modelos energéticos de análise em softwares são validados nesta etapa a fim de obter informações mais detalhadas e com desenhos mais ágeis. Nesta simulação, são necessários dados da edificação como altura e orientação do projeto, função do empreendimento, área total de pisos, número de andares, zonas termais de cada ambiente, pé direito bruto e altura do piso ao forro. 2.2 Sombras e sol Essa simulação auxilia no desenvolvimento de estratégias de sombreamento e ganhos solares, pois o arquiteto poderá propor alternativas eficazes para reduzir ou maximizar o calor ou resfriamento do interior da edificação. Além disso, por meio dessa prévia, é possível reduzir o consumo de energia advindo de equipamentos de aquecimento, refrigeração e iluminação, consequentemente revelando menores custos de energia consumida. 2.3 Brilho e luz do dia Nesta etapa, o conforto lumínico é analisado de forma que não cause desconfortos visuais aos futuros usuários pela luz direta, iluminação excessiva, superfícies reflexivas e falta de bloqueio solar. 2.4 Ventilação natural Essa simulação busca o aproveitamento da ventilação natural e estratégias que controlam a entrada e a saída de ar dos ambientes para com todo o edifício. As simulações a seguir decorrem ao longo da etapa de desenvolvimento do projeto. 2.5 Fachadas As simulações de fachada permitem ao projetista determinar quais materiais serão empregados no envelope do edifício a fim de obter informações sobre quanto de energia térmica este material irá transmitir, isto é, qual a 7 capacidade de determinado conjunto de parede de segurar o calor do ambiente interno do edifício, minimizando a perda para a área externa. As informações de dimensão de janela, peitoril, porcentagem entre janela e parede, tipos de vidro, entorno do edifício, dados de propriedade da parede, telhado e estrutura são analisadas nesta etapa de simulação. 2.6 Conforto térmico A análise prévia do conforto térmico ajuda o arquiteto a obter informações referentes às temperaturas internas de toda a planta do projeto, a fim de resolver desconfortos de ambientes excessivamente quentes ou frios. Por exemplo, em alguns prédios envidraçados,próximos à fachada, os usuários sentirão mais calor que aqueles que estiverem ao meio do edifício, e, consequentemente, serão necessários equipamentos de ar condicionado para equilibrar termicamente o ambiente interno. As simulações citadas não ultrapassam a etapa de desenvolvimento de projeto, visto que o objetivo é nortear as estratégias de desempenho térmico na edificação. Há outra simulação mais complexa que envolve todo o processo de projeto, denominada Whole Building Energy Simulation. 2.7 Modelo de caixa simples Desenhos esquemáticos Modelo de caixa simples Modelo de desenho conceitual Diminuição de carga Seleção dos sistemas de energia Refinamento do desenho Desenvolvimento do projeto Otimização e integração Engenharia de valor Documentos construtivos Desempenho energético conforme projetado Construção Ordens de modificação Ocupação Desempenho de energia conforme construído Pós- ocupação 8 Por meio de um modelo tridimensional simples com informações da geometria do projeto, porcentagem entre aberturas (porta e janela) e paredes, orientação solar, sombreamento e desempenho térmico do modelo, é possível perceber previamente o consumo de energia do edifício. 2.8 Modelo de desenho conceitual Estabelece a criação do modelo de energia fiel à forma arquitetônica pensada para a edificação a fim de priorizar melhores alternativas de aquecimento e resfriamento. 2.9 Diminuição da carga Nesta simulação, é desenvolvido um modelo de energia mais complexo contendo informações referentes à iluminação, luz do dia, equipamentos elétricos e mecânicos que serão usados no edifício, qualidade do ar externo, e condicionadores passivos, como sol e ventilação natural. 2.10 Seleção de sistemas de energia Envolve a escolha de diferentes sistemas de resfriamento, aquecimento e ventilação do projeto, procurando prever uma estimativa de consumo de energia anual por meio do consumo desses equipamentos. 2.11 Refinamento do desenho Realiza a compatibilização dos sistemas simulados nas etapas anteriores, como aquecimento, resfriamento, ventilação, iluminação, fachada, equipamentos de aquecimento de água e cargas elétricas que serão instaladas na edificação. 2.12 Otimização e integração O objetivo é integrar todos os sistemas do edifício por meio de um processo de otimização, buscando explorar variáveis de funcionamento. 2.13 Engenharia de valor 9 Identifica alternativas de projeto pela engenharia de valor, isto é, revê as consequências do custo inicial e do custo operacional dos sistemas do edifício. É utilizado o modelo de energia para validar cada alternativa proposta. 2.14 Desempenho energético conforme projetado Desenvolve a simulação conforme a proposta final projetada a fim de comparar com os modelos de análise iniciais. 2.15 Ordens de modificação O objetivo é fornecer informações sobre todas as mudanças que foram feitas durante as simulações. 2.16 Desempenho de energia como construído Por fim, é desenvolvido um modelo de energia para representar o modelo fielmente construído, com o objetivo de comparar com as metas propostas pela equipe de projeto. 2.17 Pós-ocupação Esta simulação ocorre durante o pleno funcionamento do edifício, sendo residencial ou comercial. São obtidos dados de condicionantes térmicos externos em diferentes ocasiões e informações dos sistemas do empreendimento durante seu uso, para comparar com as propostas e os modelos de energia inicialmente projetados nas fases e simulações iniciais. TEMA 3 – SOFTWARES PARA SIMULAÇÃO Há diversos softwares que auxiliam os profissionais atuantes na análise de eficiência energética no desenvolvimento da construção. Estes programas disponibilizam aos arquitetos e engenheiros simulações em diferentes tempos durante o processo de desenho e concepção do projeto. 3.1 SOL-AR Os softwares também dispõem de informações referentes à insolação, como o Analysis SOL-AR, criado pelo Laboratório de Eficiência Energética da 10 Universidade Federal de Santa Catarina. Ao inserir parâmetros de altitude e longitude, este programa identifica qual é a carta solar de cada região, revelando informações importantes como a altura do sol em cada horário do dia, possibilidades de sombras no terreno, além de direção e estação do ano de maior incidência dos ventos predominantes na região. 3.2 EnergyPlus Para uma análise mais completa da edificação, na qual a equipe de projeto opta por certificar o novo empreendimento com um selo sustentável, como o LEED ou o AQUA-HQE, é necessário que os pré-requisitos de eficiência energética sejam comprovados anteriormente à realização da construção. Deste modo, usa- se softwares para simulação energética, como o EnergyPlus. Este é um programa computacional, distribuído pelo Departamento de Energia dos Estados Unidos, desenvolvido para simulação de carga térmica e análise energética de edificações e seus sistemas. O programa tem a capacidade de simular a eficiência energética em períodos planejados, seja em qualquer data do ano e no intervalo-tempo que é designado. As vantagens estão na possibilidade de simulação prévia da escolha de materiais de vedação interna e externa, cálculo de infiltração de ar, cálculo de índices de conforto térmico e integração com outros sistemas, como o fotovoltaico e o aquecimento solar. O projetista indicará as características quanto à localização do terreno, dimensões da construção, altura, materiais de revestimento interno e externo, mobiliário, luzes artificiais, eletrodomésticos, aparelhos elétricos e quantidade de ocupantes do empreendimento em diferentes períodos. Dado isso, o programa gera um documento informativo referente aos sistemas que foram usados na edificação, demonstrando em gráficos, por exemplo, o quanto cada material perde de calor por condução, como também a energia consumida pela residência no caso da adoção de fontes de geração de energia alternativa, como painéis solares. Além disso, o programa adiciona e cria cenários para o reaproveitamento da energia. 3.3 Design Builder O Design Builder, software equivalente ao EnergyPlus, porém com interface mais simples de usar, permite a modelagem e a análise de desempenho 11 energético do projeto por meio de ferramentas de alta produtividade. A vantagem deste software está na simplicidade e na geração instantânea de informações referentes à energia e ao conforto térmico, visto que trabalha com formas tridimensionais simples. Além disso, as informações são aplicadas de materiais utilizados, dados do entorno e condicionantes térmicos em um roteiro com alternativas pré-configuradas, como estudo de iluminação, aquecimento, resfriamento, ventilação, emissões de carbono e custos. 3.4 Equest O Equest, derivado do DOE-2 (software que utiliza modelos descritivos para gerar informações quanto ao layout do edifício, dimensões, horários de funcionamento, sistemas de condicionamento de ar, iluminação, taxas de serviços e dados meteorológicos), também é uma ferramenta que permite a realização de análises detalhadas do edifício usando técnicas de simulação de energia. Por meio de um assistente de medida de eficiência de energia e um módulo de exibição de resultados em gráficos, proporciona uma interface de trabalho fácil e simples. Esse assistente do software Equest auxilia na criação do modelo de energia de construção por meio da descrição de fatores que envolvem o consumo, uso e reaproveitamento de energia do edifício. Estes fatores são: projeto arquitetônico; equipamentos de condicionamento de ar; tipologia da construção; materiais utilizados; ocupação do terreno; sistema de iluminação. 3.5 DIALUX Outro software utilizado por arquitetos e designers é o DIALUX, responsável por projetos lumínicos para ambientes internos e externos,residenciais ou comerciais. Este aplicativo possibilita ao profissional simular em um modelo tridimensional diferentes tipos de lâmpadas, luminárias, cores e intensidades, verificando de forma eficaz parâmetros como índice de reprodução de cor, intensidade, fluxo luminoso, emissão de calor, ciclo de vida etc. 12 Esta plataforma possibilita que o projeto lumínico esteja em conformidade com as necessidades do ambiente, o que é viabilizado pelo estudo prévio das áreas envolvidas, ergonomia, uso de materiais reflexivos ou opacos, texturas e cores. 3.6 Modelagem e renders Para simulações foto-realistas, são utilizados programas como Lumion 3D, desenvolvido pela Act-3D; TwinMotion, pela Unreal Engine; e Vray, pela ChaosGroup. Nestes softwares, os modelos tridimensionais desenhados pelos programas Autodesk Autocad, Autodesk Revit e Google Sketchup podem simular, por exemplo, períodos de insolação em diferentes locais do Brasil, diferentes materiais para piso, forro e revestimento interno e externo, como também gerar fotos e vídeos reproduzindo diferentes cenários do funcionamento da edificação. Os softwares Autodesk Revit e Archicad possuem a capacidade para realizar projeto com a linguagem BIM, mudando traços, linhas e pontos por elementos construtivos e arquitetônicos (porta, janela, piso, telhado, forro, parede, terreno, vegetação, pilares estruturais e vigas). O Autodesk Revit trabalha com desenhos tridimensionais, ou seja, ao mesmo tempo em que se desenha uma parede, indicando a largura e o comprimento, é possível visualizar com apenas um clique a sua altura. Os desenhos virtuais em linguagem BIM possuem informação detalhada de cada elemento. Conforme exemplo anterior, em que se desenha uma parede, é possível ainda informar quais são suas camadas, qual será a espessura de cada uma delas e quanto de tinta ou reboco será gasto por metro linear. Além disso, existe um termo chamado interoperabilidade, que é quando um sistema é capaz de comunicar-se de forma transparente com outro sistema. Aplicando ao contexto de desenho técnico, um modelo virtual tridimensional arquitetônico pode ser usado também por um profissional de elétrica para exercer sua especialidade, proporcionando um arquivo em comum para ambos profissionais. O Industry Foundation Classes, conhecido como IFC, é um exemplo desse arquivo comum que soluciona o problema da compatibilidade, exercendo a função de importar e exportar objetos de um modelo tridimensional para diferentes softwares. Dentre os profissionais envolvidos no projeto, o BIM necessita de um BIM manager, ou administrador BIM, que atua para certificar que todos os sistemas 13 incluídos no processo de desenvolvimento de projeto estejam em conformidade. É esse agente que indicará se houve algum equívoco diante de determinado processo e ordenará ao profissional responsável uma possível solução. O sistema BIM possui inúmeras vantagens, sendo a principal delas a disponibilidade de dados e informações sobre o projeto, visto que deste modo é possível levantar questões referentes à sustentabilidade e eficiência energética com simulações computacionais aplicáveis à construção. TEMA 4 – PÓS-OCUPAÇÃO “Se você ama a natureza, não viva nela!” é o título de um capítulo do livro A country of cities: a manifesto for urban America (2013, p. 78), de Vishaan Chakrabarti, que descreve a ideia de que a vida urbana é mais sustentável e mais ecológica do que estilos de vida suburbanos, pois demanda menos recursos e menos intervenções do homem no meio ambiente. Na discussão sobre a sustentabilidade, sempre haverá questionamentos sobre resiliência, qualidade e ciclo de vida, materiais duráveis, descartáveis, naturais e/ou autossuficientes e avanços tecnológicos. Todavia, a tecnologia é capaz de substituir fontes naturais por materiais sintéticos, como no caso da madeira plástica, desenvolvida por meio das sobras de materiais plásticos que resultam em uma cópia perfeita da madeira e pode ser utilizada para diversos fins. Nesse caso, não somente o produto final mas também seu processo de desenvolvimento são altamente ecológicos, pois reutilizam qualquer tipo de sobra ou imperfeição, além de reutilizarem toda água empregada no processo de manufatura do produto e aproveitarem todo tipo de plástico encontrado na natureza. Entre um prédio existente e uma nova construção, qual seria o mais sustentável? Às vezes uma construção hibrida é a mais adequada, declara Woolley et al., no livro Green building handbook (1997, p. 14). Eles se referem ao aproveitamento da estrutura já existente na construção, de modo que se obtenha maior eficiência no conforto e custos mais baixos. Ao mesmo tempo, para Clark (2013), em What colour is your building?, a edificação pode ser reformada para obter menor consumo de energia. As reformas são menos arriscadas, especialmente quando a economia está desfavorável (Lookwood, 2009). Outro ponto positivo das reformas é a possibilidade de modernização não somente da 14 edificação em questão, mas no emprego de materiais ecologicamente corretos (Edwards, 2014). A adaptação de equipamentos eficientes e práticas que resultam em economia de energia e água em edifícios é chamada de comissionamento, e este é dividido em três tipos: comissionamento para edifícios novos, retrocomissionamento para edifícios existentes e recomissionamento para qualificação dos equipamentos que já foram instalados. A equipe de comissionamento de um empreendimento é formada por um líder, o proprietário, o administrador do edifício, arquitetos e engenheiros responsáveis pelo projeto, especialistas nos sistemas aplicados e profissionais encarregados pela manufatura, manutenção, controle e instalação dos equipamentos. Esses profissionais são denominados stakeholders ou agentes tomadores de decisão, conforme a certificação LEED. O objetivo dessa prática é garantir o pleno funcionamento dos materiais e acessórios apresentados na fase de projeto e instalados na fase de construção. O acompanhamento é realizado com suporte da certificação escolhida, LEED ou AQUA, por cinco anos após a ocupação do empreendimento, servindo para certificar e verificar a eficiência dos processos sustentáveis empregados. No entanto, para pleitear a certificação de uma edificação existente é de suma importância a automação dos equipamentos elétricos e de condicionamento de ar, visto que é necessária a documentação dos dados obtidos para análise de eficiência energética. No caso da qualidade do ambiente interno, informações referentes aos expedientes de trabalho e sua relação com o uso de energia, aproveitamento de luz externa e temperatura confortável para o usuário são essenciais. Outro ponto positivo do comissionamento é a possibilidade de o proprietário ou empreendedor acompanhar os gastos do edifício de forma a detalhar qual produto ou equipamento está prejudicando o orçamento e, consequentemente, melhorar a qualidade dos equipamentos desses fornecedores. Quando o assunto é orçamento, o investidor procura entender antes mesmo da realização da certificação o quanto o empreendimento construído irá corresponder ao que foi proposto, seja pela compra de materiais de primeira linha seja pelos métodos inovadores no processo da construção. Essa preocupação é denominada tempo de payback, ou seja, a quantidade de tempo em que as aplicações vão retornar financeiramente ao investidor. 15 Por meio do uso de softwares como os citados anteriormente, tais como o EnergyPlus, a equipe de projeto advoga para a implementação de peças e produtos inovadores com simulações que comprovem a eficácia pretendida e gráficos demonstrativos de diferentes cenários de investimento, por exemplo: Cenário A: prédio de 4 andares, proposta de aplicar telhado verde intensivo no qual há acesso de pessoas, custandocerca de R$1.000 por m². O objetivo é reduzir os custos de energia no 4º andar advindos do sistema de condicionamento de ar e armazenar a água da chuva para reutilizá-la para limpeza do edifício. Cenário B: mesmo empreendimento, porém, ao invés da aplicação de telhado verde, a superfície do último andar será pintada de tinta branca. Em ambos os cenários, há iniciativas sustentáveis, entretanto, o que os diferencia é o tempo de payback. No cenário A, o investimento de R$ 1.000 por m² implicará benefícios como redução na conta de energia no último pavimento, por meio da manutenção da temperatura interna, e reutilizará a água pluvial para limpeza, utilizando a água da rede pública apenas para uso domiciliar, reduzindo, assim, o custo da conta de água do edifício. O montante investido se pagará em torno de um ano. Já no cenário B, o benefício será exclusivamente a diminuição da massa de calor no telhado, possibilitando reduções na massa térmica de 2 a 3°C. Enquanto isso, o telhado verde é capaz de diminuir cerca de 7 a 11°C, contribuindo de forma mais significativa para a redução dos efeitos de ilhas de calor, um fenômeno climático que ocorre devido ao aumento da temperatura de uma área urbana comparada à zona rural. Dessa forma, por meio da simulação, o investidor entende qual escolha traz o melhor benefício a curto ou longo prazo. Vale lembrar que é papel do profissional envolvido na proposta da sustentabilidade explicar quais são as vantagens da adoção dessas práticas, abrangendo isenções tarifárias e descontos de impostos, reduções de custos de energia e água em longo prazo, além de propor construções inovadoras capazes de remodelar o mercado e incentivar a educação dos agentes colaboradores da construção, como mestres de obras, pedreiros, pintores, instaladores, entre outros. TEMA 5 – TENDÊNCIAS E PROJEÇÕES 16 Marcos Didonet, o idealizador do grande evento brasileiro de sustentabilidade Green Nation, ao ser questionado sobre o futuro das empresas e a “moda” da sustentabilidade, afirmou que a “sustentabilidade deixou de ser moda para virar necessidade das empresas” (Faustino, 2019). Atualmente, devido à concorrência do mercado, empresas buscam aparecer de “cara nova” para seus clientes e uma das intenções é se mostrar uma empresa consciente ecologicamente. No entanto, como vimos, a comprovação da real consciência ambiental é adquirir uma certificação sustentável, seja ela ISO 14001 para negócios ou LEED para empreendimentos. Há uma expressão chamada greenwashing, ou lavagem verde em tradução livre, que se refere à ação de empresas que mascaram a sustentabilidade e utilizam a sustentabilidade sem a devida comprovação, apenas para sua propaganda. “Hoje, você nem é autorizado a exportar produtos se não tiver o ISO 14001, normas de gestão ambiental. E a consequência é que vemos o público geral indo mais atrás de artigos saudáveis para consumir” (Faustino, 2019). Prova disso são atitudes como a da empresa Ambev, que prometeu ter 100% de suas bebidas comercializadas em embalagens retornáveis ou feitas de material reciclado até 2025. Em relação ao mercado imobiliário, a tendência é aproveitar as construções existentes de modo que transformem seus padrões de utilização, incentivando a preservação de edifícios históricos e promovendo o acesso de diferentes públicos para esses prédios. Exemplo vitorioso disso é a revitalização do @22 em Barcelona, Espanha, um bairro chamado distrito 22. Este é característico por ter uma série de indústrias do ramo têxtil que aos poucos ia sendo desvalorizado devido à insegurança, baixo índice de habitação e desemprego alto, porém transformou-se em um bairro moderno e inovador. O projeto de revitalização do @22 desenvolveu-se motivado pelas Olimpíadas de 1992, quando a prefeitura de Barcelona incentivou mudanças que contribuíssem para aspectos econômicos, sociais e ambientais da cidade. Dessa forma, o distrito 22 transformou-se em um bairro com propósito de incentivar conexões entre público e privado e de áreas verdes coletivas de forma que atraíssem investidores, instituições e serviços. 5.1 Retrofit Outra causa da reutilização de prédios existentes é a falta de terrenos livres em áreas nobres, como acontece no Rio de Janeiro, Nova York, Lisboa e Paris. https://epocanegocios.globo.com/palavrachave/ambev/ 17 Nesses casos, o retrofit é a maneira mais econômica e sustentável para o empreendedor. O retrofit, conforme imagem ilustrada a seguir, é a sinergia entre prédios existentes e equipamentos novos, isto é, a modernização de uma construção existente. No entanto, deve-se ter cuidados referentes à estrutura e à estética, a fim de manter as características originais da época construída, como no caso de edifícios tombados. Figura 4 – Exemplo de retrofit Crédito: Canetti/Shutterstock. A adoção do retrofit se justifica, pois ocorre o aproveitamento da infraestrutura existente no terreno e no entorno de sua localização, possibilita menos impactos ao cotidiano causados pela movimentação de caminhões transportando materiais e proporciona redução no custo da construção em comparação à demolição e construção do empreendimento. Conforme Vale (2006), existem níveis de intervenções em construções existentes, a saber: Retrofit leve: quando a intervenção realiza mudanças nas peças de revestimento interno e consertos em equipamentos e acessórios contidos no empreendimento, como encanamento, fiação etc. Retrofit médio: além de realizar o nível leve, também intervém na troca de instalações do edifício e propõe mudanças na fachada. Retrofit pesado: propõe mudanças no layout (desenho com objetivo organizacional por meio de uma planta-baixa) que englobam a reorganização de ambientes, substituição do telhado e etapas anteriores. 18 Retrofit excepcional: utilizado em edifícios tombados ou localizados em áreas protegidas. 5.2 Construção modular Além do retrofit, a construção modular é uma solução para aumentar a produtividade do terreno de obra, exigindo menos tempo nas etapas, racionamento de recursos, previsibilidade dos custos, eliminação de desperdícios e pode ser aplicada em empreendimentos comerciais e residenciais. É o método ideal para conjuntos habitacionais, pois as estruturas são projetadas na indústria para apenas serem montadas dentro da obra, conforme figura a seguir. Figura 5 – Construções modulares Crédito: Brizmaker/Shutterstock Do mesmo modo, a construção modular oferece de forma instantânea o tipo de desenho arquitetônico que será construído, ultrapassando fases de conhecimento, descobrimento e desenvolvimento do projeto, e resultando ao cliente optar por projetos em catálogos. Este método provoca ao mercado certa desconfiança, pois retira do profissional a possibilidade de criar um projeto singular. Entretanto, esse tipo de construção não utiliza apenas o sistema pré- fabricado de concreto, mas proporciona também a construção com módulos de steel frame (estrutura de aço) e wood frame (estrutura de madeira), conforme figuras a seguir. 19 Figura 2 – Steel frame Crédito: Welcomia/Shutterstock. Figura 3 – Wood frame Crédito: Ungvar/Shutterstock. As construções de casas em estrutura steel frame são destaque pela precisão de orçamento da obra, pois o projeto é feito pelo método de montagem de peças, resultando em uma obra ágil e limpa por meio de tecnologia de informação. O projeto possibilita ainda a redução em custos de contratos com colaboradores da obra e prevê aceleração na entrega em até seis vezes, tornando-a mais eficiente do que uma obra de alvenaria (tijolo) comum. Outro atrativo refere-se à escolha dos materiais que serão empregados na construção, pois, por meio de rigorosos controles referentes ao seu ciclo de vida e resistência a intempéries, o material é certificadopara ser empregado na obra, isto é, o material passa por testes de qualidade dentro da indústria para futuramente estar preparado para a montagem na construção. 20 A construção modular é considerada um método sustentável de obra, pois elimina desperdício de materiais, não utiliza água na construção e permite a escolha de diferentes materiais com selos ecologicamente corretos. A composição de uma construção steel frame é formada por: Fundação: composta por fundação rasa, tipo sapata corrida, aliada a uma plataforma com vigamento que suporta o peso das paredes. Paredes: as paredes neste tipo de construção são estruturais, pois transmitem os pesos até a fundação. São compostas por perfis metálicos e placas Oriented Strand Board (OSB), permitindo entre eles a inserção de instalações elétricas e hidráulicas, assim como isolamento térmico e acústico. Seu revestimento pode ser externo ou interno de tijolo aparente, argamassa, cerâmico, porcelanato, painéis de madeira ou cimentícios. Lajes: os pisos são formados por vigas ou treliças acopladas nas paredes estruturais. Sua instalação pode ser feita por placa cimentícia e madeira, ou por placas OSB sobrepostas por mantas impermeabilizantes e contrapiso armado. Os revestimentos externo e interno podem ser parquet, laminado, carpete, cerâmicos, porcelanatos, granitos ou mármores. As instalações e isolamentos são colocados abaixo do piso e entre as vigas de fundação. Telhado: é composto por uma estrutura de vigas que suporta o próprio peso e as cargas acidentais, como chuva e vento. Sua cobertura é constituída de telhas cerâmicas, de preferência tipo Shingle, pois são leves e econômicas, placas OSB e isolamento termo acústico. Instalações: a vantagem do steel frame é a facilidade da instalação dos sistemas elétrico e hidráulico, porém anteriormente às paredes. Estes possibilitam a fácil manutenção futuramente, já que há planejamento prévio do sistema e a estrutura da parede possibilita reparo sem comprometê-la. Forro: pode ser aplicado facilmente como as construções convencionais, podendo ser de gesso, madeira ou PVC. Isolamento térmico e acústico: os isolantes podem ser aplicados em paredes internas e externas, forros e telhados, de acordo com o projeto e com a característica do produto vide o fabricante. Podem ser de lã de vidro, lã de rocha, fibras de poliéster, poliestireno expandido ou poliuretano. Além disso, há especificações quanto aos isolamentos de radiação solar, pois devem estar locados entre o telhado e o interior, afinal, têm a função de 21 bloquear a radiação e proporcionar ganhos com o isolamento térmico das paredes da edificação. Há também as barreiras de umidade, as quais, ao mesmo tempo em que permitem a saída de ar de dentro da casa, evitam que as paredes e os isolamentos sofram com a ação da água e o surgimento de mofo ou fungo no interior da edificação. Janelas e esquadrias: as janelas são fixadas na estrutura de aço das paredes e podem pertencer à estrutura da parede, isto é, serem montadas na estrutura da parede dentro da fábrica. Pode-se também instalar janelas do tipo convencionais. 5.3 Domótica A tecnologia da automação surge da ideia da programação de processos automáticos desenvolvidos para atuar em indústrias, porém posteriormente empregados em residências norte-americanas. Essa tecnologia, dentro da área da construção, primeiramente procurou controlar elementos da casa, como iluminação, climatização e segurança. Para que ocorra o controle de tais aparelhos, é necessário que a rede elétrica transmita informações para um módulo. Este é chamado protocolo X10, criado em 1975 na Escócia. Por meio do protocolo X10, inserido na rede da residência, a informação digital é transmitida para um controle remoto, possibilitando ao usuário as ações de on/off do aparelho e controle de intensidade de luz ou temperatura, Hoje, a automação de equipamentos dentro de uma residência é definida como domótica, a qual objetiva simplificar a vida dos moradores exigindo menos esforço para atividades diárias e propondo um ambiente seguro, confortável e comunicativo. Dentre as aplicações envolvidas, pode-se citar: áudio: som ambiente e home theater; comunicação: telefone, internet, televisão e media center; visualização: luzes gerais e focais, motorização de cortinas, persianas e toldos, janelas, vidros inteligentes, desembaçadores de espelhos, câmeras de segurança e monitoramento de imagens; 22 controle: climatização, pisos aquecidos, irrigação automatizada, fechaduras elétricas, pontos de tomada, quadros de controle, redes sem fio, pontos de bluetooth e central de conexão. Figura 4 – Aplicações da automação Crédito: Mangpor2004/Shutterstock. As vantagens da tecnologia domótica estão no planejamento de uma configuração de ambiente ideal que possibilite ao usuário a escolha de padrões para determinada atividade, seja ambiente para relaxamento, com luzes mais aconchegantes e clima mais quente, ou até mesmo configurar para que a casa consuma a menor quantidade de energia possível, conforme ilustra figura a seguir. Figura 5 – Domótica Crédito: Brian A Jackson/Shutterstock. Com vista à certificação, a utilização da domótica é um beneficio essencial, pois gera redução dos custos de 30% e possui retorno de investimento de cerca de dois anos após aplicado. Além do funcionamento passivo, no qual o objeto responde conforme a ação dada pelo usuário, por exemplo, redução do volume ou diminuição da quantidade de luz no ambiente, há o funcionamento automático. 23 Este é necessário para a certificação de um edifício sustentável, no qual, por meio de sensores, o sistema interpreta e reage conforme as circunstâncias, como no caso de uma indesejada janela aberta que fará com que o ambiente perda calor. Dessa forma, o sistema alerta o usuário por meio de seu smartphone e automaticamente o condicionamento de ar irá trabalhar para reaquecer o ambiente. Além disso, esse sistema inteligente é capaz de armazenar as informações para futuras análises do empreendedor, morador ou fabricante. Além de priorizar o conforto do usuário, a automação busca impactar no mercado da inclusão, ou seja, uma automação inclusiva. Esta tecnologia tem o papel de garantir a saúde, segurança e autonomia para o bem-estar de moradores que possuem dificuldades motoras ou incapacidades físicas. Também existe um mercado próspero chamado silver market, que consiste em produtos ou serviços desenvolvidos para pessoas acima dos cinquenta anos e idosos. Esse mercado cresce exponencialmente, afinal, conforme o IBGE, a população idosa no Brasil em 2017 alcançou marca de 13,5% e deverá crescer para 17,5% em dez anos. Conforme citado, o protocolo usado nas primeiras edificações foi o X10, o qual, com auxilio dos cabos da rede elétrica, transmite informações para a automação. Entretanto, existem alternativas mais eficientes e mais tecnológicas, como o Zigbee, dispositivo de comunicação que controla equipamentos por meio de sensores em uma residência. Desenvolvido pela Zigbee Alliance, tem atuação na indústria, área médica, científica e, principalmente, no conceito de Internet of Things (internet das coisas). Este módulo realiza suas operações de modo wireless, isto é, sem a utilização de fios elétricos, possui baixo consumo de energia, baixo custo de mercado, baixo consumo de dados e baixa latência. Pode ser integrado a qualquer tipo de rede, seja: Estrela: quando há um roteador transmitindo informações para aparelhos ou equipamentos eletrônicos, denominados end devices (aparelhos finais). Exemplo: roteador de uma residência que transmite sinal wi-fi para diferentes dispositivos, como celular e notebook. Cluster tree (aglomerado): há pontos coordenadores dispersos que definem qual canal de comunicaçãoserá enviado aos roteadores para depois transmitir aos end devices. Exemplo: em um edifício comercial, há a central de mídia que recebe o sinal de um provedor externo, envia para 24 os roteadores em diferentes andares e é disponibilizado o sinal para os aparelhos. Mesh (malha): a rede mesh permite trabalhar de forma autossuficiente, criando vários caminhos de pontos coordenadores para roteadores. Exemplo: quando todos os pontos podem rotear os dados. As principais aplicações do protocolo são: automação residencial e comercial; controle predial: segurança, controle de acesso e iluminação; controle remoto de eletrônicos; periféricos para computador, como teclado, mouse ou joystick para jogos eletrônicos; controle industrial: gerenciamentos e controle de processos; saúde pessoal: monitoramento de pacientes e acompanhamento de exercício físico. Outro protocolo existente no mercado é o EnOcean, única tecnologia aplicada para automação predial, smarthomes e Internet of Things sem fio que funciona sem auxílio da rede elétrica ou baterias. Conforme o artigo “EnOcean – The world of energy harvesting wireless technology” (o mundo da tecnologia sem fio de coleta de energia) (EnOcean, 2016), a energia pode ser encontrada em qualquer lugar: no movimento da porta, janelas ou equipamentos, na vibração de motores, nas trocas de temperatura ou nas variações de luminosidade. Essas fontes de energia geralmente não são aproveitadas, deste modo, o protocolo EnOcean tem o princípio do reaproveitamento por meio da captação por luz, temperatura e movimento para usar em dispositivos eletrônicos ou nas transmissões de sinal sem fio. A captação de energia por movimento funciona por meio de um dínamo convertendo energia mecânica em energia elétrica, por exemplo, uma usina hidroelétrica ou um carrinho de brinquedo de puxar. A captação por luz, tanto externa quanto interna, opera por miniaturas de módulos solares com dimensão de 13 milímetros por 35 milímetros. Por fim, a captação por temperatura ocorre por meio de módulos Peltier, que são pastilhas termoelétricas quadradas que trabalham como uma bomba de calor, isto é, podem retirar o calor do ambiente e produzir energia por meio de um conversor. 25 REFERÊNCIAS CHAKRABARTI, V. A country of cities: a manifesto for an urban America. 1. ed. São Paulo: Metropolis Books, 2013. CLARK, D. H. What Colour is your Building? Measuring and reducing the energy and carbon footprint of buildings. Londres: RIBA, 2013. EDWARDS, B. Rough guide to sustainability: a design primer. 4. ed. Londres: RIBA, 2014. ENOCEAN – The world of energy harvesting wireless technology. EnOcean, 2016. Disponível em: <https://www.enocean.com/en/technology/energy- harvesting/>. Acesso em: 25 nov. 2019. FAUSTINO, R. Sustentabilidade deixou de ser moda para virar necessidade das empresas Época Negócios, 2019. Disponível em: <https://epocanegocios.globo.com/Vida/noticia/2019/03/sustentabilidade-deixou- de-ser-moda-para-virar-necessidade-das-empresas.html>. Acesso em: 25 nov. 2019. LOCKWOOD, C. Building Retro Fits. Urban Land, 2009. Disponível em: <https://www.esbnyc.com/sites/default/files/uli_building_retro_fits.pdf>. Acesso em: 25 nov. 2019. WOLLEY, T. Green building handbook. New York: Routledge, 1997.
Compartilhar