O Consumo Energético nas Edificações

Edifícios com "pele de vidro". Eficiência energética em edificações pode reduzir em mais de

20% o valor da conta de luz

• Fachadas em Pele de Vidro são muito utilizadas em empreendimentos comerciais e residências com grande estilo. Este tipo de fachada apresenta beleza, requinte, durabilidade e quando utilizado com vidro refletivo causa grande conforto térmico e em muitas vezes dispensa uso de persianas ou cortinas.

" ... a utilização de energia elétrica entre 1970 e 1993 foi feita com uma maior racionalidade, reflexo de uma conscientização maior por parte dos usuários. Por outro lado, os aparelhos eletrodomésticos e os equipamentos industriais existentes em 199 3 tambem possuíam consumos específicos menores do que aqueles de 1970 ... " (AFONSO et al,1996).

O consumo energético e um aspecto da construção nem sempre considerado, mas presente em todas e em cada etapa dos processos da cadeia produtiva, desde a matéria-prima a ser utilizada ate a mão-de-obra. Quase a totalidade dos material utilizados atua!mente em todas as etapas da construção são manufaturados. O cimento e um exemplo tipico desta afirmação,pode ser utilizado desde a fundação, ate a cobertura. E importante salientar que praticamente todo processo transformação, de qualquer material, consome energia, que pode ser térmica ou mecânica, e proveniente de fontes diversas como o homem, o animal, hidroelétrica, termoelétrica, entre outras.

• O tipo de construção mais comummente encontrado hoje nos grandes centros e visto como sendo um simbolo de modernidade para são as grandes torres com "peles de vidro". Este excesso de paredes externas em vidro, expõe os ambientes internos a entrada de grande quantidade de luz do sol, o que pode ser prejudicial, quando mau projetado, pois o interior da edificação acaba recebendo uma grande carga térmica. 

Conforme o tipo de vidro, tambem ha um excesso de luz natural no interior da edificação, capaz de causar ofuscamento e desconforto para os seus ocupantes, e consequentemente maior necessidade de condicionadores climáticos.

• No Brasil, o consumo de energia com o condicionamento climático e da ordem de 3% do total produzido, segundo o Programa de Combate ao Desperdício de Energia Elétrica - PROCEL (l999), e por este motivo a idealização de projetos de edificações visando melhorar as condições climáticas internas, através do aproveitando das condições ambientais regionais e recursos arquitetônicos, pode ajudar a reduzir o consumo energético. Pode-se afirmar também, que as edificações podem, conforme o projeto, tomarem-se mais ou menos confortáveis, consumir mais ou menos energia, para tomarem-se próprias ao uso. 

Deve-se, portanto, procurar diminuir o efeito das condições impostas por seu estilo arquitetônico, e também critérios utilizados para sua construção, sobre os usuários. Entre os problemas que podem ser evitados pode-se citar a falta de ventilação, falta de iluminação e ate problemas com a umidade.

• No Brasil estima-se em pelo menos 50% o potencial de redução de consumo desnecessário de energia elétrica ... ", e que a porcentagem de energia elétrica produzida no país e gasta so com iluminação, e da ordem de 17%

O uso de lampadas incandescentes sempre foi muito comum em todo o pais, contribuindo para o aumentando do consumo de energia, e produzindo mais calor quando em funcionamento.Porem com a necessidade de implantação do "Plano de Racionamento", o uso de lampadas compactas fluorescentes, que sempre tiveram um custo muito elevado, porem com menor consume de energia elétrica para fornecer o mesmo grau de iluminação das incandescentes, e com uma vida útil mais longa, tornou-se uma necessidade tanto para os consumidores domésticos, quanta para industriais, visando atingir as metas de redução de consumo energetico impostas pelo governo.

• A demanda por lampadas compactas produto ate então escasso no mercado brasileiro) causou, de início, o aumento dos preços e das importações, pois a industria nacional de lampadas ainda não estava pronta para atender ao aumento repentino do consumo. Porem, este aumento de consumo pode gerar problemas ambientais, pois o descarte destas lampadas em locais inadequados e prejudicial ao meio, devido aos componentes utilizados para a sua fabricação, que ainda não furam pensados em escala nacional.

Um outro recurso para os locais onde se utiliza um grande número de lampadas tubulares fluorescentes de 40 watts e a troca por tubulares de 32 watts, ate pouco tempo não muito utilizada no Brasil. Esta troca desde que realizada com cuidados em rela~o aos componentes como reatores eficientes, pode proporcionar uma economia muito maior para os consumidores.

• A construção civil consiste em um importante campo de estudo visando o combate ao consumo exagerado de energia, já que esta presente em todos os setores e representa um consumo energetico de 42% do total, sendo 84% das edificações segundo estimativas do PROCEL(1999), pertencentes a industria, ao comercio e ao setor residencial, e os 16% restantes, de uso publico. 

Alem de que ainda há a utilização de energia elétrica para a captação, tratamento e distribuição de água e esgoto, e perdas na rede de transmissão e distribui~o de energia ate os consumidores.

As perspectivas de aumento do consumo são muito grandes, acompanham o crescimento populacional e as novas necessidades que surgem, com modernos equipamentos elétricos e eletrônicos, que acabam sendo incorporados ao cotidiano das pessoas. 

Segundo VENTURA FILHO (1996):

, as" ... perspectivas de crescimento do consumo de energia, a médio e longo prazo, são favoráveis, em função da evolução populacional do pais, do seu modelo de desenvolvimento econômico e das opções disponíveis de fontes energéticas". 

Os setores industrial e comercial contribuem para o crescimento do mercado energético, sendo influenciados tambem pelo aumento do consumo de equipamentos elétricos e pela difusão de equipamentos modernos, como os de informatização.

A necessidade de crescimento das industrias e setores de serviços, para a criação de vagas que absorvam a população crescente e sem empregos, aumenta ainda mais a demanda por energia elétrica, e conforme salienta BERTELLI (2000)

• , " ... o crescimento do uso de eletricidade já alcançou mais de 5% ao ano, a exigir nesse ritmo o acréscimo de cerca de 5 mil megawatts anuais ou uma mega-usina do porte da Itaipu, a cada três anos". 

Assim os acontecimentos que levaram o Brasil, a adotar o racionamento, acabaram por ocasionar desemprego, pois muitas industrias não preparadas para as metas de redução de consumo energético impostas pelo governo, tiveram de diminuir sua produção, dispensando funcionários. Este fato acaba tambem refletindo negativamente sobre a probabilidade de novos investimentos vindos do exterior para o Pais, que passam a ser reduzidos em vista das expectativas de desaceleração da industria e do consumo.

O Consumo Energético nas Edificações

• Segundo dados do Censo de 1996 divulgados pelo IBGE (1999b), o numero de domicílios com aparelhos como freezer e maquinas de lavar roupa subiu 6,5%, com geladeira subiu 4,9%, com televisores subiu de 74% em 1992 para 86,2% em 1997, e o de radio no mesmo período foi de 84,9"/o para 90,3%, a iluminação elétrica que em 1992 atendia 88,8% das habitações e em 1997 alcançou 93,3%, sendo que 31% das habitações rurais em 1997 não eram atendidas pela rede elétrica, enquanto que em área urbana somente 1% não era atendida. 

Por esses dados pode-se constatar que o consume energético residencial e publico, tem aumentado e deve continuar essa tendencia com o aparecimento novas necessidades de consume, criadas pela mídia e pelo avanço tecnológico, e com o crescimento populacional, requerendo soluções eficazes.

O aumento consumo de energia elétrica, poderá trazer em pouco tempo carência de eletricidade e cada vez mais problemas na busca de meios de produção desse recurso, sem prejuízo do ambiente e fontes próximas aos grandes centros de consumo. 

• A problemática do racionamento de energia enfrentada no ano 2001, foi somente o inicio devido ao longo período de estiagem, mas que caso não haja iniciativas em busca novas fontes energéticas, poderá se repetir ate em outros períodos, com o aumento da população inevitável aumento do consumo energético. Há que se empreender ações no sentido de se diversificar a matriz energética brasileira.

Também aqui e evidente a importância do papel dos profissionais da área de projeto e construção de edificações, tanto na produção de edifícios eficientes quanto na adoção de métodos e processes construtivos de baixo consumo energético.

Para ANDRADE & BAJAY (1996):

, a " ... característica do parque gerador brasileiro, predominantemente hidráulico, com expressivas distâncias entre geração e os centros de carga ... exige das concessionárias grandes investimentos .. . para manter os critérios de qualidade e confiabilidade prescritos por norma". 

Assim sendo há a tendencia de se aumentar cada vez mais o preço dos serviços de distribuição de energia, agora privatizados em quase todo o Pais. Ha que se investir na construção de uma infra-estrutura para a geração e transmissão de energia para os grandes centros de consumo do Brasil.

• A busca por maior eficiência energética nas edificações e equipamentos e uma constante em todo o mundo, mas, alem de tudo e uma necessidade, para que se alcance um futuro de acordo com padrões sustentáveis de desenvolvimento. 

Com o combate ao desperdício e a redução do consumo de energia, segundo o PROCEL (1999), as economias podem chegar próximas a 30% nos prédios já existentes e a 50% nos projetados dentro dos conceitos de eficiência energética.

A legislação de cada pais pode contribuir para que o consumo de energia diminua, e um exemplo disso e o da Sul~ta, citado por GOLDEMBERG (1998), onde apurou-se que,:

 " ... ao tornar os códigos de construção mais rigorosos, os prédios comerciais construídos hoje em dia consomem, por metro quadrado, apenas metade da energia consumida 20 anos atras". 

O autor cita ainda que na União Europeia consome-se aproximadamente 20% da energia em casas e apartamentos, e que a readaptação de edificações segundo os conceitos de eficiência energética e importante para a redução consumo, isso deve ser buscada.

• A automação predial e uma opção que pode ser adotada, desde que os equipamentos colocados em serviço na construção sejam idealizados de acordo com conceitos de eficiência energética, seu emprego seja fruto de um projeto bem dimensionado e executado, e que a edificação tenha sido bem projetada para aproveitar as condições ambientais impostas em cada caso.

Vidros:

• O uso do vidro como fechamento e revestimento em fachadas de edifícios no Brasil aumentou significativamente na última década. Esse crescimento é justificado em parte pelo avanço tecnológico da indústria vidreira no país, que hoje produz os mesmos vidros de controle solar existentes no mercado internacional; e parte pelas vantagens econômicas proporcionadas pelo sistema de fechamento em vidro. Esses dois principais aspectos serão abordados sucintamente neste artigo.

Fachadas envidraçadas e o clima brasileiro:

• Falar em fachadas de vidro no Brasil é sempre uma polêmica. De um lado pesquisadores e acadêmicos da área de conforto defendem que o uso desse tipo de solução construtiva no Brasil é um crime ambiental, e de outro os fabricantes de vidro e entusiastas da construção industrializadas (enquadro-me neste time) apresentam soluções inovadoras, produtos de alto desempenho e resultados de conforto e eficiência energética surpreendentes

O que existe de fato é pouca informação sobre a evolução do vidro como elemento construtivo no Brasil e conceitos disseminados nas décadas de 70 e 80 são mantidos inadequadamente até os dias de hoje. Existe um trabalho de atualização tecnológica a ser feito em toda a cadeia da construção civil, desde os cursos de graduação em engenharia e arquitetura, que formam os futuros profissionais e especificadores, até gerentes de obra e incorporadoras, passando pelas processadoras e distribuidoras de vidro. 

• Em algumas situações até mesmo os fabricantes têm dificuldades de entender o comportamento de determinadas soluções arquitetônicas em vidro no nosso país.

Com a tecnologia atual, mesmo no nosso clima – quente e úmido – é possível produzir um prédio revestido inteiramente de vidro e com alta eficiência energética. Basta definir a combinação correta entre desenho arquitetônico, especificação do vidro, definição de área transparente em cada fachada e elemento construtivo a ser aplicado por trás do vidro de revestimento.

• O uso do vidro como material de revestimento destaca-se como uma solução vantajosa por alguns fatores principais, destacados a seguir:

Manutenção. O vidro é um material inerte, que mantém suas características ao longo do tempo. Basta efetuar a limpeza adequada e ele estará com o mesmo aspecto original. Diferente de outros produtos de revestimento, tais como pintura acrílica, cerâmica e pedras, que mudam suas características com tempo e exigem a substituição ou reparos após alguns anos. Com a evolução dos silicones estruturais, as fachadas em vidro são atualmente extremamente seguras contra o descolamento de placas.

• Velocidade na execução obra e economia em custo. A velocidade de execução de obra com uma fachada em vidro é muito maior do que uma fachada com fechamento em alvenaria ou mesmo steel-frame, que requer um revestimento semelhante a alvenaria depois de pronta. De fato, na maioria dos casos esse é um fator decisivo pela escolha do vidro como material de fechamento completo do edifício. Para viabilizar o negócio imobiliário, e realizar o lançamento do empreendimento antes da concorrência, muitas incorporadoras optam pela solução em vidro. 

Essa economia no tempo representa economia no custo da obra e antecipação na realização de receita. Em termos de logística no canteiro de obra, existem outros benefícios. Os equipamentos de transporte de materiais, tais como cremalheiras e gruas, que seriam utilizadas para construção de paredes em alvenaria, ficam liberadas para acelerar outras etapas de obra enquanto a fachada é montada com uso limitado desses equipamentos.

• Estética. Sem dúvida alguma, prédios com fachada em pele de vidro têm um apelo estético forte, uma presença marcante, transmitindo um caráter de inovação, modernidade e tecnologia.

Integração com o exterior. Mesmo em ambientes urbanos adensados, as pessoas que passam grande parte do tempo em edifícios, sejam comerciais ou residenciais, preferem maior contato visual com o exterior. Trata-se de uma necessidade biológica do ser humano, ter o contato permanente com o ambiente externo, acompanhar a evolução do dia para a noite, os acontecimentos externos e, claro, ter o contato com a luz natural.

• Conforto ambiental. É evidente que uma superfície opaca como fechamento de uma edificação é mais eficiente do que qualquer outra superfície transparente. Porém, em virtude das necessidades e vantagens citadas acima, a indústria do vidro tem desenvolvido produtos que permitem a execução de peles de vidro com alto nível de eficiência energética, de forma que se possa ter grande contribuição de luz natural no ambiente interno; com baixa transmissão de calor; integração com o exterior; boa estética; baixo custo de execução e manutenção. 

O conforto acústico também é garantido, uma vez que o vidro, devido a sua alta densidade,é um excelente isolante acústico.

Tecnologia disponível no mercado brasileiro:

• Atualmente o Brasil conta com 4 grandes fabricantes de vidros planos: AGC, CEBRACE, GUARDIAN e VIVIX, além de processadoras e importadoras de outras marcas internacionais. Qualquer especificação de vidro produzida no exterior pode ser encontrada aqui no país, seja por fabricação própria ou importação. Há algumas décadas atrás só tínhamos como vidros especiais os coloridos e os espelhados. Hoje o país possui uma extensa gama de vidros de controle solar, de diferentes fornecedores.

Os vidros de controle solar são aqueles revestidos com uma superfície metalizada (coating), invisível a olho nu, com partículas do diâmetro em escala nanométrica (milionésimo de milímetro), que permite a filtragem da radiação solar, transmitindo mais luz e menos calor, ou o contrário, dependendo da necessidade do projeto. 

• A metalização, ou coating, pode ser aplicada sobre vidro incolor, cinza, verde ou azul. Além disso, o vidro ainda pode ser laminado com qualquer uma dessas outras opções. Logo, as combinações possíveis são muitas.

Simulação computacional para análise energética:

• Da mesma forma como utilizamos programas computacionais para o cálculo estrutural de nossos edifícios, também podemos utilizar softwares de simulação para projetar o sistema de condicionamento de ar e estimar o consumo de energia do edifício frente ao clima onde for construído. 

Nesse contexto, vale destacar também que as ferramentas de cálculo de carga térmica evoluíram muito desde a década de 80 para cá. Hoje, pode-se estimar a influência de uma fachada de vidro no consumo de energia em ar-condicionado de um prédio com muito mais precisão, ao longo de um ano inteiro, e não apenas para o dia crítico, mais quente.

O contexto do projeto exige soluções diferenciadas:

• O contexto urbano, o uso do prédio, densidade de cargas internas são fatores determinantes na hora de projetar uma fachada de alta eficiência e que proporcione bom padrão de conforto térmico. Muitos prédios comerciais recentemente construídos em cidades como São Paulo e Rio de Janeiro têm recebido críticas por terem suas fachadas lacradas, sem o aproveitamento de ventilação natural, e com revestimento em vidro. 

Na prática, a maioria desses prédios tem passado por exaustivos estudos de eficiência energética por simulação computacional para se alcançar o melhor desempenho viável para suas fachadas. O aproveitamento da ventilação natural infelizmente não tem sido possível em adensamentos urbanos com alto regime de tráfego, poluição e ruído no entorno. 

• Nesses casos, a solução mais viável ainda é o condicionamento artificial da edificação, com uma boa solução de fachada para minimizar os ganhos de calor. Em outros contextos, onde poluição e ruído não são determinantes pode-se explorar projetos mais passivos, sem o uso extensivo de sistema de climatização artificial, com mais proteções solares externas e aproveitamento da ventilação natural.

Outras Considerações:

• Em diversos projetos residenciais os vidros de controle solar também têm sido explorados para melhorar o conforto térmico, luminoso e acústico. Porém, para o consumidor final, mesmo o usuário de um prédio comercial, os benefícios do uso de um vidro especial ainda são pouco perceptíveis. A divulgação, o treinamento e educação são ações que a indústria vidreira brasileira tem colocado na agenda de atividades nos últimos anos.

Fernando Simon Westphal é Engenheiro Civil, Doutor em Engenharia, professor do Departamento de Arquitetura e Urbanismo da Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC). Sócio da empresa ENE Consultores (SP e SC).

O Consumo Energético nas Edificações