Aplicação do RTQ-R em uma edificação multifamiliar na cidade de Santa Maria - Rs

UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA MARIA CENTRO DE TECNOLOGIA

CURSO DE ENGENHARIA CIVIL

Guilherme Rosinski

APLICAÇÃO DO REGULAMENTO TÉCNICO DA QUALIDADE PARA O NÍVEL DE EFICIÊNCIA ENERGÉTICA DE EDIFICAÇÕES

RESIDENCIAIS NA CIDADE DE SANTA MARIA - RS

Santa Maria, RS 2016

Guilherme Rosinski

APLICAÇÃO DO REGULAMENTO TÉCNICO DA QUALIDADE PARA O NÍVEL DE

EFICIÊNCIA ENERGÉTICA DE EDIFICAÇÕES RESIDENCIAIS NA CIDADE DE

SANTA MARIA - RS

Trabalho de conclusão de curso apresentado ao curso de Engenharia Civil, da Universidade Federal de Santa Maria (UFSM, RS), como requisito parcial para obtenção do grau de Engenheiro Civil.

Orientadora: Profª. Drª. Janis Elisa Ruppenthal


Guilherme Rosinski

APLICAÇÃO DO REGULAMENTO TÉCNICO DA QUALIDADE PARA O NÍVEL DE

EFICIÊNCIA ENERGÉTICA DE EDIFICAÇÕES RESIDENCIAIS NA CIDADE DE SANTA MARIA - RS

Trabalho de conclusão de curso apresentado ao curso de Engenharia Civil, da Universidade Federal de Santa Maria (UFSM, RS), como requisito parcial para obtenção do grau de Engenheiro Civil.

Aprovado em 15 de julho de 2016:

_______________________________________ Janis Elisa Ruppenthal, Dra. (UFSM)

(Presidente/Orientadora)

_______________________________________ Alessandro de Franceschi, Dr. (UFSM)

_______________________________________ Denis Rabenschlag, Dr. (UFSM)


AGRADECIMENTOS

A realização deste estudo ocorreu graças ao auxílio, compreensão e motivação

de diversas pessoas. Agradeço a todos que, de alguma forma, contribuíram para sua

concretização.

À minha orientadora, Janis Elisa Ruppenthal, pelo incentivo à pesquisa, pela

disposição e pela contribuição na avaliação desse trabalho.

Aos meus pais, Rita e Luiz, ao meu padrinho, Marcelo, e ao meu padrasto,

Wilson, pela dedicação, pelo carinho e por sempre terem sido minha referência em

termos de disciplina e valores morais.

Aos meus avós, Izolita e Antônio, que me receberam em sua casa para que eu

realizasse a minha formação educacional e profissional em Santa Maria – RS.

À Ana Luísa Bisognin, minha namorada, por estimular a realização deste

estudo e oferecer carinho, compreensão e ajuda nos momentos difíceis.

Ao grande amigo Gabriel Dall’asta, pelos memoráveis anos de convivência

durante boa parte da minha existência.

Aos professores de todos os departamentos ligados ao curso de Engenharia

Civil, pela valiosa contribuição na minha formação acadêmica.

À Universidade Federal de Santa Maria, por toda a estrutura a mim oferecida

no período da graduação.

Enfim, à todas as pessoas que se fizeram presente durante a graduação em

Engenharia Civil, muito obrigado.

RESUMO

APLICAÇÃO DO REGULAMENTO TÉCNICO DA QUALIDADE PARA O NÍVEL DE EFICIÊNCIA ENERGÉTICA DE EDIFICAÇÕES RESIDENCIAIS NA CIDADE DE

SANTA MARIA - RS

AUTOR: Guilherme Rosinski ORIENTADORA: Janis Elisa Ruppenthal

Este trabalho teve como finalidade classificar a eficiência energética e verificar o desempenho térmico de uma edificação residencial vertical multifamiliar na cidade de Santa Maria – RS, à luz do Regulamento Técnico de Qualidade para o Nível de Eficiência Energética de Edificações Residenciais (RTQ-R), lançado em 2010. A pesquisa busca realizar o cálculo das propriedades térmicas dos materiais utilizados no empreendimento, aplicar a metodologia prescritiva do RTQ-R, identificar os aspectos que levaram ao resultado obtido e propor alterações para elevar a classificação de desempenho da edificação. Para tal, foram inicialmente fundamentados os conceitos relacionados às propriedades dos materiais, foi demonstrado o histórico dos programas de conservação de energia no Brasil e foi descrita a metodologia prescritiva para classificação de desempenho energético de edificações residenciais. Após a aplicação do método, a envoltória da edificação obteve um resultado satisfatório, uma vez que mais de 90% dos apartamentos atingiram o nível B de classificação neste quesito. Em contrapartida, a baixa pontuação do sistema de aquecimento de água, composto apenas de esperas para ligação de chuveiros elétricos, resultou na obtenção do nível C na Etiqueta Nacional de Conservação de Energia (ENCE) do empreendimento. Com o objetivo de atingir o nível A de classificação, foi proposta a alteração do sistema elétrico de aquecimento de água pelo sistema de aquecimento a gás, bem como a instalação de equipamentos de racionamento de água e a entrega da edificação com lâmpadas detentoras do Selo Procel já instaladas nas unidades habitacionais autônomas.

Palavras-chave: Eficiência Energética. Etiquetagem. RTQ-R.

ABSTRACT

APPLICATION OF THE QUALITY TECHNICAL REGULATION FOR ENERGY EFFICIENCY LEVEL IN RESIDENCIAL BUILDINGS IN SANTA MARIA - RS

AUTHOR: Guilherme Rosinski ADVISOR: Janis Elisa Ruppenthal

The goal of this study is to classify the energy efficiency and verify thermal performance of a vertical multi-family building in Santa Maria – RS using the Quality Technical Regulation for Energy Efficiency Level Residential Buildings (RTQ-R), released in 2010. The research seeks to calculate the thermal properties of materials used in the building, apply the prescriptive RTQ-R methodology, identify the aspects that led to the results and propose amendments to raise the building performance rating. To this end, were studied the concepts related to the material properties. Also, was shown the history of energy conservation programs in Brazil and the description of the prescriptive methodology for energy performance rating of residential buildings. Once the method was applied, the building envelope achieved a satisfactory result, more than 90% of the apartments have reached the B level rating in this aspect. In contrast, the low score of the water heating system, consisting only in electric showers, resulted the achievement of C level in the National Energy Conservation Label (ENCE) of the enterprise. In order to reach the A level, it was proposed to change the water heating system, as well as the installation of water rationing equipment and install lamps with Selo Procel in the autonomous housing units.

Keywords: Energy Efficiency. Labeling. RTQ-R

LISTA DE ILUSTRAÇÕES

Figura 1 – Gráfico setorial do consumo de energia elétrica no ano de 2014. ........... 13

Figura 2 – Gráfico da variação do índice de consumo de energia elétrica no setor

residencial brasileiro ................................................................................. 15

Figura 3 – Ilustração gráfica das propriedades de amortecimento e atraso térmico . 19

Figura 4 – Exemplo de ENCE para edificações residenciais .................................... 21

Figura 5 – Selo PROCEL .......................................................................................... 23

Figura 6 – Gráfico do consumo percentual de energia elétrica, por aparelho, em

residências na região sul do Brasil ........................................................... 24

Figura 7 – Zoneamento bioclimático brasileiro .......................................................... 26

Figura 8 – Ponderação das UHs para determinação do equivalente numérico de

uma edificação multifamiliar ..................................................................... 27

Figura 9 - Estrutura da determinação do equivalente numérico da envoltória .......... 31

Figura 10 – Localização da edificação estudada ....................................................... 38

Figura 11 – Fachada da edificação com seus respectivos pavimentos ..................... 39

Figura 12 – Tipologias das unidades habitacionais autônomas ................................ 41

Figura 13 – Numeração das unidades habitacionais autônomas .............................. 41

Figura 14 – Quados das propriedades das paredes da edificação ........................... 43

Figura 15 – Composição da cobertura da edificação voltada ao exterior .................. 44

Figura 16 – Captura de tela do software ZBBR ......................................................... 46

Figura 17 – Captura de tela da planilha fornecida pelo INMETRO ............................ 51

Figura 18 – Ângulos β, ɣ e α de proteção solar ......................................................... 57

Figura 19 – Classificação do EqNumEnv das UHs ................................................... 65

Figura 20 – Classificação do EqNumEnvA das UHs .................................................. 66

Figura 21 – Classificação do EqNumEnvResf das UHs .............................................. 66

Figura 22 – Classificação do EqNumAA das UHs ..................................................... 67

Figura 23 – Quadro dos resultados da avaliação através do RTQ-R ........................ 68

Figura 24 – Simulação da ENCE para a edificação objeto do estudo de caso ......... 68

Figura 25 – Quadro da avaliação com alteração no sistema de aquecimento de

água ....................................................................................................... 69

Figura 26 – Quadro da avaliação com alteração no sistema de aquecimento de

água, bonificações de iluminação artificial e bacias com duplo

acionamento. .......................................................................................... 70

LISTA DE TABELAS

Tabela 1 - Classificação do nível de eficiência de acordo com a pontuação obtida .. 28

Tabela 2 – Coeficientes da Equação 1 de acordo com a região geográfica ............. 28

Tabela 3 – Relação do equivalente numérico (EqNum) com o nível de eficiência .... 29

Tabela 4 – Distribuição de pesos de acordo com a zona bioclimática ...................... 31

Tabela 5 – Espessura mínima de isolamento para tubulações metálicas de água

quente ..................................................................................................... 32

Tabela 6 – Classificação de eficiência para sistemas de aquecimento solar ............ 33

Tabela 7 – Nível de eficiência para bombas de calor. ............................................... 34

Tabela 8 – Coeficiente de redução de porosidade .................................................... 34

Tabela 9 – Tipologias das unidades habitacionais autônomas ................................. 40

Tabela 10 – Propriedades dos blocos da envoltória .................................................. 42

Tabela 11 – Propriedades das aberturas das unidades habitacionais autônomas ... 45

Tabela 12 – Pré-requisitos das paredes externas e coberturas ................................ 47

Tabela 13 – Verificação do pré-requisito de ventilação natural ................................. 48

Tabela 14 – Verificação do pré-requisito iluminação natural ..................................... 49

Tabela 15 – Verificação do pré-requisito de ventilação cruzada ............................... 50

Tabela 16 – Ponderação da transmitância térmica das paredes externas da suíte .. 52

Tabela 17 – Ponderação da capacidade térmica das paredes externas da suíte ..... 53

Tabela 18 – Ponderação da absortância solar (α) das paredes externas da suíte ... 53

Tabela 19 – Cálculo do índice CTpar dos ambientes de permanência prolongada .. 54

Tabela 20 – Áreas de paredes externas dos ambientes de permanência

prolongada ............................................................................................ 55

Tabela 21 – Áreas de aberturas externas dos ambientes de permanência

prolongada ............................................................................................ 56

Tabela 22 – Cálculo do valor somb para a abertura do ambiente sala e cozinha ..... 58

Tabela 23 – Ponderação do valor somb para a abertura do ambiente sala e

cozinha .................................................................................................. 58

Tabela 24 – Valores de GHR, CA e CR para a UH analisada ..................................... 59

Tabela 25 – Ponderação do EqNumEnvResfr ............................................................. 60

Tabela 26 – Ponderação do EqNumEnvA ................................................................. 60

Tabela 27 – Porosidade das fachadas do apartamento 706 ..................................... 62

Tabela 28 – Profundidade do ambiente com relação a ha ......................................... 63

LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS

ABNT Associação Brasileira de Normas Técnicas

ASTM American Society for Testing and Materials

CA Consumo relativo para aquecimento CIB International Council for Research and Innovation in

Building and Construction CONSERVE Programa de Promoção da Conservação de Energia

COP Coeficiente de Performance

CR Consumo relativo para refrigeração

CT Capacidade térmica

ENCE Etiqueta Nacional de Conservação de Energia

EPS Poliestireno Expandido

EqNum Equivalente numérico

EqNumAA Equivalente numérico do sistema de aquecimento de água

EqNumEnv Equivalente numérico da envoltória

EqNumEnvA Equivalente numérico da envoltória para aquecimento

EqNumEnvAmbA Equivalente numérico da envoltória do ambiente para aquecimento

EqNumEnvAmbRefrig Equivalente numérico da envoltória do ambiente para refrigeração

EqNumEnvAmbResfr Equivalente numérico da envoltória do ambiente para resfriamento

EqNumEnvRefrig Equivalente numérico da envoltória para refrigeração

EqNumEnvResfr Equivalente numérico da envoltória para resfriamento GHR Indicador de graus-hora para resfriamento

GLP Gás Liquefeito de Petróleo

GN Gás Natural

IBGE Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística

IEA International Energy Agency

INMETRO Instituto Nacional de Metrologia, Qualidade e Tecnologia

ISO International Organization for Standardization

LabEEE Laboratório de Eficiência Energética em Edificações

MME Ministério de Minas e Energia

NBR Norma Brasileira

PBE Programa Brasileiro de Etiquetagem

PROCEL Programa Nacional de Conservação de Energia Elétrica PTUH Pontuação da unidade habitacional autônoma

RT Resistência térmica

RTQ Regulamento Técnico de Qualidade

SI Sistema Internacional de Unidades

UFSC Universidade Federal de Santa Catarina

UFSCAR Universidade Federal de São Carlos

UFSM Universidade Federal de Santa Maria

UH Unidade Habitacional Autônoma

ZB Zona Bioclimática

SUMÁRIO

1 INTRODUÇÃO ........................................................................................... 13

1.1 OBJETIVO GERAL ..................................................................................... 14

1.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS ...................................................................... 14

1.3 JUSTIFICATIVA ......................................................................................... 15

2 REVISÃO DE LITERATURA ..................................................................... 17

2.1 PROPRIEDADES DOS MATERIAIS .......................................................... 17

2.1.1 Calor específico ........................................................................................ 17

2.1.2 Condutividade térmica ............................................................................. 17

2.1.3 Resistência térmica .................................................................................. 18

2.1.4 Transmitância térmica ............................................................................. 18

2.1.5 Capacidade térmica .................................................................................. 18

2.1.6 Inércia térmica e atraso térmico ............................................................. 19

2.2 PROGRAMAS DE EFICIÊNCIA ENERGÉTICA ......................................... 20

2.2.1 Programa de Promoção da Conservação de Energia ........................... 20

2.2.2 Programa Brasileiro de Etiquetagem ...................................................... 21

2.2.3 Programa Nacional de Conservação de Energia Elétrica ..................... 22

2.2.3.1 O Selo PROCEL ......................................................................................... 23

2.2.4 Lei de Eficiência Energética .................................................................... 23

2.3 EFICIÊNCIA ENERGÉTICA EM EDIFICAÇÕES........................................ 24

2.3.1 Zoneamento bioclimático ........................................................................ 25

2.4 O REGULAMENTO TÉCNICO DE QUALIDADE PARA O NÍVEL DE

EFICIÊNCIA EM EDIFICAÇÕES RESIDENCIAIS (RTQ – R) .................... 27

2.4.1 Pré-requisitos gerais ................................................................................ 29

2.4.2 Avaliação da envoltória ........................................................................... 29

2.4.2.1 Pré-requisitos da envoltória ........................................................................ 29

2.4.2.2 Determinação da eficiência da envoltória ................................................... 30

2.4.3 Avaliação do sistema de aquecimento de água .................................... 32

2.4.3.1 Pré-requisitos do sistema de aquecimento de água ................................... 32

2.4.3.2 Determinação da eficiência do sistema de aquecimento solar ................... 32

2.4.3.3 Determinação da eficiência do sistema de aquecimento a gás .................. 33

2.4.3.4 Determinação da eficiência do sistema de aquecimento elétrico ............... 33

2.4.3.5 Determinação da eficiência do sistema de aquecimento por bombas de

calor ............................................................................................................ 33

2.4.4 Bonificações ............................................................................................. 34

2.4.4.1 Bonificação de ventilação natural ............................................................... 34

2.4.4.2 Bonificação de iluminação natural .............................................................. 35

2.4.4.3 Bonificação de uso racional de água .......................................................... 35

2.4.4.4 Bonificação de condicionamento artificial de ar .......................................... 36

2.4.4.5 Bonificação de iluminação artificial ............................................................. 36

2.4.4.6 Bonificação de ventiladores de teto ............................................................ 36

2.4.4.7 Bonificação de refrigeradores ..................................................................... 36

2.4.4.8 Bonificação de medição individualizada ..................................................... 36

3 METODOLOGIA ........................................................................................ 37

4 OBJETO DE ESTUDO ............................................................................... 38

4.1 LOCALIZAÇÃO .......................................................................................... 38

4.2 DESCRIÇÃO DA EDIFICAÇÃO ................................................................. 38

4.3 UNIDADES HABITACIONAIS .................................................................... 40

4.4 ENVOLTÓRIA ............................................................................................ 41

4.5 ABERTURAS ............................................................................................. 44

5 AVALIAÇÃO DA EDIFICAÇÃO ATRAVÉS DO RTQ-R ............................ 46

5.1 DETERMINAÇÃO DA ZONA BIOCLIMÁTICA DA EDIFICAÇÃO ............... 46

5.2 VERIFICAÇÃO DOS PRÉ-REQUISITOS GERAIS .................................... 47

5.3 AVALIAÇÃO DA ENVOLTÓRIA ................................................................. 47

5.3.1 Pré-requisitos da envoltória .................................................................... 47

5.3.1.1 Absortância solar, transmitância térmica e capacidade térmica ................. 47

5.3.1.2 Ventilação natural ....................................................................................... 48

5.3.1.3 Iluminação natural ...................................................................................... 48

5.3.1.4 Ventilação cruzada e ventilação natural nos banheiros.............................. 49

5.3.2 Determinação da eficiência da envoltória .............................................. 50

5.3.2.1 Situação de piso e cobertura ...................................................................... 51

5.3.2.2 Cobertura ................................................................................................... 52

5.3.2.3 Paredes externas ....................................................................................... 52

5.3.2.4 Características construtivas ....................................................................... 55

5.3.2.5 Áreas de paredes externas ........................................................................ 55

5.3.2.6 Áreas de aberturas externas ...................................................................... 56

5.3.2.7 Características das aberturas ..................................................................... 56

5.3.2.8 Características térmicas de isolamento ...................................................... 59

5.3.2.9 Equivalente numérico da envoltória............................................................ 59

5.4 AVALIAÇÃO DO SISTEMA DE AQUECIMENTO DE ÁGUA ..................... 61

5.5 BONIFICAÇÕES ........................................................................................ 61

5.5.1 Bonificação de ventilação natural........................................................... 61

5.5.2 Bonificação de iluminação natural ......................................................... 62

5.5.3 Outras bonificações ................................................................................. 63

5.6 CLASSIFICAÇÃO DA UH ........................................................................... 63

5.7 AVALIAÇÃO DAS ÁREAS DE USO COMUM ............................................ 64

6 RESULTADOS ........................................................................................... 65

6.1 AVALIAÇÃO DA ENVOLTÓRIA ................................................................. 65

6.2 AVALIAÇÃO DO SISTEMA DE AQUECIMENTO DE ÁGUA ..................... 66

6.3 BONIFICAÇÕES ........................................................................................ 67

6.4 CLASSIFICAÇÃO FINAL DAS ÁREAS DE USO PRIVATIVO ................... 67

6.5 ALTERAÇÕES PROPOSTAS .................................................................... 69

7 CONSIDERAÇÕES FINAIS ....................................................................... 71

REFERÊNCIAS .......................................................................................... 73

APÊNDICE A – CÁLCULO DAS PROPRIEDADES TÉRMICAS DAS

PAREDES INTERNAS ............................................................................... 77

APÊNDICE B – CÁLCULO DAS PROPRIEDADES TÉRMICAS DAS

PAREDES EXTERNAS COM PINTURA.................................................... 82

APÊNDICE C – CÁLCULO DAS PROPRIEDADES TÉRMICAS DAS

PAREDES EXTERNAS COM REVESTIMENTO CERÂMICO ................... 85

APÊNDICE D – CÁLCULO DA ABSORTÂNCIA DAS SUPERFÍCIES ..... 89

APÊNDICE E – CÁLCULO DAS PROPRIEDADES TÉRMICAS DA

COBERTURA COM REVESTIMENTO CERÂMICO .................................. 89

ANEXO A – EQUAÇÃO DE CÁLCULO DO INDICADOR

GRAUS-HORA (GHR) NA ZONA BIOCLIMÁTICA 2 ................................. 92

ANEXO B – EQUAÇÃO DE CÁLCULO DO CONSUMO RELATIVO

PARA AQUECIMENTO (CA) NA ZONA BIOCLIMÁTICA 2 ....................... 93

ANEXO C – PLANTA BAIXA DO APARTAMENTO 706 .......................... 94

ANEXO D - ÂNGULOS DE SOMBREAMENTO RECOMENDADOS .

PARA SANTA MARIA - RS........................................................................ 95

13

1 INTRODUÇÃO

Ao longo de todo o século XX a abundante oferta de energia, proveniente de

combustíveis fósseis como petróleo e carvão mineral, forneceu suporte ao

crescimento e às transformações da economia mundial. Porém, no início desse

século, o cenário mudou ao ser colocado à prova por uma nova realidade: a

necessidade de um desenvolvimento sustentável.

Apesar dos inúmeros programas de estímulo à eficiência energética e ao uso

consciente de energia, a demanda continua crescendo a cada ano. Segundo

levantamento da International Energy Agency (2008), entre os anos de 1973 e 2006,

o consumo mundial de energia aumentou em 73%. Boa parte dessa expansão,

estimulada pelo crescimento econômico acelerado de países Asiáticos e Latino-

americanos (BRASIL, 2008).

No Brasil, o setor residencial foi responsável pelo consumo de 9,3% de todo o

gasto energético do ano de 2014. Porém, ao considerar apenas a utilização de energia

elétrica, as residências do país consumiram 25% do total, ficando atrás apenas do

montante consumido pelas indústrias, como representa a Figura 1 (BRASIL, 2015).

Figura 1 – Gráfico setorial do consumo de energia elétrica no ano de 2014

Fonte: Adaptação de Brasil (2015).

14

Com o objetivo de estimular o uso eficiente de energia elétrica, foi criado pelo

governo, na década de 1980, o Programa Brasileiro de Etiquetagem (PBE) e o

Programa Nacional de Conservação de Energia Elétrica (PROCEL), tendo esse um

subprograma intitulado PROCEL Edifica, que visa promover eficiência energética em

edificações (BRASIL, 2011).

Mais tarde, através de uma parceria do PROCEL Edifica com o PBE, foi

publicado o Regulamento Técnico de Qualidade para o Nível de Eficiência Energética

em Edificações Comerciais, de Serviços e Públicas (RTQ-C) e o Regulamento Técnico

de Qualidade para o Nível de Eficiência Energética em Edificações Residenciais

(RTQ-R). A avaliação por meio desses regulamentos resulta em uma etiqueta de

classificação que indica de A, mais eficiente, até E, menos eficiente, o grau de

eficiência energética de uma edificação.

O presente trabalho, baseado no contínuo crescimento do consumo de energia

elétrica pelo setor residencial, aliado ao pequeno número de edificações residenciais

multifamiliares certificadas até o momento, realiza uma fundamentação teórica acerca

das propriedades térmicas dos materiais, aborda a metodologia do RTQ-R e simula

uma etiqueta de classificação para um edifício multifamiliar através do método

prescritivo do RTQ-R.

1.1 OBJETIVO GERAL

Aplicar o método prescritivo do RTQ-R na avaliação da eficiência energética de

uma edificação multifamiliar localizada na cidade de Santa Maria – RS.

1.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS

a. Realizar o cálculo das propriedades térmicas das composições de materiais

utilizados na construção da edificação objeto desse estudo;

b. Aplicar a metodologia prescritiva do RTQ-R para avaliar o nível de eficiência

energética na edificação estudada e simular uma etiqueta de eficiência com

base no Programa Brasileiro de Etiquetagem (PBE);

c. Identificar os aspectos de influência sobre o resultado obtido e propor

medidas que possam melhorar o desempenho energético da edificação.

15

1.3 JUSTIFICATIVA

De acordo com Lamberts, Dutra e Pereira (2014), a popularização dos sistemas

artificiais de iluminação e condicionamento térmico permitiu aos projetistas uma

situação bastante cômoda em relação à interação do edifício com o ambiente local.

Dessa forma, a envoltória das edificações perdeu sua função de regulador térmico e

permitiu uma arquitetura que não utiliza o clima a seu favor.

Assim, os ocupantes de uma edificação com baixo conforto térmico irão tomar

medidas para torná-la confortável. Essas medidas geralmente envolvem o consumo

de energia, através da utilização de equipamentos de condicionamento artificial

(ROAF; CRICHTON; NICOL, 2005).

Nas residências brasileiras o consumo de energia elétrica mais que duplicou

do ano de 1990 a 2012 (Figura 2). Esse acréscimo ocorreu, principalmente, devido à

maior estabilidade econômica obtida com o Plano Real, à manutenção das condições

econômicas favoráveis e às políticas de distribuição de renda (BRASIL, 2013).

Figura 2 – Gráfico da variação do índice de consumo de energia elétrica no setor residencial brasileiro

Fonte: (BRASIL, 2013).

Após a criação do RTQ-C e do RTQ-R, uma das propostas do PROCEL Edifica,

determinada em 2011 pelo Plano Nacional de Eficiência Energética, é de tornar

16

obrigatória a etiquetagem de edificações públicas em um horizonte de 10 anos, de

edificações comerciais em 15 anos e de edificações residenciais em 20 anos (BRASIL,

2011).

Na direção de tornar a etiquetagem compulsória a Instrução Normativa IN

02/2014, obriga a obtenção de Etiqueta Nível A para edifícios públicos federais novos

ou que passem por obras de reformulação (BRASIL, 2011).

Ainda, de acordo com o relatório de indicadores do American Council for an

Energy-Efficient Economy (2014), uma das áreas que mais exige melhoria de

eficiência energética no Brasil é a esfera de construções residenciais e comerciais.

Segundo o relatório, isso ocorre por que na contramão de políticas públicas de países

como Austrália, França e Espanha, no Brasil não há um código obrigatório para

eficiência energética em edificações.

Por fim, a eficiência energética também representa uma preferência de compra

do consumidor. Em pesquisa realizada pelo Instituto Akatu, quando perguntados

sobre os fatores mais importantes na decisão de compra de produtos iguais de mesmo

valor, o item com maior relevância foi relacionado ao comprometimento da empresa

com a redução de consumo de energia (INSTITUTO AKATU, 2013).

17

2 REVISÃO DE LITERATURA

2.1 PROPRIEDADES DOS MATERIAIS

De acordo com Kappaun (2015), o envelope da edificação é responsável pelas

trocas térmicas entre o meio externo e interno do ambiente, assim, torna-se importante

o estudo e o conhecimento acerca das propriedades térmicas dos materiais de sua

envoltória.

As recomendações de materiais utilizados nas construções, geralmente, são

baseadas somente em uma de suas características térmicas, porém, essas sugestões

deveriam levar em conta todas as suas propriedades, já que cada material possui uma

gama de atributos que os torna únicos. Por exemplo, dois materiais distintos, mas com

mesmo valor de condutibilidade térmica, podem apresentar diferente desempenho

térmico se tiverem valores díspares de calor específico ou densidade (CRUZ, 2002).

2.1.1 Calor específico

De acordo com Cruz (2002), o calor específico (c) caracteriza a capacidade do

material de acumular calor. Seu valor expressa a quantidade de energia necessária

para que 1 grama de material sofra uma variação de 1 grau de temperatura. Sua

unidade no SI é J/(kg.K).

Nos materiais de construção não há uma grande variação dessa propriedade,

que usualmente encontra-se entre 500 e 2.000 J/(kg.K). De modo geral, poucos

materiais apresentam valores fora dessa margem, com exceção da água, cujo calor

específico é de 4.187 J/(kg.K), tornando-a um bom meio de armazenamento térmico.

2.1.2 Condutividade térmica

De acordo com Cruz (2002), a condutividade térmica () expressa a capacidade

do material de conduzir calor. A NBR 15.520 (2005a) caracteriza a condutividade

térmica como uma propriedade física de um material homogêneo no qual se verifica

um fluxo de calor constante, com densidade de 1 W/m², quando submetido a um

18

gradiente de temperatura uniforme de 1 Kelvin por metro. Sua unidade no SI é

W/(m.K).

A condutividade térmica apresenta valores menores em materiais menos

densos, devido a existência de ar aprisionado nos seus poros. Dessa forma, quanto

menor a densidade do material, menor sua condutividade térmica e pior condutor ele

será (LAMBERTS; DUTRA; PEREIRA, 2014).

2.1.3 Resistência térmica

De acordo com Lamberts, Dutra e Pereira (2014), a resistência térmica (RT) de

um material expressa a sua capacidade de resistir ou opor-se a passagem de calor.

O valor da resistência térmica de um material sofre variações de acordo com a sua

espessura e a sua condutividade térmica. Quanto maior for a condutividade térmica

de um material e menor for sua espessura, maior será a quantidade de calor

transferida entre suas superfícies e, consequentemente, menor será sua resistência

térmica. Sua unidade no SI é (m².K)/W.

2.1.4 Transmitância térmica

A transmitância térmica (U) é considerada o inverso da resistência térmica,

portanto, é uma propriedade física dos materiais relacionada à permissão de

passagem de energia. Esta propriedade é definida como a transmissão de calor

através de uma área unitária de um elemento ou componente construtivo. Sua

unidade no SI é W/(m².K). (BRASIL, 2012).

2.1.5 Capacidade térmica

Segundo a ABNT (2005a), a capacidade térmica (CT) é a quantidade de calor

necessária para variar em uma unidade a temperatura de um sistema. Sua unidade

no SI é J/(m².K). Essa propriedade indica a capacidade de retenção de calor de um

componente, variando de acordo com a sua espessura, calor específico e densidade.

19

2.1.6 Inércia térmica e atraso térmico

De acordo com Papst (1999), a inércia térmica é a capacidade de uma

edificação armazenar calor em sua estrutura e dissipar esse calor ao longo do tempo.

Uma edificação com baixa inércia térmica apresenta, em condições naturais, sempre

uma temperatura interna semelhante a temperatura externa. Por outro lado, se fosse

possível obter uma inércia infinita, a temperatura interna permaneceria sempre

constante. A razão entre o calor absorvido e o calor armazenado nos materiais da

edificação são dependentes da capacidade térmica do material que compõe a

envoltória.

Em edificações, o calor armazenado nas estruturas ao longo do dia é devolvido

ao ambiente somente a noite, quando as temperaturas diminuem. Da mesma forma,

a estrutura resfriada ao longo da noite mantém-se fria durante parte do dia. Assim,

esta característica pode diminuir a amplitude entre as temperaturas internas e

externas, sendo, portanto, uma propriedade desejável às construções situadas em

locais com variações climáticas acentuadas (LAMBERTS; DUTRA; PEREIRA, 2014).

De acordo com Lamberts, Dutra e Pereira (2014), a diminuição na amplitude

das temperaturas recebe o nome de amortecimento (µ). Já a diferença de tempo entre

o pico de temperatura no ambiente externo e o pico de temperatura no ambiente

interno constitui o atraso térmico (φ) (Figura 3).

Figura 3 – Ilustração gráfica das propriedades de amortecimento e atraso térmico

Fonte: Do autor, 2016.

20

2.2 PROGRAMAS DE EFICIÊNCIA ENERGÉTICA

A preocupação com a eficiência energética se intensificou na década de 1970,

após a crise do petróleo. A percepção da escassez desse recurso, juntamente com a

elevação de seu preço, abriu espaço para a promoção de ações voltadas à

conservação dessa matriz e a uma maior eficiência no uso de seus derivados

(BRASIL, 2011).

De acordo com Carlo (2008), posteriormente à crise, diversos países lançaram

programas de incentivo à redução do consumo de energia, resultando mais tarde na

criação de normas de eficiência energética, como a norma americana Standard 90 –

Energy Conservation in New Building Design e a norma californiana Title 24 de 1978.

No Brasil, o incentivo à redução do consumo de energia, à maior eficiência, à

redução das perdas e um melhor desempenho dos sistemas, tem por base programas

governamentais e um arcabouço legal que se aplica aos mais variados segmentos,

do gerador de energia até o consumidor final (SANTOS; SOUZA, 2008).

2.2.1 Programa de Promoção da Conservação de Energia

O Programa de Promoção da Conservação de Energia (CONSERVE) foi criado

em 1981 para atender exigências relativas à conservação de energia na indústria, ao

desenvolvimento de produtos e processos mais eficientes e ao estímulo à substituição

de petróleo importado por fontes alternativas autóctones.

De acordo com o Plano Nacional de Eficiência Energética, o objetivo do

programa era estimular a conservação e a substituição de óleo combustível

consumido, principalmente, na indústria siderúrgica, de cimento e de papel e celulose

(BRASIL, 2011)

De acordo com De Souza, Guerra e Kruguer (2011), já no ano de seu

lançamento o CONSERVE foi responsável por um decréscimo de aproximadamente

18% no consumo industrial de óleo combustível. Porém, a distorção sofrida pelo

programa e os obstáculos enfrentados no seu desenvolvimento impediram que o

objetivo inicial fosse alcançado.

21

Segundo Martins, Aguiar e Haddad (1999), com o aumento da utilização da

eletricidade no setor industrial ocorreu a transferência de responsabilidade sobre a

conservação de energia para o setor elétrico.

2.2.2 Programa Brasileiro de Etiquetagem

Em 1984 o Instituto Nacional de Metrologia, Qualidade e Tecnologia

(INMETRO) implementou o Programa de Conservação de Energia Elétrica em

Eletrodomésticos com o objetivo de promover a redução do consumo de energia em

equipamentos eletrodomésticos como condicionadores de ar, geladeiras e

congeladores.

Mais tarde, o programa teve seu nome alterado para Programa Brasileiro de

Etiquetagem (PBE) e agregou-se ao objetivo inicial a criação de índices de segurança

e o estabelecimento de ações para definição de indicadores mínimos de eficiência

energética (BRASIL, 2011)

Através do programa, os produtos são ensaiados e recebem a Etiqueta

Nacional de Conservação de Energia (ENCE) com faixas coloridas que os diferenciam

de acordo com o nível de eficiência energética (Figura 4).

Figura 4 – Exemplo de ENCE para edificações residenciais


22

A partir da Lei nº 10.295, publicada em 17 de outubro de 2001, conhecida como

Lei de Eficiência Energética, o INMETRO, que estabelecia a etiquetagem de forma

voluntária, tornou o programa compulsório para produtos eletrodomésticos

consumidores de energia elétrica.

2.2.3 Programa Nacional de Conservação de Energia Elétrica

O Programa Nacional de Conservação de Energia Elétrica (PROCEL) é um

programa de governo coordenado pelo Ministério de Minas e Energia (MME) e

executado pela Eletrobras. Foi instituído em 30 de dezembro de 1985 para promover

o uso eficiente da energia elétrica e combater o seu desperdício.

De acordo com De Souza, Guerra e Kruguer (2011), o programa passou por

três fases desde a sua criação. Até 1989 observaram-se questões relacionadas a

pesquisa e desenvolvimento tecnológico, promoção de suporte tecnológico ao setor

industrial e promoção da conservação de energia elétrica pela normalização,

padronização e certificação de equipamentos.

Mais tarde, através de um decreto presidencial, o PROCEL foi transformado

em programa de governo, tendo suas responsabilidades ampliadas, articulando-se

com todos os segmentos da sociedade direta ou indiretamente ligados ao uso e

produção de energia elétrica

Na terceira fase, o PROCEL foi reestruturado e seu objetivo passou a ser a

incorporação de ações de eficiência energética no sistema elétrico. Destaca-se a

redução de perdas dos sistemas de geração, transmissão e distribuição de energia

elétrica e, sobretudo, na definição objetiva dos potenciais e prioridades de

conservação de energia elétrica em curto prazo.

Entre outros subprogramas existentes, foi instaurado em 2003 o programa

PROCEL Edifica, voltado para ações de eficiência energética em edificações. Seu

propósito é introduzir os conceitos de eficiência energética na cultura construtiva

nacional, desenvolver a utilização de tecnologias energicamente eficientes e

desenvolver leis de eficiência energética (ELETROBRAS, 2009).

23

2.2.3.1 O Selo PROCEL

Instituído em 1993, o Selo PROCEL (Figura 5) premia os produtos com as

melhores classificações de eficiência energética em uma determinada categoria.

Desta forma, o selo informa ao consumidor, no ato da compra, os produtos que

apresentam os melhores níveis de eficiência energética. O objetivo é estimular a

fabricação e a comercialização de produtos mais eficientes, contribuindo para o

desenvolvimento tecnológico e à redução de impactos ambientais (DIAS, 2010).

Figura 5 – Selo PROCEL


2.2.4 Lei de Eficiência Energética

Em decorrência do racionamento de energia elétrica no ano de 2001, o

Congresso Nacional aprovou um projeto de lei sobre eficiência energética que

tramitava há mais de 10 anos no Senado. A Lei nº 10.295, promulgada em outubro de

2001, ficou então conhecida como Lei de Eficiência Energética (DAVID, 2013).

Esta legislação dispõe sobre a política nacional de conservação e uso racional

de energia. A lei incumbe ao Poder Executivo estabelecer os níveis máximos de

consumo e mínimo de eficiência energética de aparelhos, máquinas ou produtos

consumidores de energia. De acordo com a lei, cabe também ao Poder Executivo

desenvolver mecanismos para promover a eficiência energética em edificações

construídas no país (BRASIL, 2011).

24

2.3 EFICIÊNCIA ENERGÉTICA EM EDIFICAÇÕES

O consumo de energia em edificações resulta da utilização de equipamentos

eletrodomésticos, de sistemas de iluminação artificial e de aparelhos para

condicionamento de ar. Dessa forma, o grau de consumo está relacionado a variáveis

que interferem nesses sistemas, como a envoltória da edificação, responsável pelas

trocas térmicas entre os ambientes interno e externo (CARLO, 2008)

De acordo com Lamberts, Dutra e Pereira (2014), a eficiência energética é uma

propriedade característica da edificação, representando seu potencial de oferecer

conforto térmico, visual e acústico com baixo consumo de energia. Assim, pode-se

dizer que um edifício é mais eficiente que outro, do ponto de vista energético, quando

provém as mesmas condições ambientais com menor consumo de energia.

A Figura 6 ilustra o percentual de consumo de energia elétrica no setor

residencial na região sul do Brasil, com destaque para o condicionamento ambiental.

Figura 6 – Gráfico do consumo percentual de energia elétrica, por aparelho, em

residências na região sul do Brasil

Fonte: Adaptação de Eletrobras (2009).

25

Até o final da década de 1980 o foco das pesquisas sobre o desempenho de

edificações estava voltado mais ao aspecto conceitual, somente mais tarde, a partir

da década de 1990, voltou-se à aplicação do conceito de desempenho na concepção

e execução das construções (BORGES, 2008).

Algumas instituições internacionais se destacaram no desenvolvimento desses

conceitos, sendo elas: a American Society for Testing and Materials (ASTM), o

International Council for Research and Innovation in Building and Construction (CIB)

e a International Organization for Standardization (ISO) (ROMAN et al., 2003).

Os sistemas de etiquetagem e classificação de eficiência energética tornaram-

se uma tendência mundial. No Brasil, a fim de regulamentar o programa de

etiquetagem em edificações, o Laboratório de Eficiência Energética em Edificações

(LabEEE) da Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC), em parceria com o

INMETRO e com a Eletrobras, estava desenvolvendo desde 2004 o Regulamento

Técnico de Qualidade para o Nível de Eficiência em Edificações Comerciais, de

Serviços e Públicas (RTQ-C), publicado no ano de 2009.

Mais tarde, em 2010, foi publicado o Regulamento Técnico de Qualidade para

o Nível de Eficiência em Edificações Residenciais (RTQ-R). Esse tem como base

cálculos que consideram a envoltória da edificação, o sistema de iluminação, o

sistema de ar condicionado e o sistema de aquecimento de água, de acordo com a

zona bioclimática da edificação (MATOS, 2012)

2.3.1 Zoneamento bioclimático

A Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT), através da norma NBR

15.220-3:2005, propõe a divisão do território brasileiro em oito zonas, relativamente

homogêneas, quanto aos elementos climáticos que interferem nas relações entre

ambiente construído e conforto humano.

Para o estabelecimento de cada zona bioclimática foi considerada a

semelhança das áreas de acordo com as médias das temperaturas máximas e

mínimas e as médias mensais da umidade relativa do ar. A distribuição das oito zonas

bioclimáticas brasileiras podem ser observadas na Figura 7.

.

26

Figura 7 – Zoneamento bioclimático brasileiro

Fonte: (ABNT, 2005c).

A norma ainda recomenda, para cada zona bioclimática, características

construtivas relativas as dimensões e proteções de aberturas, tipos de materiais de

vedação externa e estratégias de condicionamento térmico da edificação.

Para a zona bioclimática 2, onde se encontra a cidade de Santa Maria – RS,

recomenda-se aberturas com dimensões médias, que permitam sol durante o inverno,

paredes leves e cobertura leve e isolada.

Como estratégia de condicionamento térmico passivo sugere-se ventilação

cruzada, para o verão, e edificação com aquecimento solar e vedações internas

pesadas, para o inverno

27

2.4 O REGULAMENTO TÉCNICO DE QUALIDADE PARA O NÍVEL DE EFICIÊNCIA

EM EDIFICAÇÕES RESIDENCIAIS (RTQ – R)

O RTQ-R especifica requisitos técnicos, bem como os métodos utilizados para

classificação de edificações residenciais quanto à eficiência energética. Seu objetivo

é criar condições para a etiquetagem do nível de eficiência energética de edificações

residenciais unifamiliares e multifamiliares.

Em edificações de uso misto, cada parcela de ocupação é avaliada

separadamente. Como exemplo, em edificações cuja torre é de apartamentos e a

base contém lojas, a torre será avaliada pelo RTQ-R e a base pelo RTQ-C.

As edificações unifamiliares e as unidades habitacionais autônomas (UHs) são

classificadas com base na avaliação do desempenho térmico da envoltória e do

sistema de aquecimento de água, podendo contar ainda com bonificações referentes

à ventilação, iluminação, uso racional de água e sistemas refrigeradores e

condicionadores.

Nas edificações multifamiliares, objeto de estudo do presente trabalho, a

classificação do nível de eficiência é o resultado da ponderação da classificação de

suas UHs pela sua área útil (Figura 8). A pontuação obtida após a ponderação irá

definir a classificação final da edificação multifamiliar, de acordo com a Tabela 1.

Figura 8 – Ponderação das UHs para determinação do equivalente numérico de uma edificação multifamiliar

Fonte: Adaptação de Lamberts, Dutra e Pereira (2014).

28

Tabela 1 - Classificação do nível de eficiência de acordo com a pontuação obtida

Pontuação (PTUH) Nível de eficiência

PTUH ≥ 4,5 A

3,5 ≤ PTUH < 4,5 B

2,5 ≤ PTUH < 3,5 C

1,5 ≤ PTUH < 2,5 D

PTUH < 1,5 E


De acordo com o RTQ-R, cada região geográfica apresenta pesos distintos

para a pontuação da unidade habitacional autônoma (PTUH). Dessa forma, o

equivalente numérico da envoltória (EqNumEnv) ou o equivalente numérico do

sistema de aquecimento de água (EqNumAA) podem ter mais ou menos influência no

resultado final, dependendo da localização da edificação.

A Equação 1 demonstra o cálculo para obtenção da PTUH, seguida pela Tabela

2, que demonstra os valores do coeficiente de ponderação para cada região.

PTUH = (a × EqNumEnv) + [(1 − a) × EqNumAA] + Bonificações1 (1)

Tabela 2 – Coeficientes da Equação 1 de acordo com a região geográfica

Coeficiente Norte Nordeste Centro-Oeste Sudeste Sul

a 0,95 0,90 0,65 0,65 0,65


O equivalente numérico (EqNum) é um número representativo da eficiência ou

do desempenho de um sistema. O número de pontos obtidos equivale ao nível de

eficiência de cada requisito, atribuídos conforme a Tabela 3.

1 As bonificações são pontuações extras atribuídas a iniciativas que aumentem a eficiência da

edificação, definidas no item 2.4.4.

29

Tabela 3 – Relação do equivalente numérico (EqNum) com o nível de eficiência

EqNum Nível de eficiência

5 A

4 B

3 C

2 D

1 E


O regulamento permite que a avaliação da edificação ocorra através de dois

métodos distintos: utilizando simulação computacional, com auxílio de softwares como

o EnergyPlus, ou através do método prescritivo, aplicado nesse trabalho, no qual são

utilizadas equações que variam de acordo com a zona bioclimática da edificação.

2.4.1 Pré-requisitos gerais

De acordo com o RTQ-R, para obtenção dos níveis de eficiência A ou B,

havendo mais de uma unidade habitacional autônoma no mesmo lote, a UH deve

possuir medição individualizada de eletricidade e de água. O não atendimento desse

pré-requisito não impede a classificação das UHs, mas estabelece o limite de

obtenção de nível C na avaliação da edificação.

2.4.2 Avaliação da envoltória

2.4.2.1 Pré-requisitos da envoltória

Os pré-requisitos da envoltória estão relacionados às características térmicas

das superfícies e às características físicas relativas à iluminação e ventilação natural.

O não atendimento destes pré-requisitos implica em obtenção máxima do nível C nos

equivalentes numéricos da envoltória de cada ambiente analisado.

30

Os pré-requisitos de transmitância térmica, capacidade térmica e absortância

solar devem ser atendidos de acordo com a zona bioclimática em que a edificação se

localiza, conforme valores estabelecidos no RTQ-R, a partir de índices da NBR 15.575

(ABNT, 2013a; ABNT, 2013b).

Nas zonas bioclimáticas 2 a 8, a UH deve possuir ventilação cruzada

proporcionada pelas aberturas externas da edificação. Deve ser observada a

existência de percentual de áreas mínimas de abertura para ventilação, a partir de

percentuais estabelecidos na NBR 15.575 (ABNT, 2013b).

O acesso à iluminação natural em ambientes de permanência prolongada, bem

como na maioria dos banheiros, deve ser garantido por uma ou mais aberturas para

o exterior. A soma das áreas de aberturas para iluminação natural de cada ambiente

deve corresponder a, no mínimo, 12,5% da área útil do ambiente.

2.4.2.2 Determinação da eficiência da envoltória

De acordo com Morishita (2011), o RTQ-R avalia a envoltória das edificações

sob três aspectos: eficiência para resfriamento, que corresponde ao desempenho em

dias quentes; eficiência para aquecimento, que corresponde ao desempenho em dias

frios; e eficiência para refrigeração, que corresponde ao desempenho quando

condicionada artificialmente.

O equivalente numérico da envoltória para resfriamento (EqNumEnvResfr) e o

equivalente numérico da envoltória para aquecimento (EqNumEnvA) são obtidos

através da ponderação dos equivalentes numéricos da envoltória dos ambientes

(EqNumEnvAmb) pelas áreas uteis dos mesmos.

O equivalente numérico da envoltória do ambiente para resfriamento

(EqNumEnvAmbResfr) é obtido através do indicador de graus-hora para resfriamento

(GHR) e o equivalente numérico da envoltória do ambiente para aquecimento

(EqNumEnvAmbA) é obtido através do consumo relativo de aquecimento (CA). Os

cálculos para determinação dos indicadores GHR e CA encontram-se no Anexo A e

Anexo B deste trabalho.

Por fim, o equivalente numérico da envoltória do ambiente quando

condicionados artificialmente (EqNumEnvRefrig) é obtido através do consumo relativo

31

para refrigeração (CR), mas apenas em caráter informativo, já que não influencia na

determinação da pontuação de desempenho da edificação.

Para a obtenção da classificação da envoltória da UH como um todo, deve-se

proceder a ponderação dos equivalentes numéricos de resfriamento e aquecimento

de acordo com a zona bioclimática da edificação (Tabela 4).

Tabela 4 – Distribuição de pesos de acordo com a zona bioclimática

Zona Bioclimática EqNumEnvResfr EqNumEnvA

ZB 1 0,08 0,92

ZB 2 0,44 0,56

ZB 3 0,64 0,36

ZB 4 0,68 0,32

ZB 5, 6, 7 e 8 1,00 0,00

Fonte: (MORISHITA, 2011).

Para a zona 2, por exemplo, multiplica-se o EqNumEnvResfr por 0,44 e o

EqNumEnvA por 0,56. A soma dos valores obtidos resultará no equivalente numérico

da envoltória da unidade habitacional. A Figura 9 ilustra a estrutura da determinação

do equivalente numérico da envoltória para uma zona bioclimática qualquer.

Figura 9 - Estrutura da determinação do equivalente numérico da envoltória


32

2.4.3 Avaliação do sistema de aquecimento de água

Na avaliação do sistema de aquecimento de água são considerados apenas as

instalações totalmente entregues pelo empreendedor, portanto, são desconsideradas

as esperas para futuras instalações (BRASIL, 2010).

Os sistemas de aquecimento de água avaliados pelo método prescritivo do

RTQ-R são: o sistema elétrico, a gás, solar e bomba de calor. Na existência de mais

de um sistema instalado, o equivalente numérico final de aquecimento de água

(EqNumAA) é obtido através da ponderação da eficiência obtida por cada sistema

pela respectiva demanda de água quente.

2.4.3.1 Pré-requisitos do sistema de aquecimento de água

Como pré-requisito para obtenção dos níveis A ou B, o projeto de instalação

predial de água quente deve comprovar que as tubulações metálicas do sistema

possuem isolamento térmico com espessura mínima conforme a Tabela 5.

Tabela 5 – Espessura mínima de isolamento para tubulações metálicas de água quente

Temperatura da água (ºC)

Condutividade térmica (W/m.K)

Diâmetro nominal da tubulação (mm)

< 40mm ≥ 40

T ≥ 38 0,032 a 0,040 1,0 cm 2,5 cm


Nas tubulações não metálicas a espessura mínima do isolamento deve ser de

1,0 cm, para qualquer diâmetro nominal de tubulação, com condutividade térmica

entre 0,032 e 0,040 W/(m.K).

2.4.3.2 Determinação da eficiência do sistema de aquecimento solar

O nível de eficiência obtido para o sistema de aquecimento solar é resultado da

porcentagem equivalente à fração solar anual, de acordo com a Tabela 6. O cálculo

33

da fração solar ocorre através da razão entre energia útil mensal coletada (kWh/mês)

e a demanda de energia (kWh/mês), de acordo com a NBR 15.569: Sistema de

aquecimento solar de água em circuito direto – Projeto e instalação. (ABNT, 2008).

Tabela 6 – Classificação de eficiência para sistemas de aquecimento solar

Dimensionamento Classificação

Equivalente a fração solar anual mínima de 70% A

Equivalente a fração solar anual entre 60% e 69% B

Equivalente a fração solar anual entre 50% e 59% C

Equivalente a fração solar anual menor que 50% D


2.4.3.3 Determinação da eficiência do sistema de aquecimento a gás

Para sistemas de aquecimento a gás natural (GN) ou gás liquefeito de petróleo

(GLP), o nível de eficiência é obtido de acordo com a classificação da Etiqueta

Nacional de Conservação de Energia (ENCE) do aparelho (BRASIL, 2010).

2.4.3.4 Determinação da eficiência do sistema de aquecimento elétrico

Para sistemas de aquecimento elétrico de passagem, nos quais estão incluídos

os chuveiros elétricos, o nível de eficiência é obtido de acordo com a potência (W) do

aparelho, sendo denominada a classificação E para equipamentos com potência

superior a 4.600 W e D para equipamento com potência inferior.

2.4.3.5 Determinação da eficiência do sistema de aquecimento por bombas de calor

Para sistemas que utilizam bombas de calor, o nível de eficiência é obtido de

acordo com o coeficiente de performance (COP) do equipamento (em unidades de

W/W), de acordo com a Tabela 7.

34

Tabela 7 – Nível de eficiência para bombas de calor.

COP (W/W) Classificação

≥ 3,0 A

Entre 2,0 e 3,0 B

< 2,0 C


2.4.4 Bonificações

As bonificações são pontuações atribuídas a iniciativas que aumentem a

eficiência da edificação. A unidade habitacional pode receber até 1,00 ponto em sua

classificação geral através das bonificações.

2.4.4.1 Bonificação de ventilação natural

Recebem 0,12 pontos de bonificação as UHs que apresentarem a relação entre

a área efetiva de abertura para ventilação e a área da fachada (porosidade) superior

a 20% em no mínimo duas fachadas com orientações distintas. Em edifícios verticais,

o percentual pode ser reduzido em função do pavimento da edificação (Tabela 8).

Tabela 8 – Coeficiente de redução de porosidade

Pavimento Altura da abertura (m) Coeficiente de redução

3º 7,5 0,8

4º e 5º 10,5 a 13,5 0,7

6º, 7º e 8º 16,5 a 22,5 0,6

Superior ao 9º Superior a 25,5 0,5


São atribuídos 0,16 pontos de bonificação às UHs que apresentarem, em todos

os ambientes de permanência prolongada, dispositivos especiais (como venezianas

35

móveis, peitoris ventilados, torres de vento e outros), que favoreçam o desempenho

da ventilação natural mas permitam o controle da luz natural, da incidência de chuvas

e dos raios solares e a manutenção da privacidade.

Recebem 0,06 pontos de bonificação as UHs que apresentarem, em todos os

ambientes de permanência prolongada, existência de aberturas externas cujo vão livre

tenha o centro geométrico localizado entre 0,40 e 0,70 m medidos a partir do piso.

Atribui-se 0,06 pontos de bonificação às UHs da zona bioclimática 8 que

apresentarem, em todos os ambientes de permanência prolongada, aberturas

intermediárias (portas ou rasgos) passíveis de fechamento com permeabilidade em

relação à circulação do ar, com abertura de, no mínimo, 30% da área da abertura da

mesma quando fechada.

2.4.4.2 Bonificação de iluminação natural

Recebem 0,10 pontos de bonificação as UHs que apresentarem, em cada

ambiente de permanência prolongada, cozinha e área de serviço, refletância do teto

acima de 60%.

São atribuídos 0,20 pontos de bonificação às UHs que apresentarem, na

maioria dos ambientes de permanência prolongada, cozinha e área de serviço,

profundidade máxima (P) inferior a 2,4 vezes a distância medida entre o piso e o topo

da abertura para iluminação (ha).

2.4.4.3 Bonificação de uso racional de água

A bonificação para uso racional de água é obtida através da combinação de

sistemas e equipamentos tais como: torneira com arejadores ou temporizadores,

chuveiros com regulador de pressão, sanitários com descarga de duplo acionamento,

mictórios com sensores, reuso de águas cinzas e aproveitamento de água pluvial para

descarga de bacias sanitárias, irrigação de jardins, limpeza de áreas externas e

fachadas.

36

2.4.4.4 Bonificação de condicionamento artificial de ar

Recebem até 0,20 pontos de bonificação as UHs que atingirem nível A de

eficiência quando condicionada artificialmente. A pontuação é atribuída

proporcionalmente ao número de ambientes de permanência prolongada que

possuem condicionadores de ar com nível A na ENCE.

2.4.4.5 Bonificação de iluminação artificial

Atribuem-se 0,10 pontos de bonificação às UHs que possuírem, em todos os

ambientes, 100% das fontes de iluminação artificial com eficiência superior a 75 lm/W

ou com Selo Procel. Caso 50% das fontes de iluminação artificial apresente eficiência

superior a 75 lm/W ou seja detentora do Selo Procel a edificação recebe 0,5 pontos.

2.4.4.6 Bonificação de ventiladores de teto

São atribuídos 0,10 pontos de bonificação às UHs das zonas bioclimáticas 2 a

8 que possuírem, em pelo menos dois terços dos ambientes de permanência

prolongada, ventiladores de teto com Selo Procel.

2.4.4.7 Bonificação de refrigeradores

Recebem 0,10 pontos de bonificação as UHs que tiverem instalados

refrigeradores com ENCE nível A ou Selo Procel e garantir as condições adequadas

de instalação conforme recomendações do fabricante, especificamente no que se

refere à distância mínima recomendada para ventilação da serpentina trocadora de

calor externa.

2.4.4.8 Bonificação de medição individualizada

São atribuídos 0,10 pontos de bonificação às UHs que possuem sistema central

de aquecimento de água com medição individualizada.

37

3 METODOLOGIA

O presente trabalho é uma pesquisa qualitativa, caracterizada por um estudo

de caso exploratório e descritivo. Visa-se avaliar a eficiência energética de uma

edificação multifamiliar na cidade de Santa Maria – RS. Para tal fim, aplicou-se o

procedimento de avaliação estabelecido no RTQ-R.

O início desse trabalho ocorreu a partir da revisão bibliográfica apresentada no

capítulo anterior, quando foi possível obter conhecimento mais aprofundado sobre o

tema abordado, e dessa maneira, embasar o desenvolvimento das etapas seguintes.

Para possibilitar a aplicação do método prescritivo do RTQ-R, primeiramente

segue a definição e a descrição do objeto de estudo. As informações do

empreendimento foram levantadas através do projeto arquitetônico, dos projetos

complementares e através da presença na obra, no período de março a julho de 2016.

Posteriormente, foram definidos os valores das características térmicas dos

materiais e das composições da envoltória da edificação, bem como as informações

referentes às características físicas das aberturas externas.

A determinação da zona bioclimática da edificação ocorreu através do software

ZBBR, desenvolvido pela Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR). Para o

cálculo dos equivalentes numéricos de eficiência foi utilizada a planilha fornecida pelo

Instituto Nacional de Metrologia, Qualidade e Tecnologia (INMETRO), que automatiza

os resultados para cada ambiente analisado.

Porém, a planilha foi utilizada apenas até o momento que precede a análise

dos pré-requisitos, sendo os cálculos realizados manualmente a partir desta etapa,

visto que há um erro no algoritmo de cálculo para esses valores.

A ponderação dos resultados dos equivalentes numéricos de cada ambiente,

em todas as unidades habitacionais da edificação, resultou em uma classificação

quanto à eficiência energética de cada apartamento e do edifício como um todo.

A partir da apresentação dos resultados obtidos no estudo de caso, são

expostas a análise dos resultados, as conclusões do trabalho e indicadas sugestões

para futuras pesquisas.

38

4 OBJETO DE ESTUDO

4.1 LOCALIZAÇÃO

A edificação está situada na área central do município de Santa Maria – RS

(Figura 10). A cidade possui uma área de 1.781,757 km² e, por se localizar

geograficamente no centro do estado, é conhecida como o município coração do Rio

Grande do Sul. Segundo estimativas do Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística

(IBGE) a população da cidade em 2015 era de 261.031 habitantes.

Figura 10 – Localização da edificação estudada

Fonte: Adaptação de Abreu (2006).

4.2 DESCRIÇÃO DA EDIFICAÇÃO

A edificação avaliada nesse trabalho refere-se a um edifício multifamiliar de uso

misto, comercial e residencial, com 16.091,08m² de área construída. O

empreendimento é constituído de torre única com 17 pavimentos, sendo 3 pavimentos

subsolos, pavimento térreo, pavimento mezanino, 10 pavimentos de apartamentos,

pavimento social e pavimento técnico. A fachada da edificação, bem como seus

pavimentos, pode ser observada na Figura 11.

39

Figura 11 – Fachada da edificação com seus respectivos pavimentos


Nos subsolos da edificação encontram-se o acesso ao jardim dos fundos,

escadaria de acesso ao térreo, casa de máquinas do sistema de pressurização,

elevadores, reservatórios inferiores, depósito das lojas e vagas de garagem cobertas.

O pavimento térreo conta com escadaria de acesso ao subsolo, escadarias

pressurizadas para acesso aos pavimentos superiores, elevadores e vagas de

garagem cobertas. Possui ainda subestação de energia, medidores de consumo de

energia elétrica, hall de acesso, circulação e 3 áreas comerciais.

O pavimento mezanino configura a transição dos pavimentos inferiores para o

tipo, contêm vagas de garagem cobertas, escadarias, elevadores e a área de

mezanino das lojas com acesso público.

40

O pavimento tipo se repete nove vezes, sendo que cada andar possui 15

apartamentos. O décimo primeiro pavimento também é de apartamentos mas possui

uma unidade a menos, visto que há um loft duplex no 10º andar da edificação.

No pavimento social, o décimo segundo andar, está a área de uso comum do

edifício, onde encontram-se a piscina, terraços descobertos, espaço gourmet,

academia, sala de massagem, salão de festas, churrasqueira e capela.

No último pavimento, denominado pavimento técnico, encontram-se os

reservatórios superiores, casa de máquinas dos elevadores e sistema de sucção de

fumaça das chaminés das churrasqueiras.

4.3 UNIDADES HABITACIONAIS

Ao todo a edificação possui 149 unidades habitacionais, são 15 apartamentos

por pavimento com exceção do 11º andar, que conta com uma unidade a menos

devido ao loft duplex. No empreendimento existem 3 tipologias de apartamentos, suas

configurações ocorrem de acordo com a Tabela 9 e encontram-se ilustradas pela

Figura 12.

Tabela 9 – Tipologias das unidades habitacionais autônomas

Tipo Ambientes Área útil

Tipo 1 2 quartos (1 suíte)

Banheiro social Sala, cozinha e área de serviço.

57,23 m²

Tipo 2 2 quartos


42,42 m²

Tipo 3 1 quarto


27,29 m² a 33,34 m²


41

Figura 12 – Tipologias das unidades habitacionais autônomas


A Figura 13, abaixo, demonstra a sequência numérica das unidades

habitacionais autônomas (UHs) da edificação.

Figura 13 – Numeração das unidades habitacionais autônomas


4.4 ENVOLTÓRIA

Nas paredes externas da edificação, na caixa de escada e no poço do elevador

foi utilizado o bloco de concreto celular autoclavado. Nas paredes internas e peitoris

de sacada foi utilizado o bloco estrutural cerâmico. As características de cada bloco,

bem como suas propriedades, estão indicadas na Tabela 10.

42

Tabela 10 – Propriedades dos blocos da envoltória

Bloco de concreto celular autoclavado Bloco estrutural cerâmico

15 cm x 30 cm x 60 cm 14 cm x 19 cm x 29 cm

: 500 kg/m³ : 1957 kg/m³

: 0,17 W/(m.K) : 1,05 W/(m.K)

c: 1 kJ/(kg.K) c: 0,92 kJ/(kg.K)

Fonte: Adaptação de ABNT (2005b).

Para a determinação das propriedades térmicas da composição das paredes,

o cálculo foi realizado de acordo com NBR 15.220-2:2005 - Desempenho térmico em

edificações – Parte 2: Métodos de cálculo da transmitância térmica, da capacidade

térmica, do atraso térmico e do fator solar de elementos e componentes de

edificações. Os cálculos destas propriedades encontram-se no Apêndice A, Apêndice

B e Apêndice C deste trabalho.

Por sua vez, para a determinação do índice de absortância da parede, o cálculo

foi realizado através do método proposto por Dornelles (2008). Os cálculos

encontram-se no Apêndice D deste trabalho. A Figura 14 resume os resultados

obtidos.

43

Figura 14 – Quadro das propriedades das paredes da edificação

Parede interna

U = 1,89 W/(m².K)

CT = 107,81 kJ/(m².k)

Parede externa com pintura clara

U = 1,10 W/(m².K)

CT = 151,69 kJ/(m².k)

α = 32,97%

Parede externa com revestimento marrom

U = 1,08 W/(m².K)

CT = 166,79 kJ/(m².k)

α = 65,3%

Fonte: Adaptação de ABNT (2005b).

44

A cobertura das unidades habitacionais é composta de placa de gesso distante

20 cm da laje que, por sua vez, é do tipo nervurada em duas direções, com enchimento

de poliestireno expandido (EPS). O bloco de EPS tem 20 cm de altura e acima desse

encontra-se uma camada de 5 cm de concreto.

No último pavimento, a cobertura voltada ao exterior contempla uma camada

extra de EPS sobre a laje, com existência de contrapiso e revestimento cerâmico,

conforme a Figura 15. Os cálculos de suas propriedades térmicas são demonstrados

no Apêndice E deste trabalho.

Figura 15 – Composição da cobertura da edificação voltada ao exterior


4.5 ABERTURAS

Todas as janelas e porta-janelas são de alumínio com pintura eletrolítica na cor

branca e vidro liso incolor de 4 mm de espessura. De acordo com Lamberts, Dutra e

Pereira (2014), o valor da transmitância térmica de aberturas com estas

características é de 5,79 W/(m²K). As demais características das janelas instaladas

em cada ambiente, bem como as áreas consideradas para cálculo de ventilação e

iluminação, são apresentadas na Tabela 11.

45

Tabela 11 – Propriedades das aberturas das unidades habitacionais autônomas

Ambiente Imagem Descrição Áreas (m²)

Cozinha (final 01 e 06)

Janela de correr 4 folhas

2,50 m x 0,60 m

Área = 1,5 Iluminação = 1,2 Ventilação = 0,67

Dormitórios (final 01 a 06)

Janela veneziana 2 folhas

1,50 m x 1,20 m


Dormitórios (final 07 a 15)

Janela veneziana 2 folhas

1,20 m x 1,20 m


Sala de estar

Porta-janela 2 folhas

1,50 m x 2,20 m


Dormitório 1 (final 02 a 05)

Janela Veneziana 2 folhas

0,90 m x 1,70 m

Área = 1,53 Iluminação = 1,15

Ventilação = 0,61

Banheiro e

Cozinha (final 10, 11 e 12)

Janela Maxim-ar 0,60 m x 0,60 m



46

5 AVALIAÇÃO DA EDIFICAÇÃO ATRAVÉS DO RTQ-R

Para determinação da eficiência energética da edificação, através do método

prescritivo do RTQ-R, foram avaliadas a eficiência da envoltória, do sistema de

aquecimento de água e foi verificada a obtenção de bonificações para cada unidade

habitacional autônom. Após esse processo foi possível obter uma classificação geral

do empreendimento.

Embora todas as UHs da do edifício tenham sido avaliadas através do mesmo

método, foi escolhido o apartamento 706 para demonstração. A planta baixa desse

apartamento pode ser vista no Anexo C deste trabalho.

5.1 DETERMINAÇÃO DA ZONA BIOCLIMÁTICA DA EDIFICAÇÃO

Para determinar com asserção a zona bioclimática da edificação foi necessário

utilizar o software ZBBR, versão 1.1 de 2004, desenvolvido pelo professor Maurício

Roriz da Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR). No software é inserida a

unidade federativa e a cidade do empreendimento. De acordo com a Figura 16,

conclui-se que Santa Maria – RS encontra-se na zona bioclimática 2.

Figura 16 – Captura de tela do software ZBBR


47

5.2 VERIFICAÇÃO DOS PRÉ-REQUISITOS GERAIS

De acordo com o RTQ-R para obtenção dos níveis de eficiência A ou B,

havendo mais de uma unidade habitacional autônoma no mesmo lote, estas devem

possuir medição individualizada de eletricidade e água. A edificação do estudo

contempla este pré-requisito, portanto está habilitada a receber nível A ou B de

eficiência energética.

5.3 AVALIAÇÃO DA ENVOLTÓRIA

5.3.1 Pré-requisitos da envoltória

5.3.1.1 Absortância solar, transmitância térmica e capacidade térmica

A Tabela 12 apresenta os pré-requisitos de absortância solar, transmitância

térmica e capacidade térmica dos componentes para a zona bioclimática 2. Caso

algum pré-requisito não seja atendido pela edificação permite-se a obtenção máxima

de nível C nos equivalentes numéricos da envoltória do ambiente para resfriamento

(EqNumEnvAmbResf), para aquecimento (EqNumEnvAmbA) e para refrigeração

(EqNumEnvAmbRefrig).

Tabela 12 – Pré-requisitos das paredes externas e coberturas

Zona Bioclimática

Componente Absortância

Solar (adimensional)

Transmitância térmica

[W/(m².K)]

Capacidade térmica

[kJ/(m².k)]

ZB 1 e ZB 2 Parede Sem exigência U ≤ 2,50 CT ≥ 130,00

Cobertura Sem exigência U ≤ 2,30 Sem exigência


As paredes externas da edificação apresentam uma transmitância térmica (U)

de 1,10 W/(m².K) e capacidade térmica (CT) de 151,69 kJ/(m².k), portanto atende aos

pré-requisitos de características térmicas da envoltória.

48

5.3.1.2 Ventilação natural

Os ambientes de permanência prologada devem atender um percentual mínimo

de área de aberturas para ventilação. Caso contrário o ambiente avaliado recebe no

máximo nível C no equivalente numérico da envoltória do ambiente para resfriamento

(EqNumEnvAmbResfr).

Seguem, na Tabela 13, as áreas das aberturas do apartamento 706, bem como

a área de cada ambiente, excluída a área de circulação, para a verificação do

atendimento ao pré-requisito de abertura para ventilação.

Tabela 13 – Verificação do pré-requisito de ventilação natural

Ambiente Área de

piso Área de

ventilação Percentual de

ventilação Requisito Atende

Sala e Cozinha

28,86 m² 2,16 m² 7,35% 8,0% Não

Dormitório 8,70 m² 0,72 m² 8,28% 8,0% Sim

Suíte 10,14 m² 0,72 m² 7,10% 8,0% Não


5.3.1.3 Iluminação natural

Para cumprir esse requisito, a soma das áreas de aberturas para iluminação

natural em cada ambiente de permanência prolongada deve ser maior que 12,5% da

área útil do ambiente, excluindo corredores. O não atendimento deste pré-requisito

implica em obtenção máxima de nível C no equivalente numérico da envoltória do

ambiente para resfriamento (EqNumEnvAmbResfr), para aquecimento

(EqNumEnvAmbA) e para refrigeração (EqNumEnvAmbRefrig).

Segue, na Tabela 14, as áreas das aberturas do apartamento 706, bem como

a área de cada ambiente, excluída a área de circulação, para a verificação do

atendimento ao pré-requisito de abertura para iluminação.

49

Tabela 14 – Verificação do pré-requisito iluminação natural

Ambiente Área de

piso Área de

iluminação Percentual de

iluminação Requisito Atende

Sala e Cozinha

28,86 m² 3,84 m² 13,30% 12,5% Sim

Dormitório 8,70 m² 1,35 m² 15,51% 12,5% Sim

Suíte 10,14 m² 1,35 m² 13,31% 12,5% Sim


5.3.1.4 Ventilação cruzada e ventilação natural nos banheiros

Para atender ao pré-requisito de ventilação cruzada, a unidade habitacional

autônoma (UH) deve promover condições de escoamento de ar entre as aberturas

localizadas em pelo menos duas diferentes fachadas (opostas ou adjacentes). Para

tal, as aberturas da UH devem atender à proporção indicada na Equação 3. Caso não

possua ventilação cruzada, a UH atingirá no máximo nível C no equivalente numérico

da envoltória para resfriamento (EqNumEnvResfr).

A2

A1 ≥ 0,25

(3)

Onde,

A1: somatório das áreas efetivas de aberturas para ventilação localizadas nas

fachadas da orientação com maior área de abertura para ventilação (m²);

A2: somatório das áreas efetivas de aberturas para ventilação localizadas nas

fachadas das demais orientações (m²).

Segue, na Tabela 15, as áreas das aberturas para ventilação do apartamento

706, bem como a verificação do atendimento ao pré-requisito de ventilação cruzada.

50

Tabela 15 – Verificação do pré-requisito de ventilação cruzada

Fachada Área de abertura para

ventilação A2/A1 Atende

Norte (A1) 2,92 m² 0,33 Sim

Leste (A2) 0,96 m²


É pré-requisito também, que a maioria dos banheiros do apartamento tenham

ventilação natural, caso contrário o equivalente numérico da envoltória pode atingir no

máximo o nível B. No apartamento 706 esse pré-requisito é atendido, uma vez que

nos dois banheiros há ventilação natural.

5.3.2 Determinação da eficiência da envoltória

Para o cálculo do desempenho da envoltória e obtenção do seu equivalente

numérico, como descrito na metodologia do trabalho, o INMETRO fornece uma

planilha, elaborada pelo Centro Brasileiro de Eficiência Energética em Edificações

junto com o LabEEE – UFSC, que automatiza o resultado das equações utilizadas no

método prescritivo.

Desta forma, a planilha (Figura 17) efetua automaticamente o cálculo e a

ponderação dos resultados do equivalente numérico para resfriamento

(EqNumEnvResfr), do equivalente numérico da envoltória para aquecimento

(EqNumEnvA) e do equivalente numérico da envoltória para refrigeração

(EqNumEnvRefrig).

51

Figura 17 – Captura de tela da planilha fornecida pelo INMETRO


Nos tópicos a seguir serão apresentados os procedimentos adotados para a

obtenção dos valores lançados na planilha dos ambientes de permanência prolongada

da unidade habitacional autônoma (UH). Nota-se que nem todas as variáveis das

equações de cálculo são necessárias pois algumas são automaticamente

determinadas.

5.3.2.1 Situação de piso e cobertura

No apartamento analisado a cobertura não está exposta para o exterior,

estando totalmente coberta pela sobreposição de outro apartamento, portanto o valor

inserido para o índice de cobertura (cob) é 0 (zero). O apartamento também não está

52

em contato com o solo e tão pouco se situa sobre pilotis, desta forma preenche-se

também com 0 (zero) os itens referentes a situação de piso e cobertura.

5.3.2.2 Cobertura

Existem três variáveis relacionadas à cobertura da UH: transmitância térmica

da cobertura (Ucob), capacidade térmica da cobertura (CTcob) e absortância solar da

cobertura (αcob).

No caso do apartamento em análise não há nenhuma cobertura voltada ao

exterior, portanto, de acordo com o RTQ-R, adota-se o valor de 0 (zero) para Ucob, 1

(um) para CTcob e 0 (zero) para αcob.

5.3.2.3 Paredes externas

Nesta seção da planilha são inseridas as características térmicas das paredes,

preenchidas de acordo com os valores de transmitância térmica (Upar), capacidade

térmica (CTpar) e absortância solar (αpar).

As paredes externas da suíte da unidade habitacional analisada não são

idênticas, sendo necessário a ponderação dos resultados obtidos. As Tabelas 16, 17

e 18, a seguir, demonstram a ponderação das características térmicas das paredes

externas da suíte.

Tabela 16 – Ponderação da transmitância térmica das paredes externas da suíte

Ambiente Item Área (m²)

U [W/(m²K)]

Área ponderada

(m²)

U ponderada [W/(m²K)]

U final [W/(m²K)]

Suíte

Parede norte

5,09 1,10 0,33 0,36

1,09 Parede

leste

2,80 1,10 0,18 0,20

7,54 1,08 0,49 0,53


53

Tabela 17 – Ponderação da capacidade térmica das paredes externas da suíte


CT [kJ/(m²K)]

Área ponderada

(m²)

CT ponderada [kJ /(m²K)]

CT final [kJ/(m²K)]

Suíte

Parede norte

5,09 151,69 0,33 50,01

159,05 Parede

leste

2,80 151,69 0,18 27,50

7,54 166,79 0,49 81,54


Tabela 18 – Ponderação da absortância solar (α) das paredes externas da suíte


α (%) Área

ponderada (m²)

α ponderada

(%)

α final (%)

Suíte

Parede norte

5,09 32,97 0,33 10,68

48,77 Parede

leste

2,80 32,97 0,18 5,87

7,54 65,30 0,49 31,93


É importante observar que, de acordo com o RTQ-R, o CTpar não se refere

apenas as paredes externas, e sim corresponde a “média ponderada da capacidade

térmica das paredes externas e internas do ambiente pelas respectivas áreas”.

(BRASIL, 2010).

Segue, na Tabela 19, o índice CTpar de cada ambiente de permanência

prolongada da UH.

54

Tabela 19 – Cálculo do índice CTpar dos ambientes de permanência prolongada

Ambiente Parede Área (m²)

CT

[kJ/(m²K)]

Área ponderada

(m²)

CT ponderada

[kJ/(m²K)]

CT final [kJ/(m²K)]

Sala e Cozinha

Externa 13,35 151,69 0,17 26,44 115,46

Interna 63,37 107,81 0,83 89,02

Quarto Externa 6,15 151,69 0,23 34,89

117,90 Interna 20,09 107,81 0,77 83,01

Suíte Externa 15,43 159,05 0,47 74,75

131,89 Interna 17,11 107,81 0,53 57,13


Neste item há uma inconsistência no algoritmo de cálculo da planilha. A tabela

automaticamente seleciona o valor ponderado da capacidade térmica das paredes

internas e externas para verificar o atendimento ao pré-requisito de capacidade

térmica da envoltória, embora este refere-se apenas as paredes externas.

Na edificação avaliada, o valor da ponderação entre as paredes internas e

externas encontra-se abaixo do pré-requisito, desta forma a tabela avalia

equivocadamente a situação de não atendimento ao valor mínimo estabelecido.

Em razão dessa inconsistência, o índice máximo a ser obtido pelos

equivalentes numéricos para resfriamento (EqNumEnvAmbResfr), para aquecimento

(EqNumEnvAmbA) e para refrigeração (EqNumEnvAmbRefrig) é limitado a classificação

de nível C.

Com a finalidade de contornar essa situação, utilizou-se a planilha fornecida

pelo INMETRO até o momento anterior à aplicação dos pré-requisitos. Dessa forma,

para a obtenção da pontuação final de cada unidade habitacional autônoma, foi

necessário a realização manual dos cálculos.

55

5.3.2.4 Características construtivas

São variáveis binárias referentes a capacidade térmica das paredes externas,

internas e da cobertura dos ambientes. De acordo com o RTQ-R, é considerada

capacidade térmica alta (CTalta) valores acima de 250 kJ/(m²K). Se o ambiente possuir

fechamentos com capacidade térmica alta o valor deve ser 1 (um), caso contrário, o

valor deve ser 0 (zero).

A variável CTbaixa define se os fechamentos dos ambientes possuem

capacidade térmica baixa, considerando a média ponderada das capacidades

térmicas das paredes externas, internas e da cobertura. De acordo com RTQ-R, é

considerada capacidade térmica baixa valores abaixo de 50 kJ/(m²K). Se o ambiente

possuir fechamentos com capacidade térmica baixa o valor deve ser 1 (um), se não

possuir, o valor deve ser 0 (zero);

Na unidade habitacional modelo desta análise a capacidade térmica dos

fechamentos encontra-se no intervalo de 50 kJ/(m²K) a 250 kJ/(m²K), portanto adota-

se o valor 0 (zero) para ambas as variáveis.

5.3.2.5 Áreas de paredes externas

As áreas de paredes externas voltadas para o norte (APambN), sul (APambS), leste

(APambL) e oeste (APambO) foram calculadas para cada ambiente de permanência

prolongada da unidade habitacional autônoma, conforme a Tabela 20.

Tabela 20 – Áreas de paredes externas dos ambientes de permanência prolongada

Ambiente APambN (m²) APambS (m²) APambL (m²) APambO (m²)

Sala e cozinha 4,65 0,00 8,70 0,00

Quarto 6,15 0,00 0,00 0,00

Suíte 5,09 0,00 10,34 0,00


56

5.3.2.6 Áreas de aberturas externas

As variáveis de área de abertura externa voltada para o norte (AAbN), sul

(AAbS), leste (AAbL) e oeste (AAbO), se referem à soma das áreas de abertura de um

ambiente voltada para a mesma direção. A Tabela 21, a seguir, apresenta os valores

calculados para as aberturas dos ambientes de permanência prolongada da unidade

habitacional em análise.

Tabela 21 – Áreas de aberturas externas dos ambientes de permanência prolongada

Ambiente AAbN (m²) AAbS (m²) AAbL (m²) AAbO (m²)

Sala e cozinha 3,30 0,00 1,50 0,00

Quarto 1,80 0,00 0,00 0,00

Suíte 1,80 0,00 0,0 0,00


5.3.2.7 Características das aberturas

O percentual de abertura para ventilação (Fvent) é um valor decimal obtido

através do Anexo II do RTQ-R ou através de método de cálculo, caso o modelo

utilizado não se encontre previamente calculado no Anexo II.

Na unidade habitacional autônoma do modelo estudado as janelas dos quartos

são do tipo de correr com veneziana integrada, portanto recebem para o índice Fvent

o valor de 0,4. As janelas do ambiente que integra sala e cozinha são de correr, sendo

o valor Fvent 0,45.

A variável somb define a presença de dispositivos de proteção solar externos

às aberturas. De acordo com o RTQ-R, estes dispositivos de proteção podem ser

verticais ou horizontais, contínuos ou vazados, desde que sejam externos à abertura.

Nas janelas dos dormitórios, a veneziana integrada, quando fechada, cobre

totalmente a esquadria, deste modo adota-se 1 (um) como o valor do índice de

sombreamento. Já nas janelas do ambiente que integra sala e cozinha, sombreadas

por projeção de varanda e pelo próprio corpo do prédio, o cálculo do índice de

sombreamento foi realizado através do método proposto pelo Anexo I do RTQ-R.

57

No método prescritivo somente se pontua na variável somb quando há

recomendação de proteção. Quando não há ângulos recomendados, mas há

dispositivos de proteção no projeto, estes ângulos não são considerados necessários

e devem ser adotados como 0 (zero) para cálculo da equação.

Os ângulos de proteção necessários são baseados na cidade da edificação, na

orientação da abertura e na área da janela. No caso da unidade habitacional sob

análise, as aberturas do ambiente conjugado de sala e cozinha são orientadas a

noroeste e nordeste, respectivamente, com áreas de aberturas das janelas

consideradas pequenas, pois tem sua área inferior a 25% da área do piso. A Figura

18 ilustra o significado de cada ângulo de proteção solar.

Figura 18 – Ângulos β, ɣ e α de proteção solar


Primeiramente calcula-se, através da Equação 4, o percentual de

sombreamento das aberturas (sombaberturas), resultante da relação entre os ângulos

recomendados e os ângulos verificados na análise.

𝑠𝑜𝑚𝑏𝑎𝑏𝑒𝑟𝑡𝑢𝑟𝑎 = (𝑎𝑝+ ɣ𝑒𝑝+ ɣ𝑑𝑝+ β𝑒𝑝 + β𝑑𝑝 )

(𝑎𝑟+ ɣ𝑒𝑟+ ɣ𝑑𝑟+ β𝑒𝑟 + β𝑑𝑟 ) (4)

Onde,

p: ângulos coletados no projeto

r: ângulos recomendados

58

Em seguida, de acordo com o RTQ-R, deve-se considerar que 0,75 de

sombabertura corresponde a um valor de somb igual a 0,5. Desta forma, o valor

resultante deve ser obtido através de regra de três. Ainda, os ângulos de projeto na

equação não devem ser superiores aos ângulos recomendados. Caso o ângulo de

projeto seja maior, deve-se considerar o valor máximo da recomendação.

Na Tabela 22, a seguir, verificam-se os ângulos recomendados e os ângulos

de projeto de sombreamento da abertura voltada a noroeste, bem como os valores

obtidos para sombabertura e somb.

Tabela 22 – Cálculo do valor somb para a abertura do ambiente sala e cozinha

Orientação Ângulo

recomendado Ângulo

verificado Ângulo

utilizado Sombabertura Somb

Noroeste

αr = 60º αp = 25º 25º

0,51 0,34

βdr = - βdp = - -

βer = 35º βep = 24º 24º

ɣdr = - ɣdp = - -

ɣer = - ɣdp = - -


A seguir, na Tabela 23, segue a ponderação do valor somb do ambiente que

integra a sala e a cozinha considerando os valores de sombreamento de cada janela

do ambiente.

Tabela 23 – Ponderação do valor somb para a abertura do ambiente sala e cozinha

Orientação Somb Área de

iluminação (m²)

Área ponderada (m²)

Somb ponderado

Somb final

Noroeste 0,34 2,64 0,6875 0,24 0,24

Nordeste 0,00 1,20 0,3125 0,00


59

Como não há ângulo recomendado para nordeste, adota-se o valor de somb

igual a 0 (zero). Os ângulos recomendados para as demais orientações, utilizado no

cálculo do sombreamento de outras UHs, encontra-se no Anexo D deste trabalho.

5.3.2.8 Características térmicas de isolamento

São variáveis binárias referentes ao isolamento das paredes e aberturas da

edificação. O item Uvid é referente a transmitância térmica do vidro das aberturas, 5,79

W/(m²K) nas aberturas da unidade habitacional autônoma analisada (LAMBERTS;

DUTRA; PEREIRA, 2014)

É considerada parede isolante (isol) aquela que apresenta transmitância

térmica (U) menor ou igual a 1,0 W/(m²K). Já para as aberturas, o item vid refere-se à

existência de vidro duplo no ambiente. Como na unidade habitacional autônoma

analisada a transmitância térmica é superior a 1,0 W/(m²K) e não há vidro duplo em

nenhum ambiente, preenche-se com 0 (zero) os dois itens.

5.3.2.9 Equivalente numérico da envoltória

Ao final do preenchimento da planilha são apresentados o indicador de graus-

hora para resfriamento (GHR), o consumo relativo para aquecimento (CA) e o consumo

relativo para refrigeração (CR) de cada ambiente de permanência prolongada. Os

resultados dos índices obtidos para a unidade habitacional autônoma analisada estão

apresentados Tabela 24.

Tabela 24 – Valores de GHR, CA e CR para a UH analisada

Ambiente GHR (ºC.h) CA (kWh/m².ano) CR (kWh/m².ano)

Sala e cozinha C A

Não se aplica 6447 9,301

Quarto C B E

5529 16,796 27,908

Suíte C B D

5960 16,803 20,960


60

De acordo com o RTQ-R, o equivalente numérico desses níveis de eficiência é

5 para nível A, 4 para nível B, 3 para nível C, 2 para nível D e 1 para nível E. Dessa

forma, o próximo passo foi obter o equivalente numérico da envoltória para

resfriamento (EqNumEnvResfr) e o equivalente numérico da envoltória para

aquecimento (EqNumEnvA) da habitação como um todo.

Os equivalentes numéricos da envoltória (EqNumEnv) são obtidos através da

ponderação dos equivalentes numéricos da envoltória dos ambientes

(EqNumEnvAmb) por suas áreas úteis (Tabela 25 e 26).

Tabela 25 – Ponderação do EqNumEnvResfr

Ambiente Área (m²)

EqNumEnv AmbResfr

Área ponderada

(m²)

EqNumEnvAmbResfr

ponderado EqNum EnvResfr

Sala e cozinha

31,02 3 0,6121 1,8363

3 Quarto 8,80 3 0,1736 0,5208

Suíte 10,86 3 0,2143 0,6429


Tabela 26 – Ponderação do EqNumEnvA

Ambiente Área (m²)

EqNumEnv AmbA

Área ponderada

(m²)

EqNumEnvAmbA

ponderado EqNum

EnvA

Sala e cozinha

31,02 5 0,6121 3,0605

4,61 Quarto 8,80 4 0,1736 0,6944

Suíte 10,86 4 0,2143 0,8572


61

Por fim, para obter a classificação da envoltória da UH como um todo, deve-se

proceder a ponderação dos equivalentes numéricos de resfriamento e aquecimento

de acordo com a zona bioclimática da edificação. Para a zona bioclimática 2,

multiplica-se o EqNumEnvResfr por 0,44 e o EqNumEnvA por 0,56. A soma dos valores

obtidos resultará no equivalente numérico da envoltória da unidade habitacional, de

acordo com a Equação 5.

EqNumEnv = (0,44 × EqNumEnvResfr) + (0,56 × EqNumEnvA)

EqNumEnv = (0,44 × 3) + (0,56 × 4,61)

EqNumEnv = 3,90 (Nível B)

(5)

5.4 AVALIAÇÃO DO SISTEMA DE AQUECIMENTO DE ÁGUA

O sistema de aquecimento de água nos apartamentos é composto de chuveiros

elétricos com potência prevista de 7.500 W. De acordo com o RTQ-R, sistemas de

aquecimento de água através de chuveiros elétricos com potência superior a 4.600 W

recebem a classificação de nível E, com equivalente numérico de aquecimento de

água (EqNumAA) igual a 1.

5.5 BONIFICAÇÕES

Foram avaliadas a presença de eventuais bonificações que podem aumentar o

nível de eficiência da edificação. As bonificações presentes no apartamento foram

somadas à sua pontuação total.

5.5.1 Bonificação de ventilação natural

Para receber 0,12 pontos de bonificação a UH analisada, localizada no 7º

pavimento, deve apresentar o valor da relação entre a área efetiva de abertura para

ventilação e a área da fachada (porosidade) superior a 12% em no mínimo duas

fachadas com orientações distintas. Apresenta-se o resultado obtido para a

porosidade de cada fachada na Tabela 27.

62

Tabela 27 – Porosidade das fachadas do apartamento 706

Orientação Área de ventilação

(m²) Área da fachada

(m²) Porosidade

(%) Atende

Norte 2,92 23,85 12,24 Sim

Sul 0,29 11,13 2,60 Não

Leste 0,96 25,17 3,81 Não

Oeste 0,00 0,00 0,00 Não


Por atender ao requisito de porosidade apenas na fachada voltada para o norte,

a unidade habitacional não recebe a bonificação. Da mesma forma, o apartamento

analisado também não apresenta, em todos os ambientes de permanência

prolongada, dispositivos especiais que favoreçam o desempenho da ventilação

natural, tão pouco aberturas externas cujo vão livre tenha o centro geométrico

localizado entre 0,40 e 0,70 m medidos a partir do piso. Não recebendo, portanto,

nenhum ponto de bonificação referente a ventilação natural.

5.5.2 Bonificação de iluminação natural

Segundo Dornelles (2008), a cor branca apresenta refletância solar de 80%.

Dessa forma, como os tetos dos ambientes de permanência prolongada da edificação

são entregues pintados na cor branca, a UH recebe 0,10 pontos de bonificação por

apresentar refletância do teto superior a 60%.

Recebem também 0,20 pontos de bonificação as UHs que apresentarem, na

maioria dos ambientes de permanência prolongada, cozinha e área de serviço,

profundidade máxima igual ou inferior a 2,4 vezes a altura da abertura de iluminação

(ha). De acordo com a Tabela 28, abaixo, o apartamento analisado satisfaz esta

condição.

63

Tabela 28 – Profundidade do ambiente com relação a ha

Ambiente Profundidade (m) 2,4 x ha (m) Atende

Sala e cozinha 2,40 4,20 Sim

Quarto 2,85 4,80 Sim

Suíte 3,90 4,80 Sim


5.5.3 Outras bonificações

A unidade habitacional autônoma (UH) não recebe outras bonificações, uma

vez que não possui equipamentos para racionamento de água, não apresenta sistema

de aquecimento de água compartilhado com outras UHs e não são entregues

instalados, ao fim da obra, ventiladores de teto, refrigeradores, aparelhos

condicionadores e lâmpadas.

5.6 CLASSIFICAÇÃO DA UH

A classificação do nível de eficiência das unidades habitacionais autônomas

(UHs) é função dos valores dos equivalentes numéricos (EqNumEnv e EqNumAA),

acrescido das bonificações. De acordo com o RTQ-R, o peso de ponderação (a) dos

equivalentes numéricos para obtenção da pontuação total (PTUH) utilizado para

avaliação de edificações localizadas na região sul é de 0,65. O cálculo segue de

acordo com a Equação 6.

PTUH = (a × EqNumEnv) + [(1 − a) × EqNumAA] + Bonificações

PTUH = (0,65 × 3,90) + (0,35 × 1) + 0,30

PTUH = 2,54 + 0,35 + 0,30

PTUH = 3,19 (Nível C)

(6)

64

5.7 AVALIAÇÃO DAS ÁREAS DE USO COMUM

A classificação de eficiência energética em áreas de uso comum é um item

independente da classificação das UHs, resultando, de forma independente, em outra

Etiqueta Nacional de Conservação de Energia (ENCE) para o empreendimento.

Dessa forma o desempenho das áreas de uso comum não foi avaliado no presente

trabalho, pois este se limita a avaliação da porção privativa da edificação.

65

6 RESULTADOS

6.1 AVALIAÇÃO DA ENVOLTÓRIA

A envoltória do edifício obteve uma boa classificação de eficiência, pois 138

apartamentos, de um total de 149, obtiveram o nível B de classificação. As exceções

são as unidades com final 04 e o loft localizado no décimo pavimento. A Figura 19

ilustra a distribuição do nível de classificação da envoltória por tipo de unidade

habitacional.

Figura 19 – Classificação do EqNumEnv das UHs

Fonte: Do autor, 2016

O bom resultado deve-se, principalmente, à pequena área de paredes externas

das unidades do empreendimento e a inexistência de paredes para todas as

orientações em uma mesma UH. Devido a isso, os apartamentos obtiveram bons

índices de consumo relativo para aquecimento, que corresponde a 56% da

classificação da envoltória, e índices médios para o indicador graus-hora para

resfriamento, responsável por 44% da pontuação da envoltória.

Os apartamentos de final 04 apenas não obtiveram o nível B de classificação

pois um de seus ambientes não alcançou o pré-requisito de iluminação natural. O

mesmo ocorreu com as unidades de final 03, porém, nessas unidades outros fatores

mantiveram o nível B de classificação.

66

As Figuras 20 e 21 ilustram a distribuição da classificação das UH para

aquecimento e para resfriamento, através dos índices EqNumEnvA e EqNumEnvResfr.

Figura 20 – Classificação do EqNumEnvA das UHs


Figura 21 – Classificação do EqNumEnvResf das UHs


6.2 AVALIAÇÃO DO SISTEMA DE AQUECIMENTO DE ÁGUA

O empreendimento é entregue com esperas para ligação de chuveiros elétricos

para aquecimento de água. De acordo com o RTQ-R, esse tipo de sistema, quando

com potência superior a 4.600 W, ou qualquer tipo de sistema não instalado

completamente, recebe automaticamente classificação nível E.

67

No cálculo da pontuação total, o sistema de aquecimento de água corresponde

a 35% do valor obtido. A edificação estudada obteve classificação E em todos as

unidades habitacionais nesse requisito (Figura 22), desse modo, teve sua pontuação

final consideravelmente diminuída.

Figura 22 – Classificação do EqNumAA das UHs


6.3 BONIFICAÇÕES

Na edificação estudada os apartamentos receberam no máximo 0,30 pontos de

bonificação, referentes à iluminação natural, já que os tetos das UHs são entregues

pintados na cor branca e boa parte dos apartamentos satisfez a condição de

profundidade máxima dos ambientes quando comparados com a altura da abertura

de entrada de luz.

6.4 CLASSIFICAÇÃO FINAL DAS ÁREAS DE USO PRIVATIVO

Após a ponderação da pontuação de cada ambiente das unidades

habitacionais pela sua área útil, obteve-se o nível C em todos os apartamentos.

Consequentemente, também foi obtido o nível C na classificação da edificação como

um todo, com uma pontuação final igual a 2,97 pontos (Figura 23). A Figura 24

demonstra a simulação da etiqueta nacional de conservação de energia para a

edificação multifamiliar objeto do estudo de caso.

68

Figura 23 – Quadro dos resultados da avaliação através do RTQ-R

Final UH

Envoltória para verão

Envoltória para inverno EqNumEnv

Aquecimento de água

Bonif Classificação

das Uhs (PTUH)

ENCE Resfriamento Aquecimento

01 2,39 D 4,61 A 3,63 B 1,00 E 0,3 3,01 C

2,97 C

02 2,23 D 4,53 A 3,52 B 1,00 E 0,3 2,94 C

03 3,00 C 4,30 B 3,73 B 1,00 E 0,3 3,07 C

04 2,47 D 4,30 B 3,49 C 1,00 E 0,3 2,92 C

05 2,23 D 4,53 A 3,86 B 1,00 E 0,3 3,16 C

06 3,00 C 4,61 A 3,90 B 1,00 E 0,3 3,19 C

07 2,00 D 4,69 A 3,50 B 1,00 E 0,1 2,73 C

08 3,00 C 4,69 A 3,94 B 1,00 E 0,1 3,01 C

09 3,00 C 4,69 A 3,94 B 1,00 E 0,1 3,01 C

10 2,34 D 4,66 A 3,64 B 1,00 E 0,3 3,02 C

Loft 3,00 C 3,00 C 3,00 C 1,00 E 0,3 2,60 C

11 3,00 C 4,00 B 3,56 B 1,00 E 0,1 2,76 C

12 2,34 D 4,66 A 3,64 B 1,00 E 0,3 3,02 C

13 2,31 D 4,69 A 3,64 B 1,00 E 0,1 2,82 C

14 2,31 D 4,69 A 3,64 B 1,00 E 0,1 2,82 C

15 2,00 D 4,69 A 3,50 B 1,00 E 0,1 2,73 C


Figura 24 – Simulação da ENCE para a edificação objeto do estudo de caso


69

6.5 ALTERAÇÕES PROPOSTAS

Apenas com a alteração do sistema elétrico de aquecimento de água para o

aquecimento a gás com ENCE A, a edificação obteria o nível B de classificação, com

uma pontuação final de 4,37 pontos, muito próximo da obtenção do nível máximo na

avaliação, de acordo com a Figura 25.

Figura 25 – Quadro da avaliação com alteração no sistema de aquecimento de água

Final UH





das Uhs (PTUH)


01 2,39 D 4,61 A 3,63 B 5,00 A 0,3 4,41 B

4,37 B

02 2,23 D 4,53 A 3,52 B 5,00 A 0,3 4,34 B

03 3,00 C 4,30 B 3,73 B 5,00 A 0,3 4,47 B

04 2,47 D 4,30 B 3,49 C 5,00 A 0,3 4,32 B

05 2,23 D 4,53 A 3,86 B 5,00 A 0,3 4,56 A

06 3,00 C 4,61 A 3,90 B 5,00 A 0,3 4,59 A

07 2,00 D 4,69 A 3,50 B 5,00 A 0,1 4,13 B

08 3,00 C 4,69 A 3,94 B 5,00 A 0,1 4,41 B

09 3,00 C 4,69 A 3,94 B 5,00 A 0,1 4,41 B

10 2,34 D 4,66 A 3,64 B 5,00 A 0,3 4,42 B

Loft 3,00 C 3,00 C 3,00 C 5,00 A 0,3 4,00 B

11 3,00 C 4,00 B 3,56 B 5,00 A 0,1 4,16 B

12 2,34 D 4,66 A 3,64 B 5,00 A 0,3 4,42 B

13 2,31 D 4,69 A 3,64 B 5,00 A 0,1 4,22 B

14 2,31 D 4,69 A 3,64 B 5,00 A 0,1 4,22 B

15 2,00 D 4,69 A 3,50 B 5,00 A 0,1 4,13 B


A edificação também poderia, facilmente, adotar medidas para melhorar sua

classificação através das bonificações. A implementação de bacias sanitárias com

duplo acionamento e a entrega das unidades habitacionais com lâmpadas com Selo

Procel resultaria na obtenção de 0,14 pontos extras.

A obtenção desses pontos de bonificação, aliado a alteração do sistema de

aquecimento de água, resultaria na obtenção do nível A de classificação na ENCE,

com 4,51 pontos, de acordo com a Figura 26.

70

Figura 26 – Quadro da avaliação com alteração no sistema de aquecimento de água, bonificações de iluminação artificial e bacias com duplo acionamento.

Final UH





das Uhs (PTUH)


01 2,39 D 4,61 A 3,63 B 5,00 A 0,44 4,55 A

4,51 A

02 2,23 D 4,53 A 3,52 B 5,00 A 0,44 4,48 B

03 3,00 C 4,30 B 3,73 B 5,00 A 0,44 4,61 A

04 2,47 D 4,30 B 3,49 C 5,00 A 0,44 4,46 B

05 2,23 D 4,53 A 3,86 B 5,00 A 0,44 4,70 A

06 3,00 C 4,61 A 3,90 B 5,00 A 0,44 4,73 A

07 2,00 D 4,69 A 3,50 B 5,00 A 0,24 4,27 B

08 3,00 C 4,69 A 3,94 B 5,00 A 0,24 4,55 A

09 3,00 C 4,69 A 3,94 B 5,00 A 0,24 4,55 A

10 2,34 D 4,66 A 3,64 B 5,00 A 0,44 4,56 A

Loft 3,00 C 3,00 C 3,00 C 5,00 A 0,44 4,30 B

11 3,00 C 4,00 B 3,56 B 5,00 A 0,24 4,14 B

12 2,34 D 4,66 A 3,64 B 5,00 A 0,44 4,56 A

13 2,31 D 4,69 A 3,64 B 5,00 A 0,44 4,36 B

14 2,31 D 4,69 A 3,64 B 5,00 A 0,44 4,36 B

15 2,00 D 4,69 A 3,50 B 5,00 A 0,44 4,27 B


71

7 CONSIDERAÇÕES FINAIS

Este trabalho teve como objetivo aplicar o método prescritivo do RTQ-R na

avaliação da eficiência energética de uma edificação multifamiliar localizada na cidade

de Santa Maria – RS. Para tal fim, foi realizado o cálculo das propriedades térmicas

das composições de materiais utilizados no empreendimento e, posteriormente, a

sistemática foi aplicada à edificação, gerando resultados que permitiram a análise do

método e proposta de medidas que possam melhorar seu desempenho térmico.

Após o emprego do método, pode-se perceber que a envoltória da edificação

obteve um desempenho satisfatório, atingindo o nível B de classificação em mais de

90% dos apartamentos. Este resultado deve-se, principalmente, à pequena área de

paredes externas das unidades do empreendimento e a inexistência de paredes para

todas as orientações em uma mesma UH. Desta forma, não haveria impacto

significativo se os materiais de construção da edificação fossem alterados.

Mesmo com um bom resultado da envoltória, a avaliação global gerou uma

classificação de desempenho intermediária, com obtenção do nível C. Isto ocorreu,

pois no empreendimento é utilizado o sistema elétrico de aquecimento de água,

resultando na pior classificação de eficiência neste quesito, sendo esta responsável

por 35% da nota final na ENCE.

Portanto, como proposta de alteração para melhorar a qualificação de

desempenho da edificação, foi indicado a alteração do sistema elétrico de

aquecimento de água pelo sistema de aquecimento a gás. Apenas com esta alteração

a pontuação final das UHs seria de 4,37 pontos, muito próximo da obtenção do nível

A de classificação.

Com o objetivo de atingir o nível A de classificação na ENCE, foi indicada a

entrega das unidades habitacionais com lâmpadas com Selo Procel e a instalação de

equipamentos de racionamento de água, como bacias sanitárias com duplo

acionamento.

Os resultados obtidos corroboraram com a dissertação de Matos (2012),

quando este afirma que o pequeno número de paredes externas tem grande influência

positiva na classificação final da edificação, apontando a possibilidade de que o

método prescritivo do RTQ-R possa estimular esta solução, comprometendo a

ventilação natural.

72

Como sugestão de trabalhos futuros, seria interessante a aplicação do método

prescritivo e do método de simulação computacional sobre a mesma edificação. Uma

vez que a simulação computacional tem se mostrado um método mais assertivo e, na

bibliografia estudada, gera um índice levemente superior quando comparado ao

método prescritivo, principalmente no que se refere ao EqNumEnvResf.

73

REFERÊNCIAS

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77

APÊNDICE A – CÁLCULO DAS PROPRIEDADES TÉRMICAS DAS PAREDES INTERNAS

Seções do bloco estrutural cerâmico

Fonte: (KAPPAUN, 2012).

Composição do sistema de parede interna


78

Propriedades dos materiais constituintes das paredes internas

Propriedades Bloco cerâmico

(14x19x29) Argamassa Gesso

(kg/m³) 1957,00 2000,00 1200,00 [W/(m.K)] 1,05 1,15 0,50 c [kJ/(kg.K)] 0,92 1,00 0,84

Fonte: (BRASIL, 2005b).

Cálculo da resistência térmica (RT) Seção A (gesso + cerâmica + gesso)

Aa = 0,002736 m²

Ra =egesso

λgesso+

ecerâmica

λcerâmica+

egesso

λgesso

Ra =0,02

0,5 +

0,14

1,15+

0,02

0,5= 0,2017 (m2. K)/W

Seção B (gesso + cerâmica + ar + gesso)

Ab = 0,00304 m²

Rb =egesso

λgesso+

ecerâmica

λcerâmica+ 2 . Rar1

+ 2 . Rar2 +

egesso

λgesso

Rb =0,02

0,5 +

0,054

1,05+ 2 . 0,14 + 2 . 0,16 +

0,02

0,5= 0,7314 (m2. K)/W

Seção C (gesso + cerâmica + gesso)

Ac = 0,0019 m²

Rc =egesso

λgesso+

ecerâmica

λcerâmica+

egesso

λgesso

Rc =0,02

0,5 +

0,14

1,15+

0,02

0,5= 0,2017 (m2. K)/W

Seção D (gesso + cerâmica + ar + gesso)

Ad = 0,00513 m²

79

Rd =egesso

λgesso+

ecerâmica


+ Rar3+

egesso

λgesso

Rd =0,02

0,5 +

0,044

1,05+ 2 . 0,14 + 0,17 +

0,02

0,5= 0,5719 (m2. K)/W

Seção E (gesso + cerâmica + ar + gesso)

Ae = 0,0019 m²

Re =egesso

λgesso+

ecerâmica

λcerâmica+ Rar3

+egesso

λgesso

Re =0,02

0,5 +

0,076

1,05+ 0,17 +

0,02

0,5= 0,3224 (m2. K)/W

Seção F (gesso + cerâmica + ar + gesso)

Af = 0,004864 m²

Rf =egesso

λgesso+

ecerâmica


+egesso

λgesso

Rf =0,02

0,5 +

0,04

1,05+ 3 . 0,16 +

0,02

0,5= 0,5990 (m2. K)/W

Seção G (gesso + cerâmica + ar + gesso)

Ag = 0,0019 m²

Rg =egesso

λgesso+

ecerâmica

λcerâmica+ Rar2

+egesso

λgesso

Rg =0,02

0,5 +

0,105

1,05+ 0,16 +

0,02

0,5= 0,34 (m2. K)/W

Seção H (gesso + argamassa de assentamento + gesso)

Ah = 0,0049 m²

Rh =egesso

λgesso+

eargamassa

λargamassa+

egesso

λgesso

Rh =0,02

0,5 +

0,14

1,15 +

0,02

0,5= 0,2017 (m2. K)/W

Parede

80

Rt =[2. Aa + 2. Ab + 4. Ac + 4. Ad + 2. Ae + 2. Af + Ag + Ah]

[(2.Aa

Ra+

2.Ab

Rb+

4.Ac

Rc+

4.Ad

Rd+

2.Ae

Re+

2.Af

Rf+

Ag

Rg+

Ah

Rh)]

Rt =[0,059928]

[0,167193]

Rt = 0,358436 (m2. K)/W

Resistência térmica total

RT = Rt + Rsi + Re

RT = 0,358436 + 0,13 + 0,04

RT = 0,528436 (m2. K)/W

Cálculo da transmitância térmica (U)

U =1

RT

U =1

0,528436

U = 1,892376 W/(m2. K)

Cálculo da capacidade térmica (CT)

Seção A

CTa = (e. c. ρ)gesso + (e. c. ρ)cerâmica + (e. c. ρ)gesso

CTa = (0,02 . 0,84 . 1200) + (0,14 . 0,92 . 1957) + (0,02 . 0,84 . 1200)

CTa = 292,38 kJ/(m2. K)

Seção B

CTb = (e. c. ρ)gesso + (e. c. ρ)cerâmica + (e. c. ρ)gesso

CTb = (0,02 . 0,84 . 1200) + (0,054 . 0,92 . 1957) + (0,02 . 0,84 . 1200)

CTb = 137,54 kJ/(m2. K)

Seção C

CTc = (e. c. ρ)gesso + (e. c. ρ)cerâmica + (e. c. ρ)gesso

CTc = (0,02 . 0,84 . 1200) + (0,14 . 0,92 . 1957) + (0,02 . 0,84 . 1200)

CTc = 292,38 kJ/(m2. K)

81

Seção D

CTd = (e. c. ρ)gesso + (e. c. ρ)cerâmica + (e. c. ρ)gesso

CTd = (0,02 . 0,84 . 1200) + (0,044 . 0,92 . 1957) + (0,02 . 0,84 . 1200)

CTd = 119,53 kJ/(m2. K)

Seção E

CTe = (e. c. ρ)gesso + (e. c. ρ)cerâmica + (e. c. ρ)gesso

CTe = (0,02 . 0,84 . 1200) + (0,076 . 0,92 . 1957) + (0,02 . 0,84 . 1200)

CTe = 177,15 kJ/(m2. K)

Seção F

CTf = (e. c. ρ)gesso + (e. c. ρ)cerâmica + (e. c. ρ)gesso

CTf = (0,02 . 0,84 . 1200) + (0,041 . 0,92 . 1957) + (0,02 . 0,84 . 1200)

CTf = 114,13 kJ/(m2. K)

Seção G

CTg = (e. c. ρ)gesso + (e. c. ρ)cerâmica + (e. c. ρ)gesso

CTg = (0,02 . 0,84 . 1200) + (0,105 . 0,92 . 1957) + (0,02 . 0,84 . 1200)

CTg = 229,36 kJ/(m2. K)

Seção H

CTh = (e. c. ρ)gesso + (e. c. ρ)argamassa + (e. c. ρ)gesso

CTh = (0,02 . 0,84 . 1200) + (0,14 . 1 . 2000) + (0,02 . 0,84 . 1200)

CTh = 320,32 kJ/(m2. K)

Capacidade térmica total

CTtotal =[2. Aa + 2. Ab + 4. Ac + 4. Ad + 2. Ae + 2. Af + Ag + Ah]

[(2.Aa

CTa+

2.Ab

CTb+

4.Ac

CTc+

4.Ad

CTd+

2.Ae

CTe+

2.Af

CTf+

Ag

CTg+

Ah

CTh)]

CTtotal =[0,059928]

[0,00055836]

CTtotal = 107,81 kJ/(m2. K)

82

APÊNDICE B – CÁLCULO DAS PROPRIEDADES TÉRMICAS DAS PAREDES

EXTERNAS COM PINTURA

Composição do sistema de parede externa com pintura


Propriedades dos materiais constituintes das paredes internas

Propriedades Bloco celular

(15x30x60) Argamassa Gesso

(kg/m³) 500,00 2000,00 1200,00

[W/(m.K)] 0,17 1,15 0,50

c [kJ/(kg.K)] 1,00 1,00 0,84

Fonte: (BRASIL, 2005b).

Cálculo da resistência térmica (RT) Seção A (argamassa de revestimento + argamassa de assentamento + gesso)

Aa = 0,013725 m²

Ra =eargamassa

λargamassa+

eargamassa

λargamassa+

egesso

λgesso

Ra =0,025

1,15 +

0,15

1,15+

0,02

0,5= 0,192174 (m2. K)/W

83

Seção B (argamassa de revestimento + bloco celular + gesso)

Ab = 0,18 m²

Rb =eargamassa

λargamassa+

ebloco

λbloco+

egesso

λgesso

R𝑏 =0,025

1,15 +

0,15

0,17+

0,02

0,5= 0,94409 (m2. K)/W

Parede

Rt =(Aa + Ab)

[(Aa

Ra) + (

Ab

Rb)]

Rt =(0,013725 + 0,18)

[(0,013725

0,192174) + (

0,18

0,94409)]

Rt = 0,7391856 (m2. K)/W


RT = Rt + Rsi + Re

RT = 0,7391856 + 0,13 + 0,04

RT = 0,909185 (m2. K)/W


U =1

RT

U =1

0,909185

U = 1,09988 W/(m2. K)


Seção A

CTa = (e. c. ρ)argamassa + (e. c. ρ)argamassa + (e. c. ρ)gesso

CTa = (0,025 . 1 . 2000) + (0,15 . 1 . 2000) + (0,02 . 0,84 . 1200)

CTa = 370,16 kJ/(m2. K)

Seção B

CTb = (e. c. ρ)argamassa + (e. c. ρ)bloco + (e. c. ρ)gesso

84

CTb = (0,025 . 1 . 2000) + (0,15 . 1 . 500) + (0,02 . 0,84 . 1200)

CT𝑏 = 145,16 kJ/(m2. K)


CTtotal =(Aa + Ab)

[(Aa

CTa+

Ab

CTb)]

CTtotal =(0,013725 + 0,18)

[(0,013725

370,16) + (

0,18

145,16)]

CTtotal = 151,6925 kJ/(m2. K)

85

APÊNDICE C – CÁLCULO DAS PROPRIEDADES TÉRMICAS DAS PAREDES

EXTERNAS COM REVESTIMENTO CERÂMICO

Composição do sistema de parede externa com revestimento cerâmico


Dados dos componentes da alvenaria externas

Propriedades Bloco celular

(15x30x60) Argamassa Gesso Cerâmica

(kg/m³) 500,00 2000,00 1200,00 1600,00

[W/(m.K)] 0,17 1,15 0,50 0,90

c [kJ/(kg.K)] 1,00 1,00 0,84 0,92

Cálculo da resistência térmica (RT) Seção A (cerâmica + argamassa + argamassa de assentamento + gesso)

Aa = 0,013725 m²

Ra =ecerâmica

λcerâmica+

eargamassa

λargamassa+

eargamassa

λargamassa+

egesso

λgesso

Ra =0,01

0,9 +

0,025

1,15 +

0,15

1,15+

0,02

0,5= 0,20328 (m2. K)/W

Seção B (cerâmica + argamassa de revestimento + bloco celular + gesso)

86

Ab = 0,18 m²

Rb =ecerâmica

λcerâmica+

eargamassa

λargamassa+

ebloco

λbloco+

egesso

λgesso

R𝑏 =0,01

0,9 +

0,025

1,15 +

0,15

0,17+

0,02

0,5= 0,955203 (m2. K)/W

Parede

Rt =(Aa + Ab)

[(Aa

Ra) + (

Ab

Rb)]

Rt =(0,013725 + 0,18)

[(0,013725

0,20328) + (

0,18

0,955203)]

Rt = 0,756858 (m2. K)/W


RT = Rt + Rsi + Re

RT = 0,756858 + 0,13 + 0,04

RT = 0,926858 (m2. K)/W


U =1

RT

U =1

0,926858

U = 1,078913 W/(m2. K)


Seção A

CTa = (e. c. ρ)cerâmica + (e. c. ρ)argamassa + (e. c. ρ)argamassa + (e. c. ρ)gesso

CTa = (0,01 . 0,92 . 1600) + (0,025 . 1 . 2000) + (0,15 . 1 . 2000) + (0,02 . 0,84 . 1200)

CTa = 384,88 kJ/(m2. K)

Seção B

CTb = (e. c. ρ)cerâmica + (e. c. ρ)argamassa + (e. c. ρ)bloco + (e. c. ρ)gesso

87

CTb = (0,01 . 0,92 . 1600) + (0,025 . 1 . 2000) + (0,15 . 1 . 500) + (0,02 . 0,84 . 1200)

CTb = 159,88 kJ/(m2. K)


CTtotal =(Aa + Ab)

[(Aa

CTa+

Ab

CTb)]

CTtotal =(0,013725 + 0,18)

[(0,013725

384,88) + (

0,18

159,88)]

CTtotal = 166,787939 kJ/(m2. K)

88

APÊNDICE D – CÁLCULO DA ABSORTÂNCIA DAS SUPERFÍCIES

Para determinar a absortância das superfícies o RTQ-R indica o uso do método

desenvolvido por Dornelles (2008). Esse método consiste em obter as absortâncias

através de correlações lineares entre os parâmetros cromáticos RGB (Red, Green,

Blue) e HSL (Hue, Saturation, Luminance) da cor analisada.

No presente trabalho os parâmetros RGB e HSL foram obtidos a partir do nome

da cor da tinta especificada no projeto arquitetônico: “Tomara que caia”, da marca

Suvinil.

Valores RGB e HSL da cor “Tomara que caia”

𝛼 = 155,5135 − 0,2240 𝑥 𝑅 − 0,3050 𝑥 𝐵 − 0,4369 𝑥 𝑆

𝛼 = 155,5135 − 0,2240 𝑥 222 − 0,3050 𝑥 217 − 0,4369 𝑥 17

𝛼 = 32,97

Sendo o valor decimal adotado para cálculo:

𝛼 = 0,33

89

APÊNDICE E – CÁLCULO DAS PROPRIEDADES TÉRMICAS DA COBERTURA

COM REVESTIMENTO CERÂMICO

Cobertura da edificação voltada ao exterior

Dados dos componentes das coberturas

Propriedades Cerâmica Argamassa Concreto EPS Gesso

acartonado

(kg/m³) 1600,00 2000,00 2200,00 35,00 1000,00

[W/(m.K)] 0,90 1,15 1,75 0,04 0,35

c [kJ/(kg.K)] 0,92 1,00 1,00 1,42 0,84 Fonte: (BRASIL, 2005b).

Cálculo da resistência térmica (RT) Seção A (gesso acartonado + ar + EPS + concreto EPS + argamassa + cerâmica)

Aa = 0,49 m²

Ra =egessoacartonado

λgessoacartonado+ Rar +

eEPS

λEPS+

econcreto

λconcreto+

eEPS

λEPS+

eargamassa

λargamassa+

ecerâmica

λcerâmica

Ra =0,012

0,35 + 0,21 +

0,20

0,04 +

0,05

1,75+

0,10

0,04+

0,03

1,15+

0,01

0,90= 7,8098 (m2. K)/W

Seção B (gesso acartonado + ar + concreto + argamassa + cerâmica)

Ab = 0,1824 m²

Rb =egessoacartonado

λgesso acartonado

+ Rar + econcreto

λconcreto

+eEPS

λEPS

+ eargamassa

λargamassa

+ ecerâmica

λcerâmica

R𝑏 =0,012

0,35 + 0,21 +

0,25

1,75+

0,03

1,15+

0,10

0,04+

0,01

0,90= 2,92432(m2. K)/W

90

Rt =(Aa + Ab)

[(Aa

Ra) + (

Ab

Rb)]

Rt =(0,49 + 0,1824)

[(0,49

7,8098) + (

0,1824

2,92432)]

Rt = 5,3743 (m2. K)/W


RT = Rt + Rsi + Re

RT = 5,3743 + 0,17 + 0,04

RT = 5,58 (m2. K)/W


U =1

RT

U =1

5,58

U = 0,18 W/(m2. K)


Seção A

CTa = (e. c. ρ)gessoacartonado + (e. c. ρ)EPS + (e. c. ρ)concreto + (e. c. ρ)EPS

+ (e. c. ρ)argamassa + (e. c. ρ)cerâmica

CTa = (0,012 . 0,84 . 1000) + (0,2 . 1,42 . 35) + (0,05 . 1 . 2200) + (0,1 . 1,42 . 35)

+ (0,03 . 1 . 2000) + (0,01 . 0,92 . 1600)

CTa = 209,71 kJ/(m2. K)

Seção B

CTb = (e. c. ρ)forro + (e. c. ρ)concreto + (e. c. ρ)EPS + (e. c. ρ)argamassa + (e. c. ρ)cerâmica

CTb = (0,012 . 0,84 . 1000) + (0,25 . 1 . 2200) + (0,1 . 1,42 . 35) + (0,03 . 1 . 2000)

+ (0,01 . 0,92 . 1600)

CTb = 639,77 kJ/(m2. K)


91

CTtotal =(Aa + Ab)

[(Aa

CTa+

Ab

CTb)]

CTtotal =(0,49 + 0,1824)

[(0,49

209,71) + (

0,1824

639,77)]

CTtotal = 256,4784 kJ/(m2. K)

92

ANEXO A – EQUAÇÃO DE CÁLCULO DO INDICADOR GRAUS-HORA (GHR) NA

ZONA BIOCLIMÁTICA 2

Constantes da equação do indicador graus-hora (GHR)

Equivalente numérico resultante


93

ANEXO B – EQUAÇÃO DE CÁLCULO DO CONSUMO RELATIVO PARA

AQUECIMENTO (CA) NA ZONA BIOCLIMÁTICA 2

Constantes da equação do indicador de consumo relativo para aquecimento (CA)

Equivalente numérico resultante Fonte: (BRASIL, 2010).

94

ANEXO C – PLANTA BAIXA DO APARTAMENTO 706

Fonte: (Arquivo da empresa, 2015).

95

ANEXO D – ÂNGULOS DE SOMBREAMENTO RECOMENDADOS PARA SANTA

MARIA - RS


Documents

Aplicação do RTQ-R em uma edificação multifamiliar na cidade de Santa Maria - Rs