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Universidade Federal de Santa Catarina Departamento de Engenharia Civil Disciplina ECV5364 – Sustentabilidade em edificações
SUSTENTABILIDADE EM EDIFICAÇÕES
Prof. Enedir Ghisi, PhD Arquiteta Cláudia Donald Pereira, MSc
Florianópolis, 2010
Sumário
1. INTRODUÇÃO À SUSTENTABILIDADE ...............................................................1 1.1. Conceituação................................................................................................................................................... 1 1.2. Arquitetura Sustentável................................................................................................................................. 2 1.2.1. Exemplos de Arquitetura Sustentável....................................................................................................... 3
2. SUSTENTABILIDADE: HISTÓRICO DO TEMA.....................................................6 3. USO E OCUPAÇÃO DO SOLO..............................................................................8 3.1. Características do terreno.............................................................................................................................. 8 3.2. Limitação da perturbação do solo................................................................................................................. 9 3.3. Controle de sedimentação e erosão ............................................................................................................... 9 3.4. Preservação dos recursos naturais ................................................................................................................ 9 3.5. Projeto de espaços verdes e paisagismo ...................................................................................................... 10 3.6. Humanização das áreas................................................................................................................................ 11 3.7. Acessibilidade................................................................................................................................................ 12
4. MATERIAIS CONSTRUTIVOS .............................................................................13 4.1. Madeira ......................................................................................................................................................... 13 4.2. Palha e outras fibras vegetais ...................................................................................................................... 13 4.3. Terra e pedra ................................................................................................................................................ 14 4.4. Cimento ......................................................................................................................................................... 14 4.5. Concreto ........................................................................................................................................................ 15 4.6. Tijolo e outras cerâmicas ............................................................................................................................. 15 4.7. Vidros ............................................................................................................................................................ 15 4.8. Metais ............................................................................................................................................................ 15 4.9. Pinturas, adesivos, conservantes e selantes ................................................................................................ 15 4.10. Sintéticos...................................................................................................................................................... 16 4.11. Critérios para a seleção de materiais ........................................................................................................ 16 4.12. Checklist para o uso sustentável de materiais .......................................................................................... 16
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5. ENERGIA EMBUTIDA E CICLO DE VIDA ...........................................................18 5.1. Energia embutida ......................................................................................................................................... 18 5.1.1. Métodos de análise de Energia Embutida ............................................................................................... 18 5.1.2. Consumo de energia na obra................................................................................................................... 19 5.1.3. Energia embutida de manutenção ........................................................................................................... 20 5.1.4. Consumo de energia em transportes ....................................................................................................... 20 5.1.5. Estudos brasileiros sobre Energia Embutida........................................................................................... 20 5.2. Avaliação do ciclo de vida – ACV ............................................................................................................... 22 5.2.1. Análise do ciclo de vida energético das edificações ............................................................................... 24 5.2.2. Ferramentas de ACV .............................................................................................................................. 25
6. EFICIÊNCIA ENERGÉTICA..................................................................................26 6.1. Edificações e consumo de energia elétrica.................................................................................................. 26 6.2. Definição de eficiência energética................................................................................................................ 29 6.3. Uso Racional da Iluminação ........................................................................................................................ 29 6.3.1. Equipamentos eficientes ......................................................................................................................... 29 6.3.2. Projeto Luminotécnico eficiente ............................................................................................................. 30 6.3.3. Influência da arquitetura no desempenho luminoso de ambientes.......................................................... 32 6.4. Uso de equipamentos eficientes ................................................................................................................... 32 6.4.1. Programa Brasileiro de Etiquetagem ...................................................................................................... 32 6.4.2. Selos de Eficiência Energética................................................................................................................ 33 6.5. Alternativas de projeto que contribuem com a eficiência energética....................................................... 34 6.5.1. Bioclimatologia ...................................................................................................................................... 34 6.5.2. Outras técnicas para reduzir o consumo de energia ................................................................................ 40
7. QUALIDADE DO AMBIENTE INTERNO ..............................................................46 7.1. Qualidade do ar ............................................................................................................................................ 46 7.1.1. Fator de risco global ............................................................................................................................... 47 7.1.2. Plano de gestão da qualidade do ar interno............................................................................................. 47 7.1.3. Eficiência da ventilação .......................................................................................................................... 48 7.1.4. Controle ambiental da fumaça de cigarro ............................................................................................... 48 7.1.5. Controle e monitoramento de CO2.......................................................................................................... 48 7.1.6. Controle de fontes químicas e poluentes internos................................................................................... 48 7.1.7. Redução de Compostos orgânicos voláteis............................................................................................. 48 7.1.8. Minimização do formaldeído.................................................................................................................. 49 7.1.9. Redução de Asbestos .............................................................................................................................. 49 7.1.10. Prevenção de mofo ............................................................................................................................... 49 7.2. Conforto acústico.......................................................................................................................................... 49 7.3. Conforto térmico .......................................................................................................................................... 50 7.4. Conforto visual ............................................................................................................................................. 50
8. USO RACIONAL DE ÁGUA .................................................................................51 8.1. Usos finais da água ....................................................................................................................................... 54 8.2. Economia de água potável ........................................................................................................................... 55
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8.3. Aproveitamento de águas pluviais .............................................................................................................. 56 8.3.1. Precipitação ............................................................................................................................................ 56 8.3.2. Qualidade da água pluvial....................................................................................................................... 58 8.3.3. Composição de um sistema..................................................................................................................... 58 8.3.4. Potencial de economia ............................................................................................................................ 59 8.3.5. Programa Netuno .................................................................................................................................... 59 8.3.6. Exemplos de aproveitamento de águas pluviais ..................................................................................... 60 8.4. Sistemas de reuso de águas .......................................................................................................................... 61 8.5. Equipamentos com baixo consumo de água ............................................................................................... 62 8.5.1. Vasos sanitários ...................................................................................................................................... 63 8.5.2. Torneiras:................................................................................................................................................ 64 8.5.3. Mictórios:................................................................................................................................................ 65 8.5.4. Chuveiros:............................................................................................................................................... 65
9. USO DE RECURSOS RENOVÁVEIS ...................................................................66 9.1. Biocombustível.............................................................................................................................................. 66 9.1.1. Biodiesel ................................................................................................................................................. 66 9.1.2. Biomassa................................................................................................................................................. 66 9.2. Hidrogênio..................................................................................................................................................... 67 9.3. Hidrelétrica ................................................................................................................................................... 68 9.4. Pequenas centrais hidrelétricas (PCH)....................................................................................................... 69 9.5. Geotérmica .................................................................................................................................................... 70 9.6. Eólica ............................................................................................................................................................. 70 9.7. Solar............................................................................................................................................................... 73 9.7.1. Fototérmica ............................................................................................................................................. 73 9.7.2. Fotovoltaica ............................................................................................................................................ 75
10. GERENCIAMENTO DE RESÍDUOS NA CONSTRUÇÃO CIVIL ........................79 10.1. Definições .................................................................................................................................................... 79 10.2. Etapas .......................................................................................................................................................... 80 10.3. Classificação dos resíduos .......................................................................................................................... 80 10.4. Medidas para redução da geração de resíduos ........................................................................................ 81 10.5. Reciclagem e Reuso .................................................................................................................................... 81 10.6. Políticas públicas e normas técnicas ......................................................................................................... 82 10.6.1. Resolução CONAMA 307 .................................................................................................................... 82 10.6.2. PBQP-H ................................................................................................................................................ 83 10.7. Material complementar.............................................................................................................................. 83
11. MÉTODOS DE AVALIAÇÃO DE SUSTENTABILIDADE DE EDIFÍCIOS: SISTEMAS DE CERTIFICAÇÃO ..............................................................................84 11.1 CONSIDERAÇÕES INICIAIS .................................................................................................................. 84 iii
11.2. LEGISLAÇÃO AMBIENTAL E INICIATIVAS VISANDO A CONSTRUÇÃO SUSTENTÁVEL NO BRASIL ......................................................................................................................................................... 84 11.3 AVALIAÇÃO AMBIENTAL X AVALIAÇÃO DA SUSTENTABILIDADE DE EDIFÍCIOS ........... 86 11.4 METODOLOGIAS PARA AVALIAÇÃO AMBIENTAL E DA SUSTENTABILIDADE DE EDIFÍCIOS .......................................................................................................................................................... 88 11.4.1 Building Research Establishment Environmental Assessment Method – BREEAM OFFICES 2006 .. 90 11.4.2 Green Building Tool - GBTool 2005..................................................................................................... 92 11.4.3 Leadership in Energy and Environmental Design – LEED for New Construction and Major Renovations (LEED-NC) Version 2.2 Rating System.................................................................................... 101 11.4.4 Comprehensive Assessment System for Building Environmental Efficiency – CASBEE for New Construction (CASBEE-NC 2004v1.02) ........................................................................................................ 104 11.4.5 Green Star – Green Star Office Design Rating Tool v2....................................................................... 111 11.4.6 NF Bâtiments Tertiaires – Démarche HQE® Bureau et Einseignement .............................................. 115 11.4.7 Sustainable Building Assessment Tool - SBAT .................................................................................. 118 11.4.8 Modelo proposto por Silva (2003)....................................................................................................... 120 11.5 COMPARAÇÃO E DISCUSSÃO SOBRE AS METODOLOGIAS..................................................... 127 11.5.1 Críticas, pontos positivos e pontos negativos das metodologias a serem observados na proposição de uma metodologia brasileira............................................................................................................................. 132 11.6 CONSIDERAÇÕES SOBRE O CAPÍTULO.......................................................................................... 140
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS.......................................................................141
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1. Introdução à Sustentabilidade 1.1. Conceituação O termo sustentabilidade tem origem na palavra “sustentar”, que possui as seguintes definições: conservar em existência; manter, perpetuar, resistir, prolongar. O desenvolvimento sustentável é definido pelo Relatório de Brundtland1 (1987) como aquele que garante o “suprimento das necessidades do presente sem comprometer a capacidade das gerações futuras de suprirem as suas próprias necessidades”. Esse mesmo relatório defende que “o desenvolvimento sustentável não é um estado fixo de harmonia, mas um processo de mudança”. Isso significa que a sustentabilidade não é um objetivo final a ser alcançado (não é uma situação estanque), mas sim um processo, um caminho a ser seguido. A sustentabilidade é baseada em três aspectos que devem coexistir em equilíbrio: o ambiental, o econômico e o social (Figura 1). Como estes aspectos representam variáveis independentes, as escolhas resultantes serão diferentes em cada situação apresentada. Portanto, não existe receita nem cálculo absoluto que determine o que deve ser feito ou não para que um projeto seja mais sustentável.
Meio Ambiente
Sustentabilidade Sociedade
Economia
Figura 1 – Os três pilares da sustentabilidade. A sustentabilidade na esfera ambiental requer equilíbrio entre proteção do ambiente físico e seus recursos, bem como o uso desses recursos de forma a permitir que o ambiente continue dando suporte àquilo que se convencionou chamar de qualidade de vida. O âmbito social abrange o desenvolvimento de sociedades justas, que proporcionem oportunidades ao desenvolvimento humano. Quanto ao econômico, requer um sistema que facilite o acesso aos recursos e às oportunidades indispensáveis à prosperidade da sociedade, dentro dos limites do que é ecologicamente possível e sem ferir os direitos humanos básicos. Para um empreendimento humano ser sustentável ele deve ser ecologicamente correto, economicamente viável e socialmente justo. Alguns dos benefícios do desenvolvimento sustentável são listados a seguir: Benefícios Ambientais: Aumentar e proteger a biodiversidade e ecossistemas; Melhorar a qualidade do ar e da água; Reduzir desperdícios e volumes de lixo; Conservar e restaurar recursos naturais.
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Relatório de Brundtland (1987) – “Our Common Future” (Nosso Futuro Comum): Documento elaborado pela Comissão Mundial sobre Meio Ambiente e Desenvolvimento, criada pela ONU.
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Benefícios Econômicos: Reduzir custos operacionais; Criar, expandir e formar mercado para produtos e serviços “verdes”; Melhorar a produtividade dos ocupantes; Otimizar o desempenho econômico do ciclo de vida útil. Benefícios Sociais: Aumentar o conforto e a saúde dos ocupantes; Melhorar a qualidade de vida; Minimizar esforços em infraestrutura local; Melhorar a qualidade estética.
1.2. Arquitetura Sustentável Uma arquitetura sustentável é aquela que procura minimizar os impactos ambientais negativos provocados pela construção e operação de edifícios. Para isso, procura-se aumentar a eficiência e a moderação no uso de materiais, energia e ocupação do espaço. A construção civil tem impactos principalmente relacionados ao aspecto ambiental da sustentabilidade. Algumas premissas de projeto que contribuem para a sustentabilidade em sua dimensão ambiental são destacadas a seguir: Água Permeabilidade do solo; Utilização de água pluvial; Limitação do uso de água tratada apenas para fins onde é necessária a água potável; Introdução de equipamentos economizadores de água; Redução na geração de esgoto. Energia Otimização do desempenho energético através do bom desempenho térmico da edificação; Uso de aparelhos energeticamente eficientes; Aproveitamento da iluminação natural e uso de sistemas de iluminação eficientes; Uso de fontes renováveis de energia; Uso de materiais que colaboram para minimização dos efeitos de ilha de calor; Estratégias de ventilação natural. Materiais Gestão de resíduos da construção; Reuso de recursos; Reciclagem de recursos; Uso de materiais regionais; Uso de materiais de rápida renovação; Uso de madeira certificada; Uso de materiais de baixa emissão de gases. A busca pelo caminho da maior sustentabilidade cabe a todos os envolvidos no projeto e execução do ambiente edificado. É um trabalho coletivo (em rede) onde todos devem fazer sua parte, e ao mesmo tempo incentivar os demais a fazê-lo. Um projeto “mais sustentável” deve incluir todos os atores envolvidos, através de um processo integrado: desde os projetistas (arquitetos, engenheiros e consultores), os construtores (fabricantes de materiais, operários de obra), pessoal de manutenção, chegando aos ocupantes do edifício.
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1.2.1. Exemplos de Arquitetura Sustentável Beddington Zero Energy Development (BedZED) – Arquiteto: Bill Dunster. Localizado ao sul de Londres – Inglaterra. Características: Formado por 100 unidades mistas (residências e escritórios) (Figura 2);
Figura 2 – Vista geral do Beddington Zero Energy Development (BedZED). Baixo consumo de energia; Energia consumida é gerada no local por meio de placas fotovoltaicas e de uma mini-estação que utiliza restos de madeira para produzir aquecimento e energia (biomassa) (Figura 3);
Figura 3 – Esquema de funcionamento da mini-estação de geração de energia elétrica e aquecimento. Sistemas de chaminés eólicas incorporados à cobertura para garantir melhores taxas de ventilação interna nos ambientes (Figura 4). 50% da água é tratada e reutilizada (Figura 5);
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Figura 4 – Chaminés eólicas incorporadas às coberturas do BedZED.
Figura 5 – Esquema dos sistemas elétricos e de coleta, consumo e tratamento de água.
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Hockerton Housing Project (HHP) – Arquitetos: Robert e Brenda Vale Localizado a pouco mais de 10 km da cidade de Newark – Reino Unido. Características: Formado por 5 residências (Figura 6);
Figura 6 – Vista geral do Hockerton Housing Project (HHP). Uso de água da chuva; Tratamento biológico da água utilizada (esgoto); Turbinas eólicas e sistemas fotovoltaicos geram a energia no local (Figura 7);
Figura 7 – Sistema fotovoltaico incorporado à cobertura do HHP e turbinas eólicas ao fundo. Cultivo de orgânicos para a própria alimentação. Reciclagem de materiais; Geração de nenhuma poluição ou emissão de CO2;
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2. Sustentabilidade: histórico do tema 1987: Relatório de Brundtland – “Our Common Future”: Documento elaborado pela Comissão Mundial sobre o Meio Ambiente e Desenvolvimento (criada pela ONU e presidida pela então primeira ministra da Noruega Gro Harlen Brundtland). Definição: “desenvolvimento sustentável – garantir que se satisfaça as necessidades do presente sem comprometer a capacidade de gerações futuras de satisfazer as suas próprias necessidades”. 1989: A ONU convoca o encontro global para elaborar estratégias de reversão da degradação ambiental. A Alemanha sai na frente e lança o festejado Programa dos Mil Telhados, marco para utilização de painéis fotovoltaicos na arquitetura. 1990: Lançamento do primeiro sistema de certificação para obras sustentáveis, o BREEAM (Building Research Establishment Environmental Assessment Method), na Inglaterra. 1992: Conferência RIO-92: A cúpula da Terra se reúne na segunda conferência ambiental organizada pela ONU no Rio de Janeiro. Chamada de Eco 92, reuniu 108 chefes de Estado para elaborar mecanismos que eliminassem o abismo entre países desenvolvidos e em desenvolvimento, e bolar um plano de ação para preservar os recursos naturais do globo. A conferência das Nações Unidas sobre Meio Ambiente e Desenvolvimento aprovou, igualmente documentos de objetivos mais abrangentes e de natureza mais política: a Declaração do Rio, a Declaração de Princípios sobre o uso das Florestas, a Convenção sobre a Diversidade Biológica, a Convenção sobre Mudanças Climáticas e a Agenda 21. A Agenda 21 foi um dos principais resultados da conferência Eco-92 ou Rio-92, ocorrida no Rio de Janeiro, Brasil, em 1992. É um documento que estabeleceu a importância de cada país a se comprometer a refletir, global e localmente, sobre a forma pela qual governos, empresas, organizações não-governamentais e todos os setores da sociedade poderiam cooperar no estudo de soluções para os problemas sócio-ambientais. 1993: Criado no Canadá o selo verde mais famoso do planeta, o FSC (Conselho de Manejo Florestal), que carimba madeiras originárias de um processo produtivo manejado de forma ecologicamente correta, socialmente justa e economicamente viável. 1996: O conselho “United States Green Building Council” cria um sistema de certificação para edifícios sustentáveis, o LEED (Leadership in Energy and Environmental Design). Em Istanbul, Turquia, quase 15 mil pessoas de todos os lugares do planeta se reúnem para discutir o destino das cidades e os assentamentos humanos sustentáveis na Conferência Habitat II. 1997: Convenção das Nações Unidas sobre as Mudanças Climáticas: O efeito estufa assusta cientistas. Para esfriar o planeta é assinado o tratado ambiental mais ambicioso de todos os tempos, o Protocolo de Kioto. Meta do Protocolo: redução, até 2012, de 5,2% dos gases (responsáveis pelo efeito estufa) emitidos na atmosfera pelos países que respondem a 55% das emissões de gases do planeta. 1999: A idéia de as construções respeitarem as condições climáticas locais ressurge com força em um livro bancado pelo Conselho Europeu de Arquitetura: “Green Vitruvius - Principles and Practices of Sustainable Architectural Design”. No Brasil, o mercado começa a se mostrar atento. Acionada por um sensor, a torneira Decalux bivolt garante a economia de água. Também são lançados controladores de vazão para chuveiros.
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2000: Criação da Agenda Setorial para a Construção Sustentável para países em desenvolvimento pelo CIB – International Council for Research and Innovation Building and Construction. 2001: A Inglaterra apresenta o futuro das habitações. É erguido no sul de Londres o condomínio BedZED (Beddington Zero Energy Development). Formado por 100 unidades mistas (residências e escritórios), consome apenas 10% da energia de uma urbanização convencional no seu aquecimento. No Brasil, é lançado o selo nacional do FSC, para madeiras certificadas. 2002: A França e o Japão entram na era dos certificados para construções sustentáveis. Em Paris sai o HQE (High Quality Environmental standard), em Tóquio, o Casbee (Comprehensive Assessment System for Building Environmental Efficiency). Os dois evidenciam a preocupação existente no mundo com a avaliação das edificações, além de divulgar conceitos próprios que contribuem na formação de um benchmark de ações. Conferência RIO+10: Aconteceu em setembro de 2002 em Johanesburg (África do Sul), com o objetivo de fazer um balanço das lições aprendidas e resultados práticos obtidos a partir dos acordos firmados entre os cerca de 180 países que participaram da Rio-92. 2003: A Petrobrás lança o primeiro de uma série de concursos para arquitetos, organizados pelo IAB, com base nos critérios adotados pelo LEED. 2004: A Austrália elabora o seu sistema de certificação, o Nabers (NationalAustralian Building Environmental Rating System), que avalia edifícios novos e usados. 2007: A criação do Green Building Council Brasil e do Conselho Brasileiro de Construção Sustentável marca os avanços do setor no país, a exemplo do que já ocorria em outros lugares da América Latina, como o México. No Brasil, o mercado se atualiza e lança as descargas sanitárias com vazão de 3 litros para líquidos e de 6 litros para sólidos.
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3. Uso e ocupação do solo É papel do projetista auxiliar a escolha do local de projeto e planejar sua ocupação de acordo com critérios de sustentabilidade. Os principais objetivos do projeto de um sítio sustentável são minimizar o impacto no local e aumentar os benefícios naturais que o local fornece. Para isso, alguns princípios básicos a serem seguidos são listados a seguir: Seleção criteriosa do terreno para implantação do projeto; Controle e redução de perturbação no solo; Controle de sedimentação e erosão; Minimização dos impactos ao ecossistema natural; Valorização de espaços verdes e paisagismo; Humanização das áreas – valores de comunidade; Acessibilidade a meios de transporte.
3.1. Características do terreno O local de implantação do projeto, além de adequado para o tipo de empreendimento proposto (residencial, comercial, etc.) deve apresentar características que favoreçam um projeto sustentável. Disponibilidade de radiação solar, ventilação natural, vegetação existente e tipo do solo são algumas das características que devem ser ponderadas. Além disso, é importante considerar a possibilidade de reutilizar áreas já ocupadas e de recuperar áreas degradadas, ao invés de inserir o projeto em um local até então preservado.
Reuso do Solo: Deve-se priorizar a reutilização de áreas previamente construídas a fim de evitar a utilização de áreas não degradadas, chamadas greenfields (Figura 8). Greenfield é o termo (em inglês) usado para áreas não ocupadas previamente, podendo incluir florestas, mangues, campos abertos, etc. Figura 8 – Exemplo de Greenfield.
Reabilitação de áreas degradadas: Quando possível, deve-se optar pela reabilitação de locais degradados devido à contaminação ambiental, chamados brownfields (Figura 9). Brownfield é o nome dado (em inglês) a um terreno previamente usado para fins industriais ou para determinados fins comerciais, que pode estar contaminado por baixas concentrações de lixo tóxico ou poluição e que possui o potencial para ser reutilizado desde que seja limpo. Um exemplo disso foi a recuperação de um brownfield (local Figura 9 – Exemplo de Brownfield. contaminado por Acid Sulphate Soil Material - ASSM) na Reserva Point Fraser – Austrália, mostrado na Figura 10. O projeto de reabilitação desse local permitiu o controle do escoamento das águas de chuvas, evitando alagamentos, e também uma dinâmica espacial que permite interação entre os homens e a natureza.
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Figura 10 – Reserva Point Fraser, Austrália.
3.2. Limitação da perturbação do solo Em áreas não edificadas: verificar a manutenção da vegetação existente no terreno; verificar se cortes e aterros são balanceados dentro do terreno para reduzir a quantidade de terra retirada do canteiro. Em áreas previamente edificadas: balancear cortes e aterros dentro do canteiro e substituir parte das superfícies impermeabilizadas por vegetação nativa ou adaptativa, a fim de contribuir para o escoamento natural da chuva. Níveis de ruído durante a construção: verificar se o ruído durante a construção afeta as propriedades adjacentes.
3.3. Controle de sedimentação e erosão O controle da sedimentação e da erosão é importante para reduzir impactos negativos na qualidade da água e do ar. Portanto deve-se tomar cuidado para: Prevenir perdas de solo durante a construção devido a chuvas e/ou vento; Prevenir sedimentação da canalização de esgoto e pluvial; Prevenir poluição do ar com poeira e materiais particulados.
3.4. Preservação dos recursos naturais É importante preservar ao máximo a vegetação original do local, proteger os corpos d´água (a vegetação contribui com a estabilização das margens), evitar o assoreamento, manter a qualidade da água e proteger a fauna local. Deve-se evitar a dispersão da ocupação a fim de diminuir a área impactada. A ABNT (02.136.01-001/1 – Projeto de norma – Desempenho de Edifícios habitacionais de até 5 Pavimentos – parte 1) preconiza que a implantação do empreendimento deve considerar os riscos de desconfinamento do solo, deslizamentos de taludes, enchentes, erosões, assoreamentos de vales ou cursos d´água, lançamento de esgoto a céu aberto, contaminação do solo ou da água por efluentes ou outras substâncias (Figura 11). Reconhecendo tais riscos, o projetista pode prevenir-se e evitá-los.
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Mumbai, Índia
Califórnia, EUA
Voçoroca Mãe Biela, Brasil
Figura 11 – Ocupação de áreas de risco.
3.5. Projeto de espaços verdes e paisagismo A manutenção de áreas verdes no projeto de edificações urbanas é fator importante para permitir a percolação natural da água das chuvas, minimizando o risco de alagamentos. Para isso, o projetista tem algumas opções que devem ser consideradas: Aumento de superfícies permeáveis (Figura 12); Uso de tetos jardins (Figura 13); Uso de pavimentos permeáveis.
Figura 12 – Edifício Acros Fukuoka, Japão: áreas permeáveis no solo e no corpo do edifício.
Figura 13 – Prefeitura de Chicago, EUA: teto jardim em grande parte da cobertura.
O aumento de superfícies permeáveis é também um dos fatores que colabora para a redução do efeito de ilha de calor nos grandes centros urbanos. A Figura 14 mostra a diferença de temperatura entre o centro da cidade de Atlanta (EUA) e o seu subúrbio. É possível perceber como o aumento da densidade urbana, e conseqüente diminuição de áreas verdes, colabora com o aquecimento do centro, favorecendo o efeito de ilha de calor.
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centro urbano
subúrbio
Figura 14 - Imagens foto-térmica de Atlanta, EUA (período diurno). Em 2003, a cidade de Santa Monica, Califórnia, deu início a um projeto chamado jardim/jardins, destinado a incentivar os moradores locais a adotarem práticas sustentáveis em seus jardins ( jardim tradicional jardim com plantas nativas Figura 15). A cidade pretendia promover práticas como economizar água e energia, reduzir os resíduos, e também diminuir as enxurradas. O maior desafio foi convencer os moradores e os paisagistas que jardins sustentáveis (utilizando plantas nativas) eram melhores que os tradicionalmente usados na cidade (com plantas importadas) não só do ponto de vista ambiental, mas também econômico e estético.
jardim tradicional
jardim com plantas nativas
Figura 15 – Jardins em Santa Mônica, Califórnia.
3.6. Humanização das áreas Um preceito interessante na criação de um sítio sustentável é proporcionar locais para descanso, lazer e educação aos usuários dentro dos limites do terreno. A Figura 16 mostra o exemplo do paisagismo de um hospital, na cidade de Uberlândia, que apresenta local para exercício e alongamento.
Figura 16 – Paisagismo de hospital em Uberlândia, Brasil. 11
3.7. Acessibilidade Nesse item destacam-se as seguintes necessidades: Implantar o empreendimento (especialmente no caso de grandes edificações) de forma a evitar o congestionamento de veículos na via de acesso ao mesmo; Garantir acesso a transporte público e outros recursos como estacionamentos; Proporcionar condições para uso de transporte alternativo (exemplo: ciclovias e bicicletários Figura 17); Encorajar o uso de veículos com combustível alternativo; Fazer um projeto compacto de acessos para veículos e pedestres, evitando excessos de pavimentação (mantendo áreas permeáveis); Garantir acessibilidade a portadores de necessidades especiais.
Figura 17 – Primeiro bicicletário instalado em São Paulo, em uma estação de metrô (GuilerminaEsperança – 2007), Brasil.
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4. Materiais construtivos O projeto de um edifício como um todo não pode ser separado da escolha de materiais e componentes, os quais fazem parte do edifício. O impacto ambiental dos materiais flui associado à produção do ambiente construído. Obras da construção civil consomem cerca de 75% dos recursos naturais extraídos da natureza. A produção de materiais, seu transporte e uso, contribuem para a poluição global em geral, pela liberação de gases do efeito estufa, poluição do ar, e liberação de CO2. Uma construção mais sustentável depende da seleção adequada dos materiais e componentes. Ao longo deste capítulo serão apresentados exemplos de materiais e sua relação com a sustentabilidade.
4.1. Madeira A madeira é um material construtivo bastante popular, leve, durável, fácil de trabalhar e é renovável. Pode ser obtidas em dois tipos de fontes: Florestas plantadas: Se destinam a produzir matéria prima para as indústrias de madeira serrada, painéis à base de madeira, e móveis. Sua implantação, manutenção e exploração seguem projetos previamente aprovados pelo IBAMA (Figura 18); Florestas nativas: São exploradas para atender ao mercado de madeira de 2 formas: Manejo florestal: através da exploração planejada e controlada da mata nativa; Exploração extrativista: explorando comercialmente apenas as espécies com valor de mercado, sem projeto de manejo.
Figura 18 - Área de floresta plantada de Eucalipto. O aproveitamento das florestas através do Projeto de Manejo Florestal aprovado pelo Ibama, é a forma correta de utilizar estes recursos naturais, por partir do princípio de sustentabilidade, ou seja, prevendo uma utilização que permite a recomposição da floresta de uma determinada área. Estão disponíveis no Brasil os sistemas FSC – Forest Stewardship Council (Conselho de Manejo Florestal) e o Sistema de Certificação Florestal Brasileiro do Inmetro (Cerflor). O sistema Integrado de Monitoramento e Controle dos Recursos e Produtos Florestais (Sisprof) implantado pelo Ibama, possui informações mais refinadas, confiáveis, atualizadas e sistematizadas permitindo a emissão do Selo de Origem Florestal (SOF).
4.2. Palha e outras fibras vegetais A palha consiste dos talos (hastes) de colheitas de grãos tais como trigo, arroz, aveia, e cevada. Pode ser usada em diversas proporções como elemento de ligação em estruturas. A palha (fibra vegetal seca) é um material amplamente utilizado pela bioarquitetura. Pode ser aplicada em combinação com 13
a terra – adobe, cob, blocos de terra-palha – ou sozinha, prensada em fardos (strawbale), como no exemplo da Figura 19. O impacto ambiental da palha ou outras fibras vegetais é muito baixo, pois são, na maioria, produtos residuais da agricultura.
(a)
(b)
Figura 19 – Casa feita com fardos de palha: (a) antes do acabamento; (b) depois do acabamento.
4.3. Terra e pedra A terra pode ser utilizada na construção civil de várias maneiras diferentes. Na mais simples, a terra é misturada com água e outros ingredientes, e as paredes da edificação são construídas à mão, adquirindo formas orgânicas. Essa técnica é chamada de Cob (Figura 20). A terra pode também ser moldada na forma de blocos ou tijolos, comprimidos e secos naturalmente, na técnica chamada de adobe (Figura 21).
Figura 20 – Lareira, sofá e paredes em Cob.
Figura 21 – Casa com paredes de Adobe.
A pedra é a base da arquitetura tradicional e ainda é muito utilizada. É particularmente útil devido a sua alta inércia térmica, resistência e durabilidade. Não é renovável, mas é abundante. O processo de extração é agressivo ao ambiente natural, mas o maior impacto é devido ao seu transporte.
4.4. Cimento Cimento é o termo genérico para os agentes aglomerantes cujos ingredientes incluem cal. O mais usado é o cimento Portland. Na fabricação do cimento Portland, carbonato de cálcio, sílicas e traços de ingredientes tais como minério de alumínio ou ferro, são misturados e queimados a altas temperaturas (1350 a 1500 ºC). Por causa das altas temperaturas requeridas em seu processo de fabricação, o consumo de energia é intenso, e emite grande quantidade de CO2. Outro impacto ambiental na produção do cimento é devido à natureza alcalina da poeira do cimento.
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4.5. Concreto O concreto é um composto que consiste de 12 a 14% de cimento, 25 a 35% de areia, 48 a 53% de brita e quantidade variável de água. A brita requer uma quantidade adicional de energia no processo de extração e britagem, sendo possível, para minimizar os impactos ambientais, utilizar agregado reciclado na composição do concreto. Além disso, materiais como escória de alto forno ou cinza volante pode substituir parte do cimento a ser empregado. Um impacto a ser considerado para o uso de concreto é sua disposição final.
4.6. Tijolo e outras cerâmicas Os materiais cerâmicos, tais como tijolos, telhas, azulejos e peças sanitárias, são feitos pelo cozimento de argila a altas temperaturas. A argila é abundante, embora seja um material não renovável. A extração da argila tem um pequeno impacto no ambiente local, mas o principal impacto é devido ao combustível utilizado no processo da queima (consumo de energia e emissão de CO2). A reutilização do tijolo é uma alternativa.
4.7. Vidros O vidro é uma substância inorgânica, homogênea e amorfa, obtida através do resfriamento de uma massa a base de sílica em fusão: Sílica (SiO2) - 72% Matéria prima básica (areia) com função vitrificante. As matérias-primas do vidro são fontes não-renováveis, mas são materiais abundantes. O processo de fabricação é altamente consumidor de energia, e libera CO2. O vidro é geralmente reciclável, mas somente uma pequena parcela é normalmente reciclada. Deve-se considerar que a quantidade de vidro utilizada no edifício é pequena comparada com o uso de concreto.
4.8. Metais Os metais são obtidos por atividades de mineração, as quais são danosas ao meio ambiente por causa da alteração física em larga escala e as emissões de gases tóxicos. Embora os metais sejam de fontes não-renováveis, eles podem ser reciclados. Os dois metais mais utilizados na construção civil são: Alumínio: O processo de extração do alumínio (por eletrólise) consome muita energia. Entretanto, a reciclagem do alumínio requer somente 5% da energia necessária para a fabricação. Ele é altamente durável e resistente à corrosão. Aço: É o metal mais usado na construção. O processo de produção também é altamente consumidor de energia. A reciclagem também é utilizada, mas não é tão fácil como para os outros metais. O aço não é resistente à corrosão, e para prevenir a oxidação, o aço precisa ser tratado com pintura ou outro revestimento, cujo impacto também deve ser considerado.
4.9. Pinturas, adesivos, conservantes e selantes Estes materiais estão presentes em quantidades relativamente pequenas nos edifícios, mas podem ter um efeito grande no ambiente. O uso de combustíveis no processo de fabricação, bem como as emissões de CO2 não são os principais problemas ambientais, pois as quantidades envolvidas são pequenas quando comparadas a outros materiais. Os maiores problemas são as emissões de substâncias tóxicas durante a fabricação, uso e descarte. Os produtos usados na pintura de edifícios emitem compostos orgânicos voláteis (VOCs), que contribuem para a poluição atmosférica, afetam a saúde do trabalhador durante a fase de construção do edifício e também reduzem a qualidade do ar presente no interior do edifício, prejudicando a saúde dos usuários. Isso é especialmente preocupante no caso de edifícios “selados”, que utilizam ar condicionado e ventilação mecânica. Essa questão será mais detalhada no capítulo 7 desta apostila. 15
4.10. Sintéticos Materiais sintéticos são manufaturados a partir de diversos processos químicos, principalmente obtidos a partir do petróleo. É também possível, embora raro, fabricá-los a partir de derivados de plantas, que são fontes renováveis, conhecidos como bioplásticos ou biosintéticos. A maioria dos sintéticos não são biodegradáveis e podem apresentar problemas na disposição final. Alguns exemplos são: Betumen: utilizado como impermeabilizante em cobertura Poliestireno expandido: usado como isolante termo-acústico.
4.11. Critérios para a seleção de materiais A seleção dos materiais influencia o projeto e o desempenho do edifício. O efeito das escolhas pode ser dividido em: Impacto devido a fabricação, processamento, transporte, construção, manutenção, demolição e reciclagem ou disposição final dos materiais; Impacto no desempenho ambiental do edifício como um todo. Como critério para a seleção adequada de materiais, na busca por maior sustentabilidade, existem algumas ferramentas de avaliação, entre elas o Cálculo da Energia Embutida e a Avaliação do Ciclo de Vida. Ambas serão expostas no próximo capítulo.
4.12. Checklist para o uso sustentável de materiais Reutilização de partes do edifício: Em caso de construção em áreas já edificadas ou em reformas, manter partes do edifício existente, a fim de estender a vida útil do edifício, conservar recursos e manter a cultura. Ex.: reutilização de fachadas, estruturas. Reutilização de recursos: Incorporar no projeto, materiais e produtos remanufaturados ou reutilizados, para reduzir a demanda de materiais virgens, reduzindo os impactos associados à extração e processamento de novos recursos, o consumo de energia e a geração de resíduos. Uso de materiais com conteúdo reciclado: Aumentar a demanda por produtos do edifício que incorporem conteúdo de recicláveis (e que atendam às normas técnicas), reduzindo os impactos gerados pela extração e processamento de recursos virgens. Ex. escória de alto forno na produção de cimento; quebras de cerâmica e argamassa como agregado. Madeira certificada: Estimular o uso de madeira de reflorestamento ou madeiras certificadas para materiais e componentes de madeira no edifício, evitando o uso de madeira de espécies ameaçadas ou de origem ilegal. Materiais de rápida renovação: Reduzir o uso de matérias-primas finitas e de materiais com longo ciclo de renovação, substituindo-os por materiais de rápida renovação. Ex. feitos de plantas colhidas num ciclo de 10 anos ou menos. Gestão de resíduos de construção: Incentivar a adoção de sistemas de gestão de resíduos no canteiro de obras, reduzindo a geração de resíduos e incentivando a separação e reciclagem. Gestão de perdas: Reduzir as perdas ocorridas na etapa de construção, evitando o desperdício de materiais. Materiais locais/regionais: Aumentar a demanda por produtos e materiais que são extraídos e manufaturados regionalmente, dando suporte à economia regional e reduzindo o impacto ambiental resultante do transporte. Qualidade do ar interno: Reduzir a quantidade de contaminantes do ar interno, utilizando materiais
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de baixa emissão de COVs, evitando materiais que contém odores ou que causem irritação e que são prejudiciais ao conforto e bem-estar dos instaladores e ocupantes. Critério na escolha dos materiais: Adotar critérios para a escolha de materiais, que podem incluir: uso de materiais naturais, dar preferência a materiais com alto poder de reutilização, análise do ciclo de vida ou da energia embutida. Adequação à legislação e normas técnicas: Utilização de materiais da cesta básica do PBQP-H (Programa Brasileiro da Qualidade e Produtividade do Habitat) em conformidade com as normas e legislações vigentes.
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5. Energia embutida e Ciclo de vida A indústria da construção civil exerce impacto significativo sobre a economia de uma nação e, portanto, pequenas alterações nas diversas fases do processo construtivo podem promover mudanças importantes na eficiência ambiental e redução dos gastos operacionais de uma obra e, ainda, maior incentivo em investimentos no setor. Nesse contexto, a escolha de materiais de construção representa um importante campo da engenharia ambientalmente responsável. Como optar, por exemplo, entre blocos cerâmicos ou de concreto para construção de uma parede? Ambos podem ter a mesma função, mas ao longo de seu ciclo de vida ter repercussões ambientais diferentes. Ou, ainda, como definir entre um piso cerâmico produzido pelo processo x ou y, avaliar o emprego de pisos de granito ou de madeira ou optar por um sistema de aquecimento de água solar ou elétrico? Nessas situações, parte-se do princípio de que os materiais comparados entre si cumpram a mesma função, para, em seguida, avaliá-los sob a ótica ambiental. O resultado dessa análise, associado aos resultados de avaliação econômica e em acordo com as preferências dos interessados, permitirá a tomada de decisão final sobre o material a utilizar. Como ferramenta nessas tomadas de decisões, destacam-se o estudo da energia embutida e a avaliação do ciclo de vida (ACV) dos materiais.
5.1. Energia embutida Edifícios são grandes consumidores de energia e, portanto, têm um impacto significativo no ambiente. O estudo da energia embutida nos dá um entendimento de quanto e onde a energia é usada na construção de edifícios, e o custo-benefício da reciclagem. A análise de energia embutida não avalia os impactos ambientais em geral e sim apenas o consumo energético. Energia embutida é a energia consumida por todo o processo associado com a produção de um edifício, a partir da aquisição de recursos naturais até a entrega do produto. Incluindo: extração da terra dos materiais naturais; processamento e produção dos componentes do edifício; transporte; o processo construtivo; demolição e reciclagem dos materiais. A energia embutida por unidade de massa de material usada no edifício varia enormemente: a partir de 2 GJ/ton para o concreto até centenas de GJ/ton para o alumínio. Esses valores não devem ser usados por si só na escolha dos materiais, pois existem diferenças na vida útil dos materiais, nas quantidades requeridas para desempenhar a mesma tarefa, diferentes requisitos de projeto e potencial para reciclagem. Não se deve esquecer que os valores de energia incorporada variam de país para país, região para região, de acordo com o processo produtivo realizado. Comparar valores de energia incorporada de materiais pode gerar erros na quantificação do impacto ambiental em cada situação específica. Ao se escolher entre alternativas de materiais ou produtos baseado na energia embutida, não somente os materiais iniciais devem ser considerados, mas também os materiais consumidos na vida útil do edifício durante a manutenção, reparo e reposição. A seleção de materiais de construção é um item relevante em qualquer estudo de sustentabilidade. A preocupação é justificada, pois os processos de fabricação dos materiais de construção contribuem decisivamente na geração dos gases do efeito estufa. A economia de energia na reciclagem do material pelo reprocessamento varia de 95% para o alumínio a 20% para o vidro, por exemplo.
5.1.1. Métodos de análise de Energia Embutida Segundo Tavares (2006), a terminologia de Energia Embutida (EE) consiste em definir o somatório dos requisitos energéticos de um produto ou serviço. Desta forma, EE é definida como o total de insumos energéticos, diretos e indiretos, necessários para a fabricação e distribuição de um produto em todas as etapas pré-operacionais de seu ciclo de vida. 18
A EE em um bem ou serviço é obtida usualmente por quatro métodos: Análise de Processo; Análise Estatística; Análise por matrizes Insumo x Produto; e Análise Híbrida. A Figura 22 mostra um fluxograma básico para monitoramento dos dados de análise energética e a Tabela 1 indica a energia embutida de alguns materiais de construção brasileiros, obtida por Tavares (2006). Etapa do processo de insumo Energia elétrica requerida Energia térmica requerida
Nome da etapa do processo principal Energia elétrica requerida Energia térmica requerida
Nome e quantidade de insumo produzido
Calor de combustão de insumo
Energia requerida de capital
Energia de transporte requerida
Nome e quantidade de matéria prima produzida
Calor de combustão do produto
Figura 22 – Módulo básico para fluxograma de monitoramento dos dados de análise energética. Tabela 1 – Energia embutida em materiais de construção brasileiros. Materiais EE (MJ/kg) EE (MJ/m³) Aço – laminado CA 30,00 235500,00 Alumínio lingote 98,20 265140,00 Alumínio anodizado 210,00 567000,00 Alumínio recliclado – extrudado 17,30 46710,00 Areia 0,05 80,00 Argamassa – mistura 2,10 3906,00 Borracha natural – latex 69,00 62480,00 Borracha sintética 135,00 160650,00 Brita 0,15 247,50 Cal virgem 3,00 4500,00 Cerâmica bloco 8 furos 2,90 4060,00 Cerâmica branca 25,00 52075,00 Obs: 1 kW.h = 3,6 MJ. Outros materiais em TAVARES (2006)
5.1.2. Consumo de energia na obra Os consumos energéticos atribuídos ao uso de equipamentos como betoneiras, elevadores de carga, máquinas de corte e outros realizados estritamente no período da obra, aparecem constantemente como um fator real, embora estimado também por mais de um critério. A maior parte dos trabalhos verificados estima o consumo dos equipamentos a partir das horas trabalhadas para cada atividade e atribui fatores de consumo por equipamento utilizado. Outra forma de se estimar estes consumos é realizar uma análise por matrizes insumo x produto. Os resultados variam em torno de 5 a 10% dos valores da Energia Embutida Inicial. Na análise do consumo energético ocorrido na fase de obra, podem-se incluir os transportes de materiais de construção e equipamentos e também os desperdícios de materiais. 19
5.1.3. Energia embutida de manutenção Ao longo da vida útil de uma edificação seus componentes vão necessitar naturalmente de manutenção regular e eventual reposição. Toda a construção, ou parte desta, pode se tornar inadequada dependendo de questões como: requisitos de seus ocupantes por mudança de hábitos; alteração do número de habitantes; senso estético; atualização de normas; regulamentos; desempenho técnico. Uma análise realizada em casas típicas australianas verificou que a energia embutida Inicial cresce 64% em um ciclo de vida de 80 anos. A energia embutida de manutenção em casas suecas atinge o mesmo valor da energia embutida inicial em 50 anos, baseada nos requisitos das normas de manutenção predial da Companhia Sueca de residências municipais.
5.1.4. Consumo de energia em transportes A parcela de consumo atribuída ao transporte situa-se, na literatura técnica, entre 5% e 6% da energia embutida inicial. No sentido de calcular a componente de energia embutida atribuída ao transporte definem-se a locomoção de: matérias primas até os centros de transformação; materiais de construção processados até os centros de distribuição; materiais de construção dos centros de distribuição até o sítio da obra; equipamentos utilizados na obra; trabalhadores de suas casas ao sítio da obra; e resíduos gerados na obra. Esses são os eventos considerados na fase pré-operacional. Durante a vida útil da edificação são utilizados materiais de construção para manutenção e reformas na edificação. Esses prescindem de serem transportados, bem como os resíduos gerados. Na fase pós-operacional também é realizado o movimento de transporte do material de demolição.
5.1.5. Estudos brasileiros sobre Energia Embutida CETEC/MG- (BRASIL, 1982) avaliou o conteúdo energético de três edificações: um prédio comercial, uma repartição pública e o projeto de uma edificação residencial. Os resultados foram respectivamente: 2,19 ; 1,50 e 1,00 GJ/m². Para efeito desta pesquisa foi realizado um levantamento para definir a Energia Embutida dos principais materiais de construção utilizados no Estado de Minas Gerais; A pesquisa de Guimarães (1985) realizou uma análise energética em construções residenciais populares baseando-se em dados de Energia Embutida de materiais levantados em trabalhos anteriores e acrescentando levantamentos próprios. O valor encontrado para uma edificação multifamiliar de padrão popular foi de 2,47 GJ/m²; Pietrobon et al. (1995) fizeram uma comparação dos consumos energéticos embutidos nos modelos de edificações previstas na norma NBR 12721 de novembro de 1999 utilizando dados do trabalho do CETEC/MG. A média encontrada para residências térreas foi de 3,6 GJ/m². Tavares e Lamberts (2004) analisaram o ciclo de vida energético de 50 anos para uma edificação residencial, utilizando o modelo H1-2B prescrito na norma NBR 12721. O ciclo de vida é dividido em: Energia Embutida inicial (insumos energéticos dos materiais de construção e da obra), Energia Operacional (consumos de eletricidade e energia de cocção na vida útil da edificação) e Energia Embutida de reposição dos materiais usados em reformas e manutenção. Foram utilizados dados do levantamento do CETEC/MG, e também dados obtidos por análise 20
de processo na indústria. A energia operacional seguiu a tendência dos últimos 10 anos para o setor residencial, segundo o BEN (BRASIL, 2005a). Proença (2008) levantou índices de energia embutida nas principais peças e equipamentos utilizados em sistemas de aproveitamento de água pluvial, reuso de águas cinzas e equipamentos economizadores. Também estimou-se o impacto ambiental por meio do cálculo da energia embutida de sistemas de aproveitamento de água pluvial, reuso de águas cinzas e equipamentos economizadores. A Tabela 2 mostra a energia embutida em um sistema de aproveitamento de água pluvial e a Tabela 3 mostra a energia embutida em um sistema de reuso de águas cinzas, ambos no edifício Aliança, e são parte dos resultados de Proença (2008). Tabela 2 – Energia embutida em um sistema de aproveitamento de água pluvial no edifício Aliança.
Tabela 3 – Energia embutida em um sistema de reuso de águas cinzas no edifício Aliança.
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5.2. Avaliação do ciclo de vida – ACV A análise de ciclo de vida – ACV (Life Cycle Assessment – LCA) é uma técnica para avaliar os impactos potenciais associados a um produto, abrangendo as etapas desde a extração de suas matérias-primas elementares, a fabricação, o transporte e distribuição, o uso, o reuso, a manutenção, a reciclagem, até a disposição final do produto. Essa técnica também é conhecida como análise "do berço ao túmulo" (Figura 23). É uma avaliação mais complexa pois ela analisa não apenas a questão energética, mas também os impactos relacionados a emissões atmosféricas e geração de resíduos líquidos e sólidos. Extração de matéria prima
Fabricação de materiais
Emissões atmosféricas Despejos em corpos d’água
Matéria prima
Fabricação de produtos Resíduos sólidos
Energia
Embalagem
Produtos secundários
Uso/reuso/manutenção
Outras emissões
Descarte/reciclagem/tratamento
Figura 23 – Etapas do ciclo de vida de um produto analisadas. Esta ferramenta é muito utilizada para comparar o impacto ambiental de diferentes produtos com similar função. Além disso, ela encoraja as indústrias a considerar as questões ambientais associadas aos sistemas de produção. As edificações também podem ser encaradas como produtos a serem analisadas a partir do seu ciclo de vida, exemplificado na Figura 24. reciclagem/demolição
extração de matérias primas
ciclo de vida das edificações fabricação
demolição
pré operacional operacional
uso e manutenção
construção
pós operacional
Figura 24 – Ilustração do ciclo de vida das edificações.
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Segundo a norma ISO 14040, a ACV é composta por quatro fases: definição de objetivo e escopo, análise de inventário, avaliação de impactos ambientais e interpretação (Figura 25). Definido o objetivo da avaliação, é realizado um inventário que determina as emissões que ocorrem durante o ciclo e a quantidade de energia e matérias primas utilizadas. O inventário é a base da ACV, registrando as medidas quantitativas de todas as cargas ambientais durante o ciclo de vida (do berço ao túmulo) de um produto.
Estrutura da ACV
Aplicações diretas
Definição de objetivo e do escopo
Desenvolvimento e melhoria de produtos
Análise de inventário
Interpretação
Planejamento estratégico Políticas públicas
Avaliação de impacto
Marketing Outras aplicações
Figura 25 – Fases da avaliação do ciclo de vida. O inventário consiste, basicamente, de um balanço de massa e energia em que todos os fluxos de entrada devem corresponder a um fluxo de saída quantificada como produto, resíduo ou emissão. A elaboração do inventário leva ao conhecimento detalhado do processo de produção. Os resultados da fase de inventário são apresentados em tabelas para realização da próxima fase: a avaliação do impacto. A avaliação do impacto corresponde ao processo quantitativo e qualitativo. Nesta etapa, os fluxos de materiais e energia, identificados no inventário, são associados a impactos ambientais. As categorias de impactos relevantes e seus respectivos potenciais de impacto são estabelecidos e é realizado o cálculo dos indicadores de cada categoria. A agregação dos resultados, por vezes ponderados, define o perfil da avaliação do impacto e fornece informações relativas aos impactos ambientais associados ao consumo de recursos e emissões ao meio. Como instrumento de tomada de decisões, esta ferramenta compreende fundamentos para o desenvolvimento e a melhoria de produtos, o marketing ambiental e a comparação de diferentes opções de produtos e/ou materiais. A análise e interpretação do ACV requer pesos dos diferentes impactos ambientais, pois é necessário reduzir o número de atributos até um número somente, a fim de permitir uma decisão direta. Em termos práticos, estes pesos relativos dependem da Agenda 21 local (na qual a definição é subjetiva ou política). Em conseqüência disso, esses pesos variam. A Tabela 4 mostra os pesos relativos de diferentes categorias de impacto ambiental definidas por duas instituições nos EUA. Tabela 4 – Pesos relativos de algumas categorias de impacto ambiental definidas por duas instituições nos EUA. Categoria de EPA Science Advisory Harvard University impacto ambiental Board Study Global warning 6 24 Acidification 22 8 Eutrophication 11 8 Fossil fuel depletion 11 8 Indoor air quality 11 16 Habitat alteration 6 24 Water intake 11 4 Cirteria air pollutants 22 8 A ACV é uma ferramenta muito completa para a avaliação dos impactos ambientais dos materiais, mas possui alguns problemas: Alguns critérios (como consumo de energia, potencial para o aquecimento global) são medidos mais facilmente e possuem métodos bem estabelecidos, enquanto outros (tais como 23
degradação dos recursos naturais) são complexos para avaliar e seus métodos são contestados; A maioria das bases de dados (inventário) para materiais construtivos apresentam valores médios ou emissões típicas para um país específico; A transparência do processo é importante, mas muitos podem não participar devido às informações confidenciais (processo de produção por exemplo). A técnica tem sua estrutura normatizada pela série ISO 14040. Até 2006, existiam as seguintes normas de Gestão Ambiental em Avaliação do Ciclo de Vida: a) ISO 14040. Life Cycle Assessment. Principles and Framework. (1997) b) ISO 14041. Life Cycle Assessment. Goal and Scope Definition and Inventory Analysis. (1998) c) ISO 14042. Life Cycle Assessment. Life Cycle Impact Assessment. (2000) d) ISO 14043. Life Cycle Assessment. Life Cycle Interpretation. (2000) e) ISO/TR 14047. Life Cycle Impact Assessment. Examples of Application of SO 14042. (2000) f) ISO/TS 14048. Life Cycle Assessment. Data Documentation Format. (2001) g) ISO/TR 14049. Life Cycle Assessment. Examples of Application of SO 14041 for goal and scope definition and inventory analysis. (2000) A partir de 2006, as normas de a) a d) foram compiladas nas norma ISO 14040 (2006) e 14044 (2006): ISO 14040. Life Cycle Assessment. Principles and Framework. (2006) (Avaliação do Ciclo de Vida. Princípios e Estrutura) ISO 14044. Life Cycle Assessment. Requirements and Guidelines.(2006) (Avaliação do Ciclo de Vida. Requisitos e Diretrizes) É importante ressaltar que as normas ISO/TR 14047, ISO/TS 14048 e ISO/TR 14049 ainda se encontram em vigor. O cálculo de uma ACV não é muito simples, pois depende muito do escopo da análise, isto é, até onde se investiga, e dos critérios de ponderação dos impactos. Existem alguns softwares que auxiliam na análise, mas eles nem sempre estão disponíveis em versões integrais, muitos são demos: BEES:Building for Environmental and Economic Sustainability (BEES), U.S: http://www.bfrl.nist.gov/oae/software/bees/ Athena: Athena Sustainable Materials Institute: Merrickville, ON, Canada Envest: Building Research Establishment, UK: www.bre.co.uk/envest As aplicações de uma ACV são amplas e significativas, dependentes da interpretação de seus resultados e da amplitude dos dados levantados. Poderiam, entretanto ser citadas: a análise da origem de um problema relacionado à um produto ou serviço específico; o levantamento detalhado dos limites do processo de um produto incluindo insumos, transporte e descarte; a orientação do design de novos produtos; a determinação da energia embutida em um produto; a identificação das oportunidades de melhoria dos aspectos ambientais globais do produto; a comparação de características ambientais e econômicas das variantes para um determinado produto; a orientação à tomada de decisões e prioridades para desenvolvimento de produtos e/ou políticas ambientais; a avaliação do desempenho ambiental.
5.2.1. Análise do ciclo de vida energético das edificações Uma Análise de Ciclo de Vida (ACV) consiste numa abrangente análise de impactos ambientais ao longo do ciclo de vida de um bem ou serviço, visando quantificar estes impactos de forma a comparálos com alternativas de processos similares. Algumas das variáveis analisadas incluem energia, com a respectiva fonte utilizada, e o uso de recursos não renováveis, bem como emissões diversas para o solo, água e ar. Uma Análise do Ciclo de Vida Energético (ACVE) é uma forma simplificada, porém significativa, para a condução de uma análise de impactos ambientais. Baseada na ACV preconizada na norma ISO 14040, esta análise prioriza o inventário de dados de consumo energético, diretos e indiretos 24
(Figura 26). Entretanto a proposta de uma ACVE não é substituir um método de análise ambiental amplo como uma ACV, mas preferencialmente facilitar uma tomada de decisão a cerca de eficiência energética e dos impactos associados como, por exemplo, a geração de CO2 (Figura 27).
Figura 26 – Esquema da análise do ciclo de vida energético.
Entradas Solo, energia
Saídas Preparação do terreno
CO2, poeira, ruido
Construção
(perda de vegetação, perda de habitats)
(componentes e materiais)
CO2, poeira, ruído, RCD
(limpeza, movimento de terra)
Energia, água (componentes e materiais)
Energia, água e materiais
(componentes e materiais)
Uso e manutenção
(operação, manutenção e reforma
Energia
CO2, resíduos, esgoto, etc (operação, manutenção e reforma
Demolição Reuso/reciclagem
CO2, poeira, ruído, RCD
Figura 27 – Esquema de fluxos ambientais ao longo do ciclo de vida energético de um edifício.
5.2.2. Ferramentas de ACV A seguir são listadas algumas ferramentas computacionais de suporte e auxílio ao projeto:
LISA (LCA in Sustainable Architeture – Sustainable Technology/BHP Steel – Austrália); LCAid (Departament of Public Works and Services – Austrália); ECO Quantum (Holanda); ECO – Pro (Alemanha); ECO – BAT (Suíça); EQUER for buildings (França); TEAM for buildings (França); BEES (EUA); ATHENATM (Canadá).
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6. Eficiência energética O consumo de energia elétrica é crescente no Brasil, bem como na maior parte do mundo, conforme pode ser percebido na Figura 28. Esse aumento no consumo se deve principalmente ao processo de industrialização, aos avanços tecnológicos, ao crescimento populacional e também ao crescimento do PIB (produto interno bruto) no Brasil. A única queda no consumo elétrico brasileiro pode ser verificada nos anos de 2001 e 2002, decorrente das restrições impostas pelo racionamento de energia elétrica, que atingiu todas as classes de consumidores. A partir desse período de crise, foi criada uma lei de estímulo à eficiência energética no país: Lei no 10.295 – 17/10/2001: Dispõe sobre a Política Nacional de Conservação e Uso Racional de Energia e dá outras providências. Objetiva desenvolver a eficiência Energética no país; Todos os equipamentos e edificações deverão respeitar níveis mínimos de eficiência. Decreto no 4.059 – 19/12/2001: Regulamenta a Lei no 10.295. Os níveis mínimos de eficiência energética deverão ser estabelecidos segundo regulamentação específica; Cria o Comitê Gestor de Indicadores e Níveis de Eficiência Energética – CGIEE.
Figura 28 – Evolução dos consumos setoriais de energia elétrica no Brasil – 1970 a 2007 (BRASIL, 2008). A energia elétrica brasileira é principalmente gerada por termelétricas e hidrelétricas. Nas usinas termelétricas são necessárias reservas de combustíveis que têm reduzido com o tempo, e não é possível construir usinas hidrelétricas indefinidamente para suprir a demanda crescente de energia no Brasil. Com relação às hidrelétricas, elas são consideradas fontes renováveis, porém são responsáveis por grandes impactos ambientais em sua fase de implantação (inundação de grandes áreas). É, portanto, evidente para o futuro mercado de energia elétrica a necessidade e importância da racionalização do consumo e da utilização de energias alternativas.
6.1. Edificações e consumo de energia elétrica Conforme indica a Figura 29, as edificações (incluindo os setores residencial, comercial e público) são responsáveis por mais de 45% do consumo total de energia elétrica do país. Portanto, nas edificações há um grande potencial de conservação de energia.
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Figura 29 – Consumo setorial de energia elétrica referente a 2005 (ELETROBRÁS;PROCEL, 2007a). A participação dos eletrodomésticos no consumo de eletricidade do setor residencial é mostrada na Figura 30 para todo o Brasil e na Figura 31 para cada região do país. A distribuição de consumo por usos finais não é constante em todas as regiões do Brasil. Observando a Figura 31 é possível verificar, por exemplo, que o consumo com ar condicionado na região Norte é bem superior ao verificado na região Sudeste. Já o consumo com chuveiro elétrico é baixo nas regiões Norte e Nordeste, e bem mais elevado nas regiões Centro-oeste, Sudeste e Sul. Isso indica que o consumo de energia com alguns equipamentos está diretamente relacionado ao clima do local. Nas edificações residenciais o calor gerado no interior do edifício não é muito elevado, sendo mais influenciado pelo clima externo. Com isso, as edificações residenciais têm certamente o maior potencial de utilização de recursos naturais de condicionamento de ar e iluminação.
Figura 30 – Participação dos eletrodomésticos no consumo do setor residencial no Brasil, referente a 2005 (ELETROBRÁS;PROCEL, 2007a). Nos setores comercial e público, observa-se que a iluminação artificial e o ar condicionado são os principais usos finais, representando aproximadamente 70% do consumo: 23% para iluminação artificial e 47% para ar condicionado (Figura 32 e Figura 33). Nesses edifícios, o uso do ar condicionado e da iluminação artificial é mais necessário porque, entre outras coisas, o desconforto térmico e visual pode significar perda de clientes e baixa produtividade. Entretanto, cuidados especiais durante o projeto da edificação são capazes de reduzir a demanda de condicionamento artificial e iluminação, e o conseqüente consumo de eletricidade. É, portanto, urgente a necessidade de integração entre sistemas naturais e artificiais, tanto de condicionamento quanto de iluminação. O consumo de energia nas edificações de uso comercial e público é fortemente influenciado pela grande quantidade de calor gerado no interior do edifício, já que isso leva ao uso de condicionamento artificial. Diferente da edificação residencial, edifícios comerciais e públicos contam com maior densidade de usuários, equipamentos e lâmpadas, que provocam uma tendência de superaquecimento dos ambientes, mesmo em situações onde o clima exterior indica conforto térmico. Com isso, em grande parte dos casos, o conforto térmico só é alcançado com o condicionamento artificial. Por isso é essencial a escolha de equipamentos eficientes.
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Chuveiro 2%
Ar Condicionado 40%
Lampadas 14%
TV 9%
Freezer 4% Geladeira 25%
Som 3%
Ferro 3%
(a) Norte Chuveiro 9%
Ar Condicionado 27%
Lampadas 11%
TV 11%
Freezer 5%
Lava Roupa 0,5%
Microondas 0,1%
Chuveiro 26,6%
Ar Condicionado 17,6%
Lampadas 11,9% Freezer 3,5%
Geladeira 29%
Lava Roupa 1%
Ferro 3%
Chuveiro 26%
Lampadas 19%
Som 5%
Geladeira 23,4%
Ar Condicionado 11%
Geladeira 22%
Ferro 3%
Som 3%
(d) Sudeste
Som 6,5%
Ferro 2,6%
(b) Nordeste
TV 10%
Freezer 5%
TV 7,2%
(c) Centro-Oeste Chuveiro 25%
Lampadas 8% Freezer 7%
Ar Condicionado 32%
Geladeira 16% Ferro 2%
Som 3%
TV 7%
(e) Sul
Figura 31 – Participação dos eletrodomésticos no consumo de eletricidade das residências, de acordo com as Regiões do Brasil, referente a 2005 (ELETROBRÁS; PROCEL, 2007a). Outras Cargas 14%
Outras Cargas 31% Ar Co ndicio nado 47% Iluminação 22%
Figura 32 – Consumo por usos finais no setor comercial brasileiro (ELETROBRÁS; PROCEL, 2007b).
Equip. Escritó rio 15%
Ar Co ndicio nado 48%
Iluminação 23%
Figura 33 – Consumo por usos finais no setor público brasileiro (ELETROBRÁS; PROCEL, 2007b).
Em certas condições climáticas o ar condicionado é a intervenção mais adequada a ser feita para garantir o conforto térmico dos usuários. Nesses casos, deve-se garantir a estanqueidade dos ambientes, evitando a infiltração de ar, e optar por aparelhos mais eficientes. Além disso, o projetista deve observar os cuidados requeridos na instalação do equipamento, não expondo-o ao sol e prevendo o isolamento térmico dos fechamentos da edificação. Em condições climáticas onde a temperatura do exterior não ultrapassa os 10,5°C, o aquecimento artificial é aconselhável. É importante o bom isolamento térmico dos fechamentos, evitando a
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ventilação da cobertura, adotando aberturas com vidro duplo e também construindo paredes com materiais de baixa condutividade térmica. Também nesse caso é necessário evitar a infiltração do ar externo. O projetista deve conhecer os sistemas de aquecimento para especificá-los de forma adequada às necessidades do local, empregando equipamentos mais eficientes. No caso de edificações com vários ambientes a serem condicionados, sugere-se a adoção de sistemas de aquecimento central. Através de um uso racional da energia no edifício, busca-se uma diminuição do consumo nos usos finais de iluminação, condicionamento, equipamentos, e aquecimento de água, junto à incorporação de fontes renováveis de energia. Edificações energeticamente mais eficientes, somente são possíveis através de projetos que desde a sua concepção incluam critérios de eficiência energética.
6.2. Definição de eficiência energética “A Eficiência energética pode ser entendida como a obtenção de um serviço com baixo dispêndio de energia. Portanto, um edifício é mais eficiente energeticamente que outro quando proporciona as mesmas condições ambientais com menor consumo de energia” (Lamberts et al., 1997). Três elementos gerais indicam que um edifício é eficiente energeticamente: Adotar equipamentos e tecnologias eficientes. Exemplo: Lâmpadas fluorescentes ou LEDs, condicionadores de ar com alto coeficiente de performance (COP). Ter características construtivas que colaborem para uma baixa demanda de energia para iluminação, aquecimento e refrigeração, comparado com outro edifício similar. Exemplo: adoção de estratégias bioclimáticas. Fornecer condições de conforto apropriadas para aquele tipo de edifício. Exemplo: um edifício de escritório deve fornecer 40 horas/semana de níveis adequados de iluminação, condicionamento de ar, e equipamentos.
6.3. Uso Racional da Iluminação 6.3.1. Equipamentos eficientes Uma fonte de luz ideal seria aquela que converteria toda sua potência de entrada [W] em luz [lm]. Infelizmente, qualquer fonte de luz converte parte da potência em radiação infravermelho ou ultravioleta. A habilidade da fonte de converter potência em luz (Figura 34) é chamada de eficiência luminosa (η), e segue a equação mostrada abaixo. A Tabela 5 apresenta alguns tipos de lâmpadas existentes no mercado e suas eficiências luminosas.
Onde: η = eficiência luminosa [lm/W]
Figura 34 – Conversão da potência [W] em fluxo luminoso [lm]. Tabela 5 – Exemplos de lâmpadas e suas eficiências luminosas. Potência Fluxo luminoso Eficiência Tipo de Lâmpada [W] [lm] luminosa [lm/W] Lâmpadas incandescentes: 60 730 12 Baixa eficiência luminosa (5-20 lm/W) Lâmpadas fluorescentes compactas: 15 900 60 Melhor eficiência luminosa (44-69 lm/W) 40 2600 65 Lâmpadas fluorescentes tubulares: 32 2350 73 Melhor eficiência luminosa (60-103 lm/W) 28 2900 103
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6.3.2. Projeto Luminotécnico eficiente O projeto do sistema de iluminação de uma edificação pode se valer de algumas estratégias e tecnologias com o objetivo de reduzir o consumo elétrico. Algumas opções são: a) Iluminação de Tarefa: O conceito de Iluminação de tarefa diz respeito à definição dos pontos de luz (luminárias) considerando o layout do ambiente e subdividindo-o de acordo com as atividades desempenhadas em cada parte dele. A iluminação de tarefa prioriza a iluminância correta no plano de trabalho, sem a necessidade de iluminação uniforme em todo o ambiente, principalmente em ambientes muito amplos (Figura 35). Com a iluminação apenas na área da tarefa, consegue-se o conforto visual desejado e economia de energia.
Figura 35 – Projeto de iluminação: 1) Sistema pouco eficiente; 2) Sistema eficiente com iluminação uniforme; 3) Sistema eficiente com iluminação de tarefa. b) Acionamento independente: Uma distribuição racional dos circuitos deve permitir o acionamento independente das luminárias, especialmente as fileiras de luminárias mais próximas à janela. Dessa forma é possível aproveitar ao máximo a iluminação natural, acendendo as lâmpadas apenas nas áreas onde a luz natural não é suficiente. c) Sistemas de controle: Existem no mercado algumas opções de sistemas de controle iluminação artificial, com a função de fornecer a quantidade de iluminância necessária apenas quando a iluminação natural não é suficiente. Eles também devem ser instalados de forma a permitir o acionamento independente das lâmpadas, como mostra a Figura 36.
Figura 36 – Iluminação com sistema de controle e acionamento independente das luminárias. 30
Alguns tipos de sistemas de controle são: Sensores de ocupação: com detector de movimento (ondas ultra-sônicas ou radiação infravermelha); uma unidade de controle recebe sinal e controla a potência da luz (Figura 37). Sensores fotoelétricos: identificam a presença de luz natural fazendo a diminuição ou até mesmo o bloqueio da luz artificial de maneira automática (Figura 38). Sistema de programação de tempo: com temporizadores que desligam a luz artificial após o tempo programado (Figura 39).
Figura 37 – Sensor de ocupação. Figura 38 – Sensor fotoelétrico.
Figura 39 - Sistema de programação de tempo. Edificações antigas, com sistemas ineficientes de iluminação, podem passar por “retrofit”, ou seja, uma reforma no sistema, adotando equipamentos e estratégias mais eficientes. Um exemplo é mostrado na Figura 40.
Figura 40 – Exemplo de melhoria na eficiência de um sistema de iluminação.
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6.3.3. Influência da arquitetura no desempenho luminoso de ambientes O projeto arquitetônico pode influenciar diretamente nos níveis de iluminação de um ambiente, podendo favorecer ou não o aproveitamento da iluminação natural. Alguns recursos arquitetônicos para explorar a luz natural são mostrados na Figura 41.
Figura 41 – Recursos arquitetônicos para aproveitamento da luz natural. As proteções solares são recursos construtivos que permitem o controle da entrada de radiação solar direta, para evitar o super aquecimento, e também podem contribuir para a entrada da luz indireta. Um exemplo é o uso de prateleiras de luz, que redirecionam a luz para a parte mais interna do cômodo. Muitas vezes a luz solar direta não é desejada, pois aquece o ambiente e provoca ofuscamento, mas existem diversas formas de aproveitar a luz solar de forma indireta, como exemplificado na Figura 42.
Figura 42 – Poço de luz com parede de tijolo de vidro. (Residência do Prof. Fernando O. R. Pereira, Florianópolis – SC.)
6.4. Uso de equipamentos eficientes O uso de diversos equipamentos consumidores de energia fazem parte do cotidiano de toda a população mundial. Tendo em vista essa necessidade, é essencial a escolha de equipamentos que atendam às necessidades de seus usuários, consumindo o mínimo de energia. Também é importante que os usuários sejam conscientizados contra o desperdício.
6.4.1. Programa Brasileiro de Etiquetagem Uma importante iniciativa criada no Brasil é o Programa Brasileiro de Etiquetagem – PBE, estabelecido pelo Instituto Nacional de Metrologia, Normalização e Qualidade Industrial – INMETRO. O PBE é um programa de conservação de energia, que atua através de etiquetas informativas, alertando o consumidor quanto à eficiência energética de alguns dos principais eletrodomésticos nacionais. Ele visa prover os consumidores de informações que permitam-lhes avaliar e otimizar o consumo de energia dos equipamentos eletrodomésticos, selecionar produtos de maior eficiência em 32
relação ao consumo, e melhor utilizar eletrodomésticos, possibilitando economia nos custos de energia. Os produtos avaliados pelo PBE recebem etiquetas de “A” a “G”, sendo a etiqueta “A” para os mais eficientes e a etiqueta “G” para os menos eficientes. A Figura 43 mostra um exemplo de etiqueta para refrigeradores. Cada linha de eletrodoméstico possui sua própria etiqueta, só mudando as características técnicas de cada produto. O PBE apresenta tabelas com todos os produtos aprovados no programa e que estão autorizados a ostentar a Etiqueta Nacional de Conservação de Energia (ENCE). Essas tabelas são atualizadas periodicamente e representam o estágio atual em termos de consumo de energia e/ou de eficiência energética dos diversos produtos enfocados. As informações contidas nas diversas tabelas são de responsabilidade dos fabricantes e são colocadas à disposição dos usuários/consumidores como uma fonte de auxílio na escolha do melhor produto, na hora da compra, em termos de consumo elétrico e/ou eficiência energética.
Figura 43 – Modelo de etiqueta para refrigeradores.
6.4.2. Selos de Eficiência Energética Os produtos etiquetados que apresentam o melhor desempenho energético em sua categoria poderão também receber um selo de eficiência energética. Isto significa que estes produtos foram premiados como os melhores em termos de consumo específico de energia e faz a distinção dos mesmos para o consumidor. Para os equipamentos elétricos domésticos etiquetados é concedido anualmente o Selo Procel (Figura 44a). Para aparelhos domésticos a gás é concedido o Selo Conpet (Figura 44b).
(a)
(b)
Figura 44 – Modelos do Selo Procel (a) e do Selo Conpet (b). 33
6.5. Alternativas de projeto que contribuem com a eficiência energética Alguns critérios podem ser adotados no projeto e construção dos edifícios objetivando sua eficiência energética. Eles estão relacionados à orientação solar, ventos, iluminação natural, dimensionamento de aberturas, de proteções solares, escolha de materiais, forma, cores e proporções dos espaços exteriores e interiores, que devem ser pensados desde o começo do processo de desenho, para proporcionar uma sensação de conforto térmico e visual nos usuários. Quando a edificação proporciona conforto aos usuários de forma passiva, minimiza-se a necessidade de equipamentos para isso, reduzindo o consumo de energia.
6.5.1. Bioclimatologia Muitas alternativas de projeto voltadas à eficiência energética das edificações estão relacionadas ao aproveitamento das características climáticas do local de implantação para manutenção do conforto do usuário. Assim, a bioclimatologia pode ser definida como a aplicação dos estudos do clima na arquitetura, indicando estratégias de projeto apropriadas para cada local. Entre os diversos estudos de bioclimatologia, destaca-se o de Givoni (1992), que estabeleceu uma carta bioclimática para países em desenvolvimento, de clima quente e úmido, considerada adequada para o Brasil. Tal carta foi construída sobre o diagrama psicrométrico, conforme mostrado na Figura 45.
1 – Zona de Conforto 2 – Zona de Ventilação 3 – Zona de Resfriamento evaporativo 4 – Zona de Massa térmica para resfriamento 5 – Zona de Refrigeração 6 – Zona de Umidificação 7 – Zona de Massa térmica com aquecimento solar 8 – Zona de Aquecimento solar 9 - Zona de Aquecimento artificial
Figura 45 – Carta bioclimática de Givoni (1992). As principais estratégias bioclimáticas passivas são: ventilação natural, resfriamento evaporativo, umidificação, massa térmica para resfriamento ou aquecimento e aquecimento solar. Em algumas condições climáticas não é possível alcançar o conforto de forma passiva, sendo necessário o resfriamento ou aquecimento artificial. O projeto arquitetônico deve ser pensado de forma a favorecer as estratégias mais adequadas para o clima local.
1) Zona de Conforto Dentro dos limites de temperatura e umidade estabelecidos para esta zona a maior parte das pessoas provavelmente sentirá conforto térmico.
2) Ventilação Em determinadas situações com umidade e temperatura elevadas, recomenda-se o uso da ventilação para melhorar a sensação térmica. É importante que a edificação possua aberturas bem posicionadas e dimensionadas, e que os espaços exteriores sejam amplos e evitem barreiras, a fim de favorecer a boa distribuição do ar. Em quase todas as regiões do Brasil indica-se a ventilação natural como estratégia bioclimática. O uso da ventilação natural é muito simples, mas importante, e quando usada apropriadamente, serve para: a) Minimizar problemas de qualidade interna do ar através da diminuição de poluentes internos; 34
b) Melhorar as condições de conforto térmico em ambientes fechados; c) Reduzir o consumo de energia de edificações condicionadas mecanicamente. Existem diversas formas de aproveitamento da ventilação natural no projeto, que podem ser pensadas de forma única ou atuando em conjunto. Alguns exemplos são: Ventilação cruzada: Ocorre quando o ar entra na edificação por um lado, passa pelo espaço interno e sai por outro lado (Figura 46). O fluxo do ar é determinado pelo tamanho e localização das aberturas nas paredes, sendo que, quanto mais perpendicular for a abertura com relação à direção do vento predominante, maior a sua eficácia.
Figura 46 – Esquemas de ventilação cruzada. Ventilação através do efeito chaminé: Baseia-se no fato de que a taxa de ventilação aumenta com a diferença de temperatura do ar, pois o ar interno mais quente tende a subir e sair através de aberturas mais altas da edificação, sendo substituído por ar mais frio que entra através das aberturas mais baixas (Figura 47).
Figura 47 – Esquemas de ventilação através do efeito chaminé. Ventilação por baixo da edificação: Estratégia usada pelas construções em pilotis. Ventilação pela cobertura: Definição de saídas de ar junto à cumeeira ou ventilação através do forro por meio de câmara de ar ventilada. Ventilação através de espaços intermediários (pátios): Estratégia usada geralmente para climas quentes e secos, através da qual se permite maior circulação do ar por meio de espaços intermediários associados a corredores e quartos, favorecendo uma circulação cruzada nos ambientes.
3) Resfriamento evaporativo Nos limites apresentados nessa zona (altas temperaturas e baixas umidades) recomenda-se o uso da evaporação da água para reduzir a temperatura e aumentar a umidade relativa do ambiente. A evaporação da água colabora na redução da temperatura e também no aumento da umidade relativa de um ambiente. Dentre as técnicas existentes, pode-se citar o resfriamento evaporativo de superfícies edificadas. É possível fazer isso instalando sprays de água na cobertura da edificação, por exemplo, ou molhando área pavimentadas próximas à edificação (Figura 48).
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Figura 48 – Resfriamento evaporativo de superfícies edificadas. A vegetação também permite melhorar as condições de conforto pois, além de consumir uma parte do calor recebido (para realizar a fotossíntese), a evapotranspiração do vegetal colabora para o resfriamento evaporativo em períodos quentes e secos.
4) Massa térmica para resfriamento O uso da inércia térmica da edificação é indicado para diminuir a amplitude da temperatura interior em relação à exterior, evitando os picos. Em um ambiente com grande massa térmica, o calor recebido durante o dia é armazenado nas paredes da edificação e devolvido ao ambiente somente à noite, quando as temperaturas diminuem. É importante que as aberturas sejam sombreadas e devese evitar a ventilação diurna, priorizando a ventilação noturna para retirar o calor acumulado durante o dia.
5) Refrigeração Quando o clima é muito severo, com temperatura e umidade muito elevadas, pode não ser possível alcançar o conforto para os usuários apenas com sistemas passivos de resfriamento. Nesses casos, recomenda-se o uso de aparelhos de ar condicionado para climatização dos ambientes. É importante garantir a estanqueidade dos ambientes, evitando a infiltração do ar exterior, e também a escolha de equipamentos eficientes.
6) Umidificação Nas situações em que a umidade relativa do ar é muito baixa, com a temperatura do ar não muito elevada, as pessoas provavelmente sentem desconforto devido à secura do ar. Por isso, recomendase a umidificação do ar para melhorar a sensação de conforto. Podem ser usadas fontes de água ou espelhos de água próximos à edificação para melhorar o microclima.
7) Massa térmica com aquecimento solar A massa térmica junto ao aquecimento solar passivo pode compensar as baixas temperaturas por armazenar o calor solar absorvido pelas paredes durante o dia, e devolvê-lo ao ambiente à noite, que geralmente é o período mais frio. Por isso, a maneira mais simples de usar a massa térmica para aquecimento é construir fechamentos opacos mais espessos e diminuir a área de aberturas, orientando-as para o sol, e evitar sempre a ventilação. Também é possível utilizar o aquecimento solar passivo com isolamento térmico para evitar as perdas do calor interno para o exterior da edificação.
8) Aquecimento solar passivo Em condições de baixas temperaturas recomenda-se a incorporação de elementos ao projeto que permitam a máxima captação da radiação solar. O aquecimento passivo pode ser feito de forma direta ou indireta (Figura 49): Direta: permitindo o acesso da radiação solar diretamente ao interior através de aberturas. Utilizando elementos transparentes é possível gerar o “efeito estufa”. Indireta: adotando elementos que captem a radiação solar e distribuam-na indiretamente aos ambientes internos. Algumas opções são o jardim de inverno, a parede de acumulação. 36
(a)
(b)
Figura 49 – Aquecimento solar passivo: (a) ganho direto e (b) ganho indireto.
9) Aquecimento artificial Quando o aquecimento solar passivo não for ser suficiente para melhorar as condições de conforto, faz-se necessário o uso de aquecimento artificial para climatização dos ambientes. É importante garantir o bom isolamento térmico dos fechamentos, evitar a ventilação da cobertura, evitar a infiltração do ar externo e adotar vidros duplos nos fechamentos.
6.5.1.1. Programa Analysis BIO O programa computacional Analysis Bio foi desenvolvido por pesquisadores do Laboratório de Eficiência Energética em Edificações (LabEEE) da Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC), e está disponível na página: http://www.labeee.ufsc.br/software/analysisBIO.html. Com o programa Analysis Bio é possível analisar a porcentagem de horas de conforto e desconforto de um determinado arquivo climático, e quais as estratégias bioclimáticas indicadas para atenuar o desconforto, a partir dos parâmetros estabelecidos na carta bioclimática de Givoni (1992). Para isso são necessários dados de temperatura do ar (°C) e umidade relativa do ar (%), que são plotados pelo programa na carta psicrométrica com os limites indicados por Givoni. A Figura 50 mostra a área de trabalho do programa com os dados do ano climático de referência de Florianópolis (1963) inseridos na carta bioclimática. Fazendo uma análise rápida desses dados, verifica-se que a maior parte dos pontos está nos limites da Zona de Conforto, de Ventilação e de Massa térmica com aquecimento solar. O relatório de resultados do programa confirma essa análise, apontando os dados da Tabela 6. Tabela 6 – Parte do relatório do Analysis BIO para o ano climático de referência de Florianópolis: Porcentagem de horas.
Geral
Calor
Frio Sombreamento
Conforto Desconforto Frio Calor Ventilação Alta Inércia para Resfriamento Resfriamento Evaporativo Ar Condicionado Alta Inércia Térmica / Aquecimento Solar Aquecimento Solar Passivo Aquecimento Artificial Umidificação
20,9% 79,0% 40,8% 38,3% 36,5% 0,925% 0,867% 1,75% 35,4% 3,84% 1,54% 0% 56,7 %
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Figura 50 – Carta bioclimática no programa Analysis BIO, com os dados do ano climático de referência de Florianópolis.
6.5.1.2. Zoneamento bioclimático brasileiro O Brasil possui a norma NBR 15220 (ABNT, 2005) que, em sua parte 3, define um zoneamento bioclimático para o país e dá diretrizes construtivas para habitações unifamiliares de interesse social. Essa norma divide o território brasileiro em 8 zonas com características climáticas semelhantes, apontadas na Figura 51.
Figura 51 – Zoneamento bioclimático brasileiro (ABNT, 2005).
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Para cada zona formulou-se um conjunto de recomendações técnico-construtivas que otimizam o desempenho térmico das edificações, através de sua melhor adequação climática. Essas recomendações são baseadas em uma carta bioclimática, adaptada a partir da sugerida por Givoni (1992), mostrada na Figura 52. A – Zona de aquecimento artificial (calefação) B – Zona de aquecimento solar da edificação C – Zona de massa térmica para aquecimento D – Zona de Conforto Térmico (baixa umidade) E – Zona de Conforto Térmico F – Zona de desumidificação (renovação do ar) G + H – Zona de resfriamento evaporativo H + I – Zona de massa térmica de refrigeração I + J – Zona de ventilação K – Zona de refrigeração artificial L – Zona de umidificação do ar
Figura 52 – Carta bioclimática adaptada pela NBR 15220 (ABNT, 2005). Para a formulação das diretrizes construtivas e para o estabelecimento das estratégias de condicionamento térmico passivo, correspondentes a cada zona bioclimática brasileira, foram considerados os seguintes parâmetros e condições de contorno: tamanho das aberturas para ventilação; proteção das aberturas; vedações externas (tipo de parede externa e tipo de cobertura); e estratégias de condicionamento térmico passivo. A Zona Bioclimática 3 (Z3), apesar de representar uma parcela pequena do território nacional, compreende uma parte significativa da população brasileira. É na Z3 que se encontram cidades como São Paulo, Belo Horizonte e Florianópolis. Como exemplo do indicado pela NBR 15220, mostra-se a seguir as recomendações e a carta bioclimática para a Z3 (Figura 53): Diretrizes construtivas para habitações unifamiliares de interesse social na Z3: Aberturas para ventilação: Médias Sombreamento das aberturas: Permitir sol durante o inverno Vedações externas: Parede: Leve refletora / Cobertura: Leve isolada Estratégias de condicionamento térmico passivo: - Verão: J) Ventilação cruzada - Inverno: B) Aquecimento solar da edificação C) Vedações internas pesadas (inércia térmica)
Figura 53 - Carta Bioclimática apresentando as normais climatológicas de cidades da zona 3, destacando a cidade de Florianópolis, SC (ABNT, 2005).
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6.5.2. Outras técnicas para reduzir o consumo de energia Além das estratégias bioclimáticas indicadas na carta da Givoni, algumas outras técnicas podem colaborar para a manutenção do conforto térmico e visual nas edificações, reduzindo o consumo de energia.
6.5.2.1. O tipo de vidro O uso do vidro nas fachadas e coberturas das edificações tem grande influência no comportamento térmico delas. Isso porque tais elementos translúcidos deixam passar uma quantidade maior de calor para o interior do edifício, quando comparados com a maior parte dos materiais opacos. Há vários tipos de vidro disponíveis no mercado para controlar as perdas ou ganhos de calor, como os vidros reflexivos, vidros duplos, vidros espectralmente seletivos, entre outros. Uma propriedade térmica que deve ser considerada na escolha dos materiais translúcidos é o Fator Solar. O fator solar de uma abertura pode ser entendido como a razão entre a quantidade de energia solar que atravessa a janela pelo que nela incide. Sendo assim, quanto maior o fator solar, maior a quantidade de calor que atravessa essa abertura. Os valores dessa propriedade para alguns materiais são apontados na Tabela 7. Tabela 7 – Fator solar para alguns exemplos de materiais translúcidos. Superfície
Vidros
Películas Acrílico Policarbonato Tijolo de vidro
Especificação
Fator Solar
Transparente simples 3mm Transparente simples 6mm Transparente duplo 3mm Cinza (fumê) 3mm Cinza (fumê) 6mm Verde 3mm Verde 6mm Refletivo 3mm Refletiva Absorvente Claro Cinza ou Bronze Claro Cinza ou Bronze
0,87 0,83 0,75 0,72 0,60 0,72 0,60 0,26 – 0,37 0,25 – 0,50 0,40 – 0,50 0,85 0,64 0,85 0,64 0,56
Os vidros refletivos apresentam desempenho fotoenergético que garante controle eficiente da intensidade de luz e do calor transmitidos para os ambientes internos, pois filtra os raios solares através da reflexão da radiação incidente. Um exemplo é mostrado na Figura 54.
Figura 54 – Vidro refletivo do Anexo II do STF em Brasília.
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Existem ainda alternativas para melhorar as propriedades térmicas dos vidros. Os vidros Low-E (com baixa emissividade) possuem cobrimentos especiais que reduzem a transmissão de calor através das aberturas. Os cobrimentos são muito finos, filmes quase invisíveis (óxido de metal ou semi-condutores) que são colocados diretamente sobre uma ou mais superfícies de vidro ou sobre filmes plásticos entre dois ou mais panos de vidro. È possível também utilizar componentes com duas ou mais camadas de vidro e com câmaras internas entre eles. Eficiente como isolante do fluxo de calor por condução, o vidro insulado é composto por duas ou mais chapas, separadas por câmaras de ar (Figura 55). O quadro de vidro é selado em todo o seu perímetro, a fim de evitar que ocorram trocas entre a atmosfera interna da câmara e a do ambiente externo. A câmara interna pode conter uma mistura de ar com nitrogênio, argônio ou outros gases. Devido à inércia térmica do ar, essa câmara constitui um elemento isolante que reduz o coeficiente de transmissão de calor, dificultando a passagem deste de um ambiente para outro.
Figura 55 – Esquema de vidro duplo. Não existe um tipo de vidro ideal para todos os casos. O projetista deve considerar as necessidades de desempenho térmico e visual de um sistema de abertura, tendo em vista as condições climáticas, orientação solar e tamanho das aberturas, a fim de especificar um tipo de vidro que corresponda a tais necessidades.
6.5.2.2. A cor dos revestimentos Além da importância estética, a cor da edificação influencia diretamente o comportamento térmico dela. As várias cores refletem de forma diferente os comprimentos de onda da radiação solar, resultando em maior ou menor ganho de calor pela superfície. O espectro solar é a região entre 300 e 3000 nm do espectro eletromagnético 2 mostrado na Figura 56. Ele representa o conjunto de radiações geradas pelo Sol, abrangendo três regiões: ultravioleta, visível e infravermelho.
Figura 56 – Espectro eletromagnético. 2
O espectro eletromagnético é composto pelas diversas faixas de radiação eletromagnética, que é um tipo de energia transmitida através do espaço sem necessidade de meio de suporte para isso. A luz visível e o calor são as formas mais facilmente observadas e sentidas de radiação, mas ela pode ser encontrada em muitas outras formas que vão desde os raios cósmicos às ondas de rádio.
41
Em geral, as cores mais escuras absorvem maior quantidade de radiação solar, resultando em maior ganho térmico. Em regiões frias, essa característica pode ser muito útil para melhorar o conforto dos usuários. As cores mais claras geralmente absorvem menor quantidade de radiação solar, sendo maior a parcela refletida. Conseqüentemente, o uso de revestimentos externos mais claros garante menores ganhos térmicos, que é o ideal para edificações em climas quentes. A Figura 57 mostra as curvas espectrais de algumas tintas com diferentes cores, obtidas por Dornelles (2008). Verifica-se que a absortância varia nos diferentes comprimentos de onda, sendo que o valor final de absortância de cada material é uma média do obtido nos diferentes comprimentos do espectro. Percebe-se que a maior parte do espectro solar encontra-se na região do infravermelho próximo, e, portanto, essa região é a que mais influencia no valor total da absortância do material. Por conseqüência disso, é possível que materiais com cores semelhantes apresentem absortâncias distintas.
Terracota 65,0
Areia 52,2
Absortância Total (%) Branco Concreto 28,2 79,1
Amarelo 65,1
Palha 45,6
Figura 57 – Curvas espectrais de absortância de amostras de tintas. (DORNELLES, 2008)
6.5.2.3. Proteções solares O ganho de calor solar pode ser desejável ou não, dependendo do clima local e do período do ano. Para fazer o controle desses ganhos através das aberturas, é possível adotar proteções solares (brises). A Figura 58 ilustra uma prateleira de luz e a Figura 59 mostra o esquema de uma proteção solar móvel. Ambas podem ser utilizadas tanto para controlar ganhos de calor pela radiação solar direta, quanto para controlar a entrada da luz natural.
Figura 58 – Prateleira de luz.
Figura 59 – Proteção solar móvel.
O dimensionamento e escolha do tipo de proteção solar depende de fatores como a orientação e tamanho da abertura e também da latitude do local, que vai determinar o ângulo de incidência da radiação solar ao longo do ano. Portanto, para especificar corretamente um brise, é importante conhecer a trajetória solar. A localização do sol na abóbada celeste pode ser identificada através de dois ângulos: a altura solar e o azimute. O azimute (A) é o ângulo que a projeção do sol faz com a direção norte, enquanto a altura solar (H) é o ângulo que o sol faz com o plano horizontal (Figura 60). Ambos os ângulos variam conforme a latitude do local, hora do dia e dia do ano.
42
Figura 60 – Azimute e altura solar para um dia qualquer às 10h. Um diagrama ou Carta Solar é a projeção horizontal das trajetórias solares ao longo da abóbada celeste durante todo o ano. Para traçar os diagramas solares, considera-se a Terra fixa e o Sol percorrendo a trajetória diária da abóbada celeste, variando de caminho em função da época do ano, conforme mostra a Figura 61. Nela, vê-se os limites da trajetória anual que consistem nos solstícios de inverno de verão, enquanto a linha do meio indica o equinócio. A Figura 62 mostra as informações que podem ser lidas no diagrama solar: trajetória solar, hora do dia, altura solar, azimute solar e número de horas de sol.
Figura 61 – Movimento aparente do Sol no hemisfério sul.
Figura 62 – Informações contidas no diagrama solar.
A carta solar é uma ferramenta que permite, por exemplo, determinar o sombreamento que um edifício faz no seu entorno, calcular o número de horas de sol durante certo dia do ano para uma certa localidade, ou ainda, desenhar a penetração solar em um ambiente para dias e horários especificados. A máscara de sombra representa graficamente, nos diagramas solares, o período de sombreamento provocado por um obstáculo. Para projetar proteções solares deve-se conhecer o tipo de mascaramento que cada tipo de brise proporciona. Os principais tipos são exemplificados a seguir: 1) Brise horizontal infinito Os brises horizontais impedem a entrada dos raios solares através da abertura a partir do ângulo de altitude solar. O traçado do mascaramento proporcionado por este brise é determinado em função do ângulo α e é apresentado na Figura 63. 2) Brise vertical infinito Os brises verticais impedem a entrada dos raios solares através da abertura a partir do ângulo de azimute solar. O traçado do mascaramento proporcionado por este brise é determinado em função do ângulo β e é apresentado na Figura 64. 3) Brise horizontal finito Este tipo de brise tem a sua eficiência limitada pois a sua projeção lateral é limitada pelos ângulos γ, como mostra a Figura 65. 43
Figura 63 – Mascaramento proporcionado pelo brise horizontal infinito. (Fonte: Apostila da ECV 5161)
Figura 64 – Mascaramento proporcionado pelo brise vertical infinito. (Fonte: Apostila da ECV 5161)
Figura 65 – Mascaramento proporcionado pelo brise horizontal finito. (Fonte: Apostila da ECV 5161)
4) Brise vertical finito Para o brise vertical o sombreamento produzido pelos ângulos β será limitado pelos ângulos γ, mostrados na Figura 66.
Figura 66 – Mascaramento proporcionado pelo brise vertical finito. (Fonte: Apostila da ECV 5161)
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5) Brise misto Através do mascaramento produzido pelos quatro tipos básicos de brises apresentados anteriormente pode-se determinar o mascaramento para qualquer tipo de brise com diferentes combinações de brises horizontais e verticais, conforme mostra a Figura 67.
Figura 67 – Mascaramento proporcionado pelo brise misto. (Fonte: Apostila da ECV 5161)
6.5.2.4. Uso da vegetação A vegetação, empregada no paisagismo de jardins, quintais e pátios das edificações, pode se tornar grande aliada na melhoria do desempenho térmico (Figura 68). Os vegetais são capazes de interceptar entre 60 e 90% da radiação solar, emitindo para seu entorno apenas uma pequena parcela desse calor (pois a radiação é utilizada na fotossíntese). Com isso, reduz-se a temperatura do solo e demais superfícies próximas. Outra vantagem do uso da vegetação é que o movimento de ar pelas folhas favorece a criação de um ambiente com temperaturas amenas.
Figura 68 – Aproveitamento da vegetação para sombreamento. Para as regiões com estações do ano bem diferenciadas, com verão muito quente e inverno muito frio, é possível adotar vegetação com folhagem caduca (Figura 69). Tais plantas perdem as folhas no período do inverno, permitindo a passagem do sol para aquecimento solar passivo. No verão, as folhas renascem e voltam a sombrear a edificação.
Figura 69 – Uso de vegetação com folhagem caduca.
45
7. Qualidade do ambiente interno Quando trata-se da qualidade do ambiente interno, devem ser levadas em consideração as condições de qualidade do ar, conforto térmico, olfativo, acústico e visual. Características como calor ou frio excessivos, correntes de ar inadequadas, vibrações, ruídos, fumaça, odores desagradáveis e excesso ou falta de luminosidade, por exemplo, afetam diretamente a qualidade de vida dos usuários. Vários sistemas de classificação destacam a qualidade do ambiente interno como um critério a ser considerado, conforme mostra a Figura 70. 100% 90% 80%
1.7 12.4
18.8 33.6
10
desempenho econômico
12
qualidade dos serviços
23
gestão da qualidade do ambiente interno
14.1 10.1
70% 60%
2.9
24.6
gestão ambiental (do processo)
18.8 22.4 10
50% 40% 30%
1.2
9.8 21.7 8.3 4.6
18.3 21.1 12 8.8
24.7
20.3
9.1 3
0% BREEAM
LEED
gestão de materiais e (redução de) resíduos gestão do uso de energia
7.3
20% 10%
prevenção de poluição
CASBEE
4 4 8.8
gestão do uso de água qualidade da implatanção
GBTool
Figura 70 – Distribuição dos créditos ambientais (%) nas certificações, destacando a qualidade do ambiente interno.
7.1. Qualidade do ar A qualidade do ar no interior de edifícios tem grande impacto na saúde e no bem-estar das pessoas. O tema Qualidade do Ar de Interiores (QAI) surgiu na década de 70, quando houve escassez de energia nos países desenvolvidos de clima frio. Nesse período, iniciou-se a construção de edifícios com menor troca de calor entre o ambiente interno e o externo, como forma de redução do consumo de energia. As alterações efetuadas geraram problemas de saúde relacionados com a qualidade do ar no interior dos edifícios, os quais foram denominados como Síndrome de Edifícios Doentes (SED), reconhecida pela Organização Mundial da Saúde (OMS) desde o início da década de 80. A qualidade do ar está relacionada a um conjunto de propriedades físicas (temperatura, umidade e velocidade do ar), químicas (concentração de gases, poluentes) e biológicas (microorganismos). Tendo em vista que a ausência de poluentes e microorganismos é impraticável, deve-se buscar a manutenção dessas concentrações dentro dos níveis considerados seguros. O interior dos edifícios é, de maneira geral, mais poluído que o exterior. A qualidade do ar dentro de ambientes fechados pode sofrer alterações por uma série de razões. As substâncias acumuladas dentro de casa geram a chamada poluição do ar em ambiente interno. Alguns fatores determinantes para essa poluição são: materiais de construção; tintas e solventes (compostos orgânicos voláteis); produtos de combustão: fumaça gerada por fogão à lenha ou a gás, carvão, cigarro e aquecedores que usam combustíveis como querosene; materiais biológicos: inseticidas, produtos de limpeza, ácaros, mofo, alérgenos produzidos por pêlos de animais e aves e partes de insetos. 46
A qualidade do ar em ambiente interno pode ser agravada pelo efeito cumulativo. Isso ocorre quando a ventilação é baixa, deixando de promover a troca do ar entre o ambiente interno e externo que poderia dispersar os poluentes no ambiente interno. Dessa forma, os poluentes se acumulam. Não havendo dispersão, a qualidade do ar piora significativamente. Durante os dias frios, a tendência é que o ambiente interno fique isolado, com ventilação baixa. Nesse caso, se houver uma produção constante de poluentes como cigarros acesos, fogão a gás mal regulado e aquecedor ligado, a poluição interna aumenta.
7.1.1. Fator de risco global Em 2000, a poluição em ambientes fechados vinda de combustíveis sólidos matou 1,6 milhão de pessoas e foi responsável por 2,7% dos encargos mundiais com doenças. Este fator de risco é o segundo maior contribuinte ambiental para doenças, atrás somente de água insalubre e falta de saneamento básico.
Encargo das doenças
A importância da poluição em ambientes fechados como uma ameaça à saúde pública varia drasticamente de acordo com o nível de desenvolvimento. Em países em desenvolvimento com alto índice de mortalidade, a poluição em ambientes fechados é responsável por até 3,7% dos encargos com doenças, enquanto esse mesmo fator de risco não está entre os 10 maiores fatores de risco dos países industrializados. Esses dados são de 2002 da Organização Mundial da Saúde, e estão indicados na Figura 71.
4 3.5 3 2.5 2 1.5 1 0.5 0 países com alto índice de mortabilidade
países com baixo índice de mortabilidade
homens
países industrilizados
mundo
mulheres
Figura 71 – Porcentagem de encargos com doenças devido a poluição em ambientes fechados. Fonte: OMS – Organização Mundial de Saúde, 2002 (www.who.int)
7.1.2. Plano de gestão da qualidade do ar interno Um plano de gestão da qualidade do ar interno é importante para prevenir o desenvolvimento de problemas decorrentes da construção ou de reformas e contribuir para o conforto e bem-estar daqueles que ocuparão a edificação. Algumas medidas para isso são:
Planejamento de manutenção preventiva e criação de procedimentos para operação de equipamentos do sistema de ventilação e refrigeração. Cuidados na limpeza dos ambientes. Se por um lado ela é necessária para a remoção de sujeiras, por outro pode piorar a qualidade do ar caso sejam utilizados produtos inadequados. Os funcionários responsáveis pela limpeza devem ser educados quanto à qualidade dos produtos usados, seu armazenamento e correta manipulação. Cuidados no controle de pragas que requer o uso de pesticidas. Da mesma forma que para a limpeza, deve ser desenvolvido cuidado especial na manipulação e estocagem desses materiais.
47
7.1.3. Eficiência da ventilação A ventilação é uma combinação de processos que resultam não só no fornecimento de ar externo, mas também na retirada do ar viciado de dentro de um edifício. Para obter uma ventilação de qualidade e manter espaços internos saudáveis é importante promover a troca eficiente de ar, introduzindo ar limpo no ambiente e eliminando ou diluindo os poluentes internos. No Brasil, a Resolução 09 da ANVISA (Agência Nacional de Vigilância Sanitária) faz recomendações sobre padrões referenciais de qualidade do ar interno em ambientes climatizados de uso público e coletivo. Segundo ela, a taxa de renovação do ar adequada em ambientes climatizados é no mínimo de 27 m3/hora/pessoa. No caso específico de ambientes com alta rotatividade de pessoas a taxa de renovação do ar mínima será de 17 m3/hora/pessoa.
7.1.4. Controle ambiental da fumaça de cigarro Uma das medidas importantes para garantir a qualidade do ar interno é minimizar a exposição dos ocupantes da edificação e dos sistemas de distribuição do ar à fumaça de cigarro. No caso de haver áreas específicas para fumantes, estas devem possuir sistema para remover a fumaça diretamente para o exterior do edifício, sem recircular o ar. Elas precisam ser separadamente ventiladas, pressurizadas negativamente em relação às áreas vizinhas e alimentadas com maior quantidade de ar externo do que as áreas sem fumantes. Somado a isso, políticas anti-fumo dentro dos ambientes devem ser desenvolvidas.
7.1.5. Controle e monitoramento de CO2 Em ambientes densamente ocupados deve-se monitorar e controlar o nível de CO2, a fim de garantir que ele fique dentro de uma faixa aceitável. Com a instalação de equipamentos de monitoramento do CO2 é possível obter um feedback sobre o desempenho do espaço ventilado e, se necessário, indicar ajustes operacionais nos sistemas de ventilação, aquecimento ou refrigeração.
7.1.6. Controle de fontes químicas e poluentes internos Certificações como o LEED destacam a necessidade de evitar a exposição dos ocupantes do edifício a partículas potencialmente perigosas e poluentes químicos que impactam na qualidade do ar, minimizando a contaminação cruzada das áreas de ocupação prolongada. O controle dos poluentes é uma maneira efetiva de manter limpo o ar no interior dos ambientes. Entretanto, o controle de todas as fontes e a mitigação de suas emissões nem sempre é possível ou praticável. Sendo assim, a ventilação, natural ou mecânica, é identificada como a segunda maneira mais efetiva de manter condições aceitáveis no ar interno.
7.1.7. Redução de Compostos orgânicos voláteis Os compostos orgânicos voláteis (VOC) são definidos como sendo qualquer composto orgânico que participa de reações fotoquímicas na atmosfera. Os produtos usados na pintura de edifícios emitem compostos orgânicos voláteis, que contribuem para a poluição atmosférica, afetam a saúde do trabalhador durante a fase de construção do edifício, como também reduzem a qualidade do ar presente no interior do edifício, prejudicando a saúde dos usuários. As tintas, principalmente aquelas de base solvente, como a tinta a óleo, o esmalte sintético e os produtos usados durante a pintura, emitem na atmosfera hidrocarbonetos aromáticos e alifáticos, hidrocarbonetos contendo halogênio, cetonas, ésteres, álcoois, os quais contribuem na formação do ozônio troposférico (“smog” fotoquímico), que tem efeitos prejudiciais à saúde humana e ao meio ambiente. Quando o ozônio está presente na troposfera, ao nível do solo, é considerado “ruim”. Ele pode causar irritação nos olhos e vias respiratórias, e diminuição da capacidade pulmonar No mundo inteiro, a obtenção de tintas ambientalmente amigáveis tem sido uma importante linha de 48
pesquisa e tem provocado mudanças significativas na formulação, produção e aplicação desses produtos. Várias tecnologias estão sendo adotadas com sucesso, como a formulação de produtos sem odor e com menor teor de VOC ou até isentos desse tipo de emissão, com redução da quantidade de solventes aromáticos, com reformulação dos solventes normalmente empregados, substituição de pigmentos à base de metais pesados, entre outras. No Brasil alguns fabricantes de tintas já divulgam a venda de produtos isentos de emissão de VOC e toxicidade.
7.1.8. Minimização do formaldeído O formol ou formaldeído é um composto com diversas aplicações na construção civil: é utilizado na confecção de celulose, tintas e corantes, resinas melamínicas, vidros e espelhos. As resinas de uréiaformaldeído são muito empregadas na produção de materiais compósitos de madeira tais como os painéis de fibras de madeira de densidade média (MDF), os compensados e aglomerados de madeira. Esses materiais são muito utilizados na fabricação de móveis, armários, prateleiras, bancadas de cozinha e assoalhos. O formaldeído é emitido no ar principalmente a partir desses compósitos de madeira. Exposições de longa duração a baixas concentrações de formaldeído podem causar dificuldade respiratória e enfisema. Além disso, ele possui comprovado potencial carcinogênico em humanos. Sendo assim deve-se evitar o uso de produtos de madeira composta que contenham formaldeído, para promover um ambiente interno saudável e evitar a exposição dos usuários a problemas de saúde.
7.1.9. Redução de Asbestos O amianto ou asbesto é uma fibra mineral natural que, por suas propriedades físico-químicas, abundância na natureza e, principalmente, baixo custo, tem sido largamente utilizado na indústria. Na construção civil ele é empregado principalmente em telhas e caixas d’água de cimento-amianto, tecidos para isolamento térmico, pisos vinílicos, papelões hidráulicos, tintas e massas retardadoras de fogo e plásticos reforçados. A redução no uso do amianto é importante por ele ser uma fibra comprovadamente cancerígena, sendo um risco à saúde dos ocupantes da edificação.
7.1.10. Prevenção de mofo O projeto da edificação deve ser pensado de forma a reduzir o risco de surgimento de mofo e seus impactos associados à saúde dos ocupantes. Para a prevenção de mofo é necessário fazer o controle da umidade na edificação. Em regiões com umidade relativa acima de 60%, podem ser usados sistemas adicionais de desumidificação ou o sistema de condicionamento artificial com controle de umidade. Vazamentos de água na edificação também podem provocar mofo e outros problemas no ambiente, e devem ser prevenidos com cuidados nas paredes externas, telhados e calhas.
7.2. Conforto acústico A localização da edificação e os componentes estruturais definidos no projeto determinarão o nível de exposição sonora a que o ambiente construído estará submetido. Os ocupantes dos edifícios não devem ser prejudicados ou perturbados em suas atividades cotidianas por ruídos aéreos (provenientes de ambientes vizinhos), por ruídos de impacto ou de equipamentos (provenientes de diferentes partes do edifício) e por ruídos do espaço exterior (meios de transporte, transeuntes, canteiro). Portanto, o projeto da edificação deverá garantir a manutenção de níveis de ruído interno aceitáveis para as atividades desempenhadas. O HQE, por exemplo, destaca na categoria “conforto acústico” a necessidade da adoção de dispositivos arquitetônicos espaciais favorecendo bom isolamento acústico, a garantia de correção acústica de ambientes quando necessário e a proteção da vizinhança e dos usuários de edifícios circunvizinhos quanto ao ruído.
49
7.3. Conforto térmico A manutenção de condições de conforto térmico em um ambiente é importante para promover o bem estar e a produtividade de seus usuários. A norma mais conhecida internacionalmente que estabelece condições de conforto é a ASHRAE Standard 55, que define critérios de temperatura do ar, temperatura radiante, velocidade do vento e umidade relativa. Seus limites são adotados na avaliação da certificação LEED. O envelope do edifício projetado e seus sistemas devem ter a capacidade de manter o conforto e garantir as condições de uso esperadas para os usuários. As estratégias bioclimáticas apresentadas no capítulo 6 desta apostila buscam promover condições de conforto térmico para os usuários das edificações, com o mínimo de consumo energético. Outra questão a ser considerada é o projeto do edifício e seus sistemas de condicionamento permitindo o controle individual desses sistemas, de forma que os ocupantes, ou grupos de ocupantes, possam fazer ajustes de acordo com suas necessidades. No caso de edificações naturalmente ventiladas devem ser usadas janelas de fácil operação por parte dos usuários, para que estes também possam fazer ajustes atendendo à suas preferências. Existe a possibilidade de combinar ventilação natural e condicionamento mecânico em um sistema hibrido. O controle dos sistemas pode ser feito com o auxílio de termostatos.
7.4. Conforto visual Para o bem estar dos usuários em determinado ambiente é preciso que este favoreça seu conforto visual. Para que uma pessoa sinta conforto visual é essencial que a luz no ambiente seja fornecida em quantidade e distribuição adequadas para a realização da tarefa desejada. O projeto do sistema de iluminação deve ser bem planejado, compatibilizando a iluminação artificial e a natural. Com relação à iluminação artificial, o projetista deve pensar no melhor posicionamento das luminárias, a fim de garantir o nível de iluminamento necessário e evitar o ofuscamento. Deve-se fornecer controles de iluminação individual para os ocupantes, de forma a permitir que estes façam ajustes segundo suas necessidades e preferências. Uma importante estratégia é o uso da iluminação de tarefa. Com relação à iluminação natural, o projeto do edifício deve maximizar o aproveitamento da luz natural, com o cuidado, entretanto, de que não ocorra ofuscamento. É importante considerar a orientação da edificação, dispositivos de sombreamento (fixos ou móveis), objetos externos que provoquem sombra na edificação, tipo de vidro, refletância das superfícies internas, entre outros fatores. A compatibilização da iluminação natural e artificial pode ser feita com a adoção de sistemas de controle com fotocélulas. Destaca-se ainda a importância de favorecer os usuários com conexões entre os espaços internos e externos. A criação de uma linha de visão do usuário para o exterior, através de aberturas envidraçadas, é um dos fatores que contribuem para a melhoria do seu bem estar e produtividade.
50
8. Uso racional de água A sobrevivência e evolução dos seres vivos sempre foram dependentes da água. Ela é elemento fundamental para a vida no planeta. Para os seres humanos, água é o mais importante elemento para a vida, pois ela compõe de 60 a 70% do peso corporal, regula a temperatura interna e é essencial para todas as funções orgânicas. Além disso, grande parte das atividades humanas depende da água. Alguns exemplos de uso em diferentes setores da sociedade são apontados a seguir: Doméstico: como bebida, fins culinários, higiene pessoal, lavagens diversas na habitação, irrigação de jardins. Público: em escolas, hospitais e demais prédios ou estabelecimentos; para irrigação de parques e jardins públicos, lavagem de ruas e demais logradouros públicos, fontes ornamentais e chafarizes, no combate a incêndios. Industrial: indústria onde a água é utilizada como matéria prima (indústrias alimentícias e farmacêuticas, gelo, etc.), indústrias onde a água é utilizada para refrigeração (por exemplo, metalúrgica), indústria onde a água é usada para lavagem (matadouros, papel, tecido, etc.), indústrias onde a água é usada para fabricação de vapor (caldeiraria). Comercial: em escritórios, armazéns, oficinas; restaurantes, lanchonetes, bares, sorveterias, etc. Recreacional: em piscinas, lagos, rios. Agrícola e pecuário: para irrigação, lavagem de instalações, maquinário e utensílios; bebidas de animais. Energia elétrica: uso em derivação das águas do seu curso natural, gerando energia. Verifica-se que grande parte da população tem a falsa idéia de que os recursos hídricos são infinitos. De fato o planeta Terra possui um volume muito elevado de água, chegando a um total de aproximadamente 1,4 bilhões km3. Porém a maior parte desse volume (97,5%) é de água salgada (Figura 72). A água doce existente corresponde a apenas 2,5% do total da água do planeta (cerca de 35 milhões km3), sendo encontrada da seguinte forma: Geleiras, neve permanente: 68,70% Mananciais subterrâneos: 30,06% Aquíferos congelados: 0,86% Lagos de água doce: 0,26% Umidade do solo: 0,05% Vapor atmosférico: 0,04% Pântanos e mangues: 0,03% Rios: 0,006%
Figura 72 – Proporção entre água salgada e água doce existentes no planeta. Esses dados indicam que a água doce disponível no planeta é, em sua maior parte, de difícil acesso. As principais fontes de água para uso humano são lagos, rios e bacias de águas subterrâneas relativamente pouco profundas. A parte aproveitável dessas fontes é de cerca de 200 mil km3 de água e corresponde a apenas: 0,57% de toda a água doce; 0,014% de toda a água do planeta. 51
9
90000
8
80000
7
70000
6
60000
5
50000
4
40000
3
30000
2
20000
1
10000
0 1950
1975
2000
2025
Volume de água doce disponíve 3 (m por pessoa/ano)
Habitantes (bilhões)
O crescimento populacional, a industrialização e a expansão da agricultura irrigada vêm ocasionando o aumento da demanda de água e a diminuição de sua disponibilidade. A Figura 73 mostra o crescimento populacional até o ano 2000 e sua projeção até 2050 e compara-o à disponibilidade de água no mundo. Verifica-se que na mesma proporção em que a população tem crescido, o volume de água disponível tem diminuído. Nesse cenário, destaca-se o grande desafio de garantir suprimento de água adequada para atender as necessidades de toda a população mundial.
0 2050
Figura 73 – Projeção do crescimento populacional e da disponibilidade de água no mundo. Uma parcela grande da população mundial vive em regiões com falta e racionamento de água. Em meados da década de 1990, 40% da população mundial sofria de grave escassez de água e estimase que, até o ano 2025, dois terços da população global estarão vivendo em países com estresse hídrico. A Figura 74 mostra a disponibilidade de água potável nos diversos países do mundo, referente ao ano 2000, em m3 per capita/ano. Os países com maior escassez encontram-se na África e Ásia. A disponibilidade de água pode ser classificada conforme a Tabela 8.
Figura 74 – Disponibilidade de água potável no mundo referente ao ano 2000 (UNEP, 2002).
52
Tabela 8 – Classificação da disponibilidade de água pelo UNEP (2002). Disponibilidade de água Classificação Local (m3 per capita/ano – 2000) Maior parte de América do Sul, Austrália, Maior que 20.000 Muito alta parte da África (Gabão, Congo) Estados Unidos, Rússia, parte da Ásia, 10.000 – 20.000 alta (Indonésia, Filipinas, Malásia) 5.000 – 10.000 média América Central Maior parte da Europa, parte da África 2.000 – 5.000 baixa (Namíbia, Senegal), parte da Ásia (China, Japão) Parte da África (Etiópia, Sudão), parte da 1.000 – 2.000 Muito baixa Ásia (Índia, Irã) Parte da África (Egito, Líbia, Argélia), parte Menor que 1.000 Catastroficamente baixa da Ásia (Arábia Saudita, Iêmen) A América do Sul corresponde a 12% da área terrestre do planeta, porém dispõe de 28% de toda a água do mundo. Desta água presente na América do Sul, 50% está no Brasil. O nosso país possui aproximadamente 14% da água do planeta, com disponibilidade de 34.000 m3 per capita/ano (ano 2000).
Percentagem
A distribuição dos recursos hídricos no Brasil é bastante irregular, como mostra a Figura 75. Verificase que o local com maior volume de água é a Região Norte, porém ela é uma das regiões menos populosas do país. Já a região Sudeste é a mais populosa, porém possui um dos menores volumes de água. Isso significa que mesmo com certa abundância de água no país, é possível que haja escassez em algumas regiões. Também é importante verificar que a disponibilidade de água no Brasil têm diminuído ao longo dos anos, em todas as regiões, conforme dados da Tabela 9. 80 70 60 50 40 30 20 10 0
69 45
45 37 18 5
Norte
3 Nordeste Área (%)
11
6
Sudeste Água (%)
7 6
12
Sul
19
15 2
Centro-Oeste
População (%)
Figura 75 - Distribuição dos recursos hídricos nas regiões do Brasil. Tabela 9 – Disponibilidade hídrica no Brasil nos anos 1900 e 2000. Região Disponibilidade de água (m3 per capita/ano) ano 1900 ano 2000 Norte 5.708.864 307.603 Nordeste 27.587 3.900 Sudeste 42.715 4.615 Sul 203.396 14.553 Centro-Oeste 2.353.814 75.511 Brasil 328.745 33.762 O uso da água no Brasil é distribuído da seguinte forma: Irrigação: 65% Indústria: 14% Uso doméstico: 16% Dessedentação: 5%
53
8.1. Usos finais da água A água é utilizada por toda a sociedade para diversos fins. A quantidade de água destinada a casa uso é muito variável em cada país, pois eles possuem diferentes culturas, tipos de clima, e consequentemente, hábitos diversos. As Figuras 76 a 79 mostram alguns exemplos de usos finais de água obtidos por pesquisas em edificações residenciais de diferentes países. Apesar das diferenças, os quatro casos indicam que as principais atividades consumidoras de água no setor residencial são a descarga do vaso sanitário e o banho, que, somadas, correspondem a mais da metade do consumo total.
Lavagem de ro upas 11%
P reparação de co midas/bebidas 4%
Co zinha 10%
Vaso sanitário 40%
Vaso sanitário 37%
Lavagem de lo uças 11%
Lavagem de ro upas/lo uças 15% B anho 37%
B anho 30%
Figura 76 – Usos finais de água em residências no Reino Unido.
Lavagem de lo uças/mão s 10%
Vazamento s 5%
Co zinha 5%
Lavató rio 6%
Vaso sanitário 40%
Limpeza 15%
Figura 77 – Usos finais de água em residências nos Estados Unidos.
B anho 30%
Figura 78 – Usos finais de água em residências na Colômbia.
M áquina de lavar lo uças 5%
Lavagem de ro upas 15%
P ia da co zinha 17%
Vaso sanitário 29%
B anho 28%
Figura 79 – Usos finais de água em apartamento na USP, Brasil.
A pesquisa de Ghisi e Ferreira (2007) em um condomínio residencial (3 blocos de apartamentos) em Florianópolis apresentou os resultados da Tabela 10. Percebe-se que novamente o vaso sanitário e o banho (chuveiro) são os principais responsáveis pelo consumo de água, seguidos pela lavagem de louças e de mãos. Tabela 10 – Usos finais de água em condomínio residencial de Florianópolis (Ghisi e Ferreira, 2007). Bloco A Bloco B Bloco C Média Vaso sanitário 35,1 29,7 34,8 33,2 Chuveiro 16,2 23,2 28,6 22,6 Louça 33,6 12,1 14,0 19,9 Usos finais (%) Lavatório 10,5 23,4 14,0 16,0 Roupa 2,0 5,9 6,0 4,7 Limpeza apto 2,1 4,5 1,9 2,9 Cocção 0,4 1,2 0,7 0,8 179 133 141 Consumo (litros/capita/dia) 151
54
8.2. Economia de água potável A água é um recurso limitado, e o seu desperdício tem sérias conseqüências. Cada setor da economia e da sociedade tem sua parcela de responsabilidade no combate ao desperdício. É importante que os usuários sejam informados e conscientizados quanto à necessidade de economizar água. Mas também é essencial projetar sistemas prediais que favoreçam o uso racional da água. Como alternativas para reduzir demanda de água tratada pode-se citar: Mudança de hábitos; Utilização de equipamentos de baixo consumo de água; Aproveitamento de águas pluviais; Reuso de água. Diversas pesquisas indicam que grande parte da água utilizada nas edificações não precisaria ser potável. A Tabela 11 mostra os usos possíveis da água de acordo ao seu grau de qualidade. Atividades como limpeza de pisos, irrigação de jardim e descarga de vaso sanitário, por exemplo, não precisariam utilizar a água tratada, e sim opções alternativas como fazer o reuso de água ou utilizar água de chuva. Tabela 11 – Usos possíveis da água de acordo ao seu grau de qualidade. Grau de qualidade da água Utilização Água potável Beber, cozinhar, lavar louças, realizar a higiene pessoal Limpar ambientes e carros, lavar roupas, irrigar jardins, Água de chuva torres de resfriamento, vaso sanitário Água cinza (lavatório, chuveiro, Vaso sanitário, limpeza de calçadas, extintores lavagem de roupa) Água negra (vaso sanitário) – Irrigar jardins, vaso sanitário após tratamento Kammers e Ghisi (2004) verificaram o uso de água para fins não potáveis em edifícios públicos de Florianópolis. Os resultados, mostrados na Tabela 12, indicam que a maior parte (em média 77%) da água utilizada em tais edifícios não precisaria ser potável, podendo ser substituída por água de chuva ou de reuso. Os principais usos finais nesses edifícios eram vasos sanitários e mictórios. Tabela 12 – Porcentagem de uso de água para fins não potáveis em edifícios públicos de Florianópolis (Kammers e Ghisi, 2004). Edifício Vaso sanitário Mictório Outros** Total BADESC 55,8 14,3 11,1 81,2 CELESC 31,9 32,8 6,6 71,3 CREA 23,0 47,0 3,9 73,9 DETER 66,6 1,8 68,4 EPAGRI 33,1 43,9 5,0 82,0 Secretaria da Agricultura 27,9 16,4 7,9 52,2 Secretaria da Educação 70,0 14,3 2,1 86,4 Secretaria de Seg. Pública 78,8 2,5 81,3 Tribunal de Contas 36,4 45,9 2,6 84,9 Tribunal de Justiça 53,2 29,9 5,8 88,9 Média 47,7 30,6* 4,9 77,0 * Valor obtido através da média dos oito edifícios com mictórios ** Limpeza, rega de jardins e lavação de carros
55
8.3. Aproveitamento de águas pluviais A possibilidade de utilizar água de chuva já é conhecida desde as civilizações antigas. No Egito já foram observados tanques de armazenamento de água pluvial variando de 200 a 2000m³. Na Roma antiga (desde 2000 AC) essa água era aproveitada para uso doméstico e bebida. Em Israel fazia-se uso doméstico e agrícola (regiões com intensidade pluviométrica de 100mm por ano). Também na África e na Ásia verifica-se o uso de águas pluviais por milhares de anos. A Turquia possui o maior tanque para águas pluviais: 80000m³. Tal estratégia possui vantagens e desvantagens, conforme listado a seguir: Vantagens: Água disponível onde é necessária; Utilizando estruturas existentes (telhados, lajes, estacionamentos etc), o impacto ambiental é baixo; Comparando com tecnologias para tratamento de água, o impacto ambiental é baixo; Água relativamente limpa; Qualidade aceitável para muitos objetivos (com pouco ou mesmo sem tratamento); Propriedades físicas e químicas normalmente superiores à água subterrânea que pode ter sido contaminada; Ajuda a diminuir a demanda de água tratada; Não substitui o sistema convencional; Reserva de água para situações de emergência ou interrupção do abastecimento público; Redução da carga de drenagem e enchentes; Operação e gerenciamento do sistema são feitos pelo usuário. Desvantagens: Variação da intensidade pluviométrica; O uso intensivo da água da chuva pode provocar aumento da tarifa de água tratada; Manutenção pode ser difícil para o usuário; Falta de normalização e informações no código de obras; Não ser reconhecido pelo setor público como uma alternativa de suprimento de água; Risco para crianças (quando não projetado adequadamente); Pode ocupar espaço valioso.
8.3.1. Precipitação A possibilidade de aproveitar a chuva para complementar o abastecimento de água nas edificações depende diretamente do volume de precipitação no local. A distribuição das chuvas no Brasil é muito irregular, pois o país tem um território muito extenso. Uma mesma região do país pode apresentar cidades com significativas diferenças no regime pluvial médio. As Figuras 80 a 84 mostram as cidades com maior e menor precipitação média anual de cada região do Brasil, com base dos dados das Normais Climatológicas de 1961-1990.
800 Rainwater (mm)
600 400 200
600 400 200 Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec
0
0 Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec
Rainwater (mm)
Soure-PA (3216mm per year) Taguatinga-TO (1666mm per year) 800
Month
Month (a) cidade com maior precipitação média
(b) cidade com menor precipitação média
Figura 80 – Precipitação na Região Norte do Brasil. 56
Cabrobó-PE (517mm per year)
Recife-PE (2458mm per year) 800 Rainwater (mm)
Rainwater (mm)
800 600 400 200
600 400 200 0
Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec
Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec
0
Month
Month (a) cidade com maior precipitação média
(b) cidade com menor precipitação média
Figura 81 – Precipitação na Região Nordeste do Brasil. Corumbá-MS (1118mm per year)
Cidade Vera-MT (2374mm per year) 800 Rainwater (mm)
Rainwater (mm)
800 600 400 200 0
600 400 200 Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec
Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec
0 Month
Month
(a) cidade com maior precipitação média
(b) cidade com menor precipitação média
Figura 82 – Precipitação na Região Centro-Oeste do Brasil. Espinosa-MG (750mm per year)
Ubatuba-SP (2645mm per year) Rainwater (mm/year)
Rainwater (mm)
800 600 400 200
600 400 200 Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec
0
Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec
0
800
Month
Month
(a) cidade com maior precipitação média
(b) cidade com menor precipitação média
Figura 83 – Precipitação na Região Sudeste do Brasil. S.V.Palmar-RS (1191mm per year) 800
S.L.Gonzaga-RS (1972mm per year) Rainwater (mm)
600 400 200 0
600 400 200 Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec
0
Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec
Rainwater (mm)
800
Month
Month (a) cidade com maior precipitação média
(b) cidade com menor precipitação média
Figura 84 – Precipitação na Região Sul do Brasil.
57
8.3.2. Qualidade da água pluvial No passado a água da chuva era pura e podia ser consumida sem tratamento. Atualmente, em decorrência da poluição presente em grande parte das regiões, essa água pode conter impurezas. Em geral, a água da chuva tem qualidade comparável à água potável com relação aos parâmetros físico-químicos. Apesar disso, ela pode apresentar baixo pH devido à poluição do ar (por emissão industrial, dióxido sulfúrico, óxidos nítricos). Também é possível que a água pluvial tenha teores de coliformes e coliformes fecais acima do recomendável. Sendo assim, é importante fazer o controle da qualidade dessa água. Deve-se evitar a água do início da chuva e fazer a limpeza do reservatório. Se a água for utilizada para uso potável, ela deve receber tratamento adequado, como fervura, cloração etc.
8.3.3. Composição de um sistema A metodologia básica para o projeto de sistemas de coleta, tratamento e uso de água pluvial envolve as etapas: Determinação da precipitação média local (mm/mês); Determinação da área de coleta; Determinação do coeficiente de escoamento superficial; Caracterização da qualidade da água pluvial; Projeto do reservatório de descarte; Projeto do reservatório de armazenamento; Identificação dos usos da água (demanda e qualidade); Estabelecimento do sistema de tratamento necessário. Os componentes básicos e essenciais de um sistema de aproveitamento de água da chuva são: Superfície coletora; Condutores; Reservatório; Tubulações internas. Superfície coletora: Deve ser feita de material não tóxico e livre de substâncias que possam diminuir a qualidade da água. Opções de materiais que podem ser usados: alumínio corrugado, ferro galvanizado, concreto, telhas cerâmicas, telhas de pedra, etc. Evitar o uso dos seguintes materiais: cimento-amianto, pinturas a base de zinco, cromo e chumbo. Se a superfície coletora for o solo, deve-se limpar a cobertura de vegetação, aumentar a inclinação da superfície, promover compactação, evitar contaminação por pessoas ou animais. Condutores: Dar preferência por condutores de plástico, PVC ou outras substâncias inertes (pH da água da chuva pode ser baixo). Os condutores e as calhas devem passar por inspeção e limpeza periódica. Reservatórios: Podem ser localizados acima ou abaixo do solo e podem ser construídos como parte da edificação ou afastados da mesma. Devem ser de material inerte (concreto, fibra de vidro, polietileno, aço inoxidável). A tubulação de saída do reservatório deve ser posicionada em altura superior a 10cm da base. É importante evitar contaminação externa por pássaros, ratos, insetos, etc. e fazer limpeza periódica. Reservatórios abertos não devem ser usados. Quando a água da chuva for utilizada para beber e para uso doméstico a cloração é necessária. Tubulações internas: Recomenda-se diferenciar a tubulação de água pluvial das demais tubulações da edificação por meio de cor. O dimensionamento das tubulações internas à edificação deve ser feito por meio do uso da NBR 5626 (ABNT, 1998). Outros componentes: Dispositivos de descarte de sólidos: A água da chuva pode acumular impurezas ao passar pela troposfera e pela área de captação. Para a remoção de sólidos (folhas, gravetos e outros detritos) podem ser empregados filtros e peneiras. 58
Dispositivos de desvio de água dos primeiros escoamentos: A água da chuva carrega consigo partículas em suspensão da troposfera, podendo incluir poluentes como dióxido de enxofre e óxidos de nitrogênio. Além disso, a poeira e fuligem acumulados nas áreas de captação também influenciam na qualidade desta água. A contaminação mais forte ocorre nos primeiros milímetros de precipitação e após um longo período sem chuvas, portanto, a água da chuva referente aos primeiros escoamentos deve ser desviada e não armazenada.
8.3.4. Potencial de economia A quantidade de água que pode ser economizada em uma edificação por meio do uso da água da chuva depende principalmente dos seguintes fatores: Identificação dos usos que podem utilizar água da chuva (demanda); Precipitação média do local (mm/mês); Área de coleta disponível.
Exemplo: Intensidade pluviométrica em Florianópolis: 1500mm/ano. Telhado de 100m². Volume de água de chuva: 150.000 litros/ano = 150m3/ano. Perdas (20%): volume seria de 120m³/ano. Representa 55% do consumo anual de 4 pessoas (150 litros/dia). Atenção: Este exemplo considera a precipitação dos 1500mm ao mesmo tempo. Como isso não ocorre, a forma adequada de fazer esta avaliação é por meio de simulação computacional.
8.3.5. Programa Netuno O programa computacional Netuno tem como objetivo estimar o potencial de economia de água potável por meio do aproveitamento de água pluvial para usos onde a água não precisa ser potável, tais como descarga de vasos sanitários, limpeza de pisos, rega de jardim, lavação de carros, etc. Além do potencial de economia de água potável, o programa Netuno fornece os seguintes resultados para as simulações: Volume de água pluvial extravasado anualmente; Volume total consumido de água pluvial; Porcentagem de dias em que a demanda de água pluvial é atendida totalmente, parcialmente ou não é atendida. O programa permite que o usuário faça simulações do potencial de economia de água potável tanto para um volume de reservatório como para uma faixa de volumes. Na análise comparativa de vários reservatórios, um gráfico é criado e, através de simulações com dados de entrada diferentes, pode-se ter uma idéia da sensibilidade desses parâmetros no cálculo do potencial de economia de água dos diferentes volumes de reservatórios. Dados de Entrada: Precipitação pluviométrica: fornece as características do local de estudo. A série deve estar em base diária, pois a simulação do balanço é feita diariamente. Área de captação: é representada pela projeção horizontal da cobertura da edificação em metros quadrados. Demanda diária de água potável per capita: corresponde ao volume de água potável fornecido pela concessionária para cada ocupante da edificação, em litros. A demanda pode ser definida como fixa ou variável. Neste caso, o usuário deve definir o período de repetição e a demanda de água potável per capita para cada dia.
59
Número de moradores: é utilizado para calcular a demanda diária total de água potável para cada caso. Porcentagem de água potável a ser substituída por pluvial: com essa porcentagem é possível calcular a demanda diária de água pluvial. Este dado é definido a partir de estudos do uso final da água em edificações e representa a porcentagem de água potável que pode ser substituída por água pluvial na edificação. O valor inserido no Netuno deve ser maior que zero e menor ou igual a 100. Coeficiente de Aproveitamento: é utilizado para representar o volume aproveitável de água pluvial após o desvio de escoamento inicial para descarte de folhas e detritos e, também, as perdas por absorção e evaporação da água pluvial ao atingir a superfície de captação. O valor inserido deve ser maior que zero e menor ou igual a 1. Reservatório Superior: O programa possibilita a entrada deste valor para três casos distintos: 1. Volume igual à demanda diária de água pluvial; 2. Entrar com o volume desejado; 3. Sem reservatório superior. Reservatório inferior: O programa permite a entrada deste dado de duas formas distintas: 1. Cálculo para um reservatório; 2. Cálculo para diversos reservatórios.
8.3.6. Exemplos de aproveitamento de águas pluviais Cingapura: Pouca superfície terrestre; Crescente demanda de água; 86% da população vive em edifícios altos; Água da chuva é coletada e armazenada em reservatórios superiores; Água utilizada para fins não potáveis; Aeroporto Changi: água pluvial representa 28 a 33% do total de água utilizada.
Japão: Arena de luta de sumô; reservatório de 1000m3; água utilizada para descarga de vasos sanitários e ar condicionado (Figura 85); 750 edifícios públicos e privados possuem sistemas de aproveitamento de água pluvial; O aproveitamento de água pluvial continua crescendo;
Bangladeche: Desde 1997, 1000 tanques foram instalados em áreas rurais; Água utilizada para beber e cozinhar; Testes: água pode ser preservada de 4 a 5 meses sem contaminação por bactérias.
Figura 85 – Arena de sumô - Japão.
Tailândia: Vasos gigantes coletam água pluvial para consumo humano (Figura 86); Governo cria programa nacional de aproveitamento de água pluvial.
Figura 86 – Vasos gigantes - Tailândia.
60
8.4. Sistemas de reuso de águas A reutilização da água é uma alternativa promissora que deve ser mais explorada e incentivada. Os efluentes provenientes de diferentes usos apresentam qualidade variada. São chamadas de águas cinzas claras aqueles efluentes que apresentam melhor qualidade, como os provenientes de tanques, banheiras, chuveiros, lavatórios e máquinas de lavar roupas. No caso dos efluentes de menor qualidade, são chamados de águas cinzas escuras (provenientes de pias de cozinha) e águas negras (provenientes de vasos sanitários). Os sistemas de reúso de águas em edificações geralmente contemplam apenas a utilização de águas cinzas, que, após tratamento, podem ser utilizadas em diversos fins não potáveis: agrícolas, industriais e domésticos, como a rega de jardins, descargas sanitárias e lavagem de pisos. Devido a possível presença de contaminantes nas águas cinzas, geralmente as águas de reuso são indicadas para finalidades que requerem menor qualidade, se comparadas à água da chuva. As instalações hidráulicas de um sistema de reúso de águas devem ser absolutamente separadas das instalações hidráulicas de água potável, sendo proibida a conexão cruzada entre elas. Os sistemas de utilização de águas cinzas em residências geralmente envolvem tratamento biológico destes efluentes, que são posteriormente armazenados em um reservatório. Um dos sistemas de tratamento que podem ser utilizados para o tratamento de águas cinzas nas edificações é o de zona de raízes (também chamado de leito cultivado construído ou wetland).
Sistema de Zona de Raízes: CHERNICHARO (2001) define as zonas de raízes como “sistemas projetados, artificialmente pelo homem, para utilizar plantas aquáticas em substratos (areia, solo ou cascalho) onde, de forma natural e sob condições ambientais adequadas, pode ocorrer a formação de biofilmes, que agregam uma população variada de microorganismos. Estes seres possuem a capacidade de tratar os esgotos, por meio de processos biológicos, químicos e físicos”. Resumidamente, o funcionamento das estações de tratamento de esgoto por zona de raízes acontece da seguinte forma: O esgoto, após passar por uma fossa séptica, é lançado por meio de uma rede de tubulações para o leito cultivado. O efluente, por gravidade, percorre o leito filtrante, no qual entra em contato com as raízes vegetais. No fundo do filtro acomodam-se as tubulações para captar o efluente tratado e conduzi-lo para fora do tanque. Esse tanque possui impermeabilização de fundo, para impedir que o material ainda contaminado penetre a fundo no solo e atinja o lençol freático. Esse sistema é ilustrado na Figura 87.
Cx. Gordura
Fossa
Zona de Raízes
Corpo Receptor
Figura 87 – Esquema do sistema de zona de raízes. Por ser um processo baseado na filtração, a escolha dos materiais de preenchimento (substrato) da zona de raízes é fase essencial de sua concepção. Eles devem ser capazes de manter boas condições de fluxo, aliado à capacidade de promover adsorção de compostos inorgânicos das águas residuárias. As principais características a serem levadas em consideração são a porosidade (ou permeabilidade) e o potencial de adsorção do material.
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Para compor as zonas de raízes, as plantas indicadas são as macrófitas: plantas aquáticas vasculares e algumas algas. Sua principal característica de interesse é a de liberar oxigênio por suas raízes, criando zonas aeróbias, anóxicas e anaeróbias, conforme a Figura 88, e, portanto, possibilitando o desenvolvimento de bactérias e protozoários hospedeiros que fornecem nutrientes para vegetação e reduzem a carga orgânica (nitrogênio e fósforo) do efluente.
Figura 88 – Transporte de oxigênio nas raízes. Dentre os vários microorganismos envolvidos no processo do tratamento de esgotos nas zonas de raízes, as bactérias são o grupo mais representativo. Mas além destas, existe ainda a microfauna, composta por protozoários e micrometazoários. A função de cada microorganismo é: Bactérias: são as principais responsáveis pela degradação do esgoto. Desempenham três papéis básicos nas zonas de raízes: oxidação da matéria carbonácea, nitrificação e denitrificação. Aadaptam-se a diversas condições de pH, temperatura, pressão, salinidade, e por isso desenvolvem-se em praticamente todo tipo de ambiente. Protozoários: contribuem no tratamentos de efluentes de esgoto através dos seguintes mecanismos: removem bactérias, contribuindo para clarificação do efluente; degradam matéria orgânica, reduzindo a DBO (Demanda Bioquímica de Oxigênio) do efluente; produzem substâncias que contribuem para a floculação do material suspenso; colaboram para a manutenção do equilíbrio ecológico; indicam a qualidade do efluente final; reduzem a produção de lodo. Micrometazoários: contribuem para manutenção da população de bactérias saudáveis; atuam na recirculação de nutrientes minerais; aumentam a penetração de oxigênio no sistema; contribuem para diminuição da turbidez no efluente; auxiliam na biofloculação; contribuem para a redução da DBO; favorecem o balanço ecológico do sistema.
8.5. Equipamentos com baixo consumo de água A adoção de componentes economizadores de água em edifícios públicos, industriais, comerciais e residenciais, vem se tornando mais comum, principalmente devido ao contexto atual de preocupação mundial com a escassez dos recursos hídricos. Os componentes que promovem baixo consumo de água, também conhecidos como dispositivos economizadores de água, têm o objetivo de contribuir para a redução do consumo nas edificações. Alguns independem da ação do usuário ou da mudança de seu comportamento, enquanto outros facilitam a diminuição do consumo, mas precisam da colaboração do usuário. Em todos os casos, é importante que estes componentes mantenham o conforto e a segurança sanitária das instalações. Os componentes economizadores de água podem facilmente ser adotados em fase de projeto. Já em edificações existentes e ocupadas a substituição de equipamentos convencionais por economizadores pode apresentar dificuldades técnicas e ter um custo elevado. Portanto o projetista deve estudar a viabilidade técnica e econômica da substituição destes equipamentos de acordo com o potencial de economia de água. 62
A adoção de componentes hidráulicos economizadores de água no Brasil vem crescendo de forma acelerada em prédios de uso público e comercial, e de forma mais lenta nas edificações residenciais. Os principais motivadores para o emprego desses equipamentos são a associação da imagem desses edifícios aos conceitos de sustentabilidade e também a redução das despesas na conta de água e esgoto. A seguir são descritos alguns equipamentos que promovem a redução no consumo de água.
8.5.1. Vasos sanitários Vasos sanitários com VDR (Válvula de descarga reduzida): No Brasil, início da comercialização de vasos com caixa acoplada com capacidade para 6 litros; Nos EUA, vasos com VDR: 9 a 6 litros; Na Europa, vasos com VDR: 9 a 3 litros. Flushmate: (www.flushmate.com) Vaso com caixa acoplada; caixa com câmara que utiliza a pressão em vez da gravidade para dar a descarga. Flushmate III: 6 litros por descarga (20% de economia) Flushmate IV: 4 litros por descarga (45% de economia) Microflush: (www.microphor.com/html/comm.html) Acionando-se o botão de descarga, um alçapão se abre automaticamente no fundo do vaso levando o dejeto para uma câmara interna. Na câmara interna é despejada água limpa a uma vazão de 19,3 litros/min (0,32 l/s) a 327 KPa, lavando a câmara e eliminando os dejetos para o sistema de esgoto. Operam com ar comprimido. Este sistema foi desenvolvido principalmente para instalações comerciais e públicas. Segundo o fabricante: reduz até 90% do consumo de água se comparado aos sistemas convencionais. Em uso doméstico, 40%. O ciclo é de 12 segundos e a capacidade do reservatório de água para a descarga é de 2 litros. Vaso com caixa acoplada e entrada lateral: Largamente utilizado em banheiros públicos no Japão; Faz-se a reutilização de água: a água de alimentação, com a liberação da válvula, antes de ir à caixa, é jogada por um tubo em um pequeno lavatório montado na própria caixa, para a lavagem das mãos. A água usada cai direto na caixa por um orifício no fundo do lavatório. Evita a necessidade de instalar lavatórios. Vaso com caixa acoplada dual: Usuário pode escolher entre dois volumes de água de descarga: 100% e 50% do volume. Os Volumes disponíveis são: 9 e 4,5 litros ou 6 e 3 litros (Figura 89).
Figura 89 – Vaso sanitário com caixa acoplada e válvula dual.
63
8.5.2. Torneiras: A utilização de mecanismos adaptados a torneiras visa regular a vazão. Tais mecanismos não são recomendados para torneiras de jardim, tanque, máquina de lavar roupas. Para controlar a dispersão do jato e reduzir a vazão, existem alguns dispositivos: arejador, pulverizador (spray-tap) e prolongador. Arejador: Dispositivo fixado na saída da torneira, reduzindo a seção da passagem da água, por meio de peças perfuradas ou telas finas; possui orifícios na superfície lateral para a entrada de ar durante o escoamento da água. Funciona como controlador da dispersão do jato e como elemento de perda de carga, reduzindo a vazão. Diminui cerca de 50% o jato das torneiras, resultando em vazões entre 0,13 l/s e 0,76 l/s. Podem ser encontrados no mercado novos arejadores que reduzem a vazão a aproximadamente 0,05 l/s para pressões de alimentação entre 140 KPa e 640 KPa. Pulverizador: É também um dispositivo fixado na saída da torneira, porém não tem orifícios laterais para a introdução de ar. Transforma o jato de água em um feixe de pequenos jatos semelhante a um chuveirinho. Reduz a vazão para valores entre 0,06 l/s e 0,12 l/s, podendo chegar até a 0,03 l/s. Prolongador: Prolongamentos, desde que bem projetados, também podem representar economia de água, aproximando e direcionando melhor o jato ao objeto a ser lavado. Cuidados devem ser tomados com a correta vedação da conexão à torneira. Torneiras acionadas por sensor infravermelho: O sensor infravermelho funciona com um conjunto de emissor e receptor. O receptor detecta o sinal emitido pelo anteparo colocado à frente (as mãos) e aciona a válvula que libera a água para o uso. O fluxo cessa quando as mãos são retiradas do campo de ação do sensor (Figura 90).
Figura 90 – Torneira acionadas por sensor infravermelho. O sensor infravermelho pode estar localizado na própria torneira ou logo acima, na parede. O sistema é alimentado por transformador de baixa voltagem (24V). Alguns modelos são dotados de baterias auxiliares que são acionadas quando falta energia. O sistema controla o tempo de uso da água, evitando o desperdício. Torneiras com tempo de fluxo determinado: Esse tipo de torneira é dotado de um dispositivo mecânico que, uma vez acionado, libera o fluxo de água, fechando-se automaticamente após um tempo determinado (Figura 91). Existem torneiras desse tipo dotadas de arejador.
Figura 91 - Torneira com tempo de fluxo determinado.
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8.5.3. Mictórios: Deve-se dar preferência aos mictórios com acionamento de descarga automático: sensores infravermelho, acionamento mecânico com tempo de fluxo determinado ou sensor que detecta a acidez da urina no sifão. Em algumas regiões do mundo já são vendidos mictórios que não usam água. Estes equipamentos podem ser usados em locais como indústrias, escolas e no comércio. Eles não provocam odores além de possuírem sistema de prevenção de desenvolvimento de bactérias e incrustações. A manutenção exigida pelo sistema é a substituição de um cartucho dentro de um período de utilização. Este cartucho é parte integrante do sistema e se trata de uma peça descartável.
8.5.4. Chuveiros: Recomenda-se a instalação de dispositivos limitadores de vazão. Algumas empresas brasileiras fabricam válvulas reguladoras de vazão para chuveiros elétricos. Existem ainda chuveiros com chave seletora de potência, que permite quatro ou mais opções de temperatura. Com isso, em dias mais quentes pode-se usar uma potência menor com menos água.
65
9. Uso de recursos renováveis As fontes renováveis de energia são aquelas que não se esgotam, ou seja, se renovam, como água, sol, vento, biomassa, etc. A queima de combustíveis como gasolina, diesel, gás natural, urânio e carvão, são fontes não renováveis. Segundo as Nações Unidas, em 1998, 86% do o consumo mundial de energia primária foi proveniente de fontes não renováveis (petróleo, carvão, gás natural e nuclear), cabendo apenas 14% às fontes renováveis. Além da preocupação permanente com o esgotamento destas fontes, o uso de energia não renovável tem acarretado na emissão de grandes quantidades de dióxido de carbono (CO2) na atmosfera, causador de sérios danos à saúde pública e ambiental, como o efeito estufa.
9.1. Biocombustível Bastante divulgados nos meios de comunicação nos últimos anos, os biocombustíveis são fontes de energia renovável que se apresentam como excelente alternativa para a substituição de derivados do petróleo, como gasolina e diesel. O biocombustível é um combustível de origem biológica não fóssil, produzido a partir de matérias agrícolas como plantas oleaginosas, biomassa florestal, cana-deaçúcar e outras matérias orgânicas. Entre os principais tipos de biocombustíveis pode-se citar: bioetanol, biodiesel, biogás, biomassa.
9.1.1. Biodiesel O biodiesel é um combustível biodegradável alternativo ao diesel de petróleo, criado a partir de fontes renováveis de energia (Figura 92), livre de enxofre em sua composição. Pode ser obtido a partir de vários óleos vegetais como o de mamona, soja, girassol, nabo forrageiro, algodão e outros. O biodiesel substitui total ou parcialmente o óleo diesel de petróleo em motores, podendo ser usado puro ou misturado ao diesel em diversas proporções.
Figura 92 – Ciclo do biodiesel.
9.1.2. Biomassa Todos os organismos capazes de realizar fotossíntese (ou derivados deles) podem ser utilizados como biomassa. Resíduos da agricultura tal como a palha, resíduos industriais como lascas de madeira, ou resíduos do consumidor como papel ou papelão, pode ser queimado para produzir calor ou para a produção de eletricidade. A queima de biomassa no lugar do combustível fóssil pode reduzir o problema do aquecimento global 66
já que biomassa é “neutra em carbono”. Ao crescer, as plantas removem a mesma quantidade de dióxido de carbono da atmosfera que é enviada de volta quando a biomassa é queimada. Portanto, não existe mudança no conteúdo de dióxido de carbono da atmosfera. Em outras palavras, a queima de biomassa provoca a liberação de dióxido de carbono na atmosfera, mas como este composto havia sido previamente absorvido pelas plantas que deram origem ao combustível, o balanço de emissões de CO2 é nulo (Figura 93).
Figura 93 – Ciclo da biomassa.
9.2. Hidrogênio Desde o início do século XIX, os cientistas identificaram o hidrogênio como um potencial combustível. O hidrogênio é o mais simples e mais comum elemento do universo. Contudo, o hidrogênio existente na superfície terrestre encontra-se ligado em compostos orgânicos e na água (70%). É necessário então proceder a quebra destas ligações na água, permitindo isolar o hidrogênio e então utilizá-lo como combustível. O processo através do qual se faz esta quebra é designado por eletrólise, onde os elementos da água, hidrogênio e oxigênio, são separados pela passagem de uma corrente elétrica. Algumas cidades do mundo têm feito experiências com o uso de ônibus movidos a hidrogênio (Figura 94). As células a combustível são sistemas eletroquímicos que utilizam o hidrogênio para gerar eletricidade. A eletricidade alimenta os motores elétricos do veículo, emitindo apenas água como subproduto; não há poluentes. A principal vantagem do hidrogênio quando comparado a outras fontes renováveis é que a energia do sol ou do vento, por exemplo, pode ser convertida e armazenada, porém se não tiver sol ou vento disponível, a eletricidade não é gerada.
Figura 94 – Ônibus movido a hidrogênio.
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9.3. Hidrelétrica A energia hidrelétrica é aquela gerada através do aproveitamento do potencial hidráulico existente em um rio. Cerca de 16% da energia gerada no Mundo provém da hidroelétrica (Figura 95). O Brasil possui o terceiro maior potencial hidrelétrico do mundo, atrás apenas do Canadá e dos Estados Unidos. No Brasil, as condições naturais privilegiadas acabaram incentivando sucessivos governos a adotar a opção hidroelétrica como base de sua matriz energética. As hidrelétricas, consideradas fontes renováveis de energia, são responsáveis por mais de 70% da energia do país (Figura 96). Rios com grande volume de água nascem em planaltos e criaram condições propícias para a instalação de grandes usinas hidroelétricas, como Itaipu. A usina de Itaipu é, atualmente, a maior usina hidrelétrica do mundo em geração de energia (Figura 97). Com 20 unidades geradoras e 14.000 MW de potência instalada, fornece aproximadamente 19% da energia consumida no Brasil e abastece 77% do consumo paraguaio.
Figura 95 – Oferta de energia elétrica no Mundo segundo a fonte de geração - 2006 (BRASIL, 2008).
Figura 96 – Oferta de energia elétrica no Brasil segundo a fonte de geração - 2007 (BRASIL, 2008).
Figura 97 – Usina hidrelétrica de Itaipu. 68
As usinas hidrelétricas apresentam algumas vantagens e desvantagens. Como desvantagem pode-se citar o fato de elas provocarem impactos ambientais como o alagamento das áreas vizinhas, aumento no nível dos rios, em algumas vezes pode mudar o curso do rio represado, podendo, ou não, prejudicar a fauna e a flora da região. Como vantagem cita-se que a energia gerada é mais barata do que outras como a energia nuclear e menos agressiva ambientalmente do que a do petróleo ou a do carvão, por exemplo. Sendo assim, a viabilidade técnica de cada caso deve ser analisada individualmente por especialistas em engenharia ambiental e em engenharia hidráulica.
9.4. Pequenas centrais hidrelétricas (PCH) Como o próprio nome indica, uma Pequena Central Hidrelétrica (PCH) é uma usina hidrelétrica convencional, só que de pequeno porte. Segundo resolução da ANEEL (Agência Nacional de Energia Elétrica), PCH é toda usina hidrelétrica de pequeno porte cuja capacidade instalada seja superior a 1 MW e inferior a 30 MW. A Figura 98 mostra o esquema geral de funcionamento de uma PCH e a Figura 99 apresenta um exemplo de barragem de uma PCH. As PCH são apontadas como uma das principais energias alternativas a se expandirem no Brasil. Conforme mostrado anteriormente na Figura 96, no ano de 2007 cerca de 1,7% da energia elétrica do Brasil foi obtida a partir das PCH’s, e há ainda um grande potencial a ser explorado. As principais vantagens das PCH’s é que elas são instalações que resultam em menores impactos ambientais e se prestam à geração descentralizada.
Figura 98 – Esquema geral de funcionamento de uma PCH.
Figura 99 – Exemplo de barragem de uma PCH.
69
9.5. Geotérmica Energia geotérmica é aquela proveniente do calor do centro da terra. A possibilidade de utilizar essa força para produzir energia elétrica é testada desde o início do século XX, com a primeira usina entrando em operação efetiva em 1913, em Lardello, na Itália. A energia geotérmica é renovável e representa 0,1% da energia total da Terra. O funcionamento de uma usina geotérmica consiste em injetar água até uma camada profunda da crosta terrestre, fazendo o líquido voltar aquecido em velocidade suficiente para mover turbinas. Também são aproveitados gêiseres naturais (jatos de água quente) que brotam na superfície ou são feitas perfurações até as "caldeiras naturais" subterrâneas (Figura 100).
Figura 100 – Esquema de usina geotérmica.
9.6. Eólica A energia dos ventos é uma abundante fonte de energia renovável, limpa e disponível em todos os lugares. A utilização desta fonte energética para a geração de eletricidade em escala comercial, teve início há pouco mais de 30 anos, e através de conhecimentos da indústria aeronáutica os equipamentos para geração eólica evoluíram rapidamente. A energia produzida por uma turbina de vento é proporcional ao cubo da velocidade do vento. Por isso, ter um local com velocidades altas de vento é essencial, e existe um grande incentivo para elevar a turbina o mais alto possível para alcançar velocidades de vento maiores. A maioria das vezes as turbinas são colocadas em torres, mas também podem ser colocadas no topo de edifícios. Um projeto adequado de aproveitamento da energia eólica deve considerar as seguintes questões: Verificar a média das velocidades do local; O sistema deve suportar velocidade de vento em até 3 vezes mais que sua capacidade; O sistema deve ser instalado há 150m de distância de qualquer obstrução; Em áreas com ventos inconsistentes, deve-se instalar uma micro-turbina para potencializar o vento, sem gerar maiores custos. 70
No início da utilização da energia eólica, surgiram turbinas de vários tipos: eixo horizontal, eixo vertical, com apenas uma pá, com duas e três pás, etc. Com o passar do tempo, consolidou-se o projeto de turbinas eólicas com eixo de rotação horizontal e três pás, como ilustrado na Figura 101.
Figura 101 – Esquema de uma turbina eólica com eixo de rotação horizontal e três pás. A primeira turbina eólica comercial ligada à rede elétrica pública foi instalada em 1976, na Dinamarca. Daí em diante, houve uma grande expansão, sobretudo nos países desenvolvidos. Alemanha, Estados Unidos, Espanha e Dinamarca são grandes usuários dessa nova energia, também encontrada na Índia, Reino Unido, Japão, China, França, Argentina e Tunísia. No Brasil, grande atenção tem sido dirigida para o estado do Ceará por este ter sido um dos primeiros locais a realizar um programa de levantamento do potencial eólico para geração de energia elétrica, através de medidas de vento com modernos anemômetros computadorizados. Desde então, vários outros estados começaram programas de aquisição de dados de vento. Hoje existem centenas de anemômetros automáticos espalhados pelo território nacional. Em 2001, o Ministério das Minas e Energia, através do CEPEL (Centro de Pesquisas de Energia Elétrica) publicou o Atlas do Potencial Eólico Brasileiro, oferecendo informações relativas ao comportamento dos ventos em todo território nacional (Figura 102). Estimativas apontam uma capacidade total de 143,5 GW, sendo 52% somente no Nordeste. Toda a faixa litorânea do Brasil, 71
especialmente na região Nordeste, apresenta ventos muito adequados para o aproveitamento em larga escala da energia eólica. Norte – 9% 12,8 GW Nordeste – 52% 75,0 GW
Centro-Oeste – 2% 3,2 GW
Sudeste – 21% 29,7 GW
Sul – 16% 22,8 GW
Figura 102 – Atlas do potencial eólico no Brasil. O aproveitamento da energia eólica também está presente no Paraná, Rio Grande do Sul, Santa Catarina e Minas Gerais. Vários projetos estão em execução e novos parques devem ser inaugurados nos próximos anos, grande parte graças ao Proinfa, o Programa de Incentivo às Fontes Alternativas de Energia Elétrica. O maior complexo gerador de energia eólica da América Latina está localizado no município de Osório – RS, e é mostrado na Figura 103. O empreendimento compreende três parques eólicos que possuem 25 turbinas cada, totalizando 75 aerogeradores e uma potência instalada de 150 MW.
Figura 103 – Parte do complexo eólico de Osório – RS. Recentemente foi construído o primeiro arranha-céu do mundo com turbinas eólicas incorporadas na fachada, mostrado na Figura 104. A torre Strata, localizada em Londres, é coroada por um trio de turbinas que produzirão energia suficiente para atender 8% de sua demanda elétrica. A geração esperada é de 50 MWh por ano. 72
Figura 104 – Torre Strata, em fase final de construção.
9.7. Solar O termo energia solar se refere ao uso de radiação solar de formas diferentes. Os dois principais métodos de utilização de energia solar em edifícios são: Fototérmica e Fotovoltaica.
9.7.1. Fototérmica O aproveitamento da energia fototérmica está relacionado à quantidade de energia que um objeto é capaz de absorver sob a forma de calor. Os equipamentos mais utilizados para aproveitar essa energia são o coletor solar e o concentrador solar. Esses equipamentos são aquecedores de fluidos (líquidos ou gasosos) e os fluidos aquecidos são armazenados térmica e isoladamente até o uso final. Os coletores solares podem ser de três tipos: planos, tubos evacuados e sem cobertura. O coletor plano (Figura 105) é, atualmente, o mais empregado nas edificações brasileiras, destinando-se à produção de água quente a temperaturas inferiores a 100 °C. As vantagens do coletor plano são a simplicidade construtiva, boa relação de custo para a temperatura de trabalho desejada, durabilidade e fácil manutenção. Após aquecida, a água é geralmente armazenada em um reservatório térmico. Os coletores são usados principalmente para aquecer água em residências (Figura 106), hotéis (Figura 107) e hospitais, já que reduzem o consumo de energia elétrica. As aplicações mais comuns são: Aquecimento solar de água para consumo nas edificações; Aquecimento de piscinas; Em sistemas de aquecimento de ambientes.
Figura 105 – Exemplo de coletor solar de placa plana.
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Figura 106 – Instalação solar térmica em residências.
Figura 107 – Instalação solar térmica, Hotel Entremares, La Manga del Menor, Espanha.
O concentrador solar é assim denominado pela existência de dispositivos de concentração da radiação solar (Figura 108). Ele atinge temperaturas mais elevadas que o coletor, sendo usado também para aquecimento de água, e ainda para secagem de grãos e produção de vapor. Ele capta a energia térmica solar em uma área e depois a concentra em uma região muito menor, aumentando consideravelmente a temperatura nesta região. Pela necessidade de concentrar o calor em uma região pequena os concentradores têm o formato de uma antena parabólica feita de material refletor onde a parte a ser aquecida fica no centro. No entanto este sistema exige a operação conjunta de um sistema de orientação (para que a “antena” fique sempre virada para o sol), o que aumenta muito seu custo.
Figura 108 – Exemplos de concentradores solares.
Exemplo – Pesquisa: Em uma pesquisa de mestrado Salazar (2004) verificou a economia de energia elétrica pelo uso de coletores solares para o aquecimento de água. O estudo foi realizado em um condomínio residencial na cidade de Florianópolis, mostrado na Figura 109. Os moradores foram divididos em dois grupos: Grupo A: 60 moradores que receberam um sistema de aquecimento solar compacto (Figura 110) e chuveiro de potência regulada eletronicamente; Grupo B: 30 moradores que receberam apenas o chuveiro de potência regulada eletronicamente. A Figura 111 mostra um dos resultados da pesquisa, que indica que, em um mês de verão (fevereiro), os moradores pertencentes ao Grupo A apresentaram consumo de energia inferior aos do Grupo B, principalmente no horário entre 16h e 22h.
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Figura 109 – Condomínio residencial Solar Buona Vita – Florianópolis
Figura 110 – Modelo de coletor solar usado na pesquisa.
Figura 111 – Comparação do consumo de energia dos grupos A e B (SALAZAR, 2004).
9.7.2. Fotovoltaica Um sistema fotovoltaico converte diretamente a luz solar (fótons) em eletricidade, processo conhecido como efeito fotovoltaico. A célula solar fotovoltaica (Figura 112) é uma unidade fundamental do processo de conversão da energia. A maior parte das células fotovoltaicas é feita de silício, o segundo componente mais abundante da Terra. O Brasil possui 90% das reservas mundiais de silício economicamente aproveitáveis. Um conjunto de células fotovoltaicas devidamente interligadas e acondicionadas forma o módulo fotovoltaico. A quantidade de células conectadas em série determina a tensão de operação do módulo e a quantidade de células conectadas em paralelo influencia na capacidade de corrente do módulo. Primeiramente, a busca por esta tecnologia se deu pelas empresas do setor de telecomunicação, que procuravam fontes de energia para sistemas isolados em localidades remotas. O segundo estímulo para essa energia foi a corrida espacial, pois era o sistema mais barato e adequado para os longos períodos de permanência no espaço. A energia solar também foi usada em satélites. As principais vantagens da energia fotovoltaica é que ela fornece uma energia limpa, silenciosa e livre de poluição. De modo geral, 1m2 de painel fotovoltaico, pode geral aproximadamente 100 watts de energia elétrica. Outras vantagens:
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Geração descentralizada de energia; Adiam a ampliação de rede; Geração junto ao ponto de consumo (sem perdas de transmissão e distribuição); Alimentadores com pico diurno (portanto, auxiliam na redução do pico diurno); Possibilidade de integração à fachada (Figura 113 e Figura 114).
Figura 112 – Célula, módulo e painel fotovoltaico.
Figura 113 – Fachada com painel fotovoltaico: Biblioteca de Mataró, Catalunha, Espanha.
Figura 114 – Painéis fotovoltaicos na cobertura de condomínio residencial, Freiburg, Alemanha.
9.7.2.1. Sistemas isolados ou conectado à rede pública Os sistemas fotovoltaicos podem ser instalados de forma isolada ou conectados à rede. Os sistemas isolados são aqueles que não possuem conexão com a rede elétrica pública de fornecimento de energia (Figura 115). Eles normalmente necessitam de um banco de baterias para armazenar a energia gerada e fornecê-la nos períodos nos quais não há radiação solar. Os sistemas conectados à rede são aqueles interligados à rede elétrica pública, de forma que a energia gerada é injetada diretamente na rede e não há necessidade de banco de baterias (Figura 116). Os sistemas conectados são constituídos basicamente de painel fotovoltaico e inversor (que converte a tensão contínua vinda do painel fotovoltaico em tensão alternada), aos quais se somam os componentes de comando e proteção (chaves, fusíveis, disjuntores, etc.). Os sistemas fotovoltaicos conectados à rede podem estar integrados às edificações urbanas, como casas e edifícios, na cobertura ou na fachada. Neste caso, a geração é descentralizada e ocorre junto ao ponto de consumo, pois a energia gerada pode ser utilizada pela própria edificação. Caso haja geração que exceda ao consumo, o excedente é enviado para a rede pública, sendo utilizado por
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outros consumidores. Quando a geração for insuficiente para atender ao consumo da edificação, a energia virá da rede elétrica pública. Este tipo de sistema, integrado a edificações, pelo fato de não necessitar de linhas de transmissão tem a vantagem de evitar as perdas de energia que ocorrem nessas linhas, como acontece no caso das plantas centralizadas, cuja energia gerada deve ser levada até os consumidores pelas linhas de transmissão. Do ponto de vista de instalações elétricas e da construção civil, as tecnologias necessárias à integração de sistemas fotovoltaicos a edificações já estão bem estabelecidas. Os componentes para os sistemas são comercialmente disponíveis e a conexão à rede pode ser executada sem qualquer problema de ordem elétrica. Porém, diferentemente de países como Alemanha e Espanha, o Brasil ainda não possui regulamentação para a conexão de sistemas fotovoltaicos à rede elétrica. Isto significa que não há garantia de compra, pela concessionária local, da energia gerada e injetada na rede, nem definição do valor a ser pago por tal energia.
Figura 115 - Exemplos de sistemas fotovoltaicos isolados.
Medição de energia
Painel/Arranjo FV
Inversor CC/CA
Proteções
Conexão com a rede
Figura 116 – Exemplo de sistema fotovoltaico conectado à rede pública.
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9.7.2.2. Programa de incentivo às fontes alternativas de energia elétrica O PROINFA é um importante instrumento para a diversificação da matriz energética nacional, garantindo maior confiabilidade e segurança ao abastecimento. O Programa, coordenado pelo Ministério de Minas e Energia (MME), estabelece a contratação de 3.300 MW de energia no Sistema Interligado Nacional (SIN), produzidos por fontes eólica, biomassa e pequenas centrais hidrelétricas (PCHs), sendo 1.100 MW de cada fonte. Metas O Programa de Incentivo às Fontes Alternativas de Energia Elétrica (PROINFA) prevê a instalação de 3.300 MW de capacidade, que serão incorporados ao Sistema Elétrico Integrado Nacional (SIN). Desse montante, 1.100 MW serão de fontes eólicas, 1.100 MW de pequenas centrais hidrelétricas (PCHs) e 1.100 MW de projetos de biomassa. A energia produzida pelas unidades geradoras selecionadas será adquirida pela Centrais Elétricas Brasileiras S.A. (Eletrobrás). Os contratos dos geradores com a Eletrobrás terão duração de 20 anos, contados a partir da entrada em operação. Benefícios Social: Geração de 150 mil postos de trabalho diretos e indiretos durante a construção e a operação, sem considerar os de efeito-renda. Tecnológico: Investimentos de R$ 4 bilhões na indústria nacional de equipamentos e materiais. Estratégico: Complementaridade energética sazonal entre os regimes hidrológico/eólico (NE) e hidrológico/biomassa (SE e S). A cada 100 MW médios produzidos por parques eólicos, economizam-se 40m³/s de água na cascata do rio São Francisco. Meio Ambiente: A emissão evitada de 2,5 milhões de tCO2/ano criará um ambiente potencial de negócios de Certificação de Redução de Emissão de Carbono, nos termos do Protocolo de Kyoto. Econômico: Investimento privado da ordem de R$ 8,6 bilhões. A Tabela 13 apresenta alguns dos grupos e centros de pesquisa relacionados a energias renováveis. Tabela 13 – Grupos e centros de pesquisa de energias renováveis. GREEN SOLAR – Grupo de Estudos de Energia Solar (PUC Energia Solar Térmica Minas) http://www.green.pucminas.br CERBIO Centro de Referência em Biocombustíveis (TECPAR) Biocombustíveis http://www.tecpar.br/cerbio CENBIO – Centro Nacional de Referência em Biomassa (USP) Biomassa energética http://www.cenbio.org.br CBEE – Centro Brasileiro de Energia Eólica Energia eólica http://www.eolica.com.br CERPCH – Centro Nacional de Referência em Pequenos Energia hidrelétrica, PCHs Aproveitamentos Hidroenergéticos http://cerpch.unifei.edu.br CENEH – Centro Nacional de Referência em Energia do Energia do Hidrogênio Hidrogênio (Unicamp) http://www.ifi.Unicamp.br/ceneh/ NAPER – Núcleo de Apoio a Projetos de Energias Renováveis Uso de energia solar nas áreas rurais (UFPE) http://www.ufpe.br/naper do Nordeste Brasileiro GEDAE – Grupo de Estudos e Desenvolvimento de Alternativas Energia eólica, energia solar e Energéticas (UFPA) http://www.ufpa.br/gedae sistemas híbridos CRESESB – Centro de Referência para Energia Solar e Eólica Energia Solar e eólica Sérgio Brito (CEPEL) http://www.cresesb.cepel.br INFOHAB – Centro de Referência e Informação em Habitação Energia no Ambiente Construído (ANTAC) http://www.infohab.org.br
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10. Gerenciamento de resíduos na construção civil Tudo que nos cerca, um dia será resíduo; e a construção civil é uma das principais responsáveis pela geração de resíduos no mundo. Estima-se que a taxa anual de resíduos da construção no Brasil esteja em torno de 500 quilos por habitante, quantidade superior à do lixo doméstico. Em localidades onde é expressiva a geração de resíduos, eles podem alcançar a cifra de até 2 ton de entulho para cada ton de lixo domiciliar. (Pinto e Gonzales, 2005). Pesquisas realizadas em cidades do estado de São Paulo indicam que os resíduos de construção civil correspondem a mais de 50% de todo o resíduo sólido urbano (Tabela 14). Tabela 14 – Resíduos de construção civil no estado de São Paulo.
Esses dados indicam que é importante implantar no setor da construção civil a gestão do processo produtivo, com a diminuição na geração dos resíduos e o correto gerenciamento dos mesmos no canteiro de obra. Deve-se partir da conscientização e sensibilização dos agentes envolvidos, criando uma metodologia própria em cada empresa. A necessidade de gerenciar os resíduos da construção civil não está ligada apenas à questão econômica, mas trata-se de uma atitude fundamental para a preservação do meio ambiente. Dentre as diretrizes a serem alcançadas pelo setor, preferencialmente e em ordem de prioridade, deve-se: Reduzir os desperdícios e o volume de resíduos gerados; Reutilizar materiais, elementos e componentes que não requisitem transformações; Reciclar os resíduos, transformando-os em matéria-prima para a produção de novos produtos. Os resíduos de construção civil no Brasil costumam ser dispostos de maneira clandestina, em terrenos baldios e outras áreas públicas, ou em aterros, tendo sua potencialidade desperdiçada. Apesar desta prática ainda ser frequente, ela tem diminuído em decorrência principalmente do avanço nas políticas de gerenciamento de resíduos sólidos, como a criação da Resolução nº. 307 do Conselho Nacional do Meio Ambiente (CONAMA, 2002). As principais vantagens de haver o correto gerenciamento dos resíduos da construção civil são: Diminuição do custo de produção; Diminuição da quantidade de recursos naturais e energia a serem gastos; Diminuição da contaminação do meio ambiente; Diminuição dos gastos com a disposição final dos resíduos.
10.1. Definições A resolução do CONAMA (2002) estabelece as seguintes definições: Resíduos da construção civil (RCC): São os provenientes de construções, reformas, reparos e demolições de obras da construção civil e os resultantes da preparação e da escavação de terrenos, tais como: tijolos, blocos cerâmicos, concretos em geral, solos, rochas, metais, tintas, madeiras, gesso, vidros,fiação elétrica, etc., comumente chamados de entulhos de obras.
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Geradores: São pessoas, físicas ou jurídicas, públicas ou privadas, responsáveis por atividades ou empreendimentos que gerem os resíduos. Devem ter como objetivos: - a não geração ou minimização de resíduos (prioritário); - reutilização e reciclagem; - destinação final adequada. Gerenciamento de resíduos: é o sistema de gestão que visa reduzir, reutilizar ou reciclar resíduos, incluindo planejamento, responsabilidades, práticas, procedimentos e recursos para desenvolver e implementar as ações necessárias ao cumprimento das etapas previstas em programas e planos. Reutilização: é o processo de reaplicação de um resíduo, sem transformação do mesmo. Reciclagem: é o processo de reaproveitamento de um resíduo, após ter sido submetido à transformação.
10.2. Etapas As seguintes etapas devem ser seguidas para os projetos de gerenciamento de resíduos da construção civil: Caracterização: o gerador deverá identificar e quantificar os resíduos; Triagem: deverá ser realizada, preferencialmente, pelo gerador na origem, ou ser realizada nas áreas de destinação licenciadas para essa finalidade; Acondicionamento: o gerador deve garantir o confinamento dos resíduos após a geração até a etapa de transporte, assegurando em todos os casos em que seja possível, as condições de reutilização e de reciclagem; Transporte: deverá ser realizado em conformidade com as etapas anteriores e de acordo com as normas técnicas vigentes para o transporte de resíduos; Destinação: deverá ser prevista de acordo com o estabelecido nesta Resolução.
10.3. Classificação dos resíduos Para haver um melhor aproveitamento e uma correta destinação final dos resíduos, é importante que os mesmos sejam separados de acordo com suas características. Segundo o CONAMA (2002), os resíduos da construção civil podem ser classificados conforme segue-se: - Classe A: são os resíduos recicláveis ou reutilizáveis como agregados, tais como: a) de construção, demolição, reformas e reparos de pavimentação e de outras obras de infraestrutura, inclusive solos provenientes de terraplanagem; b) de construção, demolição, reformas e reparos de edificações: componentes cerâmicos (tijolos, blocos, telhas, placas de revestimento etc.), argamassa e concreto; c) de processo de fabricação e/ou demolição de peças pré-moldadas em concreto (blocos, tubos, meios-fios etc.) produzidas nos canteiros de obras; Destino: deverão ser reutilizados ou reciclados na forma de agregados, ou encaminhados a áreas de aterro de resíduos da construção civil, sendo dispostos de modo a permitir a sua utilização ou reciclagem futura. - Classe B: são os resíduos reutilizáveis / recicláveis para outras destinações, tais como plásticos, papel/papelão, metais, vidros, madeiras, etc. Destino: deverão ser reutilizados, reciclados ou encaminhados a áreas de armazenamento temporário, sendo dispostos de modo a permitir a sua utilização ou reciclagem futura.
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- Classe C: são os resíduos para os quais não foram desenvolvidas tecnologias ou aplicações economicamente viáveis que permitam a sua reciclagem/recuperação, tais como os produtos fabricados com gesso. Destino: deverão ser armazenados, transportados e destinados em conformidade com as normas técnicas especificas. - Classe D: são os resíduos perigosos oriundos do processo de construção (tintas, solventes, óleos, amianto, etc.), ou aqueles contaminados (oriundos de demolições, reformas e reparos de clínicas radiológicas, instalações industriais e outros). Destino: deverão ser armazenados, transportados, reutilizados e destinados em conformidade com as normas técnicas especificas.
10.4. Medidas para redução da geração de resíduos O resíduo da construção é gerado em vários momentos do ciclo de vida das construções: fase de construção (canteiro): perdas do processo construtivo; fase de manutenção e reformas: reformas, correção de defeitos; fase de demolição dos edifícios. Para reduzir a geração de resíduos em cada uma dessas fazes, algumas medidas podem ser tomadas: Fase de construção: Aperfeiçoamento de projetos; Seleção adequada de materiais; Treinamento de recursos humanos; Utilização de ferramentas adequadas; Mudanças tecnológicas; Melhoria das condições de estoque e transporte. Fase de manutenção Melhoria da qualidade da construção; Aumento da vida útil dos diferentes componentes e da estrutura dos edifícios; Projetos flexíveis. Fase de demolição Prolongamento da vida útil dos edifícios e seus componentes; Existência de incentivos para que os proprietários realizem modernizações e não demolições; Tecnologia de projeto e demolição que permita a reutilização dos componentes.
10.5. Reciclagem e Reuso A reciclagem e reuso de materiais na construção civil podem gerar inúmeros benefícios: Redução no consumo de recursos naturais não-renováveis, quando substituídos por resíduos reciclados (JOHN, 2000); Redução de áreas necessárias para aterro, pela minimização de volume de resíduos pela reciclagem. (PINTO, 1999); Possibilidade de redução do consumo de energia durante o processo de produção. Destaca-se a indústria do cimento, que usa resíduos de bom poder calorífico para a obtenção de sua matéria-prima (co-incineração) ou utilizando a escória de alto-forno, resíduo com composição semelhante ao cimento (JOHN, 2000); Possibilidade de redução redução da poluição, por exemplo para a indústria de cimento, que reduz a emissão de gás carbônico utilizando escória de alto forno em substituição ao cimento portland (JOHN, 1999).
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Do ponto de vista técnico, as possibilidades de reciclagem dos resíduos variam de acordo com a sua composição: As frações de concretos estruturais e de rochas naturais podem ser recicladas como agregados para a produção de concretos estruturais. A fração cerâmica pode ser beneficiada como agregado com diferentes aplicações conforme sua composição específica. Resíduos mistos, como concretos misturados com materiais mais porosos e de menor resistência mecânica, como argamassas e produtos de cerâmica vermelha e de revestimento, resultam em agregados com menor resistência e maior absorção de água. Assim, agregados mistos tem sua aplicação limitada a concretos de menor resistência, como blocos de concreto, contra-pisos, camadas drenantes, etc. Frações compostas de solo misturado a materiais cerâmicos e teores baixos de gesso, podem ser recicladas na forma de sub-base e base para pavimentação; A fração metálica é facilmente vendida a indústria da sucata; As demais frações, especialmente madeira, embalagens e gesso ainda não dispõe de tecnologia de reciclagem.
10.6. Políticas públicas e normas técnicas Há um conjunto de leis e políticas públicas, além de normas técnicas, fundamentais na gestão dos resíduos: Políticas Públicas Resolução CONAMA n° 307 – Gestão dos Resíduos da Construção Civil (05/julho/2002); PBQP-H – Programa Brasileiro da Qualidade e Produtividade do Habitat; Secretaria de Estado do Meio Ambiente – SP – Resolução SMA n° 41 (17/outubro/2002); Lei Federal n° 9605, dos Crimes Ambientais (12/fevereiro/1998); Legislações Municipais referidas à Resolução CONAMA. Normas Técnicas Resíduos da construção civil e resíduos volumosos – Áreas de transbordo e triagem – NBR 15112:2004; Resíduos sólidos da construção civil e resíduos inertes – Aterros – NBR 15113:2004; Resíduos sólidos da construção civil – Áreas de reciclagem – NBR 15114:2004; Agregados reciclados de resíduos sólidos da construção civil – Execução de camadas de pavimentação – Procedimentos – NBR 15115:2004; Agregados reciclados de resíduos sólidos da construção civil – Utilização em pavimentação e preparação de concreto sem função estrutural – NBR 15116:2004.
10.6.1. Resolução CONAMA 307 Define, classifica e estabelece os possíveis destinos finais dos resíduos da construção e demolição, e atribui responsabilidades para o poder público municipal e também para os geradores de resíduos no que se refere à sua destinação: Municípios: elaborar Plano Integrado de Gerenciamento, que incorpore: a) Programa Municipal de Gerenciamento (para geradores de pequenos volumes); b) Projetos de Gerenciamento em obra (para aprovação dos empreendimentos dos geradores de grandes volumes). Geradores: elaborar Projetos de Gerenciamento em obra (caracterizando os resíduos e indicando procedimentos para triagem, acondicionamento, transporte e destinação).
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10.6.2. PBQP-H O Sistema de Qualificação de Empresas de Serviços e Obras (SIQ – Construtoras), do PBQP-H, prevê em seu escopo, a necessidade da “consideração dos impactos no meio ambiente dos resíduos sólidos e líquidos produzidos pela obra (entulhos, esgotos, águas servidas), definindo um destino adequado para os mesmos”, como condição para qualificação das construtoras no nível “A” . A falta de observância desses requisitos poderá resultar na restrição ao crédito oferecido por instituições financeiras que exigem tal qualificação como critério de seleção para seus tomadores de recursos.
10.7. Material complementar Manual de Gestão de Resíduos para Municípios Dois manuais sobre manejo e gestão de resíduos da construção civil estão disponíveis no site do Ministérios das Cidades. (http://www.cidades.gov.br) Manual RCD – vol1: Como implantar um sistema de Manejo e Gestão dos Resíduos da Construção Civil nos Municípios; Manual RCD – vol 2: Procedimentos para a Solicitação de Financiamentos. Coletânea Habitare Volume 4 Utilização de Resíduos na Construção Civil Prof. Janaíde Cavalcante Rocha Prof. Vanderley John (http://www.valores.ufsc.br/)
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11. Métodos de avaliação de sustentabilidade de edifícios: Sistemas de certificação Este capítulo é a reprodução da Revisão Bibliográfica da Tese de Doutorado de Michele Fossati (FOSSATI, 2008).
11.1 CONSIDERAÇÕES INICIAIS Este capítulo apresenta o levantamento bibliográfico realizado para dar suporte ao desenvolvimento da tese. São apresentadas informações obtidas em artigos, livros, teses, revistas e sites da internet sobre construção sustentável, edificações sustentáveis e avaliação ambiental e da sustentabilidade de edifícios, tanto em nível nacional como internacional. As metodologias3 para avaliação ambiental e da sustentabilidade de edifícios comerciais foram analisadas para comparação entre seus métodos de avaliação e para identificação dos requisitos e critérios nelas exigidos.
11.2. LEGISLAÇÃO AMBIENTAL E INICIATIVAS VISANDO A CONSTRUÇÃO SUSTENTÁVEL NO BRASIL As legislações ambientais no Brasil4, datadas a partir do ano de 1965, tratam de assuntos relacionados ao código florestal, à proteção da fauna, da flora e dos recursos hídricos, ao licenciamento ambiental, às áreas de preservação permanente, às diretrizes gerais da política urbana, entre outras. Especificamente para o setor da construção merecem destaque a Resolução 307/02 do CONAMA (BRASIL, 2002b) - que trata da gestão dos resíduos da construção civil - e a Lei 10.295 (regulamentada pelo Decreto nº 4.059 de 19 de dezembro de 2001) (BRASIL, 2001). Esta Lei, criada após a crise energética de 2001, dispõe sobre a política nacional de conservação e uso racional de energia, estabelecendo que os níveis máximos de consumo de energia - ou mínimos de eficiência energética - de máquinas e aparelhos consumidores de energia fabricados ou comercializados no país, bem como as edificações construídas, serão estabelecidos com base em indicadores técnicos e regulamentação específica coordenados pelo Ministério de Minas e Energia. A partir desta Lei foi desenvolvida a Regulamentação para Etiquetagem de Nível de Eficiência Energética de Edifícios Comerciais, de Serviços e Públicos (BRASIL, 2007). Ações em prol de construções mais sustentáveis e metodologias de avaliação da sustentabilidade de edificações brasileiras vêm avançando nos últimos anos. Em agosto de 2007 foi lançado publicamente o Conselho Brasileiro de Construção Sustentável - CBCS, que conta com a participação de diversos membros representantes da academia e do setor produtivo da indústria da construção. O CBCS é uma associação civil sem fins lucrativos que tem por objetivo social contribuir para a promoção do desenvolvimento sustentável por meio da geração e disseminação de conhecimento, orientação técnica, capacitação, realização de eventos, articulação e formação de redes mobilizando a cadeia produtiva da construção civil, seus clientes e consumidores (CBCS, 2007). 3
Os termos “métodos”, “sistemas”, “metodologias” e “ferramentas” são frequentemente usados como sinônimos para descrever técnicas de avaliação ambiental. Cole (2005) afirma que é difícil atribuir muito significado ao uso destes termos nas técnicas de avaliação, pois muitas vezes são selecionados baseados na procura de um termo distinto ao invés de atentar para a precisão da terminologia. 4
As legislações encontram-se disponíveis no site do Ministério do Meio Ambiente – www.mma.gov.br
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No setor residencial encontram-se, atualmente, mais iniciativas práticas brasileiras em relação à sustentabilidade do que no setor comercial, podendo-se destacar: a Casa Eficiente, localizada em Florianópolis-SC, resultado de uma parceria firmada entre a ELETROSUL/ELETROBRAS/PROCEL e o Laboratório de Eficiência Energética em Edificações da UFSC (MACIEL et al., 2006; PROJETO CASA EFICIENTE, 2006); o Centro Experimental de Tecnologias Habitacionais Sustentáveis – CETHS, projeto desenvolvido pelo grupo de pesquisa em Edificações e Comunidades Sustentáveis do NORIE, vinculado ao Curso de Pós-graduação em Engenharia Civil (CPGEC) e ao Departamento de Engenharia Civil da UFRGS (SATTLER et al., 2003; CETHS, 2001); assinatura de protocolo de cooperação5, em setembro de 2007, entre a Companhia de Desenvolvimento Habitacional e Urbano (CDHU) e a Secretaria do Meio Ambiente do Estado de São Paulo, para implantação de medidas visando o desenvolvimento sustentável no setor da construção civil. De acordo com o protocolo, a CDHU se compromete a respeitar critérios ambientais, desde o projeto até as fases de construção e de ocupação do empreendimento pelos moradores, devendo servir como modelo para todo o setor da construção. A Secretaria do Meio Ambiente viabilizará a capacitação de profissionais da CDHU sobre práticas ambientais adequadas e concederá o Certificado de Conformidade Ambiental aos empreendimentos que atenderem às diretrizes do protocolo; Projeto Tecnologias para Construção Habitacional mais Sustentável, cujo objetivo é desenvolver soluções adequadas à realidade brasileira para tornar a construção habitacional mais sustentável. O foco da pesquisa está nos conjuntos habitacionais unifamiliares de interesse social (empreendimentos para baixa e média renda), procurando abranger também a construção auto-gerida. O Projeto envolve pesquisadores de cinco universidades públicas brasileiras, empresas e associações de classe da indústria da construção 6 no desenvolvimento de requisitos em oito categorias: água; energia; seleção de materiais, componentes e sistemas; canteiro de obras; qualidade do ar externo e infra-estrutura; qualidade do ambiente interno e saúde; gestão social; e gestão do empreendimento. Ao final do Projeto pretende-se atingir as seguintes metas: 1) levantamento do estado da arte; 2) identificação de inovações tecnológicas necessárias; 3) identificação de alternativas de políticas públicas; 4) desenvolvimento de metodologia de avaliação da sustentabilidade de habitações; 5) manuais de projeto, execução, uso e manutenção de habitações mais sustentáveis; e 6) manual simplificado para habitação mais sustentável auto-gerida (PROJETO..., 2007). Para o setor comercial destaca-se a tese de doutoramento “Avaliação da sustentabilidade de edifícios de escritórios brasileiros: diretrizes e base metodológica”, desenvolvida por Silva (2003) e considerado o trabalho pioneiro sobre sustentabilidade no Brasil. Outro trabalho de destaque é a dissertação de mestrado “Diretrizes para incorporar conceitos de sustentabilidade no planejamento e projeto de arquitetura residencial multifamiliar e comercial em Florianópolis”, onde Montes (2005) estabelece diretrizes para incorporação de conceitos de sustentabilidade no planejamento e projeto de arquitetura residencial multifamiliar e 5
Essa atitude é considerada importante pois permite à CDHU usar a força do seu poder de compra, exigindo a qualificação de seus prestadores de serviços e o atendimento aos requisitos pré-determinados. Atitude semelhante ocorreu na introdução de conceitos de gestão da qualidade na construção. A CDHU passou a exigir de seus fornecedores a conformidade com os requisitos estabelecidos nos Programas Setoriais da Qualidade (PSQs), impulsionando o Programa da Qualidade na Construção Habitacional do Estado de São Paulo (QUALIHAB) cuja idéia foi estendida, 2 anos mais tarde, ao Brasil como um todo através do Programa Brasileiro de Qualidade e Produtividade no Habitat - PBQP-H (FOSSATI, 2004). 6 O Projeto é financiado pelo convênio entre a FINEP (Financiadora de Estudos e Projetos) e a FUSP (Fundação da Universidade de São Paulo) e tem previsão de conclusão em março de 2008. Participam do Projeto: Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC), Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP), Universidade de São Paulo (USP), Universidade Federal de Goiás (UFG), Universidade de Uberlândia (UFU), CEDIPLAC, Construtora Takaoka e Sinduscon Florianópolis. O Laboratório de Eficiência Energética em Edificações – LabEEE da Universidade Federal de Santa Catarina participa no estudo da categoria energia.
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comercial em Florianópolis. Acerca de metodologias visando a construção sustentável de edifícios brasileiros, o Instituto de Pesquisas Tecnológicas (IPT) desenvolveu e está aplicando a dois grandes edifícios de escritórios de São Paulo um método para avaliação do desempenho ambiental de edifícios7. Seguindo a tendência mundial de exigências relacionadas ao meio ambiente por setores públicos e agências financiadoras 8 , o Banco Real lançou em julho de 2007 o Real Obra Sustentável, um modelo de relacionamento que promove a adoção de boas práticas socioambientais no setor da construção civil. O programa engloba ações como a aplicação do “Questionário de Risco Socioambiental” na análise do financiamento para a construção, estudos de viabilidade do projeto e vistorias técnicas ambientais durante todo o período de sua execução. Dentro deste programa foi desenvolvido o Guia de Boas Práticas na Construção Civil, um manual com informações para buscar a eficiência ambiental, social e econômica na hora de planejar e construir (BANCO REAL, 2007). Apesar destas iniciativas e da inadequação da aplicação de metodologias internacionais no Brasil (constatada por Silva (2003)), as certificações estrangeiras - em especial o LEED vêm sendo utilizadas atualmente como referência para certificação de edificações sustentáveis no setor comercial.
11.3 AVALIAÇÃO AMBIENTAL X AVALIAÇÃO DA SUSTENTABILIDADE DE EDIFÍCIOS Apesar de projetos e desenvolvimento de construções sustentáveis começarem a ganhar evidência na última década, essa preocupação remonta há mais de um século. No final do século XIX são identificadas estruturas como o London’s Crystal Palace (em Londres) e a Galleria Vittorio Emanuele II (em Milão) que utilizaram sistemas passivos de energia como telhados ventilados e câmara subterrânea de ar refrigerado para moderar a temperatura interna do ar. No início do século XX, arranha-céus como o New York’s Flatiron Building e o New York Times Building (em Nova Iorque) lançaram mão de janelas recuadas para minimizar a incidência dos raios solares (BDC, 2003). Mas foi em 1990, no Reino Unido, que foi desenvolvida a primeira metodologia de avaliação ambiental de edifícios. O Building Research Establishment Environmental Assessment Method - BREEAM serviu de base a outras metodologias de avaliação ambiental orientadas para o mercado, como o HK-BEAM (Hong Kong), o LEED (Estados Unidos), o Green Star (Austrália) e o CASBEE (Japão). Estes sistemas, desenvolvidos para serem facilmente incorporados por projetistas e pelo mercado em geral, têm uma estrutura simples, geralmente formatada como uma lista de verificação (checklist) e vinculados a algum tipo de certificação de desempenho. Além destes, existem os métodos centrados no desenvolvimento metodológico e fundamentação científica (orientados para pesquisa) como o Building Environmental Performance Assessment Criteria - BEPAC (França) e o GBTool (consórcio internacional) (SILVA, 2003). Silva et al. (2003) observam que, apesar de construídas sobre uma base comum, as metodologias existentes apresentam diferenças entre si, determinadas principalmente por quatro razões: 1) os níveis de pressão sobre os aspectos ambientais variam de um país para 7
Informação obtida na apresentação de Fulvio Vittorino no evento organizado pela Coordenadoria de Planejamento Ambiental da Secretaria do Meio Ambiente do Estado de São Paulo sobre construção civil sustentável, com o tema “Projeto e Desempenho: Conforto Ambiental em Edificações”, ocorrido em 02 de outubro de 2007. Informações disponíveis em: http://www.cetesb.sp.gov.br/noticentro/2007/10/03_debate.htm
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Quando inicialmente criados, os sistemas de avaliação apresentavam-se, entre inúmeras outras características, como ferramentas de caráter voluntário. Atualmente, o desempenho ambiental dos edifícios está sendo exigido por setores públicos, bancos, instituições financeiras e seguradoras e teve efeito indutor nos fornecedores da indústria da construção (COLE, 2005). Avaliações favoráveis podem levar as empresas a obter vantagens em empréstimos e taxas de seguros e aumentar o valor de suas ações.
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outro; 2) as práticas construtivas e de projeto são diferentes; 3) as condições climáticas, latitudes, aspectos sociais9 e econômicos são diferentes; 4) a receptividade dos mercados à introdução dos métodos é diferente. A busca da sustentabilidade no campo da avaliação de edifícios tem sido claramente marcada pela transformação estrutural e operacional dos requisitos dos métodos de avaliação (COLE, 2005). Como resultado, é possível distinguir entre métodos de avaliação de edifícios verdes (green buildings), predominantemente preocupados com a avaliação do desempenho do edifício baseado em critérios ambientais declarados, e os métodos de avaliação da sustentabilidade, que começam a endereçar uma maior gama de questões ambientais, sociais e econômicas relacionadas ao edifício. Kaatz et al. (2006) apontam diferenças fundamentais entre métodos de avaliação ambiental e da sustentabilidade que dizem respeito à “filosofia” da avaliação: os métodos de avaliação ambiental tendem a focar no edifício em termos de seu padrão de desempenho e características físicas; já os métodos de avaliação da sustentabilidade dão maior ênfase ao processo e transformações que ocorrem nos limites do sistema edificado. Os métodos para avaliação dos edifícios nos países desenvolvidos têm sua prioridade voltada para a avaliação ambiental, enquanto que os modelos dos países em desenvolvimento procuram avaliar a sustentabilidade dos edifícios. Gibberd (2002) afirma que a função que a indústria da construção precisa desempenhar para promover desenvolvimento sustentável depende do contexto a que está inserida. Em países desenvolvidos, a maioria das necessidades básicas humanas já foi atingida e, em muitos casos, excedida. A ênfase nesses países tem sido manter padrões de qualidade de vida enquanto reduz-se o consumo de recursos e os impactos ambientais. Já nos países em desenvolvimento, a média dos padrões de qualidade de vida está muito abaixo dos países desenvolvidos e, muitas vezes, necessidades básicas do ser humano não são atendidas. Conseqüentemente, o conceito de green building não é suficiente e a ênfase nestes casos deve ser um desenvolvimento que atenda às necessidades básicas enquanto evita impactos ambientais negativos. Kaatz et al. (2006) asseguram que há um reconhecimento emergente da necessidade de redefinir e reendereçar sustentabilidade na prática de avaliações de edifícios, tanto no nível conceitual como no operacional. De outra forma, a sustentabilidade continuará a ser tratada como uma categoria separada na avaliação de projetos de empreendimentos, paralelamente a outras considerações como custos ou aspectos técnicos. A obtenção e medição de todos os impactos e interdependências através do espectro de critérios (que varia do desempenho técnico aos custos e benefícios do desenvolvimento humano), atrelando-os especificamente a um edifício é uma tarefa muito difícil de lidar na prática (KAATZ et al., 2006). Todavia, métodos de avaliação de edifícios podem ajudar no desenvolvimento de edifícios melhor adaptados aos seus cenários físicos e que impactem positivamente nos contextos sócio-econômicos e ambientais. Os autores julgam apropriado mudar a terminologia de “avaliação de edifícios sustentáveis” (sustainable building assessment) para “avaliação da sustentabilidade de edifícios” (building sustainability assessment): aquele deixa implícito que um edifício é sustentável; enquanto este enfatiza um conjunto de aspectos relacionados ao sistema sócio-técnico de um projeto de edifício. Rovers (2001) distingue a definição de edificações sustentáveis em três níveis: edificações que incluem preocupações ambientais, edificações sustentáveis e ambiente sustentável (Figura 1). O autor considera a primeira definição - edificações que incluem preocupações ambientais - o ponto central quando se inicia um empreendimento. Deve ser levada em consideração a redução do impacto do uso de energia, água e recursos materiais (incluindo rejeitos), os três pontos principais que precisam ser manejados para que se reduzam os impactos ambientais diretamente relacionados a atividades de construção. O segundo nível 9
Du Plessis (2001) exemplifica que na África, temas abordados na maioria dos debates sobre sustentabilidade no mundo desenvolvido, como energia embutida e clima interno, estão tão distantes da lista de prioridades que são praticamente invisíveis tendo em vista os aspectos sociais que lá precisam ser primeiramente desenvolvidos.
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- edificações sustentáveis - inclui tudo relacionado a construções e o meio ambiente: flora, fauna, infra-estrutura, qualidade do ar, projeto urbanístico, etc. A idéia é que não seja possível uma construção na concepção sustentável se esta não for saudável para seus ocupantes, se necessitar de grandes distâncias de transporte dos materiais e se não for atrativa, pois as pessoas não procurarão por ela. O terceiro nível - ambiente sustentável - incorpora o ambiente construído em nosso modo de vida diário de uma maneira que garanta um padrão de vida sustentável e signifique que políticas e ações econômicas trabalham juntas para aumentar o bem-estar geral.
Edificações sustentáveis Flora e Fauna
Economia
Ciência Política
Ág ua
Projeto Urbano
ia erg En
Religião
Ambiente Social Bem-estar
Edificações que incluem preocupações ambientais
Materiais Transporte Qualidade do ar
Ambiente sustentável Figura 1: Níveis de construção sustentável (ROVERS, 2001)
11.4 METODOLOGIAS PARA AVALIAÇÃO AMBIENTAL E DA SUSTENTABILIDADE DE EDIFÍCIOS As avaliações ambientais de edifícios, inicialmente aplicáveis a edifícios comerciais, ramificaram-se para uma gama de diferentes tipologias. Dependendo da metodologia, avaliações podem ser conduzidas em: novas edificações (multiresidenciais, comerciais, industriais, públicas); grandes reformas; projetos condominiais, campus universitários ou empresariais, instalações governamentais; operação e manutenção de edifícios existentes; projetos de interiores de escritórios de alto desempenho; projeto e construção de edifícios de escritórios de grandes lajes, com entrega apenas de “núcleo e envelope”; projeto e construção de edifícios residenciais unifamiliares; desenvolvimento de loteamentos, urbanismo e equipamentos comunitários; escolas; hospitais e laboratórios. Da mesma forma, a edificação pode ser avaliada em qualquer etapa do ciclo de vida, desde as fases mais preliminares de projeto até a desconstrução, avaliando o edifício como um todo ou parte dele. Silva (2003) observa, entretanto, que a maioria das metodologias adequa-se melhor à avaliação de projetos ou de novos edifícios, trabalhando no desempenho potencial e utilizando simulações computacionais para avaliação deste desempenho.
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A Tabela 1 sintetiza uma comparação realizada por Foliente et al. (2004) como forma de estruturação da base comum de aplicabilidade das metodologias de avaliação do desempenho ambiental de edifícios. Tabela 1: Metodologias de avaliação ambiental de edifícios e sua aplicabilidade (adaptado de FOLIENTE et al., 2004)
ETAPA DO CICLO OBJETO DE VIDA AVALIADO
TIPOLOGIA DA EDIFICAÇÃO
NABERS Green Star GBTool BREEAM LEED CASBEE ECO-PROFILE BEAT Comercial
9
9
9
9
9
9
9
9
Residencial
9
-
9
9
9
9
9
9
Misto ou outro
-
9
9
9
9
-
-
-
Nível do produto
-
-
-
-
-
-
-
9
Parte(s) da edificação
9
-
-
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9
-
-
9
Todo o edifício
9
9
9
9
9
9
9
9
Planejamento
-
-
9
9
-
9
-
-
Projeto
-
9
9
9
9
9
9
9
Operação e Manutenção
9
9
9
9
9
9
9
9
Desconstrução
-
-
9
9
9
9
9
9
NABERS - Austrália ECO-PROFILE - Noruega BEAT - Dinamarca
A seguir são descritas (em ordem cronológica de surgimento) seis metodologias para avaliação ambiental de edifícios de escritórios, com ênfase na etapa de projeto, utilizadas como fonte de pesquisa neste trabalho: 1.BREEAM – Building Research Establishment Environmental Assessment Method; Reino Unido (BRE, 2006): o primeiro sistema de avaliação ambiental de edifícios e que serviu de base para outros sistemas orientados ao mercado; 2.GBTool – Green Building Tool; consórcio internacional (IISBE, 2005): primeiro sistema orientado à pesquisa e chamado de “segunda geração” de sistemas de avaliação de edifícios; 3.LEED – Leadership in Energy and Environmental Design; Estados Unidos (USGBC, 2006): atualmente o método com maior potencial de crescimento, pelo investimento maciço que está sendo feito para sua difusão e aprimoramento; 4.CASBEE – Comprehensive Assessment System for Building Environmental Efficiency; Japão (JSBC, 2006): sistema inspirado na GBTool e que trabalha com um índice de eficiência ambiental do edifício (Building Environmental Efficiency –BEE); 5.Green Star Office Design; Austrália (GBCA, 2005): baseado em metodologias existentes como o BREEAM e o LEED; 6.NF Bâtiments Tertiaires – Démarche HQE® Bureau et Einseignement, França (CSTB, 2005): metodologia diferenciada que avalia o sistema de gestão do empreendimento e proporciona a possibilidade de adaptar a avaliação do desempenho ambiental ao perfil de contexto de cada empreendimento, permitindo que os projetos foquem as realidades específicas de seu entorno e prioridades destacadas pelos empreendedores.
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Adicionalmente, foram analisadas uma ferramenta de avaliação da sustentabilidade de edifícios e um modelo proposto para edifícios brasileiros. O primeiro, Sustainable Building Assessment Tool (SBAT) foi desenvolvido na África do Sul (GIBBERD, 2002) e é a primeira iniciativa para desenvolvimento de sistemas de avaliação da sustentabilidade de edifícios de países em desenvolvimento. O segundo, é um modelo proposto por Silva (2003) para o Brasil, considerado o trabalho pioneiro sobre avaliação da sustentabilidade de edifícios de escritórios brasileiros.
11.4.1 Building Research Establishment Environmental Assessment Method – BREEAM OFFICES 2006 O BREEAM foi lançado em 1990, no Reino Unido, por pesquisadores do Building Research Establishment (BRE) e do setor privado, em parceria com a indústria. É o mais antigo e serviu de base para diversos métodos de avaliação ambiental de edifícios. O reconhecimento “ao mais bem sucedido programa para disseminação de edificios sustentáveis, que influencia outras iniciativas relacionadas ao redor do mundo” foi comprovado pelo Prêmio The Best Program Award recebido na World Sustainable Building Conference, realizada em Tókio, em 2005. Só no Reino Unido, 65.000 edificios foram certificados até fevereiro de 2007 e outros 270.000 estão registrados para avaliação (BRE, 2007). O sistema é revisado periodicamente para atualização em relação a avanços em pesquisa e tecnologia, à experiência acumulada, alterações nas prioridades de regulamentações e do mercado, e para garantir que continue representando práticas de excelência no momento da avaliação. A primeira revisão ocorreu em 1993 e atualmente o BREEAM Offices encontra-se na versão 2006. No site do BREEAM está disponível para download um checklist simplificado que auxilia a estimar os pontos que o edifício receberia em cada categoria, a pontuação geral e a classificação do edifício, no caso de uma avaliação. O sistema de pontos usados no checklist é uma aproximação do sistema de pontuação e ponderação do BREEAM Offices 2006. A metodologia completa é acessível apenas aos avaliadores credenciados, que verificam o atendimento de itens mínimos de desempenho e atribuem os créditos correspondentes. No caso de uma avaliação formal, todos os itens são verificados - através de evidências - por um agente credenciado junto ao BREEAM.
11.4.1.1 Categorias e requisitos para obtenção de créditos O BREEAM possui uma estrutura de avaliação dividida em 8 categorias principais, com requisitos para a obtenção de créditos dentro de cada categoria (Tabela 2).
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Tabela 2: Categorias e requisitos avaliados pelo BREEAM Offices 2006
CATEGORIAS (% dos pontos) Gestão (15%)
Saúde e Conforto (15%) Energia (13,63%) Transporte (11,37%) Água (5%) Materiais (10%) Uso do Solo (15%) Poluição (15%)
REQUISITOS AVALIADOS Comissionamento; separação e reciclagem de resíduos no canteiro; Manual do usuário e do condomínio; monitoramento e controle de CO2 10 , energia, consumo de água, transporte e desperdício nas atividades do canteiro de obras Aspectos relacionados à iluminação e ventilação natural, níveis de conforto térmico e acústico e minimização dos riscos de contaminação por legionella Redução das taxas de emissão de CO2 e eficiência do sistema de iluminação Localização do edifício; emissão de CO2 relacionada aos transportes e facilidades para ciclistas Redução do consumo de água e sistema de detecção de vazamentos Reuso de fachadas e estruturas de edifícios existentes; implicações ambientais da seleção de materiais; espaços destinados a armazenamento de materiais recicláveis Direcionamento de crescimento urbano (evitar greenfields e áreas de alto valor ecológico e encorajar a recuperação de brownfields11) Redução da poluição luminosa, da água e do ar (excluindo CO2, tratado na categoria Energia); utilização de fontes de energia renováveis ou de baixa emissão de poluentes
11.4.1.2 Pontuação, ponderação e classificação Os pontos são atribuídos para cada requisito, de acordo com o desempenho atingido, num total de 100 pontos 12 . A quantidade de créditos em cada categoria não reflete a importância relativa entre elas, que é dada por fatores de ponderação 13 atribuídos a cada categoria, possibilitando os créditos de serem agrupados para produzir uma pontuação geral única. Este número permite o enquadramento do edifício em uma das classes de desempenho propostas pelo método: aprovado, bom, muito bom e excelente (Figura 2).
10
Dióxido de carbono.
11
A expressão “brownfield site” é usada para designar propriedades imobiliárias em que expansão, redesenvolvimento ou reuso possam ser complicados pela presença potencial ou verificada de substâncias perigosas, poluentes ou contaminantes. 12
Pontuação possível de ser obtida no checklist simplificado disponível para download.
13
Os pesos das ponderações de cada categoria não são declarados, restringindo-se aos avaliadores do BREEAM.
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Figura 2: Estrutura de avaliação do BREEAM Offices 2006 (BRE, 2006)
A avaliação é realizada por meio de auditorias externas de avaliadores treinados e credenciados ao BRE. Quando uma avaliação é conduzida na etapa de projeto, o BRE recomenda que uma revisão pós-construção seja realizada para assegurar que o resultado final alcance as aspirações dos projetistas.
11.4.2 Green Building Tool - GBTool 2005 O Green Building Tool – GBTool é um software de implementação do método de avaliação criado pelo Green Building Challenge – GBC, um consórcio resultante da união de esforços de 14 países que está desenvolvendo e testando, desde 1996, um novo método de avaliação do desempenho ambiental de edifícios14. O GBC iniciou sob a administração do Natural Resources Canada, mas a partir de 2002 sua responsabilidade passou para o International Initiative for Sustainable Built Environment – iiSBE. O GBTool é uma segunda geração de sistemas de avaliação de edifícios, projetado para abrandar as limitações e incluir áreas da avaliação do desempenho do edifício previamente ignoradas ou pouco cobertas pelos métodos existentes e para refletir as prioridades, tecnologias, tradições construtivas e até valores culturais existentes em diferentes países ou regiões em um mesmo país (COLE, 1999; LARSSON, 2001). A estrutura do GBTool compreende uma base comum de avaliação, mas com aspectos que devem ser personalizados para refletir as características regionais e locais de onde o edifício sob avaliação está localizado. Para tanto, o software com base no Microsoft Excel é modificado por equipes nacionais e testado em estudos de caso, apresentados e discutidos em conferências internacionais. O GBTool pode ser aplicado em edifícios de diferentes tipologias e em quatro etapas do ciclo de vida do edifício: pré-projeto, projeto, construção e operação da edificação. Durante 1997 e 1998 o GBTool foi testado em 34 edifícios dos 14 países participantes e os resultados foram apresentados na GBC’98, uma conferência internacional realizada em 1998 em Vancouver, Canadá. O Green Building Challenge 2000 foi a continuação do GBC’98 e, após um período de 18 meses de revisões, modificações e testes do GBTool, os resultados das avaliações dos edifícios foram apresentados na conferência Sustainable Buildings 2000 (SB 2000), realizado em Maastricht, na Holanda. O terceiro ciclo de pesquisa 14
Atualmente o GBTool cobre uma ampla gama de questões relacionadas à sustentabilidade de edifícios e não apenas questões ambientais.
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e difusão dos resultados envolveu pesquisas conduzidas em 16 países, entre eles o Brasil, cujos resultados foram divulgados na conferência internacional SB’02/GBC’02, realizada em 2002 em Oslo, Noruega. O quarto ciclo iniciou em 2003 e foi concluído com a SB’05, em Tókio, Japão e o quinto ciclo será o SB’08, a ser realizado em setembro de 2008, em Melbourne, Austrália. Segundo Larsson (2001), o produto principal deste processo será primeiramente no nível de pesquisa e desenvolvimento - especificamente um completo entendimento de aspectos envolvidos no desenvolvimento de tal sistema, assim como uma contínua troca de idéias pelos pesquisadores da área. Neste ponto recai uma das diferenças entre o GBTool e a primeira geração de sistemas de avaliação ambiental de edifícios, uma vez que o GBC está pautado na criação de uma base metodológica e não fornece certificação e nos outros sistemas há alguma forma de classificação de desempenho vinculada a um sistema de certificação. Entretanto, o autor explica que o setor de organizações públicas e privadas é encorajado a usar os resultados da aplicação do GBTool para desenvolver uma nova geração de sistemas de certificação comercial, esperando resultados positivos na prática. Uma segunda característica que diferencia o GBTool de outros sistemas de avaliação é que, antes de iniciar a avaliação, devem ser inseridos dados relacionados ao contexto urbano (a ferramenta assume que fatores de contexto urbano são relevantes para o julgamento durante a fase de pré-projeto e projeto. Por exemplo, não há lógica em prover um bicicletário se a utilização de bicicletas não é praticável ou não aceita como um meio de transporte na região), contexto do terreno e dados específicos do edifício15,que são utilizados para os cálculos das outras planilhas e também para indicar quais requisitos são não aplicáveis ao projeto sob avaliação (GBC, 2005). Alguns cálculos, como simulações energéticas, devem ser conduzidas em programas específicos e os resultados inseridos na seção apropriada do GBTool. A terceira e principal característica de diferenciação do GBTool é sua flexibilidade para adaptação a diferentes contextos. Valores defaults foram definidos com base no contexto canadense mas, para utilizar o sistema, equipes nacionais devem primeiramente ajustar dois pontos principais: o peso dos parâmetros (ponderações) engastados no sistema e a escala de desempenho (benchmarks), com isso assegurando resultados relevantes a condições locais. A estrutura do GBTool é dividida em duas partes: o Módulo A, que inclui os benchmarks e as ponderações de cada critério ajustadas por terceiras partes de acordo com as condições do local de avaliação; e o Módulo B, utilizado para proceder a avaliação de acordo com os termos estabelecidos no Módulo A. Os parâmetros estabelecidos no Módulo A não podem ser alterados por usuários no Módulo B.
11.4.2.1 Categorias e requisitos para obtenção de créditos Os pontos chaves do GBTool 2005 são estruturados hierarquicamente em três níveis para avaliação do desempenho: temas principais, categorias e critérios, apresentados na Tabela 3.
15
É solicitada uma série de dados do edifício como área (de piso, paredes e aberturas, número de pavimentos, requisitos funcionais de áreas); características arquitetônicas (ocupações do edifício, descrição das medidas utilizadas para minimizar a energia dos materiais usados, áreas existentes destinadas à separação e armazenamento de resíduos, o ângulo visível de céu através da janela); características dos sistemas técnicos e consumo de energia (caracterização dos sistemas técnicos do edifício, incluindo os sistemas de condicionamento de ar, sistemas de controle e iluminação); característica dos materiais utilizados (pesos, volumes, densidades e energias incorporadas); características relacionadas com as operações e manutenção do edifício (incluindo a localização dos espaços, o número de ocupantes, as horas de operação, entre outros); custos de ciclo de vida; custos econômicos, entre outros.
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Tabela 3: Aspectos avaliados no GBTool e ponderação default dos temas
Cargas ambientais (25%)
Energia e consumo de recursos (25%)
Seleção do terreno, planejamento e desenvolvimento do projeto (10%)
TEMAS CATEGORIAS
CRITÉRIOS AVALIADOS
Seleção de terreno com valor ecológico; terras agricultáveis; terrenos vulneráveis a inundações; terreno próximo a corpos d'água; terreno degradados por contaminação Seleção do terreno ambiental; proximidade do terreno a transportes públicos; distância entre centros de empregos e áreas residenciais; proximidade de facilidades comerciais e culturais; e proximidade a áreas verdes públicas Avaliação de renováveis; uso de processo de projeto integrado; preparação do relatório de Avaliação de Impacto Ambiental; planejamento do sistema de gestão de águas de escoamento; planejamento do sistema de tratamento de água; planejamento de um Planejamento do sistema de espera para utilização de águas cinzas; planejamento de coleta e reciclagem projeto de resíduos sólidos; orientação solar maximizando o potencial de estratégias solares passivas
Projeto urbano e desenvolvimento da região
Densidade da região; planejamento de usos mistos do empreendimento; relação do projeto com o entorno; compatibilidade do projeto urbano com valores culturais locais; manutenção de patrimônios históricos e edifícios existentes; planejamento de suporte ao uso da bicilceta; planejamento de políticas governamentais sobre o uso de veículos particupares; provisão de espaço público verde; planejamento de uso de plantas nativas; planejamento de uso de árvores para sombreamentos e seqüestro de CO2
Ciclo de vida total Energia primária não-renovável embutida em materiais de construção; energia primária não-renovável prevista para uso do edifício em operação de energias não renováveis Previsão de demanda de picos energéticos no edifício em operação Planejamento de uso de energia gerada por fontes renováveis produzida fora do
Energia renovável canteiro; planejamento de uso de sistemas de energia renováveis produzidas no canteiro Comissionamento dos sistemas do edifício
Materiais
Reuso de estruturas existentes; reutilização de materiais; uso de materiais reciclados proveniente de fontes fora do canteiro; uso de biomateriais obtidos de fontes sustentáveis; uso de cimento com adições de recicláveis; uso de materiais produzidos localmente; projetar pensando na desconstrução, reuso ou reciclagem de materiais
Redução do uso da água para irrigação; planos de medição e gestão para limitar o uso de água potável em sistemas do edifício e necessidades dos usuários Emissões de gases do efeito estufa embutidos em materiais de construção; previsão de Emissões de gases emissões de gases do efeito estufa provenientes de todos os usos energéticos da do efeito estufa operação anual do edifício Características de projeto minimizam emissões de substâncias causadoras de destruição Outras emissões da camada de ozônio, emissões acidificantes e foto-oxidantes durante a operação do atmosféricas edifício Minimizar resíduos sólidos resultantes dos processos de construção e demolição; Resíduos sólidos características de projeto minimizam resíduos sólidos resultantes da operação do edifício Limitar o descarte de efluentes líquidos produzidos durante a operação do edifício; Água da chuva, maximizar a retenção da água da chuva para reuso posterior; minimizar escoamento de água de água para fora dos limites do terreno escoamento,
Água potável
esgoto Impactos no canteiro Outros impactos locais e regionais
Medidas para minimizar interferência em cursos d'água e outras características do terreno; minimizar impactos do processo construtivo para evitar erosões; condições adversas do vento em torno de edifícios altos; minimizar perigo de resíduos tóxicos Impactos do edifício em acessos à iluminação natural ou potencial de energia solar em propriedades adjacentes; limitar mudanças térmicas em cursos d'água e aqüíferos subterrâneos; efeito de ilhas de calor em superfícies pavimentadas e coberturas; poluição luminosa
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Aspectos sociais Desempenho a Funcionalidade e e econômicos longo prazo controlabilidade dos (10%) (10%) sistemas (5%)
Qualidade do ambiente interno (15%)
Tabela 3 (continuação): Aspectos avaliados no GBTool e ponderação default dos temas
Qualidade do ar interior
Seleção de materiais de revestimentos internos com mínima emissão de gases poluentes; projetar características para limitar poluição entre ocupações; projetar características para controlar poluentes gerados pelas atividades de ocupação; projetar para limitar concentrações de CO2; provisão de monitoramento da qualidade do ar interno durante a operação do edifício
Maximizar a eficiência da ventilação em edifícios naturalmente ventilados; garantir um nível satisfatório de qualidade do ar e ventilação em edifícios condicionados mecanicamente Manter temperatura do ar e umidade relativa aceitável em áreas condicionadas Temperatura do ar mecanicamente; manter a temperatura do ar aceitável em áreas naturalmente ventiladas
Ventilação
e umidade relativa Iluminação e iluminação natural Ruídos e acústica Funcionalidade e eficiência
Assegurar níveis aceitáveis de iluminação natural em áreas de ocupação primária; minimizar ofuscamento; níveis de iluminação e qualidade da iluminação Atenuação dos ruídos pelo envelope exterior do edifício; ruídos de equipamentos em áreas de ocupação primária; atenuação de ruídos em áreas de ocupação primária; desempenho acústico em áreas de ocupação primária Funcionalidade do layout; eficiência espacial; eficiência da volumetria
Projetar para manter funções essenciais do edifício Controlabilidade Flexibilidade e adaptabilidade Manutenção do desempenho de operação
Provisão de sistema de controle gerencial do edifício; capacidade de operação parcial de sistemas técnicos do edifício; controle local dos sistemas de iluminação; controle pessoal de sistemas técnicos pelos ocupantes Abilidade de modificar sistemas técnicos do edifícios; adaptabilidade da estrutura do edifício, do pé direito, do envelope e sistemas técnicos; adaptabilidade a mudanças futuras no tipo de suprimento de energia Manutenção do desempenho do envelope; planejamento de medições, monitoramento e verificações de desempenho; registros de documentação e projetos as built; provisão e manutenção de registros do edifício; treinamento do pessoal de operação do edifício
Custos e aspectos econômicos
Custo do ciclo de vida do edifício; planejar medidas para minimizar o custo de construção, de manutenção e operação do edifício; planejar medidas para maximizar suporte à economia local
Aspectos sociais
Planejar medidas para minimizar acidentes durante a construção e maximizar a segurança dos usuários do edifício; acesso a pessoas portadoras de necessidades especiais; acesso a vistas externas dos locais de trabalho
11.4.2.2 Pontuação, ponderação e classificação A pontuação é atribuída por comparação com uma escala de desempenhos de referência (benchmarks). Os parâmetros de desempenho são basicamente de dois tipos: os que podem ser expressos em valores numéricos (critérios quantitativos) e outros que são melhores descritos em forma de texto (critérios qualitativos). O GBTool tenta expressar a maioria dos parâmetros possíveis em forma numérica mas, em alguns casos, isto não é possível. Em todos os casos, valores de desempenho são relacionados a uma escala que varia de -1 a +5, com a seguintes interpretação: -1: nível de desempenho insatisfatório, abaixo do mínimo desempenho aceitável 0: mínimo desempenho aceitável (usualmente, mas nem sempre definido por regulamentações) 3: boas práticas 5: melhores práticas
95
Os níveis de desempenho fixados a cada pontuação irão variar em função da localização e muitas vezes pela tipologia do edifício e é por isso que o GBTool requer terceiras partes locais para definir níveis de desempenho apropriados. No caso de parâmetros numéricos, isto é feito pela definição de dois valores numéricos nos níveis 0 e +5 (Figura 3), que então definem a inclinação da reta que define os valores dos níveis de desempenho -1 e +3.
Figura 3: Benchmark para um parâmetro numérico do GBTool, mostrando duas células amarelas para entrada de valores locais.
A Figura 4 apresenta um exemplo de benchmark descrito na forma textual.
Figura 4: Benchmark para um parâmetro textual do GBTool
Além dos parâmetros de desempenho, as ponderações são outro aspecto customizado pelas equipes nacionais. A importância relativa das diferentes categorias é considerada através de critérios de ponderação ajustados pelas equipes para garantir que os resultados reflitam o contexto de avaliação específico. As Figuras 5 e 6 apresentam um trecho das planilhas para estabelecimento das ponderações dos temas, das categorias e dos critérios de avaliação, de acordo com a relativa importância do aspecto analisado ao local onde a ferramenta será utilizada. Algumas ponderações de níveis mais baixos são determinadas automaticamente pelo GBTool, 96
dependendo de fatores específicos de contexto ou características do projeto. Por exemplo, se não há ciclovias próximas ao edifício, a ponderação do critério para facilidades aos ciclistas é determinada como zero; da mesma forma que critérios a respeito de sistemas mecânicos de condicionamento de ar são determinados zero se o edifício é naturalmente ventilado. Nestes casos, todos os pesos nas categorias são redistribuídos entre outros critérios remanescentes ativamente (GBC, 2005).
Figura 5: Trecho da planilha original do GBTool para estabelecimento das ponderações dos temas e das categorias
97
Figura 6: Trecho da planilha original do GBTool para estabelecimento das ponderações dos critérios
Com as definições das ponderações e parâmetros de desempenho feitas pelas equipes nacionais no Módulo A do GBTool, os projetistas, construtores ou outros usuários podem realizar auto-avaliações do desempenho do projeto usando o Módulo B. A Figura 7 mostra o módulo de avaliação para o exemplo de benchmark mostrado na Figura 4, onde o edifício receberia três pontos por atender ao parâmetro de desempenho que representa boas práticas.
98
Figura 7: Exemplo de avaliação do parâmetro D2.1 do GBTool
A pontuação global do edifício é obtida pela agregação das pontuações com suas respectivas ponderações. Para tanto, a pontuação de cada categoria é obtida através da ponderação dos pontos de cada um dos critérios que a constituem, assim como a pontuação de cada um dos temas principais é obtida através da ponderação dos pontos de suas categorias. Por fim, a pontuação final do edifício é obtida através da ponderação dos pontos de todos os temas principais, conforme esquema representado pela Figura 8.
Figura 8: Estrutura de pontuação do GBTool (adaptado de KALBUSCH, 2006)
A comunicação dos resultados é feita de duas formas distintas: o resultado do desempenho relativo e o resultado do desempenho absoluto do edifício. No primeiro, são apresentadas as pontuações obtidas pelo edifício em cada tema principal avaliado, assim como 99
a pontuação global do edifício. Estes resultados estão diretamente relacionados com a decisão dos pesos na avaliação, uma vez que as pontuações são calculadas após a ponderação de cada questão. A ferramenta gera um gráfico de barras que representa a pontuação de cada um dos temas principais. A Figura 9 apresenta um exemplo de comunicação de resultados do desempenho relativo de um edifício, com a pontuação de cada tema (A a G) e a pontuação total ponderada (2.0).
Figura 9: Exemplo de planilha de resultados do desempenho relativo do edifício
O resultado do desempenho absoluto do edifício é feito por meio de indicadores de sustentabilidade ambiental, que são medidas absolutas do desempenho que caracterizam as práticas sustentáveis do edifício e que facilitam a comparação internacional entre edifícios. Na versão 2005 do GBTool, 12 indicadores são avaliados, dos quais os nove primeiros são valores determinados por área e por área e ocupação: 1. Consumo total de energia primária incorporada, GJ 2. Consumo anual de energia primária incorporada, MJ/ano 3. Consumo anual de energia primária para operação do edifício, MJ/ano 4. Consumo anual de energia primária não-renovável para operação do edifício, MJ/ano 5. Consumo anual de energia primária incorporada e para operação do edifício, MJ/ano 6. Energias renováveis totais usadas para operação do edifício, MJ/ano 7. Consumo anual de água potável para operação do edifício, m3/ano 8. Uso anual de água cinza e água da chuva para operação do edifício, m3/ano 9. Emissão anual de gases do efeito estufa para operação do edifício, kg.CO2 equivalente por ano 100
10. Temperatura em áreas de ocupação primárias naturalmente ventiladas por mais de 90% das horas ocupadas, oC 11. Proporção de área de estruturas existentes reutilizadas no novo projeto, % 12. Proporção de área do projeto provido por reuso de estruturas existentes, %
11.4.3 Leadership in Energy and Environmental Design – LEED for New Construction and Major Renovations (LEED-NC) Version 2.2 Rating System O LEED foi desenvolvido pelo U. S. Green Building Council (USGBC) e a versãopiloto (LEED 1.0) foi lançada em abril de 1999. O LEED for New Construction and Major Renovations 16 (LEED-NC) 2.0 foi introduzido em março de 2000, baseado no teste piloto conduzido em 12 edifícios que receberam certificação e que resultou na reestruturação dos critérios de desempenho e da estrutura interna do método. O LEED-NC versão 2 teve duas revisões significativas: LEED-NC versão 2.1, em 2002, e o atualmente em uso LEED-NC 2.2, publicado em novembro de 2005. Esta metodologia de avaliação é baseada em especificações de desempenho e a avaliação é realizada, assim como no BREEAM, através da obtenção de créditos para o atendimento de critérios pré-estabelecidos. As referências provêm de normas e recomendações de organismos de terceira parte com credibilidade reconhecida, como a ASHRAE, ASTM, USEPA e o DOE. A singularidade do LEED e o apoio de associações e fabricantes de materiais e produtos favoreceram sua ampla disseminação nos Estados Unidos (com derivações para os estados de Minnesota e Califórnia e para a cidade de Seattle17, por exemplo), no Canadá (LEED Canada for New Construction and Major Renovations e LEED Canada for Commercial Interiors) e na Índia (LEED India for New Construction and Major Renovations). Em 2004, os edifícios registrados no LEED foram responsáveis por US$ 7,15 bilhões em torno de 2,7% dos US$ 264 bilhões do mercado de construção comercial nos Estados Unidos. Entretanto, estimativas sugerem que se forem considerados os projetos que seguiram os requisitos do LEED mas não os registraram formalmente, o total do mercado de green buildings pode girar em torno de 30% de todas as construções não residenciais (MCGRAWHILL CONSTRUCTION, 2005, APUD COLE, 2006). Em 2005, na ausência de um referencial nacional e mesmo tendo sido verificada a inadequação da aplicação de metodologias estrangeiras no Brasil (SILVA, 2003; HERNANDES, 2006; SILVA, 2007b), o LEED foi escolhido para certificação de ecoeficiência do projeto de ampliação do CENPES, centro de pesquisas da PETROBRAS no Rio de Janeiro. A utilização do LEED como padrão de referência para a certificação do CENPES impulsionou a utilização do referencial americano em outros edifícios comerciais brasileiros. No momento há apenas um edifício brasileiro certificado pelo LEED: o de uma agência do banco ABN AMRO Real, inaugurada em janeiro de 2007, em Cotia, na Grande São Paulo. Outros 24 projetos brasileiros aparecem como registrados, em novembro de 2007, em algum sistema da família LEED, conforme mostra a Tabela 4 (USGBC, 2007).
16
O LEED-NC é utilizado para edifícios de escritórios, institucionais (bibliotecas, museus, igrejas, entre outros), hotéis e edifícios residenciais com mais de quatro pavimentos. 17
Apesar das metodologias regionais terem reconhecidos benefícios pela identificação de requisitos locais, Ball (2002) considera que esta diversidade pode causar confusões e reduzir o escopo de comparação entre edifícios certificados por diferentes sistemas. Também acrescenta que a constante introdução de novas metodologias tem a tendência de fugir da idéia central holística e rumar a fragmentações. O autor cita como exemplo os Estados Unidos, que tem não menos que 21 grupos separados de certificação, resultando na diluição das informações que as metodologias objetivam prover. Em contraponto, Cole (2005) argumenta que diferentes metodologias têm maiores ou menores pontos fortes e fracos, e as mais novas valhem-se deste conhecimento adquirido para incluir aspectos e elementos que permitam seu uso mais efetivo.
101
Tabela 4: Projetos brasileiros registrados no LEED para certificação (USGBC, 2007) PROJETO Banco Real Agência Bancária
CONSTRUTOR/INCORPORADOR ABN AMRO BANK
Colégio Cruzeiro
SISTEMA
São Paulo - SP
LEED NC 2.2
Rio de Janeiro - RJ LEED NC 2.1
Curitiba Office Park Delboni Auriemo - Dumont Villares Eldorado Business Tower
CIDADE
Curitiba - PR
LEED CS 2.0
São Paulo - SP
LEED NC 2.2
Gafisa S/A
São Paulo - SP
LEED CS 2.0
Morgan Stanley
Banco Morgan Stanley Dean Witter S.A.
São Paulo - SP
LEED CI 2.0
Plaza Mayor Alto da Lapa
Even Construtora e Incorporadora Ltda
São Paulo - SP
LEED NC 2.2
Primavera Office Building
Florianópolis - SC LEED NC 2.1
Príncipe de Greenfield
Porto Alegre - RS LEED NC 2.2
Rochaverá Corporate Towers
Tishman Speyer Properties
São Paulo - SP
LEED CS 2.0
Rochaverá Corporate Towers - Fase II
Tishman Speyer Properties
São Paulo - SP
LEED CS 2.0
SBIBHAE - Edifício 1
São Paulo - SP
LEED NC 2.2
SBIBHAE - Edifício 2
São Paulo - SP
LEED NC 2.2
SBIBHAE - Edifício 3
São Paulo - SP
LEED NC 2.2
SBIBHAE - Unidade Morumbi
São Paulo - SP
LEED EB 2.0
SBIBHAE - Unidade Perdizes
São Paulo - SP
LEED NC 2.2
SERASA
São Paulo - SP
LEED EB 2.0
Even Construtora e Incorporadora Ltda
São Paulo - SP
LEED NC 2.2
Sede SERASA The Gift - Green Square Torre São Paulo
São Paulo - SP
LEED CS 2.0
Ventura Corporate Towers
Tishman Speyer Properties
São Paulo - SP
LEED CS 2.0
Ventura Corporate Towers 2
Tishman Speyer Properties
São Paulo - SP
LEED CS 2.0
Nova Lima - MG
LEED CS 2.0
WT - Águas claras WT - Henrique Valadares WT - Nações Unidas
Rio de Janeiro - RJ LEED CS 2.0 São Paulo - SP
LEED CS 2.0
LEED-NC (for New Construction and Major Renovation); LEED-CS (Core and Shell); LEED-CI (Commercial Interiors); LEEDEB (Existing Buildings)
11.4.3.1 Categorias e requisitos para obtenção de créditos O LEED possui uma estrutura simples, apresentada em forma de um checklist facilmente utilizável para o desenvolvimento de projetos. O critério mínimo para classificação é o cumprimento de 7 pré-requisitos. Após esta etapa o edifício pode receber até 69 pontos, distribuídos em 6 categorias (Tabela 5).
102
Tabela 5: Categorias e requisitos avaliados pelo LEED for New Construction and Major Renovations (LEED-NC) Version 2.2 Rating System CATEGORIAS (% dos pontos) Sítios sustentáveis (20%)
Uso eficiente da água (7%) Energia e atmosfera (25%)
Materiais e recursos (19%)
Qualidade do ambiente interno (22%)
Inovação e processo de projeto (7%)
REQUISITOS AVALIADOS Pré-requisito: Prevenção da poluição nas atividades de construção Requisitos: 1) Seleção do terreno 2) Desenvolvimento de áreas urbanas com infra-estrutura existente 3) Reabilitação de áreas degradadas por contaminação ambiental 4) Transporte alternativo 5) Limitação da perturbação do solo 6) Maximização de espaços abertos 7) Gestão da água da chuva 8) Redução das ilhas de calor 9) Redução da poluição luminosa 1) Paisagismo eficiente 2) Utilização de tecnologias inovadoras para a redução do esgoto produzido 3) Redução no consumo de água Pré-requisitos: 1) Comissionamento de sistemas energéticos da edificação; 2) Eficiência energética mínima; 3) Gestão de gases refrigerantes Requisitos: 1) Otimização do desempenho energético 2) Utilização de energia renovável produzida no local 3) Comissionamento adicional 4) Gestão adicional de gases refrigerantes 5) Medição e verificação de desempenho dos sistemas 6) Utilização de fontes de energia renováveis (green power) de concessionárias Pré-requisitos: Área para separação, coleta e armazenagem de materiais para reciclagem, incluindo (no mínimo) papel, papelão, vidro, plástico e metais Requisitos: 1) Reuso do edifício (manutenção da estrutura, envelope e elementos internos de edifícios existentes, no caso de reformas) 2) Gestão dos resíduos de construção e demolição 3) Reutilização de recursos 4) Uso de materiais com conteúdo reciclado 5) Uso de materiais regionais 6) Uso de materiais de rápida renovação 7) Uso de madeira certificada Pré-requisitos: 1) Desempenho mínimo da qualidade do ar interno; 2) Controle ambiental da fumaça de cigarro Requisitos: 1) Monitoramento da eficiência do sistema de ventilação e das emissões de CO2 2) Aumento nas taxas de ventilação 3) Desenvolvimento e implementação de um Plano de Gestão da Qualidade do Ar Interno para as fases de construção e pré-ocupação do edifício 4) Uso de materiais de baixa emissão de compostos orgânicos voláteis 5) Uso de madeiras sem adição de formaldeído 6) Controle de fontes químicas e poluentes internos 7) Controle dos sistemas pelos usuários 8) Conforto térmico dos usuários 9) Iluminação natural e vistas para o exterior Introdução de inovações ao projeto, como desempenho acima do requerido pelo LEED; iniciativas ambientais não contempladas pelo LEED; ter pelo menos um LEED Accredited Professional participando da equipe do empreendimento; utilização de estratégias ou tecnologias inovadoras que demonstrem significativo benefício ambiental
103
11.4.3.2 Pontuação, ponderação e classificação A classificação obtida pelo edifício na avaliação é apresentada na Tabela 6. Tabela 6: Classificação para certificação LEED
Classificação
Pontos (total 69 pts)
Certificado
26 a 32 pts (40-50%)
Prata
33 a 38 pts (51-60%)
Ouro
39 a 51 pts (61-80%)
Platina
> 52 pts ( > 81%)
Todas as categorias têm o peso definido pelo número de requisitos exigidos. Isto é, não há ponderação entre categorias, mas o número variável de itens dentro delas define implicitamente seus pesos. A certificação é válida por 5 anos e após este período deve haver a solicitação de avaliação em outro programa, como o LEED Existing Buildings ou LEED Commercial Interiors.
11.4.4 Comprehensive Assessment System for Building Environmental Efficiency – CASBEE for New Construction (CASBEE-NC 2004v1.02) O CASBEE é um método desenvolvido em 2002 no Japão e em constante atualização pelo Japan Sustainable Building Consortium – JSBC. Em 2005 iniciou o processo de certificação de edifícios pelo CASBEE e, até dezembro de 2007, haviam sido realizadas 23 certificações (JSBC, 2008). O CASBEE avalia diversas tipologias de edifícios (escritórios, escolas, hospitais e multi-residenciais, entre outros) e é composto por quatro ferramentas de avaliação relacionadas às fases do ciclo de vida do edifício18. O CASBEE-NC, objeto de estudo neste trabalho, encontra-se atualmente na versão 2006. Como neste momento esta edição está disponível apenas em japonês, foi utilizada a versão de 2004 para a análise do sistema, que se encontra disponível para download no site do JSBC (JSBC, 2006). As avaliações dos edifícios são realizadas em três estágios distintos. A primeira avaliação é feita ao final do projeto preliminar; a segunda ao final do projeto executivo e a terceira quando completada a etapa de construção. Os resultados da avaliação do CASBEENC são válidos por três anos após o término da construção. Depois deste período, os edifícios devem ser avaliados segundo o CASBEE-EB. A estrutura de avaliação baseada no desempenho dos edifícios, onde são fixados parâmetros para cinco níveis de desempenho, deriva do GBTool. Segundo Silva (2003), este é um exemplo do atendimento ao objetivo principal do Green Building Challenge em fornecer uma base metodológica sólida para orientar o desenvolvimento de métodos de avaliação locais. A principal diferença do CASBEE para os outros métodos avaliados neste capítulo está na utilização do conceito de ecossistemas fechados, isto é, para determinar a capacidade ambiental relacionada ao edifício a ser avaliado, é proposto um espaço hipotético fechado 18
Ferramenta 0: CASBEE for Pre-design - CASBEE-PD, que avalia o pré-projeto, o planejamento do edifício, escolha do terreno, etc; Ferramenta 1: CASBEE for New Construction - CASBEE-NC, que avalia as especificações de projeto e o desempenho previsto de novas construções; Ferramenta 2: CASBEE for Existing Buildings - CASBEE-EB, que avalia especificações desempenho atuais durante a operação de edifícios existentes; e Ferramenta 3: CASBEE for Renovation CASBEE-RN, que avalia as melhorias de especificação e desempenho do projeto e construção de reformas.
104
delimitado pelas fronteiras do terreno do edifício. Tem-se então a definição e distinção clara de dois tipos de espaços: o espaço dentro dos limites do terreno (propriedade privada) e o espaço fora dos limites do terreno (propriedade pública). Com relação a estes dois espaços, o CASBEE define dois fatores a eles relacionados. Um é o fator de cargas ambientais (L; Building Environmental Loads), definido como o impacto ambiental negativo que se estende para fora do espaço hipotético; o outro é a melhoria da qualidade e desempenho ambiental do edifício (Q; Building Environment Quality and Performance), definido como as melhorias do ambiente para os usuários do edifício. A Figura 10 exemplifica o conceito utilizado pelo CASBEE de espaço hipotético fechado.
Figura 10: Espaço hipotético delimitado pelos limites do terreno
Para integrar a avaliação destes dois fatores, associados aos espaços internos e externos do sistema hipotético, o CASBEE utiliza o conceito de indicador de eficiência ambiental do edifício (Building Environmental Efficiency - BEE), obtido por meio da Equação 1:
BEE =
Q L
Eq. 1
Por estas características particulares, Cole (2005) discorre que a avaliação do edifício pelo CASBEE é apresentada não como uma representação de características ambientais do edifício como um “produto” (como geralmente é tratado em outras metodologias existentes), mas sim e mais explicitamente como uma mensuração de implicações ambientais associadas à provisão de uma série de “serviços”. O CASBEE tem sido amplamente utilizado por agências governamentais japonesas e, para tanto, pode ser modificado de acordo com condições locais, como clima e prioridades no plano de ação. As modificações são geralmente feitas modificando a ponderação dos coeficientes. Dois exemplos de regionalização são o CASBEE Nagoya e o CASBEE Osaka, que sofreram alteração no modelo original para adequação em relação a materiais oriundos de indústrias locais e efeito das ilhas de calor, respectivamente. 105
11.4.4.1 Categorias e requisitos para obtenção de créditos As categorias e requisitos avaliados no CASBEE são apresentados na Tabela 7. O fator Q (qualidade e desempenho ambiental) é dividido em três categorias: Q-1 (ambiente interno); Q-2 (qualidade dos serviços); e Q-3 (ambiente externo ao edifício mas dentro do terreno). O fator LR (redução das cargas ambientais do edifício) também é desmembrado em três categorias: LR-1 (energia); LR-2 (recursos e materiais); e LR-3 (ambiente externo ao terreno). No total são 80 subitens avaliados. Tabela 7: Categorias e requisitos avaliados no CASBEE
Categoria
Requisitos avaliados 1. Ruído e acústica 1.1. Ruído 1.2. Isolamento sonoro 1.3. Absorção sonora
2. Conforto térmico
Q: QUALIDADE AMBIENTAL
Q-1: Ambiente interno
2.1. Controle de temperatura 2.2. Controle da umidade 2.3. Tipo de sistema de condicionamento de ar
3. Iluminação natural e artificial 3.1. Iluminação natural 3.2. Medidas anti-ofuscamento 3.3. Níveis de iluminância 3.4. Controlabilidade dos sistemas de iluminação
4. Qualidade do ar 4.1. Controle de fontes poluentes 4.2. Ventilação; 4.3. Planejamento de controle de poluentes durante a operação do edifício
1. Habilidade dos serviços 1.1. Funcionalidade e usabilidade 1.2. Conforto
2.Durabilidade e confiabilidade Q-2: Qualidade dos serviços
2.1. Resistência a terremotos 2.2. Vida útil dos componentes 2.3. Confiabilidade
3. Flexibilidade e adaptabilidade 3.1. Layout espacial 3.2. Carga das lajes 3.3. Adaptabilidade de sistemas
1. Preservação e criação de ecossistemas Q-3: Ambiente 2. Paisagismo externo (dentro do 3. Características locais e conforto externo terreno) 3.1. Atenção a características locais e melhoria do conforto 3.2. Melhoria do ambiente térmico do terreno
106
Tabela 7 (continuação): Categorias e requisitos avaliados no CASBEE
Categoria
Requisitos avaliados 1. Carga térmica do edifício 2. Utilização de energia natural 2.1. Uso direto de energia natural 2.2. Uso de energias renováveis
3. Eficiência dos sistemas prediais
L: CARGAS AMBIENTAIS
LR-1: Energia
3.1. Sistemas de aquecimento, ventilação e condicionamento de ar 3.2. Sistema de ventilação 3.3. Sistema de iluminação 3.4. Sistema de água quente 3.5. Elevadores 3.6. Equipamentos para melhoria da eficiência energética
4. Operação eficiente 4.1. Monitoramento 4.2. Sistema de gerenciamento da operação do edifício
1. Água 1.1 Redução do consumo de água 1.2. Água da chuva e águas cinzas
2. Uso de materiais de baixa carga ambiental LR-2: Recursos e materiais
2.1. Materiais reciclados 2.2. Madeira sustentável 2.3. Materiais com baixo impacto à saúde dos usuários do edifício 2.4. Reuso de estruturas existentes 2.5. Reuso de componentes e materiais 2.6. Uso de CFCs e halons
1. Poluição do ar 2. Ruído, vibrações e odores 2.1. Ruídos e vibrações
LR-3: Ambiente 2.2. Odores externo (fora do 3. Obstrução ao vento e à luz do sol terreno) 4. Poluição luminosa 5. Efeito ilha de calor 6. Carga na infra-estrutura local
11.4.4.2 Pontuação, ponderação e classificação O desempenho dos edifícios é avaliado segundo uma escala de 5 níveis. Para cada item são atribuídos de um a cinco pontos, segundo critérios de pontuação pré-determinados. De maneira geral, o nível 1 é obtido quando o edifício satisfaz a regulamentação básica e outras condições mínimas necessária. A pontuação 3 corresponde a um edifício comum, que atende a requisitos técnicos e sociais vigentes no momento da avaliação. A pontuação 5 representa as melhores práticas de mercado, possíveis de serem obtidas com tecnologias e conhecimentos atuais. As pontuações 2 e 4, por sua vez, correspondem a níveis de desempenho intermediários. Em alguns itens de avaliação pode não haver níveis de desempenho definidos, indicados como “não aplicável”. Como na maioria das metodologias, o CASBEE também procura priorizar os critérios quantitativos, mas critérios qualitativos também são utilizados. A Tabela 8 apresenta exemplos de requisitos com seus respectivos níveis de desempenho.
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Tabela 8: Exemplos de requisitos avaliados e seus níveis de desempenho
Q - QUALIDADE AMBIENTAL Q-1: AMBIENTE INTERNO 3 - Iluminação natural e artificial 3.3 - Níveis de iluminação 3.3.1 - Iluminância Nível 1 Nível 2 Nível 3 Nível 4 Nível 5
Menor que 500lux 500 lux ou mais, menor que 600lux 600lux ou mais, menor que 750lux ou maior que 1.500lux 750lux ou mais, menor que 1.000lux 1.000lux ou mais, menor que 1.500lux
Q - QUALIDADE AMBIENTAL Q-2: QUALIDADE DOS SERVIÇOS 3 - Flexibilidade e adaptabilidade 3.3 - Adaptabilidade de sistemas 3.3.1 - Facilidade de renovação do sistema de condicionamento de ar Nível 1 Nível 2
Nível 3
Nível 4
Nível 5
Dutos do sistema de condicionamento de ar não podem ser substituídos sem danificar elementos estruturais Em alguns casos, os dutos do sistema de condicionamento de ar podem ser substituídos sem danificar elementos estruturais, mas este método não pode ser aplicado a todos os dutos Espaços e guias para usos futuros foram providos, de forma que praticamente todos os dutos do sistema de condicionamento de ar possam ser substituídos sem danificar elementos estruturais. Alternativamente, não há equipamentos de condicionamento de ar central São usados dutos de condicionamento de ar externos ou espaços previstos no forro, de forma que os dutos podem ser substituídos sem danificar elementos estruturais ou acabamento de superfícies Integração entre arquitetura e equipamentos, instalação de equipamentos no piso ou outras medidas permitem fácil substituição dos dutos do sistema de condicionamento de ar sem danificar o acabamento de superfícies
LR - REDUÇÃO DAS CARGAS AMBIENTAIS LR-2: RECURSOS E MATERIAIS 1 - Água 1.2 Água da chuva e águas cinzas 1.2.1 Sistema de utilização da água da chuva Nível 1 Nível 2 Nível 3 Nível 4 Nível 5
(Não aplicável) (Não aplicável) Não há sistema para reutilização de água Água da chuva é utilizada Uso da água da chuva reduz o consumo de água potável em 20%
Para avaliação do edifício, duas planilhas são preenchidas no estágio de projeto: a planilha principal (com preenchimento de características do edifício, como tipologia, localização e área) e a planilha de pontuação. Nesta planilha, os resultados da avaliação de cada item avaliado são dados como pontuação para Q (qualidade e desempenho do edifício) e LR (redução das cargas ambientais do edifício). O indicador LR avaliado não representa o L
108
(cargas ambientais do edifício), mas o nível de redução das cargas ambientais do edifício impostas fora do limite do sistema. Depois de atribuídas as pontuações a cada item, ocorre a ponderação dentro da categoria correspondente. Os coeficientes de ponderação são definidos através do conhecimento científico atrelado a valores e percepções de outras partes interessadas, como projetistas, construtores e administradores de edifícios. A Tabela 9 apresenta os coeficientes de ponderação definidos para a edição 2004 do CASBEE. Tabela 9: Coeficientes de ponderação definidos para o CASBEE
Categoria Q-1: Ambiente interno Q-2: Qualidade dos serviços Q-3: Ambiente externo (dentro do terreno) LR-1: Energia LR-2: Recursos e materiais LR-3: Ambiente externo (fora do terreno)
Coeficiente de ponderação 0,4 0,3 0,3 0,4 0,3 0,3
A pontuação de cada item de avaliação é multiplicada pelo coeficiente de ponderação e agregado em SQ (pontuação total para Q) e SLR (pontuação total para LR). A apresentação dos resultados é feita de duas formas: por categoria, sumarizados em gráficos de radar, gráficos de barras e valores numéricos; e pelo BEE, calculado através dos resultados de Q e L. A Figura 11 apresenta um exemplo de planilha de pontuação (à direita) e da planilha de resultados (à esquerda), com os gráficos e valores numéricos gerados pela ferramenta.
109
Figura 11: Planilhas de resultados e pontuação do CASBEE (JSBC, 2006)
Para a segunda forma de apresentação, o BEE é definido pela Equação 2:
BEE =
Q 25 * ( SQ − 1) = L 25 * (5 − SLR )
Eq. 2
Onde: SQ = Pontuação da categoria Q SLR = Pontuação da categoria LR O uso do BEE possibilita, além da avaliação numérica, a apresentação simples e clara dos resultados do desempenho ambiental dos edifícios. Os valores do BEE são representados em um gráfico plotando L (cargas ambientais) no eixo x e Q (qualidade e desempenho ambiental do edifício) no eixo y. O resultado do BEE é expresso como o gradiente de uma linha reta passando pela origem (0,0). Quanto maior o valor de Q e menor o valor de L, maior o desempenho ambiental do edifício. Com este processo, torna-se possível apresentar graficamente os resultados da avaliação ambiental do edifício usando áreas delimitadas por estes gradientes. A Figura 12 mostra os resultados das avaliações de edifícios definidos no diagrama como classe C (edifício comum), classe B-, classe B+, classe A e classe S (excelente desempenho).
110
Figura 12: Classificação ambiental do edifício baseado no BEE (JSBC, 2006)
11.4.5 Green Star – Green Star Office Design Rating Tool v2 O Green Star Office Design Rating Tool foi desenvolvido pelo Green Building Council of Australia - GBCA, baseado em sistemas de avaliação pré-existentes: utiliza a estrutura das categorias de avaliação, atribuição de ponderações às categorias e utilização de pontuação global como o BREEAM e a pontuação para inovações do LEED. Um dos principais fatores que desencadearam o desenvolvimento desta ferramenta foi que, na Austrália, os edifícios comerciais produzem 8,8% das emissões nacionais de gases causadores do efeito estufa. Esta parcela significativa contribui para dificultar o atendimento das metas internacionais firmadas para redução de emissão destes gases. Dentre os edifícios comerciais, os edifícios de escritórios e hospitais são responsáveis por 40% das emissões (GBCA, 2007). O primeiro edifício australiano a receber a certificação foi o Brindabella Business Park, em setembro de 2004, na primeira versão da ferramenta. Atualmente o Green Star Office Design Rating Tool está na versão 2 e a proposta do conselho é realizar atualizações anuais, após análise dos comentários públicos realizados no decorrer do ano. Apesar de a certificação Green Star requerer um processo formal, qualquer interessado pode fazer downloads gratuitos no site do GBCA e usar as ferramentas para avaliar e melhorar o desempenho ambiental de seus projetos.
11.4.5.1 Categorias e requisitos para obtenção de créditos Para o projeto de um novo edifício de escritórios ser elegível à certificação deve: avaliar o edifício inteiro e não apenas parte dele; ser um edifício comercial Classe 5, conforme determinado no Building Code da Austrália; atender a no mínimo 45 pontos na auto avaliação; alcançar no mínimo 4 estrelas no Australian Building Greenhouse Rating (ABGR)19; não ser construído em terras de alto valor ecológico e/ou social. 19
Anteriormente ao Green Star a Austrália já utilizava a classificações de desempenho indicada por número de estrelas (numa escala de 1 a 5 estrelas) no Australian Building Greenhouse Rating (ABGR). O ABGR estabelece referências de desempenho para eficiência energética de edifícios e conseqüentes emissões de gases causadores de efeito estufa (CO2/m²/ano). Este sistema de avaliação também observa variações para os diferentes estados e territórios australianos.
111
Os projetos são então avaliados em oito categorias ambientais mais algum possível requisito de inovação. Em cada categoria os pontos são atribuídos para iniciativas que demonstram que um projeto atende aos objetivos gerais e critérios específicos, conforme descrito na Tabela 10. Tabela 10: Categorias e requisitos avaliados pelo Green Star Office Design Rating Tool v2 CATEGORIAS (% dos pontos) Gestão (9%)
REQUISITOS AVALIADOS 1) 2) 3) 4) 5)
6) Água (10%)
Materiais (15%)
Energia (18,2%)
Qualidade do ambiente interno (20,5%)
1) 2) 3) 4) 5) 6) 1) 2) 3) 4) 5)
inclusão de um profissional credenciado pelo Green Star na equipe de projeto; comissionamento dos sistemas da edificação calibração do edifício por um período de 12 meses de operação provisão de manual do usuário e do condomínio Plano de Gestão Ambiental e ISO 14001 implementada à construção do edifício Plano de Gestão de Resíduos de Construção redução no consumo de água potável sistemas de medição do consumo de água para os principais usos de água sistema de detecção de vazamentos redução do consumo de água para irrigação redução do consumo de água potável na torre de resfriamento armazenamento temporário de água suficiente para sistemas de combate a incêndio área para separação, coleta e reciclagem de resíduos produzidos nos escritórios reúso de fachada e estrutura em retrofits de edifícios conteúdo reciclado do concreto e no aço minimização do uso de PVC pela substituição por materiais alternativos utilização de madeira reutilizada pós-consumo e/ou madeira certificada
Pré-requisito: atingir no mínimo 4 estrelas na avaliação do Australian Building Greenhouse Rating (ABGR) 1) eficiência energética acima do estabelecido pela avaliação 4 estrelas do ABGR 2) medição setorizada (para usos energéticos da edificação com mais que 100kVa) 3) densidades de potência de iluminação 4) limitação da abrangência das zonas luminosas 5) redução na demanda energética no horário de ponta 1) taxas de ventilação e eficiência das trocas de ar 2) controle e monitoramento do CO2 3) iluminação natural 4) controle de ofuscamento 5) instalação de reatores de alta freqüência nas luminárias fluorescentes 6) níveis de iluminância 7) vistas externas 8) avaliação dos níveis de conforto térmico, 9) controle do conforto térmico individual 10) realização de pesquisa e remoção de asbestos 11) níveis de ruído interno 12) uso materiais com baixo conteúdo de VOCs 13) uso de produtos de madeiras compostas de baixa emissão de formaldeído 14) prevenção de mofo 15) sistema de exaustão para remoção de poluentes internos
112
Tabela 10 (cont.): Categorias e requisitos avaliados pelo Green Star Office Design Rating Tool v2 CATEGORIAS REQUISITOS AVALIADOS (% dos pontos) 1) limitação de estacionamento para veículos individuais Transporte 2) provisão de estacionamento para carros pequenos (8,3%)
Uso do solo e ecologia (4,5%)
Emissões (10,5%)
Inovação (5 pontos = 4%)
3) facilidades para ciclistas 4) proximidade do edifício a transportes públicos Pré-requisito: valor ecológico do terreno Requisitos: 1) reúso do solo 2) recuperação de áreas contaminadas 3) não alteração do valor ecológico do terreno 4) balanceamento de corte e aterro no terreno e não retirada de camada superior 1) utilização de gases refrigerantes com baixo potencial de destruição da camada de ozônio e baixo potencial de aquecimento global 2) instalação de um sistema de detecção de vazamentos de gases refrigerantes 3) controle da poluição de cursos d’água 4) redução do fluxo de esgoto a ser tratado pelo município 5) redução da poluição luminosa 6) não utilização de torres de resfriamento servindo o edifício 7) uso de isolantes térmicos sem substâncias causadoras de destruição da camada de ozônio na sua manufatura ou composição Introdução de inovações ao projeto, como desempenho acima do requerido pelo Green Star, iniciativas ambientais não contempladas pelo Green Star, utilização de estratégias ou tecnologias inovadoras que demonstrem um significativo benefício ambiental
11.4.5.2 Pontuação, ponderação e classificação As ferramentas do Green Star atribuem pontos quando os requisitos específicos de cada categoria são atendidos. A pontuação final (global) de um projeto é determinada por: 1. Cálculo da pontuação das categorias: A pontuação de cada categoria é baseada na percentagem de pontos atingidos, conforme Equação 320.
Pontuação _ da _ categoria =
N ° pontos _ atingidos x100 N ° pontos _ disponíveis
Eq. 3
Nem todos os créditos são aplicáveis para todos os projetos e muitos deles têm uma opção N.A. (não aplicável). Nessas situações, os pontos para estes créditos são excluídos do número de pontos disponíveis usados para calcular a pontuação da categoria. Isto previne distorções nas pontuações das categorias (para mais ou para menos) relacionadas a assuntos que não se aplicam naquele determinado projeto ou edifício. 2. Aplicação da ponderação: Uma ponderação é aplicada a cada categoria, com exceção da categoria Inovação (uma vez que a inovação pode ocorrer em qualquer outra categoria). Esta ponderação balanceia a inerente ponderação que ocorre devido ao número de pontos disponíveis em cada categoria avaliada. A ponderação varia com a localização geográfica do edifício, para refletir a importância da categoria em cada estado ou território. Por exemplo, a água potável tem maior significância no sul da 20
Por exemplo: se 15 pontos forem atingidos em energia, num total de 24, a pontuação da categoria seria 62,5%.
113
Austrália do que em territórios do norte, portanto, a categoria Água tem maior peso no sul. Os pesos atribuídos a cada categoria pelo GBCA (Tabela 11) foram derivados considerando documentos científicos relevantes e consulta a partes interessadas. Os pesos podem variar em até 5% para mais ou para menos, conforme o estado ou território em que se localiza o edifício avaliado. Tabela 11: Média da ponderação utilizada pelo Green Star (GBCA, 2007)
Categoria Gestão Qualidade do ambiente interno Energia Transporte Água Materiais Uso do solo e ecologia Emissões Total
Peso 10% 20% 25% 10% 12% 10% 8% 5% 100%
A pontuação ponderada da categoria é calculada pela Equação 421: Pontuação _ ponderada _ da _ categoria =
Pontuação _ da _ categoria(%) xFator _ de _ ponderação(%) Eq. 4 100
3. Agrupamento das categorias ponderadas: A pontuação final é determinada pelo agrupamento da pontuação de todas as categorias ponderadas, adicionando algum possível ponto de inovação que pode ter sido alcançado (Figura 13). A pontuação máxima possível para as categorias ponderadas é 100, com 5 pontos adicionais disponíveis para inovação.
Figura 13: Estrutura de avaliação do Green Star Office Design Rating Tool v2 (GBCA, 2007)
21
Usando o mesmo exemplo anterior, a pontuação ponderada da categoria seria: (62,5 x 25 / 100) = 15,625.
114
A classificação no Green Star é determinada pela comparação da pontuação geral com a escala abaixo: Uma estrela = 10 a 19 pontos Duas estrelas = 20 a 29 pontos Três estrelas = 30 a 44 pontos Quatro estrelas = 45 a 59 pontos (melhores práticas) Cinco estrelas = 60 a 74 pontos (excelência na Austrália) Seis estrelas = 75 pontos ou mais (liderança mundial) A certificação é concedida aos edifícios que atingem a pontuação de 4, 5 ou 6 estrelas. 11.4.6 NF Bâtiments Tertiaires – Démarche HQE® Bureau et Einseignement O processo de certificação de “Empreendimentos Comeciais de Elevado Desempenho Ambiental” baseou-se nos referenciais elaborados em 2002 pelo Centre Scientifique et Technique du Bâtiment (CSTB) e foi testado em 20 empreendimentos franceses, entre 2003 e 2004, com a finalidade de validar a metodologia de certificação HQE®22 na França. Sua versão oficial, como norma integrante da Associação Francesa de Normatização (AFNOR), foi publicada em fevereiro de 2005 e o primeiro certificado da norma NF Bâtiments Tertiaires Démarche HQE® foi emitido em março de 2005. A atividade de certificação do HQE dos edifícios do setor de serviços que se iniciou no CSTB foi transferido, em 1o de maio de 2006, para uma nova empresa chamada Certivéa, a filial de certificação de agentes e de empreendimentos de construção do grupo CSTB. A certificação é composta por duas partes inter-relacionadas: o referencial SMO – Système de Management d’Operation (Sistema de Gestão do Empreendimento); e o referencial QEB – Qualité Environnementale du Bâtiment (Qualidade Ambiental do Edifício). O primeiro pode ser considerado universal, válido para o Brasil, por exemplo, praticamente tal como publicado. Já o segundo é adaptado às construções e às legislações francesas (CARDOSO, 2003). O referencial SMO é uma particularidade da certificação francesa, onde não somente o edifício é certificado, mas também o empreendimento em todo o seu desenvolvimento. Através do SMO são declaradas ações e fatores que permitirão que os objetivos referentes à qualidade ambiental do edifício se realizem durante todo o empreendimento. Também através dele, as diretrizes de ações a serem tomadas são passadas aos consultores ambientais, engenheiros, arquitetos e a todos os profissionais ligados ao empreendimento. Em suma, o SMO é a base para o empreendedor na gestão do empreendimento, assegurando que a qualidade ambiental, definida pelo referencial QEB, seja alcançada. Além do referencial SMO, uma segunda característica marcante da certificação francesa é que ela impõe que todas as categorias apresentem um desempenho pelo menos igual ao normalizado, regulamentar ou correspondente às práticas usuais. Além disso, não há escala de atribuição do certificado: o empreendimento é ou não é ambientalmente correto, respondendo a um perfil ambiental coerente. Outro ponto inovador do referencial francês é a flexibilidade garantida pela possibilidade de priorizar o atendimento a categorias mais relevantes para o empreendedor, desde que devidamente acompanhadas por justificativas.
22
®
A Associação HQE - Haute Qualité Environnementale dês Batiments constitu o fórum setorial de discussões sobre questões ambientais na construção civil e é composta por agentes envolvidos na realização de empreendimentos, como a administração pública direta, as entidades de fornecedores de produtos e serviços, ministérios interessados pela questão, instituições de pesquisa, entre outros.
115
O método francês diferencia-se de outros sistemas de certificação por ter o escopo ampliado para além das preocupações ambientais, de conforto e saúde, requerendo a realização de análise de custos globais da operação. Assim como no CASBEE, a avaliação vai além da verificação do atendimento aos índices de desempenho relativos às características do produto final edificado, avaliando o edifício em três ocasiões distintas: fases de programa, projeto e execução.
11.4.6.1 Categorias e requisitos para obtenção de créditos O referencial QEB contém as metas para que a qualidade ambiental seja alcancada pelo empreendimento. O entendimento adotado para o conceito de qualidade ambiental, nesta metodologia, representa a qualidade ambiental (relacionada ao edifício, incluindo a qualidade da construção e a de seu uso e operação), sanitária e de conforto (relacionadas aos usuários do edifício). As 14 categorias e os requisitos nelas exigidos são apresentados na Figura 14.
ECO-CONSTRUÇÃO
ECO-GESTÃO
CONFORTO
SAÚDE
{
{ { {
1- Relação do edifício com o seu entorno 2- Escolha integrada dos produtos, sistemas e processos construtivos 3- Canteiro de obras com baixo impacto ambiental 4- Gestão da energia 5- Gestão da água 6- Gestão de resíduos 7- Gestão da manutenção 8- Conforto higrotérmico 9- Conforto acústico 10- Conforto visual 11- Conforto olfativo 12- Qualidade sanitária dos ambientes 13- Qualidade sanitária do ar 14- Qualidade sanitária da água
Figura 14: Categorias e requisitos avaliados pelo HQE
11.4.6.2 Pontuação, ponderação e classificação A certificação não se baseia em um sistema de pontuação e sim em perfis ambientais previamente definidos pelo empreendedor. A definição do perfil é feita a partir da análise das características do empreendimento; das vantagens e desvantagens com relação ao local onde será implantado; das exigências legais e regulamentares pertinentes; das necessidades e expectativas das partes interessadas; dos objetivos ambientais do empreendedor; e da avaliação de custos de investimentos e funcionamento do empreendimento. Este perfil determina as categorias de preocupação ambiental, sanitária e de conforto que serão privilegiadas, dentre as 14. As categorias privilegiadas deverão ter um desempenho igual ou superior ao constatado em empreendimentos realizados na França, considerados como exemplos de excelência ambiental, ou ao menos superior ao das práticas usuais. Já as
116
categorias não priorizadas terão um desempenho menor, igual ao normalizado ou regulamentar ou equivalente às práticas usuais. Cada categoria pode ser classificada em três níveis possíveis de desempenho: 1) Base: desempenho de nível normativo, regulamentar ou correspondentes às boas práticas correntes; 2) Performant: nível intermediário, definido como os níveis superiores às boas práticas correntes; e 3) Très Performant: nível superior, definido como os desempenhos máximos constatados recentemente em empreendimentos já realizados na França, considerados pelos agentes do setor como exemplos de práticas de alta qualidade ambiental e que sejam reprodutíveis em outros empreendimentos. Para obter a certificação, o empreendedor deverá priorizar, dentre as 14 categorias, no mínimo 4 que responderão às exigências do nível Performant; 3 que responderão às exigências do nível Très Performant e as demais 7 deverão atender às exigências do nível Base. Esta estrutura promove a elaboração de perfis ambientais que priorizam a importância das categorias e é o recurso utilizado pela metodologia francesa ao invés de propor um método de ponderação dos critérios de avaliação. Um exemplo de perfil ambiental é apresentado na Figura 15.
Figura 15: Exemplo de perfil ambiental de empreendimento 117
O resultado final para o empreendimento é a certificação ou não, não havendo nenhum nível hierárquico (maior ou menor desempenho ambiental). No caso de certificação, o empreendedor tem o direito de uso da marca23 NF Bâtiments Tertiaires – Démarche HQE® ao longo de toda a operação. Para tanto, a operação deve se submeter a três auditorias: ao final das fases planejamento, projeto e execução. As auditorias devem verificar a adequação, tanto do sistema de gestão implementado quanto das avaliações ambientais feitas pelo empreendedor, atestando a sua conformidade ao perfil ambiental mínimo estabelecido (CSTB, 2005).
11.4.7 Sustainable Building Assessment Tool - SBAT O SBAT é uma ferramenta de avaliação da sustentabilidade de edifícios desenvolvida em 1999 pelo Council for Scientific and Industrial Research (CSIR) da África do Sul. O objetivo do SBAT é avaliar não apenas o desempenho ambiental do edifício, mas também a contribuição do edifício em amparar e desenvolver sistemas mais sustentáveis nos seus arredores. Além das questões ambientais, avalia aspectos sociais e econômicos. Como o próprio nome diz, o SBAT é uma ferramenta para auxílio no desenvolvimento de projetos e tomada de decisões e não atribui certificação aos edifícios avaliados. A ferramenta e as instruções de uso fazem parte do Sustainable Buildings CD, disponível no CSIR. A ferramenta pode ser utilizada em todas as tipologias de edificações e em todas as etapas do ciclo de vida do edifício, desde o programa de necessidades até a desconstrução (em determinadas etapas alguns requisitos podem se tornar não aplicáveis).
11.4.7.1 Categorias e requisitos para obtenção de créditos A ferramenta é composta por 15 categorias consideradas essenciais para representar a sustentabilidade dos edifícios, arranjadas nos aspectos ambientais, sociais e econômicos (Tabela 12).
23
A marca NF (Norma Francesa) é propriedade da Association Française de Normalisation (AFNOR), a qual concede à AFNOR Certification uma licença de exploração desta marca coletiva de certificação. A marca Démarche HQE® caracteriza a imagem ambiental da certificação e é promovida pela Association HQE® e pela AFNOR Certification.
118
Tabela 12: Categorias e requisitos avaliados pelo SBAT
ASPECTOS AMBIENTAIS
Água
Energia Resíduos Terreno Materiais e componentes
ASPECTOS SOCIAIS
Conforto dos usuários
Ambiente inclusivo Acesso a facilidades Participação e controle
Educação, saúde e segurança
Economia Local
ASPECTOS ECONÔMICOS
Eficiência de uso
Adaptabilidade e flexibilidade
Custos correntes
Custos capitais
Redução do consumo de água potável Utilização de pavimentos semi-permeáveis Uso de vegetação nativa Minimização dos gastos energéticos com transporte Ventilação natural Eficiência energética e uso de equipamentos eficientes Uso de energias renováveis Separação de resíduos para reciclagem Resíduos (esgoto e resíduos de construção e demolição) reciclados no local Implantação do projeto em áreas previamente desenvolvidas Limitação da perturbação na vizinhança % do terreno coberto por vegetação Energia embutida Materiais e componentes de fontes renováveis (animais e vegetais) e com baixo potencial de destruição da camada de ozônio 3) Reutilização de materiais 1) Iluminação e ventilação natural 2) Ruído interno e externo 3) Conforto térmico 4) Vistas para o exterior 1) Proximidade aos transportes públicos 2) Avisos compreensivos localizados nas entradas do edifício 3) Acessibilidade 4) Banheiros acessíveis 5) Mobiliário e acessórios acessíveis Usuários do edifício podem andar ou usar transporte público para ter acesso a facilidades (bancos, restaurantes, meios de comunicação,...) 1) Controles acessíveis aos usuários 2) Espaços sociais informais de reunião 3) Grupo de usuários envolvidos no processo de projeto 1) Espaços/facilidades disponíveis para educação 2) Treinamento dos operários da construção 3) Segurança da edificação 4) Acesso a informações sobre saúde e segurança (HIV/AIDS) 5) Materiais e componentes não têm impactos negativos na qualidade do ar interno 6) Registro de acidentes ocupacionais e doenças Mão-de-obra, materiais, componentes e manutenção contratados localmente 1) Capacidade do edifício usada diariamente 2) Tempo de ocupação diária do edifício 3) Espaço por ocupante 4) Coordenação de tamanhos de componentes para minimizar o desperdício 1) Alturas verticais 2) Projeto flexível para uso dos espaços externos 3) Divisões internas facilmente adaptáveis 4) Planejamento modular permitindo fáceis adaptações internas 5) Mobiliário modular pode ser configurado para diferentes usos 1) Provisão do manual do usuário e treinamento inicial sobre os sistemas do edifício a todos os novos usuários 2) Consumo e desperdício: análise do desempenho do edifício (água, eletricidade, desperdício, acidentes) 3) Sistema de medição da água e energia 4) Acesso fácil e seguro para manutenção e limpeza, usando equipamentos simples e materiais locais não perigosos 1) Necessidades locais; envolvimento de contratante e manufaturas locais 2) Custos do edificio 3) Custos capitais alocados para novas tecnologias sustentáveis 4) Reutilização de edifícios existentes 1) 2) 3) 1) 2) 3) 4) 1) 2) 1) 2) 3) 1) 2)
119
Gibberd (2003) em sua tese de doutoramento analisa cada um dos requisitos da ferramenta, indicando pontos fortes e pontos que deveriam ser revisados para melhor clareza e adequação de uso da ferramenta.
11.4.7.2 Aplicação e apresentação dos resultados Para aplicação da ferramenta no auxílio ao desenvolvimento de um projeto de um novo empreendimento, por exemplo, o usuário deve compor seus objetivos selecionando em uma tabela (Target Setting Table) um nível de desempenho desejável (variando de 1 a 5) para cada requisito: se o requisito for considerado irrelevante para o projeto, atribui-se 1; se for pouco importante, 2; e assim por diante, até o requisito ser considerado essencial (5) para aquele projeto. Para avaliação do projeto propriamente dito, o usuário deve indicar a porcentagem de atendimento de cada requisito, variando de 0 a 100% (se o critério não for atendido atribui-se 0% e se for totalmente atendido, 100%). A planilha calculará o número de pontos obtidos para cada requisito e comporá o relatório final avaliando os aspectos sociais, econômicos e ambientais individualmente, e indicando um desempenho global do edifício em termos de sustentabilidade. A ferramenta irá gerar relatórios gráficos que apresentam os objetivos e o desempenho alcançado pela edificação após sua avaliação (Figura 16).
Figura 16: Exemplo de relatório gráfico gerado pelo SBAT
11.4.8 Modelo proposto por Silva (2003) O trabalho de doutoramento de Silva (2003) propõe diretrizes e uma base metodológica para a avaliação da sustentabilidade de edifícios de escritórios brasileiros. O modelo destinase a avaliar e classificar o desempenho potencial dos edifícios, ao longo de seu ciclo de vida, em relação a metas de sustentabilidade. Aplica-se a edifícios com ocupação acima de 80% e 120
com tempo de uso entre 1 e 3 anos (para assumir que o desempenho estimado na avaliação não tenha sido afetado por eventual perda de eficiência ao longo do tempo e permitir o uso de dados do consumo de água e energia emitidas nas contas das concessionárias). Os limites do sistema (Figura 17) foram definidos para manter o foco no empreendimento e enfatizar as etapas de construção e uso inicial de edifícios de escritórios. Alguns aspectos de planejamento e projeto são também considerados, porém não no mesmo nível de detalhamento que as etapas de construção, uso e operação. Além disso, inclui a avaliação da empresa construtora do empreendimento.
Figura 17: Limites do sistema de avaliação proposto por Silva (2003)
De acordo com Silva (2003), um ciclo completo de desenvolvimento de indicadores compreende quatro atividades: 1) derivação e seleção preliminar de indicadores; 2) seleção ou desenvolvimento de estrutura analítica; 3) implementação e validação dos indicadores propostos através de estudos de casos; 4) benchmarking dos valores dos indicadores e metas de desempenho. Devido a limitações de tempo e escopo, o foco do trabalho de Silva (2003) recaiu nas atividades 1 e 2. Já as atividades de implementação e validação e de benchmarking dos valores dos indicadores e metas foram deixados para trabalhos futuros. 11.4.8.1 Categorias e requisitos para obtenção de créditos Os requisitos a serem avaliados foram agrupados em cinco categorias principais: gestão do processo, desempenho ambiental, desempenho social, desempenho econômico e comprometimento e proatividade da empresa construtora. As categorias e os requisitos propostos são apresentados na Tabela 13.
121
GESTÃO DO PROCESSO (23%)
Integração de gestão ambiental ao planejamento do processo
DESEMPENHO AMBIENTAL (21%)
Tabela 13: Categorias e requisitos propostos por Silva (2003)
Consumo de recursos ao longo do ciclo de vida do edifício
- Implantação de práticas de melhoria ambiental do projeto e no canteiro de obras - Implantação de práticas de gestão de resíduos de uso - Sistema de gestão de uso da água e de energia implantados
Integração de práticas de controle de qualidade ao processo - Controle da qualidade do projeto (coordenação de projetos) e no canteiro de obras - Planejamento da operação e manutenção do edifício - Ajuste de desempenho de sistemas prediais pré-ocupação - Uso do solo e alteração da ecologia e biodiversidade locais - Uso de energia ao longo do ciclo de vida - Consumo de água e gestão de efluentes ao longo do ciclo de vida - Consumo e responsabilidade no uso de materiais de construção - Perdas registradas nos serviços principais
Cargas ambientais geradas ao longo do ciclo de vida do edifício - Emissão de substâncias causadoras de efeito estufa; que provocam dano à camada de ozônio; causadoras de acidificação; formadora de foto-oxidantes (formação de ozônio fotoquímico); com potencial de eutroficação; carcinogênicas (dano à saúde humana)
- Resíduos sólidos - Efluentes
DESEMPENHO SOCIAL (17%)
Impactos sobre os operários - Situação empregatícia - Satisfação dos funcionários - Saúde ocupacional, segurança e local de trabalho
Impactos sobre os usuários do edifício - Qualidade do ambiente interno, do ambiente externo e qualidade dos serviços
Impactos sobre a sociedade
COMPROMETIMENTO DESEMPENHO E PROATIVIDADE ECONÔMICO (22%) (18%)
- Relacionamento com a comunidade local, com clientes e usuários finais e com fornecedores
Produtividade Melhoria no produto oferecido - Processo de projeto/construção - Aumento da satisfação, bem-estar e valor para usuários finais e vizinhança
Investimento, agregação de valor e benefícios recebidos - Valor agregado e retorno de capital - Investimentos diretos e indiretos - Benefícios resultantes de investimentos em sustentabilidade
Sustentabilidade como prioridade corporativa Proatividade em sustentabilidade Valorização e investimento em recursos humanos Contribuição para a construção de comunidades estáveis Relacionamento com a sociedade
122
11.4.8.2 Pontuação, ponderação e classificação A estrutura de avaliação e uma lista abrangente de indicadores a ela relacionados foram submetidas à consulta de partes interessadas da construção civil do Estado de São Paulo para que: 1) analizassem a viabilidade de emprego dos indicadores propostos e 2) realizassem julgamentos da importância relativa dos indicadores, com base em matrizes de comparação fornecidas. Trinta e sete pessoas participaram da etapa de julgamento e análise dos requisitos. A segunda tarefa foi mais trabalhada pelo grupo e são apresentados resultados na tese (obtenção de pesos para cada categoria e a percepção de relevância dos itens do módulo de desempenho ambiental); já sobre a primeira tarefa, algumas poucas considerações são feitas. No modelo proposto, depois de definidos os benchmarks dos valores dos indicadores e metas (não discutidos no trabalho de Silva (2003)), a pontuação dos itens seria atribuída dentro de uma escala linear de desempenho. A Figura 18 mostra esta escala, que segue o modelo do GBTool versão 2002 (versão anterior à apresentada no item 2.4.2 ), de onde Silva (2003) propunha adaptar parte do módulo de avaliação ambiental do edifício.
Figura 18: Escala linear de avaliação de desempenho
Os intervalos representariam: -2: desempenho inferior ao desempenho de referência (benchmark); 0: desempenho de referência (benchmark); +1 a +4: níveis intermediários de desempenho (nota +1 representaria pequena melhora em relação ao benchmark definido e a nota +4 uma melhora significativa em relação ao benchmark); +5: desempenho avançado em relação à pratica corrente, definido de forma que possa ser alcançado por meio de tecnologias e práticas existentes. As avaliações qualitativas, que não pudessem ser diretamente quantificadas, seriam avaliadas através de descrições verbais (critérios prescritivos) associadas aos intervalos da escala de desempenho, também variando de -2 a +5. Cada requisito receberia uma pontuação que seria agregada até se obter uma classificação para o edifício e outra para a construtora. O atendimento do desempenho mínimo em cada etapa (>50%) seria o critério eliminatório. Os resultados dos itens dentro das
123
categorias receberiam uma ponderação24 para se obter a pontuação da categoria. Por sua vez, as pontuações das categorias seriam agregadas para formar um índice de sustentabilidade, variando entre 1 e 5, segundo a escala indicada na Tabela 14. O resultado seria apresentado tanto na forma de um perfil de desempenho quanto dos índices obtidos pelo edifício e pela empresa avaliados. Tabela 14: Escala para atribuição de índices de sustentabilidade de acordo com a pontuação obtida
Faixas de pontos Índices de sustentabilidade (IS) >90%
5
81-90%
4
71-80%
3
61-70% 50-60%
2 1
Classes de desempenho Classe A Classe B Classe C
Pontos de bônus seriam atribuídos como incentivo à adoção de boas práticas; de práticas inovadoras de projeto, construção e gestão; a itens que expressam alto grau de comprometimento com a sustentabilidade; que sejam considerados difíceis de serem alcançados, ou que necessitem de tempo para serem incorporados às práticas de mercado. Estes bônus seriam contabilizados à parte, pela adição de até 5 estrelas à classe de desempenho obtida, de acordo com a seguinte escala: 80% dos pontos de bônus = 5 estrelas 61 - 80% dos pontos de bônus = 4 estrelas 41 - 60% dos pontos de bônus = 3 estrelas 21 - 40% dos pontos de bônus = 2 estrelas 1 - 20% dos pontos de bônus = 1 estrela O modelo de avaliação proposto está sintetizado na Tabela 15. A coluna “pontos críticos” identifica barreiras a serem superadas para atingir condições ideais de implementação.
24
Os pesos seriam determinados por consulta a um painel de especialistas e partes interessadas da construção civil.
124
Tabela 15: Síntese do modelo proposto por Silva (2003)
O que avaliar?
Diretrizes Aspectos metodológicos Escopo da avaliação Aplicação Limites do sistema
Estrutura de avaliação
Como avaliar?
Sistema de pontuação
Uso de LCA
Como comunicar o resultado obtido?
Quanto atingir?
Ponderação
Escala de desempenho
Pontuação mínima
Comunicação de resultados
Implementação Pontos críticos Cenário futuro (projeção 5 anos) Sustentabilidade (aspectos ambientais, sociais e econômicos) Classificação de desempenho Foco no empreendimento (produto e processo) Sensibilização dos agentes Edifício e construtora, considerando Limites do sistema envolvidos no ciclo do as etapas de projeto, construção e envolvendo todos empreendimento gestão os agentes e etapas do ciclo do empreendimento Abordagem adotada: itens a - Desempenho ambiental avaliar e respectivos indicadores - Desempenho Social definidos com base em agenda setorial, diretrizes da UNCSD, - Desempenho econômico da GRI e da CIRIA; análise dos - Gestão do processo métodos de avaliação existentes e consulta às partes interessadas - Comprometimento e proatividade Cenário imediato
Falta de dados, normas e de cultura de avaliação por desempenho Necessidade de sensibilização (o método tem papel educativo importante) Não. Metas empíricas para uso de Sim, onde aplicável Inventário do ciclo de vida de materiais, água e energia materiais principais, fornecimento de água e energia (necessita pesquisa adicional) Definição do critério de Explícita, com pesos declarados ponderação Apenas no nível hierárquico mais Em vários níveis Abordagem adotada: emprego alto (ambiental, social, econômico, hierárquicos de processo de análise gestão e comprometimento) hierárquica (AHP) Necessita coleta de dados para Metas empíricas a serem posteriormente validadas e periodicamente revistas definem escala de desempenho a caracterização do desempenho de referência e definição de partir de referências da prática típica e da prática de metas excelência A revisão das metas necessita Critérios a serem revisados periodicamente de dados Critério de elegibilidade: >50% dos pontos em cada categoria Classifica a partir de 50% do total de pontos ponderados Híbrido: critérios prescritivos + orientações de desempenho onde possível Pontuação evolutiva (Preq + Créditos + Bônus)
Orientado a desempenho
Comunicação numérica: - 3 classes de desempenho (A, B e C) e índices de sustentabilidade (1 a 5) em função da pontuação - 1 a 5 estrelas, em função dos bônus Comunicação gráfica: - discos de sustentabilidade (perfis de desempenho)
Os resultados da avaliação seriam expressos por discos de sustentabilidade, como mostrado no exemplo hipotético da Figura 19. A linha branca detalha o perfil de sustentabilidade do edifício em relação a todas as categorias e requisitos avaliados. O polígono vermelho representa o desempenho obtido para as quatro categorias principais: se o critério de elegibilidade for atendido (>50% dos pontos em cada etapa), os vértices do 125
polígono estarão fora ou, no máximo, sobre as arestas do quadrado amarelo no centro do disco. A pontuação total ponderada relacionaria o empreendimento a uma das três classes de desempenho previstas. Na parte superior da Figura 19, os discos de sustentabilidade destacam o perfil de desempenho (esquerda) e o desempenho por tema (direita). Na parte inferior, da esquerda para a direita, é feita indicação de: (a) classes de desempenho (classe C); (b) pontuação de bônus (2 estrelas); (c) pontuação global ponderada (55%); (d) índice global de sustentabilidade (1) (e) índice de sustentabilidade por tema (1, 2, 1 e 2), em função da pontuação obtida em cada um deles antes da ponderação (50%, 62%, 57%, 67%); (f) pesos utilizados (26%, 21%, 26%, 27%) para a obtenção da pontuação global. A proposta é para avaliação realizada em duas etapas: 1) auto-avaliação: preenchimento dos formulários de avaliação pelos interessados; 2) revisão da auto-avaliação: feita por avaliadores credenciados. Homologação dos resultados com base em documentação e evidências de desempenho anexadas (caso se deseje a classificação do desempenho).
Figura 19: Apresentação dos resultados gráficos de uma avaliação hipotética (SILVA, 2003)
126
11.5 COMPARAÇÃO E DISCUSSÃO SOBRE AS METODOLOGIAS Todas as metodologias de avaliação analisadas no item anterior partilham do mesmo objetivo primário: estimular a demanda de mercado por edifícios com melhor desempenho ambiental ou sustentável. Todavia, a análise das metodologias possibilitou a elaboração de uma tabela comparativa entre elas (Tabela 16) e o discorrer de alguns comentários sobre pontos-chave dos métodos: - Quanto ao escopo de avaliação, o SBAT, Silva (2003) e o GBTool focam nas três dimensões da sustentabilidade, enquanto que as demais restringem-se à avaliação de aspectos ambientais. Conforme discorrido no item 11.3, espera-se que os países em desenvolvimento evitem impactos ambientais negativos sem deixar de lado questões prioritárias de ordem social e econômica, e os dois primeiros métodos assim o fazem. O GBTool, que em sua primeira versão avaliava apenas aspectos ambientais, ampliou seu escopo visto que é uma ferramenta de utilização internacional e inclui, portanto, países em desenvolvimento. Dos métodos utilizados em países desenvolvidos, o HQE é o único que inclui requisitos econômicos, exigindo uma análise de custos globais de operação do edifício. - Quanto ao conteúdo avaliado, pôde-se perceber a recorrência de blocos comuns de avaliação (identificados por cores na Tabela 16). Todas as metodologias incluem preocupações com o uso do solo, energia, água, qualidade do ambiente interno e uso de materiais e recursos. A maior variação fica por conta dos pesos que cada categoria representa dentro do sistema, variando de acordo com o contexto geográfico, as práticas construtivas e de projeto, o clima, as prioridades de regulamentações e do mercado, expectativas de mercado e, principalmente, em função das agendas ambientais de cada país. Temas ambientais com efeitos globais, como as emissões de poluentes causadores do aquecimento global e danos à camada de ozônio são, de alguma, incluídos em todos os métodos de avaliação, pois são consensualmente reconhecidos como de grande importância (SILVA, 2003). O GBTool , o SBAT e o modelo proposto por Silva (2003) incluem no escopo de avaliação aspectos sociais e econômicos, além dos ambientais. No entanto, a maior diferença no conteúdo das metodologias é do HQE, que inclui o referencial SMO - avaliando a gestão do empreendimento em todo o seu desenvolvimento – e a realização de análise de custos globais da operação e do modelo proposto por Silva (2003), que inclui a avaliação da empresa construtora, além do objeto edificado.
127
Tabela 16: Tabela comparativa entre as metodologias analisadas
Escopo de avaliação
BREEAM
GBTool
LEED
CASBEE
Green Star
HQE
SBAT
SILVA (2003)
Ambiental
Ambiental, social e econômico
Ambiental
Ambiental
Ambiental
Ambiental e análise de custos globais de operação
Ambiental, social e econômico
Ambiental, social e econômico
Uso do Solo
Seleção do terreno, planejamento e desenvolvimento do projeto
Sítios sustentáveis
Energia
Energia
Energia (e atmosfera ) Energia
Água
Consumo de recursos (água) Uso eficiente da água
Materiais
Consumo de recursos (materiais)
Saúde e Conforto
Categorias avaliadas Poluição Transporte Gestão
Benchmarks
Pré-definidos pelo BRE
Materiais e recursos
Ambiente externo (dentro do terreno)
Uso do solo e ecologia
Relação do edifício com o seu entorno
Terreno
Energia
Gestão da energia
Energia
Recursos e materiais Água (água)
Gestão da água
Água
Recursos e materiais Materiais (materiais)
- Escolha integrada dos produtos, sistemas e processos construtivos - Gestão de resíduos
Qualidade do ambiente interno
Qualidade do ambiente interno
Ambiente interno
Qualidade do ambiente interno
Cargas ambientais
(Energia e) atmosfera
Ambiente externo (fora do tereno)
Emissões
Desempenho a longo prazo
Inovação e processo de projeto
Qualidade dos serviços
Transporte
Aspectos sociais e econômicos Funcionalidade e controlabilidade dos sistemas
Ajustáveis por terceiras partes de acordo com as condições do local onde o edifício está sendo avaliado
Gestão Inovação
Pré-definidos pelo USGBC
Pré-definidos pelo JSBC
Pré-definidos pelo GBCA
- Materiais e componentes
Consumo de recursos ao longo do ciclo de vida do edifício (inclui requisitos das 4 categorias)
- Resíduos
- Conforto higrotérmico, acústico, visual
- Conforto dos usuários - Ambiente inclusivo Impactos sobre os usuários do edifício - Qualidade sanitária: dos - Educação, saúde e ambientes, do ar, da água segurança Cargas ambientais Canteiro com baixo Acesso a facilidades geradas ao longo do ciclo impacto ambiental de vida do edifício Impactos sobre a Gestão da manutenção Participação e controle sociedade Sistema de gestão do Adaptabilidade e Melhoria no produto empreendimento flexibilidade oferecido Integração de práticas de Eficiência de uso controle de qualidade no processo Investimento, agregação Economia Local de valor e benefícios recebidos Integração de gestão Custos correntes ambiental ao Custos capitais planejamento do processo
Pré-definidos pelo CSTB
Pré-definidos pelo CSIR
Não definidos. Objeto de pesquisas futuras
128
Tabela 16 (continuação): Tabela comparativa entre as metodologias analisadas
Pontuação
BREEAM
GBTool
Atribuída a cada requisito e agrupada para determinar a pontuação por categoria. Após a ponderação fornece a pontuação geral do edifício
Atribuída a cada requisito segundo uma escala de desempenho que varia de -1 (desempenho insatisfatório) a +5 (melhores práticas)
LEED
CASBEE HQE Green Star Atribuída a cada requisito segundo Atribuída a cada Atribuída a cada uma escala de requisito, segundo requisito e desempenho de 5 uma escala de Atribuída a cada agrupada para níveis. Agrupada desempenho de 3 requisito, num total determinar a nos fatores L níveis: básico, de 69 pontos. Antes pontuação por (cargas ambientais) intermediário e disso exige o categoria. Após superior. Todos os atendimento a 7 pré- e Q (qualidade e ponderação desempenho edifícios avaliados requisitos fornece pontuação ambiental do devem atender a no geral do edifício edifício) para mínimo o nível básico cálculo do BEE
Ajustáveis por Implícita: as Pré-definida pelo terceiras partes de categorias têm o GBCA. Varia com Pré-definida e fixa, acordo com as mesmo peso, mas o a localização Pré-definida e fixa Ponderação mas os pesos não condições do local número de itens geográfica do são declarados onde o edifício pontuados varia edifício na está sendo dentro de cada Austrália avaliado categoria Desempenho relativo (por tema Desempenho por e global) e categoria e pelo desempenho Pontuação única Pontuação única do Resultados Pontuação única do Indicador de absoluto do edifício do edifício edifício da avaliação eficiência ambiental edifício do edifício (BEE) (indicadores de sustentabilidade) Aprovado: de 25 a 39% dos pontos Classificação do edifício
Bom: 40 a 54%
Certificado: de 40 a 50% dos pontos
Não há
Muito bom: 55 a 69% Excelente: acima de 70% Atribui certificação?
Sim
Não
Sim
Sim
SILVA (2003)
Usuário indica a % de atendimento de cada requisito, de 0% (critério não atendido) a 100% (totalmente atendido). A planilha calcula o número de pontos obtidos em cada requisito e gera um relatório
Seria atribuída a cada requisito segundo uma escala de desempenho que varia de -2 (inferior ao benchmark ) a +5 (avançado em relação às práticas correntes)
A elaboração de perfis ambientais que Os pesos seriam priorizam a determinados por consulta a importância das Não há um painel de especialistas e categorias e é o partes interessadas da recurso utilizado em construção civil substituição à ponderação Perfis ambientais com Relatório indicando no mínimo 4 o perfil do categorias desempenho do Perfil de desempenho e correspondendo ao edifício, baseado nos índices de sustentabilidade nível intermediário; 3 objetivos e pontuação (IS) obtidos pelo edifício ao nível superior e as definidos pelo demais 7 ao nível usuário básico Classe C : de 50 a 60% dos
4 estrelas : 45 a Classificação em 59% dos pontos função do BEE: Não há: ou o 5 estrelas: 60 a Prata: de 51 a 60% classe C (edifício empreendimento é ou 74% comum), B-, B+, A não é ambientalmente 6 estrelas: acima e S (excelente correto Ouro: de 61 a 80% de 75% desempenho) Platina: acima de 81% Sim
SBAT
Sim
Não há
Não
pontos (IS=1) e de 61 a 70% (S=2) Classe B: de 71 a 80% dos pontos (IS=3) e de 81 a 90% (IS=4)
Classe A: acima de 90% (IS=5) Bônus: 1 a 5 estrelas, em função dos pontos Não (o modelo não foi implementado)
129
- Quanto aos parâmetros de desempenho (benchmarks), todas as metodologias procuram priorizar os critérios quantitativos mas, inevitavelmente, critérios qualitativos também são utilizados. Com exceção do GBTool – onde os benchmarks devem ser customizados por equipes locais – e de Silva (2003) – que não define valores de benchmarks – as demais metodologias os define com base em normas, legislações, regulamentações e práticas construtivas de seus países. Silva (2003) afirma que a definição de valores de referência e metas de desempenho é um ponto crítico, pela necessidade de dispor de grande quantidade de dados tratados e que sejam estatisticamente representativos. O estabelecimento de metas tende a ser mais simples em casos em que é possível medir com relativa facilidade, entretanto, de maneira geral, há pouca informação sobre o desempenho de edifícios em relação a diversos indicadores mais difíceis de avaliar quantitativamente. Benchmarks apropriados não devem representar metas muito ambiciosas, pois podem, ao invés de encorajar mudanças, acabar tendo efeito contrário. Por outro lado, metas muito baixas deixam de diferenciar práticas que vão além da prática corrente. Silva (2003) indica dois caminhos possíveis para a definição de pontuação mínima, desempenho de referência e metas de desempenho: 1) valores iniciais definidos empírica e consensualmente: as avaliações realizadas entre uma revisão e outra do método retro-alimentam o ajuste para as versões posteriores, assim como os resultados de pesquisas pontuais conduzidas em paralelo; e 2) construção de benchmarks com base em um processo de aquisição de dados confiáveis, atualizados e estatisticamente representativos conduzidos anteriormente. Apesar de a autora indicar o segundo procedimento como o ideal, todos os métodos existentes enquadram-se no primeiro caso, pois o segundo implica em custo, trabalho e tempo intensivos. - Quanto à pontuação, o BREEAM, LEED e Green Star atribuem uma pontuação prédefinida a cada requisito, caso o edifício atenda às exigências especificadas. Se determinado requisito não for atendido, o edifício não recebe a pontuação a ele correspondente. Ao final da avaliação, a pontuação é agrupada (e ponderada, no caso do BREEAM e Green Star), resultando em uma pontuação geral do edifício. No LEED e no Green Star são exigidos prérequisitos mínimos e sem o atendimento destes o edifício não poderá dar continuidade ao processo de certificação. A certificação é conferida com base no total de pontos obtidos, não sendo necessário atender a um número mínimo de créditos em cada uma das categorias. No SBAT, como é uma ferramenta de auxílio ao desenvolvimento de projetos sustentáveis, não há pontuação pré-definida: o usuário indica a porcentagem de atendimento de cada requisito, variando de 0% (critério não atendido) a 100% (totalmente atendido), e o software calcula o número de pontos obtidos em cada requisito, gerando um relatório com o desempenho global do edifício. Nas demais metodologias é utilizada uma escala de desempenho de cinco níveis (CASBEE), quatro níveis (GBTool) e de três níveis (HQE). O edifício recebe a pontuação de acordo com o desempenho que demonstrar. O CASBEE também utiliza o conceito de ecossistemas fechados, expresso pelo indicador de eficiência ambiental do edifício (BEE) que procura balancear os impactos negativos (cargas ambientais geradas) atrelados à melhoria da qualidade e desempenho ambiental do edifício. Quanto aos pré-requisitos, o HQE exige no mínimo um desempenho básico em todas as categorias, correspondente ao desempenho de nível normativo, regulamentar ou correspondente às boas práticas correntes. - Quanto à ponderação, Silva (2003) considera a área mais complexa da composição de um sistema de avaliação e ainda não há um método consensual para determinar objetivamente os fatores de ponderação apropriados. Os principais motivos apontados são: 1) dificuldade em obter consenso sobre a importância relativa de diferentes efeitos; 2) um determinado efeito pode ser não só dependente de materiais, mas também de características de uso; 3) a importância pode variar geograficamente; 4) há variações geográficas na energia
130
embutida25, atrelada a diferentes requisitos de transporte e variações de eficiência energética na manufatura. Dado o exposto, os métodos utilizam as ponderações de diferentes maneiras para agregar o desempenho do edifício em uma pontuação global e exprimir a importância relativa entre variáveis. No LEED as categorias têm o mesmo peso, mas o número de itens pontuados varia dentro de cada categoria. A concentração de créditos em determinadas categorias define implicitamente um critério de pontuação. No BREEAM, CASBEE e Green Star a ponderação é fixa e pré-definida pelos comitês responsáveis pelo desenvolvimento dos métodos. No Green Star as ponderações são ajustadas pelo GBCA de acordo com a localização geográfica do edifício na Austrália, procurando refletir a importância de cada categoria ao contexto em que o edifício está inserido. No GBTool a importância relativa das diferentes categorias também é explícita e a ponderação-default é baseada em dados canadenses. Esta ponderação deve ser ajustada por equipes nacionais que forem utilizar a ferramenta, para garantir que os resultados reflitam o contexto de avaliação específico do país ou região onde o edifício sob avaliação está localizado. Em Silva (2003), os pesos seriam determinados por consulta a um painel de especialistas e partes interessadas da construção civil, seguindo o exemplo dos outros métodos que utilizam ponderações. O HQE e o SBAT não atribuem ponderações, uma vez que não agregam o desempenho do edifício em uma pontuação única e sim apresentam um perfil de desempenho do edifício frente a todas as características avaliadas. No HQE o empreendedor é quem prioriza, dentre as 14 categorias, no mínimo 4 que atenderão às exigências do nível intermediário, 3 que atenderão às exigências do nível superior e as demais 7 atenderão às exigências do nível básico, gerando o perfil de desempenho do edifício. Comparando os pesos destinados a cada categoria, percebe-se que o LEED enfoca mais a questão energética enquanto que o Green Star coloca em primeiro plano a qualidade do ar interno às edificações. No GBTool as maiores ponderações são atribuídas às cargas ambientais e energia e conservação de recursos. O CABEE também enfatiza as categorias energia e ambiente interno. Em Silva (2003) há um equilíbrio entre as cinco categorias propostas, variando de 17% (na categoria Desempenho Social) a 23% (Gestão do Processo). - Quanto à divulgação dos resultados, o BREEAM, o LEED e o Green Star o fazem mediante a apresentação de uma pontuação única do edifício e o HQE e o SBAT apresentam perfis de desempenho do edifício. No CASBEE, GBTool e Silva (2003), o resultado da avaliação combina um indicador de sustentabilidade (ou indicador de eficiência ambiental – BEE – no CASBEE) e perfis de desempenho por categoria e global. - Quanto à classificação do edifício, as metodologias utilizam diferentes nomenclaturas para designar os níveis de classificação, de acordo com a pontuação obtida. No CASBEE a classificação é feita de acordo com cinco níveis: classes C (menor desempenho), B-, B+, A e S (melhor desempenho). No BREEAM e no LEED os edifícios são classificados em um dos quatro níveis (aprovado, bom, muito bom e excelente no BREEAM e certificado, prata, ouro e platina no LEED). Já no Green Star e em Silva (2003), o edifício pode-se enquadrar em três níveis de classificação: 4 estrelas, 5 estrelas e 6 estrelas no primeiro; e classe C, B e A no segundo método. O HQE diferencia-se das demais metodologias pois não há níveis de classificação do edifício: ou o empreendimento avaliado é, ou não é ambientalmente correto, segundo um perfil ambiental pré-definido pelo empreendedor onde todas as categorias atendem a no mínimo o nível básico. No GBTool e no SBAT não há classificação do edifício, pois são ferramentas que não atribuem certificação.
25
Energia embutida (ou energia incorporada) é a energia consumida por todos os processos associados à produção de um edifício, da aquisição de recursos naturais à entrega do produto, incluindo extração, manufatura dos materiais e equipamentos, transporte e funções administrativas (CHEN et al.; 2006).
131
11.5.1 Críticas, pontos positivos e pontos negativos das metodologias a serem observados na proposição de uma metodologia brasileira
11.5.1.1 LEED O LEED - talvez por ser a metodologia mais disseminada, de fácil utilização e aplicada em outros países que não seu país de origem (os Estados Unidos) - recebe constante atenção e, conseqüentemente, críticas de quem os utiliza (meio técnico) e de quem os avalia metodologicamente (meio acadêmico). Schendler e Udall (2005), baseados em experiências de dois projetos certificados pelo LEED, exploram o que consideram errado e iniciam uma discussão de como corrigir o que consideram problemas no LEED. Neste artigo provocativo, os autores afirmam que talvez o mundo não precise de uma certificação ambiental de edificações tanto quanto precise de especificações para edificações ambientalmente corretas e designam o LEED como “um doente terminal onde a eutanásia deve ser considerada, assim como a substituição por um programa mais eficiente”. Os autores acrescentam que a intenção do LEED é louvável mas a execução tem sido desapontadora. Dentre os problemas descritos, que fazem com que as edificações sustentáveis sejam mais difíceis de serem alcançadas do que deveriam, destacam: o alto custo (monetário26, de tempo e esforço) da certificação; o foco na obtenção de pontos para a certificação e não na responsabilidade ambiental 27 ; a complexidade da simulação energética requerida; a burocracia engessada (que resulta na lentidão do processo e em montanhas de documentos) e o desencaminhamento dos benefícios das edificações sustentáveis por permitir que apenas os requisitos desejáveis sejam atendidos (além dos prérequisitos, obviamente) sem que o resultado final seja afetado 28 . Além disso, referenciam outros trabalhos que apontam deficiências em créditos específicos. Dentre as sugestões de melhorias, os autores acreditam em fazer mais dos pontos-chave obrigatórios para reduzir a obsessão por pontos e encorajar o projeto integrado; simplificar os protocolos para simulação energética e substituir as avaliações de documentos à distância por avaliações in situ. Lewis (2005) concorda com alguns dos problemas descritos por Schendler e Udall e acrescenta outros pontos que julga esquecidos pelos autores. Entretanto, prefere caracterizar o LEED não como “quebrado, mas sim como um começo imperfeito de um padrão esperançosamente melhor”. Considerações também são feitas ao fato de as exigências dos projetos não serem regionais, criando com isso dificuldades na avaliação final, uma vez que as características e prioridades variam de região para região.
26
A certificação LEED adiciona de 1% a 5% ao orçamento de edifícios que pleiteiam a certificação nos Estados Unidos, em função de consultorias, comissionamento da nova edificação para assegurar que o sistema mecânico desempenhe conforme projetado (obrigatório pelo LEED), simulação energética, registro e certificação (SCHENDLER; UDALL, 2005). 27
O fato de o usuário ter direito a incorporar até 5 pontos a mais em seu projeto (na categoria inovação e processo de projeto) cria uma dificuldade na avaliação final, já que os pontos podem ser colocados para sua própria conveniência, e não para a do meio ambiente. Esta colocação também é válida para o Green Star que, assim como o LEED, também apresenta uma categoria que atribui até 5 pontos para inovações em projetos.
28
O empreendedor ou projetista pode focar em duas ou três categorias, atingindo a classificação desejada, e ignorar as demais. Em determinadas condições, portanto, o resultado da avaliação pode ser incompleto e não necessariamente refletir o desempenho global do edifício. Tal observação é válida também para o BREEAM e o Green Star, que exigem uma pontuação mínima para a classificação do edifício (25% e 45% dos pontos, respectivamente), mas que pode ser obtida conforme melhor convier ao empreendedor. O sistema HQE francês até permite que sejam escolhidos os créditos que serão alcançados em detrimento de outros (desde que devidamente justificados), mas um desempenho básico é requerido em todas as categorias. A inconsistência do sistema de pontuação do LEED, nesse aspecto, é fazer isso de modo não transparente. Por exemplo, mesmo em uma região com graves problemas de falta de água potável é perfeitamente possível construir um edifício que alcance a mais alta classificação - Platinum - sem que, no entanto tenha qualquer preocupação com o uso racional desse recurso. Da mesma forma, a instalação de um bicicletário de U$ 395,00 recebe um ponto equivalente a um sistema de recuperação de calor de U$ 1,3 milhões que ajudará a economizar U$ 500.000,00 anuais em energia, fazendo com que sejam priorizadas as opções menos custosas.
132
Stein e Reiss (2004) temem que a viabilidade do sistema LEED possa ser comprometida e perca credibilidade a longo prazo, em função de três problemas principais: 1) edifícios que ganham mais créditos que outros não necessariamente tem melhores benefícios ambientais; 2) algumas técnicas encorajadas pelo LEED não são os meios mais efetivos para reduzir impactos ambientais; e 3) os custos e benefícios advindos da certificação LEED permanecem não documentados e incertos. John e Agopyan (2005) afirmam que o LEED concede créditos substanciais quando materiais reciclados são utilizados no edifício. Isto implica em aceitar que todo reciclado é ambientalmente positivo, o que nem sempre é verdade e pode induzir a grandes erros. Um produto reciclado pode ter uma vida útil curta ou liberar cargas ambientais durante a reciclagem mais altas do que um produto produzido de um material virgem. O requisito também assume que a reciclagem de produtos pós-industriais traz menos benefícios ambientais que os pós-consumo, o que na maioria das vezes é errado porque o resíduo pósconsumo é altamente contaminado e requer maior consumo de energia no processo logístico. Por fim, Olgyay (2004 APUD HERNANDES, 2006) acrescenta que o sistema LEED pode encobrir o real impacto ambiental de um determinado edifício, já que mesmo edifícios de tamanhos muito diferentes (um com 20.000m² e outro com 2.000m², por exemplo) podem receber exatamente a mesma classificação, mesmo tendo nitidamente impactos diferentes.
11.5.1.2 BREEAM e Green Star Além dos pontos já comentados no item anterior sobre o BREEAM e o Green Star (escolha dos aspectos que se deseja atender, ignorando outros pontos importantes e incorporação de até 5 pontos a mais na categoria inovação – no caso do Green Star), outras questões específicas podem ser observadas nestes métodos. O Green Star é dotado de uma opção de créditos “não aplicáveis”, quando determinado aspecto não se aplica ao edifício em avaliação, o que não existe no BREEAM e no LEED. Este é um ponto positivo29 em relação aos outros dois métodos, pois ajuda a evitar distorções nas avaliações. Outro ponto positivo do Green Star em relação ao BREEAM e o LEED é a possibilidade de variação dos pesos em até 5% para mais ou para menos, conforme a região onde está sendo aplicado. Mas, diferentemente do GBTool - onde cada equipe deve personalizar as ponderações antes de utilizar a ferramenta - no Green Star a variação nos pesos é realizada pelo GBCA, fundamentada em documentos científicos relevantes e consulta a partes interessadas. É sabido que o desenvolvimento ideal das metodologias de avaliação é migrar dos critérios prescritivos para critérios de desempenho (como fazem o GBTool, CASBEE, HQE e é proposto no modelo de Silva (2003)). Entretanto, visto que a aplicação dos conceitos de avaliação de desempenho é mais complexa, a maior parte das metodologias é prescritiva e orientada a dispositivos ou estratégias, e trabalham com listas de verificação (checklists) que concedem créditos em função da aplicação de determinadas estratégias de projeto ou especificação de determinados equipamentos (que é o caso do LEED, BREEAM e Green Star). Segundo Silva (2003), esta é uma estratégia com nível de complexidade muito menor, que presume que uma coletânea de estratégias e equipamentos provavelmente levará a alguma melhoria de desempenho, ainda que ela não possa ser estimada. Apesar de serem mais facilmente incorporadas como ferramentas de projeto, as listas orientadas a dispositivos vêm sendo vigorosamente contestadas durante o desenvolvimento de novos sistemas de avaliação. O problema do formato checklist + critérios prescritivos é que o fato de um edifício atender 29
Esta característica também é observada no GBTool, cujo item 2.4.2 apresenta o exemplo da instalação do bicicletário em locais onde a utilização de bicicletas não é praticável ou não aceita como um meio de transporte.
133
completamente à lista de verificação não necessariamente garante o melhor desempenho global. Larsson e Cole (2005) também apontam como uma das limitações estruturais do BREEAM e do LEED (e esta autora estende-os também para o Green Star), o fato de eles não serem estruturados para lidar com diferentes níveis de avaliação, dificultando avaliações dos critérios em maior grau de profundidade.
11.5.1.3 GBTool Um grande avanço do GBTool em relação aos sistemas existentes na época de seu desenvolvimento foi sua estrutura de avaliação baseada em níveis de desempenho. Os critérios não mais são avaliados sob o prisma “atende” ou “não atende” o requisito, mas sim segundo uma escala de desempenho, do desempenho insatisfatório às melhores práticas. Apesar da estrutura baseada no desempenho dos critérios ser considerada ideal, um número muito grande de níveis de desempenho pode, ao invés de facilitar a avaliação, gerar confusões e dificultar a definição objetiva de cada nível. Até a versão 2002 era utilizada uma escala de cinco níveis (do -2 ao +5), que a versão 2005 - analisada neste trabalho – reduziu para quatro níveis (do -1 ao +5). Tal alteração ocorreu provavelmente em virtude da constatação da dificuldade de definir os cinco níveis de desempenho pelas equipes que vêm utilizando a ferramenta durante os anos de seu desenvolvimento. Uma característica particular do GBTool, que o distingue dos outros sistemas de avaliação, é sua estrutura genérica que requer que uma terceira parte ajuste-o para adequá-lo a condições aplicáveis a edifícios em diferentes regiões. Isto significa que uma avaliação conduzida usando o sistema tem pouca validade a não ser que tal calibração das características seja primeiramente realizada (IISBE, 2005). No processo de customização da ferramenta, uma série de questões-chave precisa ser legitimamente definida e inserida pelas terceiras partes, o que inclui a seleção apropriada das ponderações, os benchmarks dos critérios e os valores de emissões. Entretanto, a customização não é uma tarefa fácil de ser realizada e necessita ser criteriosa, uma vez que serve de orientação para todos os cálculos dos resultados. Desta flexibilidade proposta pelo GBC observam-se pontos positivos (adequação da ferramenta ao contexto ao qual o edifício sob avaliação está inserido; rastreabilidade dos pesos e benchmarks utilizados, compondo um banco de dados internacional; possibilidade de identificação de áreas deficientes nos edifícios e tomada de decisões frente ao desempenho dos mesmos) mas também pontos negativos. Silva (2003) utilizou a versão 2002 do GBTool para o estudo exploratório de sua tese de doutoramento. Nos dois estudos de caso foram avaliados os temas Uso de recursos, Cargas ambientais e Qualidade do ambiente interno - os três temas obrigatórios do GBTool 2002 – e os resultados foram apresentados na SB’02, em Oslo. Sobre a experiência da utilização prática da ferramenta, a autora considerou a definição da escala de desempenho, mais precisamente o benchmark correspondente à prática típica (nota zero), um ponto crítico enfrentado não só por ela, mas por todas as equipes do GBC. Cada equipe acabou adotando uma abordagem própria, como a busca de um edifício existente, com função e padrão de ocupação idênticos ou a concentração de esforços para a definição de benchmarks apenas dos itens com maior peso, por exemplo. A autora pondera que, em muitos países participantes, a existência de um amplo e detalhado conjunto de normas técnicas - ainda que não solucione completamente o problema - permite assumir valores para a prática típica e padrões da indústria para boa parte dos itens relevantes. Somado a isso, alguns países já contam com inventários do ciclo de vida de materiais de construção, que permitem informar com maior precisão a energia e emissões neles incorporados. No caso do Brasil, a defasagem ou ausência de normas técnicas e de dados nacionais dificultou sobremaneira a definição teórica dos benchmarks. Já a nota máxima para cada requisito - correspondente à prática de excelência (nota 5) - foi definida 134
com mais facilidade, com base na vanguarda de tecnologias, materiais e equipamentos existentes (sem levar em consideração seu custo de implementação). A autora explica que os benchmarks foram estimados com o maior rigor possível, considerando a limitação de normalização e dados nacionais. Quando existentes, foram utilizados valores de normas ABNT, códigos de obras, dados nacionais publicados e recomendações sem poder normativo feitas por órgãos como o PROCEL. Como segundo recurso foram utilizados valores obtidos em normas ASHRAE e em ferramentas internacionais como o LCAid, o ATHENA 30 , o EnergyStar e o Austin GreenBuilder. Por fim, foram feitas consultas a especialistas, fabricantes de equipamentos e profissionais do mercado. Nos casos em que nenhuma destas fontes permitiu estimar valores nacionais, foram utilizados os valores-default oferecidos pelo GBTool, com a ciência de que eles não necessariamente refletiriam os números brasileiros. Deste primeiro ponto observa-se que a customização da ferramenta não foi realizada na totalidade, visto que é consenso a grande deficiência de normalizações e dados nacionais e que se teve de recorrer a benchmarks internacionais. Pode-se afirmar, portanto, que mesmo com tamanha flexibilidade para definição de benchmarks, estes podem não representar a realidade do local onde está se realizando a avaliação e, conseqüentemente, levar a distorções nos resultados das avaliações e comparações não precisas entre edifícios. Para a determinação da ponderação adaptada à realidade brasileira, Silva (2003) realizou uma consulta a um painel de especialistas que utilizou uma ferramenta de suporte ao processo de análise hierárquica 31 . O painel de especialistas, composto por seis votantes, utilizou a ferramenta para derivação dos pesos no nível hierárquico mais alto, ou seja, entre os temas de desempenho. Para as categorias dentro de cada tema foram mantidos os pesosdefault do GBTool (nos níveis inferiores na hierarquia do GBTool – dentro das categorias – os pesos não são alterados pelos usuários 32 ). Sobre esta questão nota-se que, dependendo da quantidade de especialistas consultados e sua área de atuação 33 , os resultados dos pesos atribuídos a cada tema podem variar. Outro fator problemático relacionado à personalização dos benchmarks e das ponderações é que, no caso do estudo conduzido por Silva (2003), refletiria a realidade da cidade de São Paulo. Para utilizar o GBTool em outras localidades do Brasil, que apresenta diferenças gritantes entre uma região e outra – e até mesmo dentro de uma mesma região - tais valores deveriam ser novamente personalizados. Silva (2003) ainda aponta outras dificuldades práticas importantes da aplicação do GBTool: necessidade de uma revisão detalhada das referências adotadas pela ferramenta e o rastreamento de erros. Estas tarefas são dificultadas pela grande quantidade de fórmulas distribuídas nas várias planilhas que compõem o GBTool, muitas delas calculadas automaticamente e não acessíveis pelo usuário. “Apesar de reduzir o esforço necessário para completar as avaliações, a grande quantidade de automatização inserida na ferramenta aumentou significativamente o potencial de erros de fórmulas, que podem diminuir a confiança do resultado obtido com a ferramenta” (SILVA, 2003). 30
O LCAid (Austrália) e o ATHENA (Canadá) são ferramentas computacionais de suporte a decisão e auxílio ao projeto, especialidades no uso de LCA (Life Cycle Analysis, ou análise do ciclo de vida) para medir ou comparar o desempenho ambiental de materiais e componentes da construção civil. 31
A descrição completa do processo de análise hierárquica (Analytic Hierarchy Process – AHP) utilizado pode ser vista em Silva (2003).
32
A pontuação geral do edifício é determinada pela utilização de uma ponderação sucessiva de pontuações obtidas nos subcritérios, critérios, categorias e temas principais (nível hierárquico mais elevado). Segundo Silva (2003), este acúmulo sucessivo de ponderações essencialmente subjetivas tem sido controverso desde o início do GBC, mas sua influência foi até certo ponto atenuada pela fixação dos pesos nos níveis mais baixos: os fatores de ponderação dos itens dentro das categorias (critérios e sub-critérios) são divididos igualmente, e apenas os pesos dos temas e das categorias são personalizados. 33
Por exemplo, especialistas em eficiência energética tendem a incluir a energia como um fator de primeira grandeza a ser considerado. Especialistas em água tendem a atribuir maior peso a questões relacionadas ao uso eficiente deste recurso, e assim por diante, de acordo com a especialidade dos consultados.
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as avaliações exigem uma grande quantidade de informações, nem sempre disponíveis e organizadas no Brasil 34 . Muitos cálculos são feitos automaticamente, a partir de um número mínimo de entradas dadas pelo usuário, tornando os resultados obtidos questionáveis quando, na falta de informações na quantidade, detalhamento e precisão exigidas pelo GBTool, são feitas adaptações e inferências pelo usuário ou pela própria ferramenta de avaliação; fatores importantes para o clima e hábitos locais (como simplesmente abrir janelas para ventilar, por exemplo), características geográficas (por exemplo, o valor-default para o fator de luz do dia é facilmente alcançável por aberturas mínimas e a escala de pontuação é facilmente estourada na latitude de São Paulo) e tradições construtivas (a avaliação de RCD considera apenas as perdas inerente às tecnologias construtivas e não o desperdício que é considerável no Brasil) não são adequadamente valorados; para alguns itens, a faixa de valores aceitos pela GBTool não atende a normas brasileiras (por exemplo, o valor máximo da ferramenta para o nível de iluminação ambiente é inferior ao prescrito na NBR 5413/92); as suposições assumidas pela ferramenta podem levar a resultados que não refletem a realidade brasileira, não sendo possível confiar ou tirar conclusões a partir dos dados de energia e emissões incorporadas nos materiais35 calculados pelo GBTool para nenhum dos estudos de caso brasileiro. Lee e Burnett (2006) também apontam críticas ao GBTool 2002 quando da customização para sua utilização em Hong Kong. Primeiramente, os autores questionam a inclusão na ferramenta de elementos externos ao edifício e, deste modo, fora do controle do projetista ou construtor36. Em segundo lugar, os autores também criticam a definição aberta do benchmark zero e a pontuação máxima (+5) da escala de desempenho. De acordo com os autores, o desempenho “típico” pode ser definido de diferentes maneiras e, em Hong Kong assim como no Brasil, os dados de muitas das questões avaliadas são ainda indisponíveis e incompletas. Um terceiro ponto criticado pelos autores é que, embora a ponderação tenha um efeito significativo na agregação dos resultados, não há um esquema de ponderação sistemático ou explícito para reconhecer a significância do desempenho de tantos critérios da qual a pontuação total é derivada. Algumas aproximações são possíveis, como o consenso da indústria e análise hierárquica do processo. Entretanto, julgamentos subjetivos de um pequeno
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Pinheiro, et al. (2003), quando da utilização do GBTool para avaliação de edifícios em Portugal, também apontam como uma das limitações a intensidade quanto aos dados necessários para a avaliação, que se torna bastante complicada: os problemas passam principalmente pelas lacunas que se observam em relação à informação disponível sobre os edifícios, quer em termos de dados de projeto, quer em termos de dados de funcionamento do edifício.
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A avaliação da energia incorporada nos materiais é feita com base em um estimador que, na falta de dados de LCA calculados, usa como padrão dados canadenses (que podem ser muito diferentes dos dados nacionais). A estimativa de GHG (gases causadores do efeito estufa) a partir da conversão da energia incorporada é coerente para os processos de produção que utilizam fontes fósseis de energia (óleo, gás, carvão), o que nem sempre é o caso dos materiais brasileiros, cuja produção freqüentemente emprega hidroeletricidade e lenha. Uma avaliação correta depende necessariamente de dados de LCA, não disponíveis atualmente (nem quando Silva (2003) realizou o estudo, nem nos dias de hoje) para materiais nacionais. Como o valor de energia incorporada e a taxa de conversão de energia incorporada para CO2 incorporado utilizados no cálculo não foram obtidos de dados de LCA de materiais brasileiros, o cálculo induz a um acúmulo de erros que torna os dados pouco aproveitáveis (SILVA, 2003). 36
Lee e Burnett (2006) citam como exemplo a avaliação de GHG durante a construção e operação do edifício. Os GHG são diretamente proporcionais à qualidade do combustível utilizado, a eficiência da matriz geradora e o nível de consumo de eletricidade. Em 2002, 70% da energia gerada em Hong Kong era proveniente do carvão e não há opção de compra de energia de fontes renováveis das concessionárias. Portanto, a redução dos GHG fica na dependência do aumento de fontes de energia limpa na matriz energética local. Outro exemplo citado pelos autores é que a quantidade de eletricidade que um edifício consome pode ser afetada pela infra-estrutura disponível e pelas políticas governamentais. Na maior parte de Hong Kong há restrição de uso de água potável nos sistemas de condicionamento de ar, mas esta restrição foi quebrada em seis bairros. Nestes bairros, os edifícios poderão usar sistemas de condicionamento de ar com refrigeração a água, que levarão a reduções no consumo de energia. Edifícios em outros bairros, entretanto, estarão confinados ao uso de sistemas menos eficientes de refrigeração do sistema de condicionamento de ar. Problemas semelhantes são apontados quanto à avaliação de emissões de poluentes (SOx/NOx) do setor de geração de energia, características atmosféricas nos bairros e disponibilidade de serviços municipais para atender a demanda do edifício, que são dependentes do governo ou de companhias de utilidade de Hong Kong.
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grupo de especialistas foram adotados pela maioria das equipes participantes para estabelecer a ponderação entre categorias e temas principais. Em concordância com Silva (2003), conclui-se que “seria excelente se fosse possível utilizar, no Brasil, uma ferramenta tão completa quanto o GBTool, mas, exatamente por sua abrangência e complexidade, ela está longe de ser um instrumento de uso corriqueiro. Mais apropriado é utilizar o GBTool em seu propósito original, e desenvolver um método local a partir do embasamento teórico-científico que ele oferece.”
11.5.1.4 Modelo proposto por Silva (2003) O modelo proposto por Silva (2003) traz uma incontestável contribuição para a busca da sustentabilidade nas construções brasileiras, abrindo caminho e gerando interresse pelo assunto por diversos pesquisadores e agentes atuantes no setor da construção, inclusive a autora deste trabalho. Os conceitos abordados e elucidados com clareza, as diretrizes e a base metodológica elaborada, sem sombra de dúvidas foram ao encontro do que o trabalho se propôs, de “servir de bússola que ajude a orientar a direção dos desenvolvimentos futuros, antes de ser o mapa exato da estrada” (SILVA, 2003). Entretanto, passados cinco anos da proposição do modelo e tendo o assunto “sustentabilidade nas construções” passado a tema prioritário nas discussões a cerca da construção de edifícios, algumas considerações sobre o modelo podem ser feitas. O primeiro ponto a observar é que o modelo ficou inacabado37, deixando para trabalhos futuros a definição dos benchmarks - um ponto crucial e sem os quais não há como realizar avaliações nos edifícios. Atualmente, o mercado encontra-se em uma busca acelerada por um modelo de avaliação da sustentabilidade de edifícios brasileiros - principalmente para edificações comerciais - e, talvez por estar inacabado ou pela complexidade do modelo proposto, ao invés de utilizá-lo, novos modelos estão sendo criados ou adaptados de outros países. A segunda questão diz respeito justamente à complexidade do modelo. Silva (2003) explica que “em condições ideais, seria conveniente aproveitar a lógica e parte do conteúdo do GBTool para a composição do módulo ambiental incluído no modelo de avaliação de sustentabilidade de edifícios”. E assim o fez para o modelo que propôs. Entretanto, esta autora considera a estrutura do GBTool demasiadamente complexa para ser incorporada facilmente ao mercado, tendo em vista todas as observações feitas no item anterior mas principalmente por ser um modelo voltado à pesquisa e à criação de uma base metodológica - não fornecendo certificação como em outros sistemas - que encoraja a utilização dos resultados da aplicação do GBTool para desenvolver uma nova geração de sistemas de certificação comercial (LARSSON, 2001). Além disso, a tentativa de abranger uma quantidade muito grande de critérios acaba dificultando ainda mais a sua utilização prática. Estes pontos vão contra dois dos quatro princípios essenciais38 defendidos por Silva (2003) como ideal para a qualidade de um método de avaliação de edifícios: ser viável praticamente e ser absorvido e difundir-se rapidamente. A cerca dos critérios avaliados no tema Desempenho ambiental, esta autora acredita que muita ênfase foi dada às emissões, na categoria Cargas ambientais geradas ao longo do ciclo 37
Cabe lembrar que não era objetivo do trabalho de Silva (2003) definir os benchmarks, e sim criar diretrizes e uma base metodológica para o desenvolvimento de um sistema de avaliação da sustentabilidade de edifícios de escritórios brasileiros. 38 Silva (2003) defende a idéia de que a qualidade de um método de avaliação de edifícios é determinada por quatro princípios essenciais: 1) para ser tecnicamente consistente, um método de avaliação deve ser adaptado a dados nacionais relevantes; 2) para ser viável praticamente, um método de avaliação deve ser adaptado ao mercado, práticas de construção e tradições locais; 3) para ser absorvido e difundir-se rapidamente, um método de avaliação deve ser desenvolvido em parceira com as principais partes interessadas (investidores, empreendedores, construtores e projetistas); e 4) para ser apropriado ao contexto nacional, os itens avaliados no método devem ser ponderados para refletir prioridades e interesses nacionais.
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de vida do edifício (quase metade dos pontos, 48%). Esta preocupação, visivelmente oriunda do GBTool, está presente em quase todas as metodologias internacionais. Mas é justamente Silva (2003) que esclarece que “certos aspectos perdem a validade ou, por outro lado, itens nem sempre considerados pelos métodos internacionais são importantes no contexto brasileiro e devem ser incluídos na avaliação.” Os exemplos citados em Silva (2001) e Silva et al. (2002) ilustram bem esta discussão. Para mencionar apenas um deles: Todos os métodos enfatizam a importância das emissões de CO2 durante o uso do edifício; o GBC é o único que vai além e permite considerar o CO2 incorporado nos materiais. Esta é claramente uma preocupação de países de clima frio (com grande demanda por aquecimento, durante períodos relativamente longos) e/ou que tenham matrizes energéticas fortemente centradas no uso de combustíveis fósseis e que, por estas razões, têm compromissos rigorosos firmados no Protocolo de Kioto. No caso brasileiro, o controle de CO2 durante a operação do edifício não tem a mesma validade, já que: a emissão de CO2 pelo Brasil não é tão significante diante da dos países desenvolvidos; na maior parte do território nacional, a energia utilizada é eletricidade proveniente principalmente de fontes hidráulicas e não poluentes (apesar da recente alteração de cenário, com maior participação de fontes termelétricas), e é possível que no ciclo de vida de edifícios no Brasil, a emissão de CO2 durante a produção dos materiais de construção seja preponderante.
Por fim, o último ponto a salientar (que já foi discutido no item anterior) é a dificuldade de definir benchmarks brasileiros para uma escala muito grande de níveis de desempenho, neste caso, pontuações atribuídas do -2 a +5.
11.5.1.5 SBAT O grande destaque positivo do SBAT é a inclusão de aspectos sociais e econômicos além dos ambientais - na ferramenta. Esta autora acredita que o SBAT atenda ao objetivo a que se propõe, isto é, seja uma importante ferramenta para auxiliar os projetistas e construtores a avaliar se seus projetos estão atingindo os objetivos almejados. O SBAT não atribui certificação, mas esta autora chama a atenção para o fato da subjetividade da autoavaliação poder criar diferenças gritantes em relação a uma avaliação feita por terceiras partes, pelo usuário superestimar o potencial sustentável de sua edificação.
11.5.1.6 CASBEE A principal diferença do CASBEE para os outros métodos é a introdução do conceito de ecossistemas fechados, definindo o espaço dentro dos limites do terreno (que define o fator Q - qualidade e desempenho ambiental do edifício) e o espaço fora dos limites do terreno (que define o fator L - cargas ambientais). O indicador de eficiência ambiental do edifício - BEE integra estes dois fatores e é uma alternativa muito interessante de agrupamento dos resultados e comparação com outros edifícios. Certa dificuldade, entretanto, pode surgir na delimitação clara destes dois espaços. Outro ponto positivo observado no CASBEE é a avaliação realizada em três etapas distintas: ao final do projeto preliminar, ao final do projeto executivo e a terceira quando 138
completada a etapa de construção. Esta autora acredita que, desta forma, pode-se avaliar com maior precisão se o que foi planejado e projetado foi realmente construído. Assim como já observado no Green Star como ponto positivo, o CASBEE proporciona a possibilidade de regionalização do método (realizada pelo JSBC), alterando o modelo original para adequação em relação a diferentes localidades onde é utilizado. A estrutura de avaliação baseada no desempenho dos edifícios, onde são fixados parâmetros para cinco níveis de desempenho, deriva do GBTool. Novamente salienta-se que, apesar da avaliação por desempenho ser louvável, a definição de cinco níveis é muito complexa para o atual estágio de disponibilidade de dados brasileiro.
11.5.1.7 HQE A primeira peculiaridade do HQE, de compor a certificação em duas partes interrelacionadas (os referenciais SMO e QEB) é uma estratégia muito interessante, pois não somente o edifício é certificado, e sim o empreendimento durante todo o seu desenvolvimento. O SMO serve de base para o empreendedor na gestão do empreendimento, assegurando que a qualidade ambiental, definida pelo referencial QEB, seja alcançada. Como já observado no CASBEE como ponto positivo, a avaliação não ocorre somente no produto final edificado, mas em três ocasiões distintas: fases de programa, projeto e execução. A terceira e, do ponto de vista desta autora, a principal característica marcante da certificação francesa é impor que todas as categorias apresentem um desempenho básico igual ao normalizado, regulamentar ou correspondente às práticas usuais. Neste modelo não é possível ignorar categorias (como ocorre em outras metodologias e já foi discutido no item 2.5.1.1), fazendo com que o resultado final da avaliação seja um edifício que atenda a pelo menos o mínimo desejável em todas as questões avaliadas. Outra característica que esta autora aponta como merecedora de destaque é a estratégia utilizada para proporcionar flexibilidade de adaptação do modelo a diferentes contextos, garantida pela possibilidade de priorizar o atendimento a categorias mais relevantes para o empreendedor e para o contexto no qual o edifício está inserido. É claro que, tal escolha tem de ser justificada pelo empreendedor e verificada por terceiras partes, para que não ocorra a priorização de categorias mais fáceis ou mais baratas de serem atendidas ou que não levem em consideração algum aspecto merecedor de ênfase em uma determinada região. Esta autora também destaca os perfis ambientais gerados pela priorização das categorias como um recurso conveniente utilizado pela metodologia francesa em substituição à proposição de um método de ponderação dos critérios de avaliação. A estrutura de avaliação, assim como no GBTool, CASBEE e no modelo proposto por Silva (2003), também é baseada em níveis de desempenho. Entretanto, a avaliação é realizada segundo uma escala de três níveis (básico, intermediário e superior). A escala de desempenho reduzida em relação às três metodologias citadas é considerada por esta autora a mais indicada para ser utilizada no Brasil neste momento, até que se possa atingir um nível de informações e base de dados que permitam ampliar a escala objetivamente. Um ponto considerado negativo por esta autora é o fato de não haver escala de atribuição do certificado: o empreendimento é ou não é ambientalmente correto. Acredita-se que, para o Brasil, seja importante haver um esquema de diferentes classificações (como ocorre no BREEAM, LEED, CASBEE e Green Star), como forma de estimular o mercado na busca por edifício cada vez mais sustentáveis, mas sem deixar de valorizar empreendimentos que se diferenciem do mercado.
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11.6 CONSIDERAÇÕES SOBRE O CAPÍTULO No início deste capítulo foram apontadas algumas iniciativas brasileiras visando uma construção mais sustentável, tanto no setor residencial ou como no comercial. Dentre elas, a criação do Conselho Brasileiro de Construção Sustentável representa um importante passo rumo à maior sustentabilidade da indústria da construção como um todo, uma vez que amplia a disseminação de conhecimentos e a mobilização da cadeia produtiva da construção civil. A seguir foi realizada uma discussão sobre o escopo de avaliação (ambiental x sustentabilidade) adotado em metodologias internacionais, de onde se pôde concluir que, em países em desenvolvimento, o mais apropriado é focar nos três aspectos que equilibram o tripé da sustentabilidade: aspectos ambientais, sociais e econômicos. Focando nas metodologias para avaliação de edifícios, foram descritos, analisados, comparados e discutidos oito modelos para avaliação de edifícios de escritórios, com ênfase na etapa de projeto: BREEAM (Reino Unido), GBTool (consórcio internacional), LEED (Estados Unidos), CASBEE (Japão), Green Star (Austrália), HQE (França), SBAT (África do Sul) e modelo proposto por Silva (2003) para o Brasil. Analisando as metodologias apresentadas neste capítulo, foi possível constatar diferenças significativas na estrutura, no sistema de pontuação, na ponderação das categorias, na classificação e na apresentação dos resultados das avaliações. Entretanto, percebeu-se a recorrência de blocos comuns de categorias e requisitos avaliados, cuja maior variação é no nível de cobertura e abrangência dispensado a cada um em função de características e prioridades de cada país. Em relação aos pesos destinados a cada categoria, de maneira geral, as metodologias dão mais ênfase às questões energéticas, de emissões e qualidade do ambiente interno. Pôde-se perceber também que os pontos mais críticos do desenvolvimento de qualquer sistema são a definição dos benchmarks e das ponderações atribuídas às categorias. A análise das metodologias e a revisão de literatura propiciaram a identificação de pontos positivos e pontos negativos de cada uma. O item 2.5.1 também reúne críticas desta autora e de outros autores. Tal análise teve como objetivo criar uma base metodológica e identificar características que devem ser levadas em consideração quando da proposição de uma metodologia de avaliação da sustentabilidade de edifícios brasileiros. Por todas as peculiaridades apresentadas pela metodologia francesa HQE esta autora acredita que, dentre os modelos existentes no mercado atualmente, este seja o que reúne melhores características conceituais e estruturais e, conseqüentemente, promova melhores avaliação e resultados de desempenho de edificações sustentáveis. A característica que determina que todas as categorias apresentem pelo menos um desempenho básico (igual ao normalizado, regulamentar ou correspondente às boas práticas correntes), já é, por si só, promotora de significativo diferencial. Além disso, a avaliação de desempenho em uma escala de três níveis, a gestão de todo o empreendimento, os três momentos distintos de avaliação, a priorização de categorias em função do contexto do empreendimento e o perfil de desempenho utilizado para a apresentação dos resultados são os pontos fortes do modelo. Outro objetivo da análise das metodologias foi a identificação de requisitos e critérios nelas exigidos, que serviram de base para a elaboração do capítulo 4 - Determinação dos requisitos de sustentabilidade a avaliar.
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