EDUARDO SEIJI YAMADA é Gerente Técnico de Sistemas Prediais e Energia do CTE. Engenheiro Civil e Mestre em Engenharia de Sistemas Prediais pela Escola Politécnica da USP, LEED AP®. Especialista na área de consultoria, elaboração e análise técnica de Projetos e Instalações de Sistemas Prediais Elétricos, Eletrônicos (Automação Predial, Segurança Eletrônica Patrimonial, Redes de Dados e Voz, Sistema de Detecção e Alarme de Incêndio) e Sistemas Hidráulicos.

Artigo | 27/02/2011

A eficiência dos projetos sustentáveis

por Eduardo Yamada / Gerente de Sistemas Prediais e Energia do CTE

O tema ‘sustentabilidade’ vem ganhando força e se tornando um termo popular em todas as áreas. Na construção civil não é diferente: tanto no âmbito de projetos como nas atividades de construção (obras, resíduos e materiais), a sustentabilidade vem se intensificando com a demanda cada vez maior de certificações e selos sustentáveis (LEED®, AQUA®, BREEAM®, etc.).

Hoje, o foco da sustentabilidade nos projetos na área da construção — que tem como princípio básico a redução do impacto ambiental gerado pela busca cada vez maior de fontes de energia — se concentra na viabilidade de concepções que resultem em projetos eficientes, com baixo consumo de insumos prediais (energia, água, gás, etc.), e que aproveitem ao máximo os recursos naturais disponíveis (energia solar térmica e fotovoltaica, águas pluviais, iluminação natural, etc.), sem comprometer o conforto e a qualidade do ambiente interno dos ocupantes.

Paralelamente a este desenvolvimento da sustentabilidade — já bastante conhecido e difundido nos conceitos dos projetos de edificações — constatamos o avanço incessante da eletrônica e tecnologia, que tem resultado em sistemas eletrônicos prediais cada vez mais flexíveis e integrados, além de equipamentos dos outros sistemas (chillers, fan-coils, torres de resfriamento, unidades condensadoras/evaporadoras de ar condicionado, luminárias, elevadores com regeneração de energia, bombas hidráulicas com variador de frequência, etc.) cada vez mais modernos e eficientes. O único “porém” destes avanços é ainda seu elevado custo.

Somado a isso, e tendo em vista essas duas vertentes, identificamos também projetos que, “alavancados” pelos processos de certificação sustentável, buscam a eficiência energética e acabam gerando investimentos iniciais maiores, por conta da alta “bagagem” de tecnologias e de sistemas e equipamentos de última geração utilizados.

Isso, no entanto, não é regra. Nem sempre as instalações dos sistemas prediais de um projeto sustentável apresentam elevado custo, comparando-o a um projeto convencional. O grande equívoco tem sido relacionar os projetos de sistemas prediais sustentáveis com projetos que possuem sistemas de elevada tecnologia (automação predial complexa, equipamentos de ar condicionado eficientes, etc.).

O que muitos esquecem e desconhecem é que toda a tecnologia necessária para elevar o desempenho energético de uma edificação não está relacionada apenas à busca de sistemas avançados de automação e instalações e equipamentos de alta tecnologia que deverão atender aos níveis de eficiência exigidos. Está fundamentalmente relacionada ao conceito integrado dos projetos, envolvendo não somente os projetos de sistemas prediais (ar condicionado, elétrico, iluminação, hidráulico, etc.), mas principalmente a sinergia de todos com os projetos arquitetônicos.

Os projetos arquitetônicos têm grande peso na participação da eficiência energética de um edifício. Em se tratando de um edifício comercial, por exemplo, o projeto arquitetônico é responsável por quase 25% da participação no consumo energético global. Mas como isso é possível, já que a arquitetura não possui componentes que consomem energia?

O desconhecimento da resposta a essa pergunta é o que gera, em grande parte dos projetos, sistemas prediais com instalações e equipamentos de elevada tecnologia e de elevado custo.

A arquitetura, representada principalmente pelo projeto de fachada, tem enorme influência na eficiência energética de qualquer construção, pois é nela que serão especificadas as características físicas da composição dos materiais que irão formar a “casca” do edifício. Entendemos, então, que a “casca” deverá proteger as áreas internas das influências externas. Proteger contra a ação de intempéries (vento, chuva, etc.) e principalmente contra a transmissão (entrada) de calor do sol, composto principalmente pela radiação solar de raios infravermelhos e ultravioletas.

Vamos imaginar um caso hipotético e bastante comum na construção civil: um edifício com fachadas externas toda em “pele” de vidro, com altura de vão luz (área de entrada direta de luz solar) próxima ao pé direito dos andares (altura laje-laje). Definida esta arquitetura, os projetistas, espontânea e tradicionalmente, desenvolverão seus projetos levando em conta a seguinte rotina: o projeto de ar condicionado será dimensionado para uma carga térmica que atenda não somente à parcela de calor (sensível e latente) gerado pelos ocupantes, luminárias, equipamentos e renovação de ar externo, mas principalmente, à grande parcela gerada pela excessiva entrada de calor solar. Além disso, como a radiação solar direta aquecerá o ar e todos os objetos internos (mobiliário, piso, etc.), haverá um acréscimo de carga térmica inercial gerada pela “devolução” do calor absorvido por eles.

Certamente, todas essas condições são suficientes para tornar as instalações de ar condicionado caras, que, por consequência, implicará no aumento de custo das instalações elétricas no dimensionamento de infraestrutura (cabos elétricos, barramentos blindados, eletrodutos, disjuntores, chaves, motores, bombas, etc.) para atender à demanda do ar condicionado. Implicará também na necessidade de soluções complexas de projetos de automação predial, que integrem os sistemas e otimizem o controle operacional dos equipamentos em busca do racionamento energético.

Outro ponto importante no contexto da eficiência energética em edificações é que, com todo o avanço tecnológico dos equipamentos de escritórios (computadores com microprocessadores de baixo consumo de energia, monitores de LCD com backlight em LED, impressoras de baixo consumo, etc.) e dos sistemas de iluminação interna (luminárias com elevada eficiência luminosa e lâmpadas de baixo consumo, luminárias LED, etc.), a participação de consumo de energia do sistema de ar condicionado deverá aumentar devido à redução de demanda e consumo daqueles equipamentos, que incessantemente estarão se tornando cada vez mais eficientes e menos “ávidos” por energia. Com a parcela do sistema de ar condicionado aumentando nas edificações, o peso e a “responsabilidade” do sistema de arquitetura de fachada também aumentará, já que a influência entre ambos é direta, como detalhado anteriormente.

Logo, reduzir a transmissão de calor com a aplicação de fachadas com menor área de janela (vão luz), aplicar vidros eficientes que filtram os raios infravermelhos e ultravioletas permitindo a entrada de luz, propor proteções solares externas (brises e persianas externas) e projetar vedações externas com isolamento térmico são conceitos que podem apresentar elevado custo, mas que certamente irão contribuir para a redução de custos de instalações de ar condicionado e instalações elétricas.

É um erro, portanto, concluirmos que um projeto sustentável conterá tecnologias modernas de sistemas e equipamentos e resultará em custos de instalações elevados. Na verdade, o nível de tecnologia aplicado aos projetos de sistemas prediais será necessário em função da eficiência energética que os projetos buscam, independente de eles serem ou não sustentáveis. Por outro lado, os equívocos de concepção arquitetônica de fachada (como aquele apresentado no caso hipotético acima) acabam fazendo com que os projetistas de sistemas prediais desenvolvam projetos complexos e especifiquem equipamentos de elevado custo e elevada tecnologia para compensar as “falhas”, com objetivo de se atingir a eficiência requerida.

A sustentabilidade na eficiência energética dos projetos valoriza a busca de conceitos arquitetônicos que aproveitem o máximo dos recursos naturais disponíveis sem esquecer de seus efeitos negativos, desde a simples orientação solar mais favorável, passando pelo estudo de arquitetura bioclimática de fachadas e viabilidade de aplicação de sistemas prediais “passivos”, como ventilação e iluminação natural — não é a toa que o homem viveu milhares de anos em cavernas.

Caso as estratégias anteriores não sejam suficientes e aplicáveis, a sustentabilidade irá valorizar projetos de sistemas prediais que contenham o conceito de “autossuficiência” e reciclagem. O objetivo deste conceito se concentra na redução e “alívio” de demanda de energia das concessionárias, através da aplicação de tecnologias de geração local, com o uso de recursos naturais, como geração de energia elétrica por placas fotovoltaicas e eólica, energia térmica por placas solares, além de incentivar o aproveitamento de energia “desperdiçada”, através da recuperação de calor no sistema de ar condicionado e em sistemas de cogeração (geração de energia elétrica e térmica de resfriamento).

É importante ressaltar que a construção sustentável trouxe da academia para o mercado brasileiro ferramentas que auxiliam arquitetos e engenheiros a buscarem a melhor concepção de projetos, tanto em termos de estudo de fachadas, orientação solar, como de sistemas prediais. Softwares computacionais de simulação de eficiência energética, iluminação natural e de insolação (orientação solar) são as principais ferramentas que irão determinar e auxiliar os projetos na busca da maior eficiência com baixo custo, resultando em edifícios efetivamente sustentáveis e definitivamente eficientes. As ferramentas estão à disposição e devemos nos apropriar delas para resultados eficazes nos projetos em busca da sustentabilidade global.