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Manual de Aplicação dos Regulamentos: RTQ-C e RAC-C

MME – Ministério de Minas e Energia Edison Lobão Ministro de Minas e Energia

CGIEE – Comitê Gestor de Indicadores e Níveis de Eficiência Energética Paulo Augusto Leonelli Presidente – Ministério das Minas e Energia

Adriano Duarte Filho Ministério da Ciência e Tecnologia

Elizabeth Marques Duarte Pereira Representante da sociedade brasileira

Gilberto de Martino Jannuzzi Representante da Universidade Brasileira

Jacqueline Barboza Mariano Agência Nacional do Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis

Paulo Malamud Ministério do Desenvolvimento, Indústria e Comércio Exterior

Sheyla Maria das Neves Damasceno Agência Nacional de Energia Elétrica

Grupo Técnico Edificações do MME Maria de Fátima Passos Coordenadora – Ministério das Minas e Energia

Almir Fernandes Instituto dos Arquitetos do Brasil

Ana Karine Batista Conselho Federal de Engenharia, Arquitetura e Agronomia

Élbio Gonçalves Maich Conselho Federal de Engenharia, Arquitetura e Agronomia

Fernando Pinto Dias Perrone Programa Nacional de Conservação de Energia Elétrica - PROCEL

Francisco A. de Vasconcellos Neto Câmara Brasileira da Indústria da Construção

Jean Benevides Caixa Econômica Federal

Marcos Parainello Ministério do Planejamento, Orçamento e Gestão

Maria Salette Weber Ministério das Cidades

Mozart Schimdt Programa Nacional de Racionalização do Uso de Derivados de Petróleo e do Gás Natural - CONPET

Nelson da Silva Ministério da Ciência e Tecnologia

Roberto Lamberts Representante Universidade Brasileira


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Secretaria do Grupo Técnico de Edificações – GT Edificações Ana Paula Cardoso Guimarães Centro de Pesquisas de Energia Elétrica

Arthur José Oliveira Conselho Regional de Engenharia, Arquitetura e Agronomia do Rio de Janeiro

Cláudia Barroso-Krause Universidade Federal do Rio de Janeiro

Cláudia Naves Amorin Universidade de Brasília

Daniel Delgado Bouts Eletrobrás/ Procel

João Carlos Rodrigues Aguiar Centro de Pesquisas de Energia Elétrica

Leonardo Salazar Bittencourt Universidade Federal de Alagoas

Luciana Hamada Instituto Brasileiro de Administração Municipal

Roberta Vieira G. Souza Universidade Federal de Minas Gerais

Roberto Wagner L. Pereira Ministério das Minas e Energia

Rodrigo Uchôa Batista Caixa Econômica Federal

Vânia Maria Delorme Prado Caixa Econômica Federal

Instituto Nacional de Metrologia, Normalização e Qualidade Industrial João Alziro Herz da Jornada Presidente

Alfredo Carlos Orphão Lobo Diretor da Qualidade

Gustavo José Kuster de Albuquerque Gerente da Divisão de Programas de Avaliação da Conformidade

Leonardo Machado Rocha Gerente Substituto da Divisão de Programas de Avaliação da Conformidade


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Eletrobrás/Procel Jose Antonio Muniz Lopes Presidente

Ubirajara Rocha Meira Diretor de Tecnologia

Fernando Pinto Dias Perrone Chefe do Departamento de Projetos de Eficiência Energética

Solange Nogueira Puente Santos Chefe da Divisão de Eficiência Energética em Edificações

Equipe do Procel Edifica Estefânia Mello Frederico Guilherme Cardoso Souto Maior de Castro José Luiz Grunewald Miglievich Leduc Maria Tereza Marques da Silveira Rodrigo da Costa Casella Tábata Juventude Moreira Laboratório de Eficiência Energética em Edificações – LabEEE – UFSC Roberto Lamberts Coordenador

Joyce Carlo Ana Paula Melo Greici Ramos Márcio Sorgato Miguel Pacheco Rogério Versage Acadêmicos: Diego Tamanini Rovy Pereira Juliana May Sangoi


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ÍNDICE APRESENTAÇÃO

7

OBJETIVOS DO MANUAL ESTRUTURA DO REGULAMENTO TÉCNICO DA QUALIDADE MÉTODO E ESTRUTURA DO MANUAL SIGLAS E ABREVIAÇÕES

7 8 10 11

1

12

CONCEITOS E DEFINIÇÕES

1.1 ABERTURA 1.1.1 DETALHAMENTO 1.1.2 EXEMPLOS 1.1.3 EXERCÍCIOS 1.2 ABSORTÂNCIA TÉRMICA 1.2.1 DETALHAMENTO 1.3 AMBIENTE 1.3.1 DETALHAMENTO 1.3.2 EXEMPLO 1.3.3 EXERCÍCIOS 1.4 ÂNGULOS DE SOMBREAMENTO: AHS E AVS 1.4.1 DETALHAMENTO 1.4.2 EXEMPLOS 1.5 ÁREA DE PROJEÇÃO DA COBERTURA E ÁREA DE PROJEÇÃO DO EDIFÍCIO 1.5.1 DETALHAMENTO 1.6 ÁREA ÚTIL E ÁREA TOTAL 1.6.1 DETALHAMENTO 1.6.2 EXEMPLO 1.7 CAPACIDADE TÉRMICA 1.7.1 DETALHAMENTO 1.7.2 EXERCÍCIOS 1.8 CICLO ECONOMIZADOR 1.9 COBERTURAS NÃO APARENTES 1.9.1 EXEMPLO 1.10 DENSIDADES DE POTÊNCIA DE ILUMINAÇÃO 1.10.1 DETALHAMENTO 1.10.2 EXEMPLO 1.11 EDIFÍCIOS COMERCIAIS OU DE SERVIÇOS 1.11.1 DETALHAMENTO 1.11.2 EXERCÍCIOS 1.12 ENVOLTÓRIA 1.12.1 DETALHAMENTO 1.12.2 EXEMPLOS 1.13 FACHADA E ORIENTAÇÃO 1.13.1 DETALHAMENTO 1.13.2 EXEMPLO 1.14 FATOR ALTURA E FATOR DE FORMA 1.14.1 DETALHAMENTO 1.15 FATOR SOLAR 1.15.1 DETALHAMENTO

12 12 12 13 14 14 15 15 15 16 17 17 20 23 23 25 25 25 27 27 27 30 31 31 32 32 33 34 34 34 36 36 36 38 38 39 41 41 42 42


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1.16 INDICADOR DE CONSUMO 1.16.1 DETALHAMENTO 1.17 PAFT E PAZ 1.17.1 DETALHAMENTO 1.17.2 CÁLCULO DE PAFT E PAZ 1.17.3 EXEMPLOS 1.18 PAREDES EXTERNAS 1.18.1 DETALHAMENTO 1.19 RELAÇÃO CUSTO-BENEFÍCIO 1.20 TRANSMITÂNCIA TÉRMICA 1.20.1 DETALHAMENTO 1.20.2 EXERCÍCIOS 1.21 ZONA BIOCLIMÁTICA 1.21.1 DETALHAMENTO 1.22 ZONA DE CONFORTO 1.22.1 DETALHAMENTO 1.23 ZONA DE ILUMINAÇÃO 1.24 ZONA TÉRMICA 1.24.1 DETALHAMENTO 1.24.2 EXEMPLOS 1.24.3 EXERCÍCIO

44 44 45 45 47 50 52 52 53 54 54 54 55 55 57 57 61 62 62 62 63

2

64

INTRODUÇÃO

2.1 OBJETIVO 2.2 PROCEDIMENTOS PARA DETERMINAÇÃO DA EFICIÊNCIA 2.2.1 REQUISITOS PRESENTES NA EQUAÇÃO DE CLASSIFICAÇÃO 2.2.2 EQUAÇÃO GERAL DE CLASSIFICAÇÃO DO NÍVEL DE EFICIÊNCIA DO EDIFÍCIO 2.3 BONIFICAÇÕES 2.3.1 RACIONALIZAÇÃO DO CONSUMO DE ÁGUA 2.4 PRÉ-REQUISITOS GERAIS 2.5 PRÉ-REQUISITOS ESPECÍFICOS

64 64 65 67 71 73 74 75

3

77

ENVOLTÓRIA

3.1 PRÉ-REQUISITOS 3.1.1 NÍVEL A 3.1.2 NÍVEL B 3.1.3 NÍVEIS C E D 3.2 DETERMINAÇÃO DO NÍVEL DE EFICIÊNCIA 3.2.1 INTRODUÇÃO 3.2.2 MÉTODO DE CÁLCULO DO INDICADOR DE CONSUMO

77 77 82 84 85 85 91

4

99

SISTEMA DE ILUMINAÇÃO

4.1 PRÉ-REQUISITOS ESPECÍFICOS 4.1.1 DIVISÃO DE CIRCUITOS 4.1.2 CONTRIBUIÇÃO DA LUZ NATURAL 4.1.3 DESLIGAMENTO AUTOMÁTICO DO SISTEMA DE ILUMINAÇÃO 4.2 PROCEDIMENTO DE DETERMINAÇÃO DA EFICIÊNCIA 4.2.1 DETERMINAÇÃO DO ÍNDICE DE AMBIENTE (K)

99 100 101 102 103 103


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4.2.2 DETERMINAÇÃO DA DENSIDADE DE POTÊNCIA DE ILUMINAÇÃO RELATIVA LIMITE (DPIRL) 108 4.2.3 ROTEIRO PARA AVALIAÇÃO DO NÍVEL DE EFICIÊNCIA DE ILUMINAÇÃO 115 5

SISTEMA DE CONDICIONAMENTO DE AR

116

5.1 INTRODUÇÃO 5.2 PRÉ-REQUISITOS 5.3 CONDICIONADORES DE AR DO TIPO JANELA OU DO TIPO SPLIT 5.3.1 CÁLCULO DA CARGA TÉRMICA 5.3.2 EFICIÊNCIA DE UMA ZONA COM DIFERENTES UNIDADES 5.3.3 EFICIÊNCIA DE VÁRIOS AMBIENTES 5.3.4 EFICIÊNCIA DE DOIS OU MAIS SISTEMAS INDEPENDENTES 5.4 SISTEMAS DE CONDICIONAMENTO DE AR NÃO REGULAMENTADOS PELO INMETRO 5.4.1 SISTEMAS COMPOSTOS POR CONDICIONADORES DE AR DE JANELA E SPLIT 5.4.2 SISTEMAS CENTRAIS DE CONDICIONAMENTO DE AR 5.4.3 CONTROLE DE TEMPERATURA POR ZONA 5.4.4 AUTOMAÇÃO 5.4.5 ISOLAMENTO DE ZONAS 5.4.6 CONTROLES E DIMENSIONAMENTO DO SISTEMA DE VENTILAÇÃO 5.4.7 RECUPERAÇÃO DE CALOR 5.4.8 CONTROLES E DIMENSIONAMENTO DOS SISTEMAS HIDRÁULICOS 5.4.9 CONTROLES E DIMENSIONAMENTO DOS SISTEMAS HIDRÁULICOS

116 116 117 117 117 119 121 123 123 124 124 126 126 127 128 129 130

6

131

SIMULAÇÃO

6.1 PRÉ-REQUISITOS ESPECÍFICOS 6.2 PROCEDIMENTOS PARA SIMULAÇÃO 6.2.1 EDIFÍCIOS CONDICIONADOS ARTIFICIALMENTE 6.2.2 EDIFÍCIO NATURALMENTE VENTILADOS OU NÃO CONDICIONADOS

131 131 131 138

7

140

REGULAMENTO DE AVALIAÇÃO DA CONFORMIDADE – RAC-C

7.1 INTRODUÇÃO 7.2 ENCE GERAL E PARCIAL 7.3 PROCESSO DE ETIQUETAGEM 7.3.1 AVALIAÇÃO DE PROJETO 7.3.2 INSPEÇÃO POR AMOSTRAGEM DO EDIFÍCIO 7.3.3 CASOS DE NÃO CONFORMIDADE NO PROCESSO 7.4 DOCUMENTAÇÃO NECESSÁRIA PARA CLASSIFICAÇÃO DO NÍVEL DE EFICIÊNCIA

140 140 143 145 146 148

ENERGÉTICA

148

ANEXOS

151


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Apresentação Objetivos do manual Este manual visa detalhar os tópicos do Regulamento Técnico da Qualidade (RTQ-C) do Nível de Eficiência Energética de Edifícios Comerciais, de Serviços e Público, de forma a esclarecer possíveis dúvidas sobre métodos de cálculo e aplicação de seu conteúdo. Para tal, os conceitos e definições apresentados no RTQ-C são explicados e os métodos, justificados. Espera-se que, ao final da leitura, o leitor esteja apto a classificar edifícios de acordo com os requisitos do regulamento e a submeter apropriadamente o projeto ou edifício à certificação. Cabe salientar que nenhuma regulamentação por si garante um edifício de qualidade. Maiores níveis de eficiência podem ser alcançados através de estratégias de projeto e por iniciativas e cooperação dos diversos atores ligados à construção dos edifícios (arquitetos, engenheiros civis, eletricistas, mecânicos e empreendedores). Igualmente, tão importantes e freqüentemente esquecidos, os usuários têm participação decisiva no uso de edifícios eficientes através dos seus hábitos, que podem reduzir de forma significativa o consumo de energia, aumentando assim a eficiência das edificações e reduzindo desperdícios. Todos os envolvidos na concepção e utilização dos edifícios e seus sistemas podem contribuir para criar e manter edificações energeticamente eficientes. O regulamento deve ser considerado como um desafio para procurar e efetivamente alcançar níveis mais elevados de eficiência energética nas edificações. A obtenção de uma etiqueta de eficiência não é definitiva e pode ser continuamente melhorada com inovações tecnológicas ao longo dos anos, criando um hábito do aprimoramento constante em eficiência energética, da concepção ao uso do edifício. A Figura A.1.1 representa os cinco níveis de eficiência do RTQ-C e mostra como esta filosofia de contínuo aprimoramento está embutida no regulamento. O RTQ-C não define limite superior para o nível A, uma vez que desempenhos mais elevados de eficiência energética podem sempre ser conseguidos.

A

B

C

D

Figura A.1.1. Níveis de eficiência

7

E


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Neste sentido, a procura de maiores níveis de eficiência inclui o comissionamento. O comissionamento consiste em planejar e executar os projetos de forma a garantir que os mesmos apresentem efetivamente o desempenho esperado, corrigindo defeitos ou ajustando equipamento se for necessário até alcançar os objetivos propostos. Finalmente, para atingir e manter níveis mais elevados de eficiência é muito importante a participação dos usuários. Um edifício eficiente com usuários ineficientes pode tornar-se um edifício ineficiente. Da mesma forma, edifícios ineficientes, podem aumentar de forma considerável a sua eficiência se houver um empenho dos seus usuários nesse sentido.

Estrutura do Regulamento Técnico da Qualidade O RTQ-C fornece uma classificação de edifícios através da determinação da eficiência de três sistemas: •

Envoltória;

Iluminação;

Condicionamento de ar.

Os três itens, mais bonificações, são reunidos em uma equação geral de classificação do nível de eficiência do edifício. É possível também obter a classificação de apenas um sistema, deixando os demais em aberto. Neste caso, no entanto, não é fornecida uma classificação geral do edifício, mas apenas do(s) sistema(s) analisado(s). A classificação da envoltória faz-se através da determinação de um conjunto de índices referentes às características físicas do edifício. Componentes opacos e dispositivos de iluminação zenital são definidos em pré-requisitos enquanto as aberturas verticais são avaliadas através de equações. Estes parâmetros compõem a “pele” da edificação (como cobertura, fachada e aberturas), e são complementados pelo volume, pela área de piso do edifício e pela orientação das fachadas. A eficiência da iluminação é determinada calculando a densidade de potência instalada pela iluminação interna, de acordo com as diferentes atividades exercidas pelos usuários de cada ambiente. Para a determinação da iluminação adequada a cada atividade, o RTQ-C segue a norma NBR 5413. Calcula-se a potência instalada de iluminação, a iluminância de projeto e a iluminância gerada pelo sistema para determinação da eficiência. Quanto menor a potência utilizada, menor é a energia consumida e mais eficiente é o sistema, desde que garantidas as condições adequadas de iluminação. Este item deve ser avaliado por ambiente, uma vez que estes podem ter diferentes usos e, portanto, distintas necessidades de iluminação.

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A classificação da eficiência do sistema de condicionamento de ar pode ser dividida em duas diferentes classes. Uma classe lida com sistemas individuais e split, já classificados pelo INMETRO. Desta forma, deve-se apenas consultar os níveis de eficiência fornecidos nas etiquetas do INMETRO para cada um dos aparelhos instalados na edificação para posteriormente aplicar o resultado na equação geral do edifício. Já a eficiência de sistemas de condicionamento de ar como os centrais, que não são classificados pelo INMETRO, devem seguir prescrições definidas no texto do regulamento. Assim, a classificação do nível de eficiência destes sistemas é mais complexa, pois sua definição depende da verificação de um número de requisitos e não pode ser simplesmente obtida pela consulta da etiqueta. Terminado o cálculo da eficiência destes três sistemas (Iluminação, Condicionamento de ar e Envoltória), os resultados parciais são inseridos na equação geral para verificar o nível de eficiência global da edificação. O formato da Etiqueta Nacional de Conservação de Energia (ENCE), contendo os níveis finais e parciais do edifício, é mostrado na Figura A.1.2.

Figura A.1.2. Modelo da Etiqueta Nacional de Conservação de Energia (ENCE) para edificações.

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No entanto, o cálculo dos três diferentes níveis de eficiência parciais e do nível geral de eficiência podem ser alterados tanto por bonificações, que podem elevar a eficiência, quanto por pré-requisitos que, se não cumpridos, reduzem esses níveis. As bonificações são bônus de pontuação que visam incentivar o uso de energia solar para aquecimento de água, uso racional de água, cogeração, dentre outros, mas sem a obrigatoriedade de constarem no edifício. Já os pré-requisitos referem-se a cada sistema em particular, e também ao edifício por completo, e seu cumprimento é obrigatório.

Método e estrutura do manual O conteúdo deste manual foi organizado para apresentar os conceitos e definições usados no RTQ-C, agrupados em três temas (envoltória, iluminação e condicionamento de ar). Nem todos os conceitos são mencionados por se considerar que não necessitam explicação. Cada um dos conceitos abordados transcreve integralmente a definição do RTQ-C para depois esclarecer as intenções da redação e fornecer mais informações. Dependendo do caso, quadros e figuras são utilizados como recursos didáticos com a intenção de esclarecer pontos de possível dificuldade de compreensão e sistematizar pontos importantes. Há diferentes tipos de quadros para os diversos conteúdos do manual. Quadros de moldura tracejada contêm citações literais de definições, tabelas e equações do regulamento, preservando a sua numeração original, facilitando a consulta entre o manual e o RTQ-C. Quadros de duas colunas apresentam exemplos práticos, separando por colunas aqueles que se aplicam ou não à definição explicada. Podem também apresentar exemplos práticos de definições similares para melhor compreensão das distinções entre as mesmas. Um terceiro tipo de quadro, de moldura contínua, suplementa o texto principal com explicações adicionais. Finalmente, um quarto tipo de quadro, de moldura dupla, apresenta e exemplos de aplicação e exemplos de c��lculo para aprofundar a compreensão do leitor. Após a revisão dos conceitos e definições, uma outra sessão apresenta a classificação do nível de eficiência explicando o processo paulatinamente. No final da sessão é mostrado como integrar as três classificações parciais em uma classificação final do edifício. É também abordada a questão das classificações parciais e gerais para partes de edificações: como proceder, casos em que se aplicam e quais os objetivos.

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A sessão seguinte mostra a conversão dos cálculos, verificação de requisitos e contabilização de pontos extras provenientes das bonificações para preenchimento dos formulários de submissão do projeto/edifício com maior rapidez e facilidade. Ou seja, esta sessão apresenta o procedimento para submissão até ser obtida a ENCE (Etiqueta Nacional de Conservação de Energia) fornecida pelo INMETRO.

Siglas e Abreviações ABNT: Associação Brasileira de Normas Técnicas ENCE: Etiqueta Nacional de Conservação de Energia INMETRO: Instituto Nacional de Metrologia, Normalização e Qualidade Industrial RTQ-C: Regulamento Técnico da Qualidade do Nível de Eficiência Energética de Edifícios Comerciais, de Serviços e Público RAC-C: Regulamento de Avaliação da Conformidade do Nível de Eficiência Energética de Edifícios Comerciais, de Serviços e Públicos

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1 CONCEITOS E DEFINIÇÕES 1.1

ABERTURA

Abertura: todas as áreas da envoltória do edifício, com fechamento translúcido ou transparente (que permite a entrada da luz), incluindo janelas, painéis plásticos, clarabóias, portas de vidro (com mais da metade da área de vidro) e paredes de blocos de vidro. Exclui vãos sem fechamentos e elementos vazados como cobogós.

1.1.1 Detalhamento É abertura toda e qualquer parte da fachada cujo material é transparente ou translúcido, permitindo a passagem de luz e/ou radiação solar direta ou indireta para o interior da edificação. Suas arestas podem estar em contato com materiais opacos ou também transparentes ou translúcidos. Qualquer vão que esteja descoberto e/ou sem nenhum tipo fechamento (como em pórticos), não é considerado abertura. Um vão total ou parcialmente fechado com um material opaco, sem a presença de material transparente ou translúcido, também não é considerado abertura. Os vãos sem qualquer tipo de fechamento são excluídos da definição, pois vãos descobertos podem ser usados como proteções solares permitindo ventilação natural e sombreando a fachada. Além disso, sacadas ou varandas sombreiam portas e janelas de vidro, e também não são consideradas aberturas, enquanto as portas e janelas de vidro o são. Esta definição distingue materiais transparentes e translúcidos dos opacos, que não deixam passar a luz/radiação solar, pelos seus desempenhos térmicos diferenciados.

1.1.2 Exemplos É ABERTURA

NÃO É ABERTURA

Janelas de vidro;

Vãos descobertos;

Paredes envidraçadas;

Pórticos;

Paredes de tijolo de vidro;

Cobogós;

Vãos fechados com placas de policarbonato

Varandas;

ou acrílico;

Sacadas;

Janelas fechadas com vidro mas com venezianas.

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1.1.3 Exercícios 1.1.3.1

Exercício 1

Um edifício apresenta uma fachada em que metade da área é fechada por vidro com a altura do pé direito, sendo o resto da fachada composta de tijolos de vidro. Qual é o percentual de aberturas nas fachadas de tal edifício? Resposta: 100%. Todos os materiais da fachada são transparentes ou translúcidos.

1.1.3.2

Exercício 2

Se, no caso anterior, metade das paredes de vidro que fecham os vãos fosse deixada sem fechamento, isso aumentaria ou reduziria a área de aberturas da fachada? Resposta: Reduziria o percentual de aberturas em 25% uma vez que os vãos sem fechamento não contam como materiais transparentes ou translúcidos. Este exemplo visa frisar que a definição abertura do RTQ-C se refere exclusivamente às parcelas da envoltória do edifício de materiais transparentes ou translúcidos. Vãos descobertos sem nenhum tipo de material não são aberturas para fins do manual

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1.2

ABSORTÂNCIA TÉRMICA

Absortância à radiação solar (α): Quociente da taxa de radiação solar absorvida por uma superfície pela taxa de radiação solar incidente sobre esta mesma superfície. Fonte: NBR 15220-1 (ABNT, 2005)

1.2.1 Detalhamento Absortância solar é uma propriedade do material referente a parcela da radiação absorvida pelo mesmo, geralmente relacionada a cor. A NBR 15220-2 apresenta, no Anexo B, uma lista de absortâncias para algumas cores e materiais, listada a seguir. Tabela 1.1. Absortância (α α) para radiação solar (ondas curtas).

α

Tipo de Superfície Chapa de alumínio (nova e brilhante)

0,05

Chapa de alumínio (oxidada)

0,15

Chapa de aço galvanizada (nova e brilhante)

0,25

Caiação nova

0,12 / 0,15

Concreto aparente

0,65 / 0,80

Telha de barro

0,75 / 0,80

Tijolo aparente

0,65 / 0,80

Reboco claro

0,30 / 0,50

Revestimento asfáltico

0,85 / 0,98

Vidro incolor

0,06 / 0,25

Vidro colorido

0,40 / 0,80

Vidro metalizado

0,35 / 0,80

Pintura: Branca

0,20

Amarela

0,30

Verde clara

0,40

“Alumínio”

0,40

Verde escura

0,70

Vermelha

0,74

Preta

0,97

Fonte: NBR 15220-2 (ABNT, 2005)

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1.3

AMBIENTE

Ambiente: espaço interno de um edifício, fechado por superfícies sólidas tais como paredes ou divisórias, teto, piso e dispositivos operáveis tais como janelas e portas.

1.3.1 Detalhamento Um ambiente é um espaço interno do edifício delimitado por divisórias ou paredes. Este conceito é a base para o cálculo da eficiência do sistema de iluminação de um edifício, pois a sua determinação é feita através do cálculo da eficiência da iluminação de cada ambiente. O correto entendimento de ambiente permite um cálculo correto do nível de eficiência da iluminação. Por divisão, não se entende somente paredes de alvenaria ou concreto. Freqüentemente espaços de escritório são divididos por partições desmontáveis que criam espaços internos que são classificados como ambientes pelo RTQ-C. É necessário, no entanto, que tais partições vedem o espaço do piso até ao teto. Estações de trabalho de planta livre não são contabilizadas como ambientes independentes.

1.3.2 Exemplo

Figura 1.1. Divisórias até o forro (ou teto) delimitam ambientes, mesmo que contenham vidro. Portanto, há dois ambientes na figura.

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1.3.3 Exercícios Um espaço é vedado do piso ao teto por divisórias desmontáveis, compostas de madeira compensada até 2,2 m e vidro a partir dessa altura até ao teto. O espaço tem porta e forma um escritório independente. Este espaço é um ambiente? Resposta: Sim. O espaço é fechado. Convém notar que não se deve considerar as luminárias nos ambientes contíguos no cálculo da eficiência da iluminação. Embora a passagem de luz entre ambientes contíguos ocorra através da parcela de vidro da divisória, esta passagem pode ser interrompida com a instalação de persianas.

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1.4

ÂNGULOS DE SOMBREAMENTO: AHS E AVS

AVS: Ângulo Vertical de Sombreamento: ângulo formado entre 2 planos que contêm a base da abertura: •

o primeiro é o plano vertical na base da folha de vidro (ou material translúcido),

o segundo plano é formado pela extremidade mais distante da proteção solar horizontal até a base da folha de vidro (ou material translúcido).

AHS: Ângulo Horizontal de Sombreamento: ângulo formado entre 2 planos verticais: •

o primeiro plano é o que contém a base da folha de vidro (ou material translúcido),

o segundo plano é formado pela extremidade mais distante da proteção solar vertical e a extremidade oposta da base da folha de vidro (ou material translúcido).

1.4.1 Detalhamento A definição de abertura decorre da importância de identificar os materiais transparentes e translúcidos na envoltória do edifício. As definições de PAFT e PAZ são complementares e surgem da necessidade de quantificar a influencia das aberturas no comportamento térmico do edifício. Esta influência, no caso especial das aberturas, está intimamente ligada à irradiação solar. Por este motivo, não basta determinar e quantificar as aberturas; torna-se necessário saber se e quanto as mesmas estão sombreadas. Para quantificar o efeito dos sistemas de sombreamento nas aberturas, o RTQ-C apresenta dois conceitos complementares: Ângulo Vertical de Sombreamento (AVS) e Ângulo Horizontal de Sombreamento (AHS). Estes indicadores de sombreamento na abertura são medidos, o primeiro em corte, e o segundo em planta. Assim, o AVS mede, no plano vertical, o efeito das proteções solares horizontais enquanto o AHS mede no plano horizontal o efeito das proteções solares verticais. A Tabela 1.1 sintetiza estas relações. Tabela 1.2. Comparação entre AHS e AVS Indicador

Plano de medição

Visto

Tipo de proteção medida

AHS

Plano horizontal

Em planta

Proteções verticais

AVS

Plano vertical

Em corte

Proteções horizontais

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Os ângulos são sempre medidos entre os planos da folha de vidro e da aresta mais distante pertencente à proteção solar. Para uso no RTQ-C, o ângulo utilizado é dado pela média ponderada do ângulo de sombreamento em função da área das aberturas; no entanto, o ângulo final máximo a ser utilizado é 45º. Para as Zonas Bioclimáticas 6 e 8, com uma Ape menor que 500m² o AVS possui uma restrição maior, com um limite de 25º. Este limite visa evitar o uso de proteções excessivas que possam prejudicar a penetração da luz natural difusa nos ambientes internos. Seguem-se alguns exemplos de medições de AVS:

Figura 1.2. Ângulos Verticais de Sombreamento.

O AHS deve sempre ser considerado nos dois lados da abertura. Desta forma, o AHS de uma abertura é a média do ângulo das duas proteções solares, como mostrado nas figuras abaixo:

Figura 1.3. Ângulos Horizontais de Sombreamento.

Notar que o AVS deve ser medido em corte enquanto o AHS deve ser medido em planta e nas duas direções (dependendo da orientação da fachada).

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É AVS

É AHS

Se medido no plano vertical;

Se medido no plano horizontal;

Se referente a proteções solares horizontais;

Se referente a proteções solares verticais;

Refere-se a aberturas;

Refere-se a aberturas;

Beirais;

Proteções solares verticais e móveis que ocupam toda a fachada;

Marquises;

Varandas externas no alinhamento do

Proteções solares horizontais e móveis que

edifício.

ocupam toda a fachada; Varandas externas no alinhamento do edifício.

No caso de proteções solares vazadas, deve-se proceder da seguinte forma: •

Pórticos ou chapas perfuradas paralelas ao plano envidraçado: são consideradas fachadas e deve-se consultar o item de definições para PAF (Percentual de Área de Abertura na Fachada).

Proteções solares vazadas formadas por placas com aletas paralelas devem ter estabelecidas uma relação entre a altura (para AVS) ou profundidade (para AHS) da aleta e o vão entre destas aletas, conforme a Figura 1.4. A razão entre eles é um fator de correção a ser multiplicado pelo AVS ou AHS. Fatores de correção maiores que 1, adotar 1.

Figura 1.4. Fator de correção para proteção solar vazada.

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FATOR DE CORREÇÃO PARA PROTEÇÕES SOLARES VAZADAS Proteções solares vazadas permitem uma maior entrada da radiação solar quando comparada às outras proteções solares com mesmo ângulo de proteção; por este motivo adota-se o fator de correção. Assim, um fator de correção igual a um representa uma proteção solar vazada onde a parcela sombreada é a mesma que uma proteção solar não vazada, de mesmo ângulo.

1.4.2 Exemplos

Figura 1.5. Proteção solar horizontal com

Figura 1.6. Proteção solar horizontal com AVS

AVS de 45º.

de 30º.

Figura 1.7. Proteção solar vertical com AHS

Figura 1.8. Proteção solar horizontal com AVS

de 10º.

de 45º e proteção solar vertical com AHS de 10º.

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Figura 1.9. Proteção solar horizontal com

Figura 1.10. Proteção solar horizontal

AVS de 60º, em que se deve considerar 45º

perfurada: Pérgola. Considerar fator de

para uso no método prescritivo.

correção.

Figura 1.11. Varandas internas à projeção horizontal do edifício, à direita. E, varandas externas à projeção do edifício, à esquerda. Neste caso, ainda existe o sombreamento de um plano do edifício sobre o outro.

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ATENÇÃO NO CÁLCULO DOS ÂNGULOS DE SOMBREAMENTO VARANDAS INTERNAS À PROJEÇÃO HORIZONTAL DO EDIFÍCIO O sombreamento que elas proporcionam não deve ser considerado, visto que o cálculo do PAF induz à redução da área envidraçada real. Ver PAF, neste capítulo de definições. VARANDAS EXTERNAS À PROJEÇÃO HORIZONTAL DO EDIFÍCIO Varandas localizadas na parte externa do alinhamento do edifício (fora da projeção horizontal do edifício) são consideradas proteções solares, geralmente como AVS. Ver Figura 1.11. PROTEÇÕES SOLARES PARALELAS À FACHADA Caso a proteção solar ocupe uma área paralela à fachada, esta é considerada fachada, participando do cálculo do PAF, maiores detalhes em PAFT.

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1.5

ÁREA DE PROJEÇÃO DA COBERTURA E ÁREA DE PROJEÇÃO DO EDIFÍCIO

Apcob: área de projeção da cobertura (m2): área da projeção horizontal da cobertura, incluindo terraços cobertos ou descobertos; Ape: Área de projeção do edifício (m2): área da projeção horizontal do edifício (quando os edifícios são de formato uniforme) ou área de projeção média dos pavimentos, excluindo subsolos (no caso de edifícios com formato irregular).

1.5.1 Detalhamento Estes são dois conceitos diferentes sobre a projeção do edifício, utilizados em diferentes momentos na classificação do nível de eficiência do edifício. A área de projeção da cobertura (Apcob) consiste na projeção horizontal da coberta e é utilizado para o cálculo do Fator Altura. A área de projeção do edifício (Ape) é igual à área de projeção da cobertura em edifícios de formato uniforme, no entanto em edifícios de formato irregular a Ape é a média da projeção dos pavimentos. A Figura 1.12 mostra um edifício de formato irregular e a área a ser considerada para a Apcob. Para a Ape deve se considerar a média das áreas dos pavimentos - áreas A, B e C conforme a Figura 1.12.

Apcob

Ape Figura 1.12. Áreas consideradas para Apcob – Área de projeção da cobertura; e Ape – Área de projeção do edifício.

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Deve-se observar que áreas decorrentes do recuo de portas e janelas, que ultrapassam a espessura da parede, geram espaços que não são contabilizados como cobertura tanto para os pré-requisitos quanto para as áreas de cobertura e de projeção da cobertura. A Figura 1.13 mostra o recuo formado pela localização da porta no ambiente e qual a área que deve ser considerada. Nela, vê-se que uma parede perpendicular à parede externa (parede 2) e maior que a espessura da parede 1, faz parte deste recuo. Portanto, a cobertura deve ser contabilizada caso o recuo seja da espessura da parede, independente da grandeza desta espessura.

2

1

Figura 1.13. Definição da área utilizada para área de cobertura e área da projeção de cobertura.

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1.6

ÁREA ÚTIL E ÁREA TOTAL

AU: Área Útil (m2): para uso neste regulamento, a área útil é a área realmente disponível para ocupação, medida entre os paramentos internos das paredes que delimitam o ambiente, excluindo garagens; Atot: Área total de piso (m2): soma das áreas de piso fechadas de construção, medidas externamente.

1.6.1 Detalhamento Estes são diferentes conceitos sobre a área do edifício, utilizados em diferentes momentos na classificação do nível de eficiência do edifício. A área total de piso do edifício é utilizada no cálculo do Fator Altura, e considera a área de piso de todos os pavimentos, medida externamente (a partir das paredes externas). A área útil do edifício é utilizada na equação geral de classificação do edifício. Refere-se a toda área do edifício possível de ser ocupada, sendo ambientes de longa permanência ou áreas de transição, como circulações e escadas; no entanto as áreas de garagem não são consideradas. Ao contrário da área total de piso, a área útil utiliza as medidas internas do edifício, desconsiderando as áreas de parede e referem-se aos locais que atendem a definição de ambiente.

1.6.2 Exemplo A Figura 1.14 mostra a volumetria de um edifício. A partir desta figura tem-se que:

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Planta de Cobertura

Detalhe da escada

Figura 1.14. Volumetria e planta de cobertura com dimensões para determinação de: AU e Atot.

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1.7

CAPACIDADE TÉRMICA

Capacidade térmica (C): Quantidade de calor necessária para variar em uma unidade a temperatura de um sistema, [J/K]. Capacidade térmica de componentes (CT): Quociente da capacidade térmica de um componente pela sua área, [J/m2 K]. Fonte: NBR 15220-1 (ABNT, 2005)

1.7.1 Detalhamento A capacidade térmica de componentes (CT) pode ser determinada por componentes formados por camadas homogêneas perpendiculares ao fluxo de calor, de acordo com a Equação 1.1. Para componentes com camadas não homogêneas, utiliza-se a Equação 1.2. Equação 1.1

Onde: CT é a capacidade térmica de componentes, [J/m²K]; λi é a condutividade térmica da matéria da camada ‘i’, [W/(m.K)]; Ri é a resistência térmica da camada ‘i’, [(m2.K)/W]; ei é a espessura da camada ‘i’, [m]; ci é o calor específico do material da camada ‘i’, [kJ/(kg.K)]; ρi é a densidade de massa aparente do material da camada ‘i’, [kg/m³].

Equação 1.2

Onde: CTa, CTb, ..., CTn, são as capacidades térmicas do componente para cada seção (a, b, …, n), determinadas pela Equação 1.1, [J/m²K]; Aa, Ab, ..., An são as áreas de cada seção, [m²].

1.7.2 Exercícios O exercício a seguir faz parte da NBR15220-2, anexo C, onde pode-se encontrar outros exemplos de cálculo.

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1.7.2.1

Exercício C.1 - NBR15220-2, anexo C:

Calcular a capacidade térmica de uma parede de tijolos maciços rebocados em ambas as faces, conforme a Figura 1.15. Dados: Dimensões do tijolo: 5 cmx 9 cm x 19 cm; ρcerâmica: 1600 kg/m3; λcerâmica: 0,90 w/(m.k); Ccerâmica: 0,92 kj/(kg.k); ρargamassa = ρreboco: 2000 kg/m3; λargamassa = λreboco: 1,15 w/(m.k); Cargamassa = Creboco: 1,00 kJ/(kg.K).

Figura 1.15. Parede de tijolos maciços rebocados em ambas as faces

Cálculo de todas as seções da parede: a. Seção A (reboco +argamassa +reboco)

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b. Seção B (reboco +tijolo +reboco)

Cálculo da capacidade térmica da parede:

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1.8

CICLO ECONOMIZADOR

Edifícios comerciais podem necessitar resfriamento mesmo quando o ambiente externo está frio ou com temperaturas amenas, decorrente das altas cargas internas. Nestas ocasiões o uso do ciclo economizador reduz o consumo de energia. O economizador é um equipamento de controle da entrada de ar externo para utilização no sistema de condicionamento do ar. Ele compara constantemente os valores de temperatura interna e tempera externa. Nos momentos em que o ambiente externo apresentar melhores condições que o ambiente interno, onde a temperatura externa é menor que a interna, o controle abrirá o damper de ar externo, exaustão, aumentando a entrada do ar externa. Quando esta característica não é atendida, o damper é fechado, proporcionando apenas a entrada de ar mínima necessária para manter a qualidade do ar interno. Este processo também pode ocorrer através da comparação entre as entalpias.


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1.9

COBERTURAS NÃO APARENTES

Coberturas não aparentes: coberturas sem possibilidade de visualização por pedestres situados na calçada do logradouro do edifício. No caso do edifício ter acesso a mais de uma rua ou avenida, deve-se considerar o logradouro principal.

1.9.1 Exemplo

Figura 1.16. Cobertura não aparente vista de dois logradouros de uma edificação. Mesmo com a cobertura visível do logradouro secundário, somente o logradouro principal deve ser o considerado.

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1.10 DENSIDADES DE POTÊNCIA DE ILUMINAÇÃO DPIA: Densidade de Potência de Iluminação Absoluta (W/m2): razão entre o somatório da potência de lâmpadas e reatores e a área de um ambiente; DPIR: Densidade de Potência de Iluminação Relativa [(W/m2)/100lux]: DPIA para cada 100 lx produzidos pelo sistema de iluminação artificial para uma iluminância medida no plano de trabalho; DPIRF: Densidade de Potência de Iluminação Relativa Final [(W/m2)/100lux]: DPIR obtida após o projeto luminotécnico, no final da vida útil do sistema de iluminação, que corresponde a um período de 24 meses; DPIRL: Densidade de Potência de Iluminação Relativa Limite [(W/m2)/100lux]: limite máximo aceitável de DPIR.

1.10.1 Detalhamento O método de determinação do nível de eficiência do sistema de iluminação é baseado na Densidade de Potência de Iluminação. Esta se refere à potência instalada nos ambientes internos exclusivamente e, portanto, está relacionada à definição de ambientes. A Densidade de Potência de Iluminação é a mais conhecida, sendo usada em outras normas e regulamentos internacionais. No RTQ-C, foi chamada de Densidade de Potência de Iluminação Absoluta (DPIA) para diferenciá-la das demais densidades. Seu uso está diretamente relacionado ao nível de iluminância necessário nos planos de trabalho, ou seja, é necessário identificar qual a atividade a ser executada em cada ambiente (escritórios, banheiros, área de refeição de restaurantes, cozinhas de restaurantes, etc.) para identificar qual é a densidade considerada eficiente. No Brasil existe a NBR 5413 – Iluminância de Interiores, que define os níveis de iluminância para ambientes internos. O RTQ-C utiliza a Densidade de Potência de Iluminação Relativa (DPIR), que é a DPIA para cada 100 lx de iluminância média existente no ambiente; desta forma, desvincula a eficiência das necessidades de iluminância dos ambientes, visto que esta obrigatoriedade já está presente na norma ABNT, NBR 5413. Além disso, a DPIR normaliza a DPIA pela iluminância, possibilitando a avaliação do nível de eficiência energética entre ambientes de diferentes atividades. O exemplo a seguir demonstra a comparação entre ambientes, utilizando a DPIR. Este método de análise foi utilizado para gerar limites de DPIR, chamados DPIRL que são comparados a DPIRF calculados pelo projetista.

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1.10.2 Exemplo Considere três ambientes com níveis adequados de iluminâncias, cujas características estão descritas na Tabela 1.2. Dadas as potências dos seus sistemas de iluminação, não é possível saber qual é mais eficiente visto que os ambientes têm áreas distintas. A partir da DPIA, que considera a potência e a área, ainda não é possível saber qual sistema é mais eficiente, visto que geram iluminâncias distintas. Aparentemente, o sistema mais eficiente é do ambiente C, de 2,4 W/m². Ao normalizar a DPIA, dividindo-a pela iluminância de cada ambiente, obtém-se a DPIR. Finalmente, verifica-se que o ambiente B possui o sistema de iluminação mais eficiente, pois atende a um nível padrão de iluminância (100 lx) com menor potência, que é a DPIR de 0,53 W/m²/100 lx. Tabela 1.3. Características de três sistemas de iluminação com adequados níveis de iluminância nos planos de trabalho. Ambiente

Área (m²)

Potência instalada de iluminação (W)

Iluminância

DPIA

DPIR

(lx)

(W/m²)

(W/m²/100 lx)

A

30

120

300

4,0

1,33

B

60

160

500

2,7

0,53

C

90

220

400

2,4

0,61

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1.11 EDIFÍCIOS COMERCIAIS OU DE SERVIÇOS Edifícios Comerciais e de Serviços: aqueles usados com finalidade que não a residencial ou industrial, tais como escolas; instituições ou associações de diversos tipos, incluindo prática de esportes; tratamento de saúde de animais ou humanos, tais como hospitais, postos de saúde e clínicas; vendas de mercadorias em geral; prestação de serviços; bancos; diversão; preparação e venda de alimentos; escritórios e edifícios empresariais, incluindo sedes de empresas ou indústrias, desde que não haja a atividade de produção nesta última; edifícios destinados a hospedagem, sejam eles hotéis, motéis, resorts, pousadas ou similares. Excetuam-se templos religiosos destinados a cultos, mas estão incluídas edificações com fins religiosos onde são realizadas atividades de escritório, administração e afins. As atividades listadas nesta definição não excluem outras não listadas.

1.11.1 DETALHAMENTO O RTQ-C não apresenta uma definição exaustiva de edifício comercial, afirmando que os edifícios comerciais não se limitam aos exemplos contidos na definição. Uma definição prescritiva implicaria na exclusão de diversos edifícios que devem ser objeto da aplicação do RTQ-C. Por este motivo, o RTQ-C define edifício comercial e de serviços por exclusão: o que não são edifícios residenciais ou industriais. Partindo desta premissa, vários exemplos de edifícios considerados comerciais são apresentados, analisando para qual a atividade o edifício é concebido. Como a definição de edifícios comerciais, de serviços e públicos é por exclusão, escolas, hospitais e edifícios contendo outras atividades institucionais estão abrangidos pelo RTQC. No caso de edifícios de atividade mista, a definição do tipo de edifício deve ser realizada determinando o uso principal, cuja área deve ser superior a 500m². Caso as atividades sejam claramente separadas, é possível considerar a parte comercial do edifício e classificar a eficiência somente da área comercial.

1.11.2 Exercícios 1.11.2.1 Exercício 1 Uma fábrica de sofás faz também venda direta ao público dos seus produtos nas suas instalações. Esta fábrica deve ser considerada um edifício comercial?

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Resposta: O uso da fábrica é industrial: a produção de sofás. Caso a área de vendas seja superior a 500 m², esta parcela é considerada comercial. Caso a área de vendas esteja em um anexo ou edifício em separado com área superior a 500 m2, este anexo é considerado um edifício comercial. Da mesma forma, se existir um escritório na fábrica com área superior a 500 m2 este escritório é um edifício comercial.

1.11.2.2 Exercício 2 Uma ONG ocupa um edifício com mais de 500 m² de área útil. Este edifício é comercial? Resposta: Sim. Ele pode ser considerado um edifício de escritórios, e portanto comercial ou de prestação de serviços.

1.11.2.3 Exercício 3 Um banco ocupa um edifício com mais de 500 m² de área útil. Este edifício é comercial? Resposta: Ele pode ser considerado um edifício de prestação de serviços e, portanto, está submetido ao RTQ-C.

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1.12 ENVOLTÓRIA Env: Envoltória: planos externos da edificação, compostos por fachadas, empenas, cobertura, brises, marquises, aberturas, assim como quaisquer elementos que os compõem.

1.12.1 Detalhamento A envoltória pode ser entendida como a pele do edifício. Isto é, o conjunto de elementos do edifício que estão em contato com o meio exterior e compõem os fechamentos dos ambientes internos em relação ao ambiente externo. Meio externo, para a definição de envoltória, exclui a parcela construída do subsolo do edifício, referindo-se exclusivamente as partes construídas acima do solo. Em geral, piso em contato com o solo e paredes em contato com o solo no caso de ambientes no subsolo (garagens e depósitos, por exemplo) são considerados parte da envoltória. Entretanto, devem ser excluídas da área da envoltória (Aenv) superfícies em contato com o solo. No caso da Figura 1.18 apenas uma parte do subsolo é considerada como envoltória, uma vez que não está em contato com o solo. Esta, por coincidência, é uma superfície envidraçada. Esta definição independe de material ou função no edifício. Qualquer tipo de elemento acima do solo, que pertença ao edifício e que permaneça em contato prolongado com o exterior, pertence à envoltória.

1.12.2 Exemplos

Figura 1.17 Partes do edifício que compõem a envoltória. O piso pode ser considerado envoltória quando está em contato com o meio exterior. No RTQ-C, o contato com o piso não é computado na área da envoltória.

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Figura 1.18. Subsolo com algumas paredes em contato com o solo. As paredes do subsolo que estão em contato com o ar são consideradas como parte da envoltória.

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1.13 FACHADA E ORIENTAÇÃO Fachada: superfícies externas verticais ou com inclinação superior a 60o em relação à horizontal. Inclui as superfícies opacas, translúcidas, transparentes e vazadas, como cobogós e vãos de entrada. Fachada oeste: fachada cuja normal à superfície está voltada para a direção de 270º em sentido horário a partir do norte geográfico. Fachadas cuja orientação variar de +45º ou 45º em relação a essa orientação serão consideradas como fachadas oeste para uso neste regulamento.

1.13.1 Detalhamento Fachadas são compostas de elementos como paredes, aberturas, vãos sem fechamentos, proteções solares e quaisquer outros elementos conectados fisicamente a elas. Deve-se diferenciar fachadas de paredes externas. Estas últimas referem-se a elementos opacos, e são citadas ao longo do texto quando aberturas e outros elementos da fachada não estão incluídos na citação; são usadas principalmente no cálculo da transmitância térmica e absortância (assim como as coberturas). Já as fachadas referem-se ao Percentual de Área de Aberturas nas Fachadas (PAF) e são parte da envoltória para cálculo de Fator de Forma. A orientação das fachadas influenciam na eficiência da envoltória. Por este motivo é necessário definir a orientação de cada fachada. Esta determinação é feita através da implantação de um edifício dentro de um quadrante definido da seguinte forma: I. De 0 a 45,0° e de 315,1° a 360,0° a orientação g eográfica é Norte; II. De 45,10° a 135,0° , a orientação geográfica é Leste; III. De 135,10° a 225,0° , a orientação geográfica é Sul; IV. De 225,10° a 315,0° , a orientação geográfica é Oeste; A Figura 1.19 apresenta a rosa dos ventos com os quadrantes. Convém realçar que o regulamento indica expressamente o uso do norte geográfico e não do norte magnético.

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Figura 1.19. Quadrantes para definição da orientação de fachada.

O exemplo é mostrado na Figura 1.20. Nela, é possível ver a implantação da planta de um edifício retangular, com a marcação do norte geográfico e de retas perpendiculares aos planos de fachada. As imagens sobrepostas permitem o posicionamento de cada reta perpendicular à sua fachada, mostrando a que orientação cada fachada está direcionada.

Figura 1.20. Sobreposição da edificação sobre a rosa dos ventos para definição da orientação de fachadas. Ver projeção da reta perpendicular à fachada leste identificando sua orientação.

1.13.2 Exemplo A Figura 1.21 mostra um exemplo para a determinação da orientação de fachadas. As fachadas 1 a 8 estão marcadas em perspectiva e em planta. A planta é utilizada para definir a orientação das fachadas 1 e 8. A partir da sobreposição da planta tem-se que a fachada 1 possui orientação leste, e a fachada 8 com orientação sul.

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Figura 1.21. Fachadas de edifício marcadas em perspectiva e em planta.

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1.14 FATOR ALTURA E FATOR DE FORMA FA: Fator Altura: razão entre a área de projeção do edifício e a área de piso (Apcob/Atot); FF: Fator de Forma: razão entre a área da envoltória e o volume do edifício (Aenv/Vtot).

1.14.1 Detalhamento O Indicador de Consumo (IC) é calculado especificadamente para cada edifício analisado. Para tanto, são utilizados índices que representam a volumetria do edifício e possibilitam avaliar de forma comparativa a eficiência da envoltória dos edifícios. Desta forma, o Fator Altura representa o número de pavimentos, enquanto o Fator de Forma representa as proporções do edifício. A equação do IC apresenta limites para o FF, edifícios com valores diferentes dos limites estipulados deverão usar o FF limite da equação.

100x50m FA: 1 FF: 0,39

25x25m FA: 1 FF: 0,49

FA: 0,1 FF: 0,19

FA: 0,1 FF: 0,09 Figura 1.22. Fator Altura e Fator de Forma.

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1.15 FATOR SOLAR FS: Fator Solar: razão entre o ganho de calor que entra num ambiente através de uma abertura e a radiação solar incidente nesta mesma abertura. Inclui o calor radiante transmitido pelo vidro e a radiação solar absorvida, que é re-irradiada ou transmitida, por condução ou convecção, ao ambiente. O fator solar considerado será relativo a uma incidência de radiação solar ortogonal à abertura. A ISO 15099: 2003 e a ISO 9050: 2003 apresentam procedimentos de cálculos normalizados para o FS e outros índices de desempenho energético de vidros e janelas com panos envidraçados simples ou múltiplos e também algumas tipologias de proteções solares internas (ex. venezianas). A NFRC 201:2004 apresenta procedimentos e especificações técnicas normalizadas para aplicação de um método calorimétrico de medição de ganho de calor solar em janelas.

1.15.1 Detalhamento Segundo a NBR 15220 -2 (ABNT, 2005) o fator solar de elementos transparentes ou translúcidos pode ser calculado através da Equação 1.3.

Equação 1.3

Onde: FST é o fator solar de elementos transparentes ou translúcidos, [J/m²K]; U é a transmitância térmica do componente, [W/(m2.K)]; α é a absortância à radiação solar; Rse é a resistência superficial externa, [(m2.K)/W]; τ é a transmitância à radiação solar. Para se obter o FS através desta equação é necessário que se tenha todos os dados medidos. A forma mais comum de obtê-lo é através de catálogos de fabricantes. Eles normalmente são representados em porcentagem, mas para o RTQ-C deve-se adotar o número fracionário.

1.15.1.1 Exercício Determinar o Fator solar de um vidro de 4 mm, cujas propriedades estão descritas na Tabela 1.4.


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Tabela 1.4. Propriedades do vidro – específico para o exemplo acima. Propriedades do vidro 2

Transmitância térmica

5,8 W/(m .K)

Transmitância a radiação solar

28%

Absortância solar

54%

Resistência superficial externa

0,04 (m .K)/W

Assim:

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2


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1.16 INDICADOR DE CONSUMO ICenv: Indicador de Consumo da envoltória.

1.16.1 Detalhamento O Indicador de Consumo é um parâmetro para avaliação comparativa da eficiência da envoltória. As equações que determinam o IC foram geradas através de resultados de consumo de energia simulados no programa computacional EnergyPlus para diversas tipologias construtivas de edificações comerciais brasileiras. São equações de regressão multivariada específicas para as zonas bioclimáticas brasileiras. O Indicador de Consumo não pode ser considerado como consumo de energia da edificação, pois este é significativamente dependente de parâmetros não incluídos nas equações, como cargas internas e tipo e eficiência do sistema de condicionamento de ar. Assim, deve ser considerado apenas um indicador para comparação entre edificações cuja volumetria é idêntica (Fator de Forma e Fator Altura), de forma que represente as variações de eficiência decorrentes somente da envoltória.

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1.17 PAFT E PAZ PAFT: Percentual de Área de Abertura na Fachada total (%): É calculado pela razão da soma das áreas de abertura de cada fachada pela área total de fachada da edificação. Refere-se exclusivamente a aberturas em paredes verticais com inclinação superior a 60° em relação ao plano horizontal, tais como janelas tradicionais, portas de vidro ou sheds, mesmo sendo estes últimos localizados na cobertura. Exclui área externa de caixa d’água no cômputo da área de fachada, mas inclui a área da caixa de escada até o ponto mais alto da cobertura (cumeeira).

PAZ: Percentual de Abertura Zenital (%): Percentual de área de abertura zenital na cobertura. Refere-se exclusivamente a aberturas em superfícies com inclinação inferior a 60º em relação ao plano horizontal. Deve-se calcular a projeção horizontal da abertura. Acima desta inclinação, ver PAFT.

1.17.1 Detalhamento PAFT e PAZ são definições interligadas que medem o mesmo conceito – abertura abordado anteriormente, em duas superfícies diferentes: fachadas e coberturas. PAFT e PAZ transformam em números o conceito qualitativo de abertura, para posteriormente ser usado em cálculo. Qualquer superfície de um edifício acima do solo, que tenha aberturas, terá obrigatoriamente um PAZ ou PAFT. Para diferenciar estes percentuais, deve-se diferenciar coberturas de fachadas. O RTQ-C define coberturas como superfícies que formam um ângulo inferior a 60°C ao plano horizonta l. Superfícies que apresentam ângulos iguais ou superiores a este, são fachadas. Esta distinção está relacionada ao ângulo de incidência da radiação solar nas aberturas da edificação, ilustrada na Figura 1.23. O cálculo do PAZ e PAFT deve excluir as áreas das esquadrias. PAZ e PAFT referem-se às partes com materiais transparentes ou translúcidos, exceto no caso de juntas entre folhas de vidro (borracha, selantes ou similares). Deve-se assim descontar a área de esquadrias da área do vão da fachada ou da cobertura. Convém salientar que as áreas de abertura são calculadas de modos diferentes para PAZ e PAFT. No caso do PAFT a área da abertura é calculada em vista, com exceção de aberturas em paredes curvas, enquanto para o PAZ utiliza-se a projeção horizontal da área da abertura. Como pode-se verificar na Figura 1.24 , as duas aberturas possuem

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dimensões em corte diferentes, mas a projeção é igual para os dois casos. Resumindo, para o cálculo de PAZ, utiliza-se a projeção horizontal da abertura, enquanto no cálculo de PAFT, utilizam-se as medidas da abertura.

90º

60º

A

B

C

Figura 1.23. Diferença entre PAFT e PAZ. Abertura com ângulos entre A e B, são consideradas no PAFT. Aberturas com ângulos entre B e C, são consideradas no PAZ.

Abertura A

Abertura B

Projeção de A e B Figura 1.24. PAZ contabilizado através da projeção horizontal. Aberturas com dimensões diferentes podem ter a mesma projeção.

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PAFT

PAZ

Janelas de vidro;

Janelas de vidro;

Paredes de vidro;

Paredes de vidro;

Paredes de tijolo de vidro;

Paredes de tijolo de vidro;

Vão fechado com placas de policarbonato ou

Vão fechado com placas de policarbonato ou

acrílico;

acrílico;

Sheds;

Sheds;

Mansardas;

Mansardas;

Ângulo com o plano horizontal: igual ou

Ângulo com o plano horizontal: inferior a

superior a 60°.

60°.

1.17.2 Cálculo de PAFT e PAZ Para cálculo de PAZ e PAFT, deve-se determinar as áreas de materiais transparentes ou translúcidos de cada abertura, excluindo os materiais opacos das esquadrias. O procedimento é: •

Determinar as áreas de todas as aberturas: das fachadas, para PAFT, e das coberturas, para PAZ;

Somar todas as áreas das aberturas das fachadas e as áreas das projeções horizontais das aberturas das coberturas;

Dividir o somatório das aberturas presentes nas fachadas pela área total de fachadas (PAFT), e o somatório das aberturas presentes na cobertura pela área total das coberturas, em projeção, (PAZ). As áreas totais das coberturas ou plano das fachadas incluem a área das próprias aberturas. Segundo o RTQ-C, o cálculo do PAFT deve ser realizado determinando o PAF parcial da(s) fachada(s) oeste e o PAFT de todas as fachadas. O PAFO (Percentual de Área de Abertura das fachadas oeste) deve ser único, calculado para todas as fachadas oeste. Caso o PAF parcial da(s) fachada(s) oeste seja superior ao PAFT (todas as fachadas do edifício incluindo a(s) fachada(s) oeste) em 20% ou mais, deve-se adotar o PAFO onde houver PAFT nas equações do item envoltória.

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ATENÇÃO NO CÁLCULO DO PAF PÓRTICOS Pórticos à frente de grandes aberturas fechadas por planos de vidro são considerados fachadas (parte opaca + vão) quando: •

estes estão conectados fisicamente ao edifício e

a sua distância ao plano de vidro não ultrapassa a altura do vão (d ≤ h). Quando esta condição não for verdadeira, e houver uma proteção horizontal entre a fachada e o pórtico, o mesmo será considerado como fachada, conforme a Figura 1.25.

A abertura a ser contabilizada no PAF é a parcela de vidro vista ortogonalmente através do pórtico, descontando as esquadrias. Não há proteção solar a ser contabilizada como AVS e AHS. Esta regra também vale para placas perfuradas que ocupam toda a fachada à frente de aberturas ou planos de vidro, brises fixos de aletas ou similares. Obs.: este tipo de superfície não precisa atender a exigência de transmitância térmica, exceto a parcela opaca atrás do pórtico, quando houver. Ver pré-requisitos específicos da envoltória.

Figura 1.25. Relação entre distância e altura do vão para pórticos e brises paralelos à fachada.

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ATENÇÃO NO CÁLCULO DO PAF (continuação) PROTEÇÕES SOLARES (BRISES) PARALELOS À FACHADA Proteções fixas devem seguir o descrito para pórticos. Proteções móveis à frente de planos de vidro ou aberturas são considerados fachadas quando: •

estes estão conectados fisicamente ao edifício e

a sua distância ao plano de vidro não ultrapassa a altura do vão entre as aletas, para proteções horizontais, e a largura do vão entre as aletas, para proteções verticais.

A abertura a ser contabilizada no PAF é a parcela de vão envidraçado vista ortogonalmente através das aletas em sua abertura máxima, conforme a Figura 1.26. As esquadrias vistas nesta condição devem ser descontadas.

Figura 1.26. Parcela da abertura a ser contabilizada para o cálculo do PAF.

VARANDAS INTERNAS À PROJEÇÃO HORIZONTAL DO EDIFÍCIO As portas ou janelas voltadas para a área externa através de varandas internas à projeção do edifício podem ser contabilizadas para PAF desde que a profundidade desta varanda não ultrapasse 2 vezes a altura do vão (considerar o piso até o forro ou teto). Entretanto, somente a parte vista ortogonalmente em fachada deve ser considerada para o cálculo do PAF, descontando as esquadrias. Como este fator reduz a área de vidro contabilizada no PAF, o sombreamento causado por esta varanda não deve ser considerado. Ver Ângulos de Sombreamento neste capítulo de definições. VARANDAS EXTERNAS À PROJEÇÃO HORIZONTAL DO EDIFÍCIO Varandas localizadas na parte externa do alinhamento do edifício (fora da projeção horizontal

do

edifício)

são

consideradas

Sombreamento. 49

proteções

solares.

Ver

Ângulos

de


Manual de Aplicação dos Regulamentos: RTQ-C e RAC-C

1.17.3 Exemplos

Figura 1.27. Mansarda contabilizada no PAFT.

Figura 1.28. Clarabóia contabilizada no PAZ.

Figura 1.29. Clarabóia contabilizada no PAZ: embora a área de vidro seja maior, deve-se considerar a área da projeção horizontal da abertura.

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Áreas envidraçadas que não fazem parte do cálculo do PAF.

Figura 1.30. Superfícies opacas atrás de vidros não são contabilizadas no PAF, como as lajes dos três pavimentos marcadas em vermelho.

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1.18 PAREDES EXTERNAS Paredes externas: superfícies opacas que delimitam o interior do exterior da edificação; esta definição exclui as aberturas.

1.18.1 Detalhamento Esta definição visa diferenciar as paredes externas das fachadas. Como visto, paredes externas são as superfícies opacas, compostas de tijolos, blocos, painéis ou similar, enquanto as fachadas contêm as paredes e ainda incluem outros componentes como aberturas, proteções solares, cobogós e vãos sem fechamentos. Ao longo do texto do RTQ-C, há diversas citações de paredes ou fachadas, que apresentam objetivos distintos. O cálculo de transmitância térmica refere-se a componentes opacos, assim, cita-se transmitância térmica das paredes externas. Em contraste, o cálculo do PAF refere-se a fachadas, pois inclui aberturas e componentes vazados.

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1.19 RELAÇÃO CUSTO-BENEFÍCIO A Relação Custo-Benefício (RCB) é um indicador que relaciona os benefícios de um projeto e os seus custos, sempre em valores monetários. Como o RTQ-C se refere a projetos que tratam de eficiência energética, os benefícios devem ser considerados a soma da energia conservada. O Manual do Programa de Eficiência Energética de 2008, da ANEEL, define uma relação custo-benefício de 0,80 para projetos de eficiência energética. Esta relação pode ser calculada através da Equação 1.6. Equação 1.4

Onde: RCB é a relação custo-benefício; CT é o custo apropriado do projeto [R$]; FRC é o fator de recuperação de capital; EE é a energia elétrica conservada [MWh/ano]; CE é o custo evitado de energia [R$/MWh]. O cálculo do FRC é dado a partir da Equação 1.5

Equação 1.5

Onde: FRC é o fator de recuperação de capital; i é a taxa de juros ao ano; n é a vida útil do equipamento.

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1.20 TRANSMITÂNCIA TÉRMICA Transmitância térmica (W/(m²K)): transmissão de calor em unidade de tempo e através de uma área unitária de um elemento ou componente construtivo, neste caso, de componentes opacos das fachadas (paredes externas) ou coberturas, incluindo as resistências superficiais interna e externa, induzida pela diferença de temperatura entre dois ambientes. A transmitância térmica deve ser calculada utilizando o método de cálculo da NBR 15220-2 (ABNT, 2005) ou determinada pelo método da caixa quente protegida da NBR 6488 (ABNT, 1980).

1.20.1 Detalhamento De acordo com a NBR 15220-2 (ABNT, 2005) a transmitância térmica de componentes é o inverso da resistência térmica total, conforme a Equação 1.6. Equação 1.6

Onde: UT é a transmitância térmica de componentes, [W/m²K]; RT é a resistência térmica de componentes, [(m2.K)/W].

1.20.2 Exercícios O exercício a seguir faz parte da NBR15220-2, anexo C, onde se encontram outros exemplos de cálculo.

1.20.2.1 Exercício C.1 - NBR15220-2, anexo C: Calcular a transmitância térmica de uma parede de tijolos maciços rebocados em ambas as faces, conforme a Figura 1.15. Dados: RTse: 0,1296 (m2.K)/W Assim:

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1.21 ZONA BIOCLIMÁTICA Zona Bioclimática: região geográfica homogênea quanto aos elementos climáticos que interferem nas relações entre ambiente construído e conforto humano.

1.21.1 Detalhamento A Zona Bioclimática tem por objetivo determinar as estratégias que um edifício deve seguir para obter o conforto térmico dos seus ocupantes. Desta forma, uma Zona Bioclimática é o resultado geográfico do cruzamento de três tipos diferentes de dados: zonas de conforto térmico humano, dados objetivos climáticos e estratégias de projeto e construção para atingir o conforto térmico. Há 8 zonas bioclimáticas no Brasil, definidas segundo dados climáticos (de temperatura e umidade) para a determinação de estratégias de projeto necessárias para atingir o conforto térmico de moradias de interesse social. Além do método de definição do zoneamento pelas normais climatologias brasileiras, a norma “NBR 15.220-3: Zoneamento Bioclimático Brasileiro” apresenta a lista de 330 cidades brasileiras pertencentes à sua Zona Bioclimática, disponível também no anexo deste manual. Além destas, outras cidades tiveram suas zonas definidas por interpolação e estão disponíveis em www.labeee.ufsc.br. A Figura 1.31 apresenta um mapa com o zoneamento bioclimático brasileiro. Determinadas as estratégias adequadas para cada cidade ou localidade geográfica, as mesmas são agrupadas por uso de estratégias comuns criando assim uma Zona Bioclimática.

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Figura 1.31. Zoneamento bioclimático brasileiro (fonte: NBR 15.220-3).

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1.22 ZONA DE CONFORTO Zona de Conforto: zona onde existe satisfação psicofisiológica de um indivíduo com as condições térmicas do ambiente. Para especificar a hipótese de conforto adotada, utilizar uma das seguintes normas: ASHRAE Standard 55/2004 ou ISO 7730/2005.

1.22.1 Detalhamento Segundo a ASHRAE 55-2004, conforto térmico é a condição da mente que expressa satisfação com o ambiente térmico. Esta satisfação, no entanto, depende de pessoa para pessoa, o que dificulta a determinação de parâmetros que definam estas condições. Algumas normas, como a ISO 7730/2005, ASHRAE 55-2004 e EN 15251, estabelecem parâmetros que procuram avaliar esta situação. A ISO 7730/2005, determina, através do modelo do Fanger, o cálculo do PMV, Voto Médio Estimado, índice que prevê o valor médio do voto de um grupo de pessoas para as condições do ambiente, de acordo com a escala mostrada na Tabela 1.5. O cálculo do PMV é realizado a partir das seguintes variáveis: atividade metabólica, roupas, temperatura do ar, temperatura radiante média, velocidade relativa do ar e pressão parcial do vapor de água. A Equação 1.7 mostra o cálculo do PMV. Tabela 1.5. Escala de determinação das sensações térmicas Sensação Térmica +3

Muito quente

+2

Quente

+1

Levemente quente

0

Neutro

-1

Levemente frio

-2

Frio

-3

Muito frio

Equaçã o 1.7

Onde: Equação 1.8

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Equação 1.9

Equação 1.10

PMV é o voto médio estimado, ou sensação de conforto; M é a taxa metabólica, [W/m2]; W é o trabalho mecânico, nulo para a maioria das atividades, [W/m2]; Icl é a resistência térmica das roupas, [m2ºC/W]; fcl é a razão entre a área superficial do corpo vestido, pela área do corpo nu, ver Equação 1.8; ta é a temperatura do ar, [ºC]; tr é a temperatura radiante média, [ºC]; var é a velocidade relativa do ar, [m/s]; pa é a pressão parcial do vapor de água [Pa]; hc é o coeficiente de transferência de calor por convecção, [W/m² ºC], ver Equação 1.9; tcl é a temperatura superficial das roupas, [ºC], ver Equação 1.10. Esta norma também determina o cálculo do PPD, Porcentagem de Pessoas Insatisfeitas. As pessoas sentem e reagem de forma diferente as mesmas condições do ambiente. A Figura 1.32 mostra o número de pessoas insatisfeitas de acordo com o PMV, ilustrando que, mesmo quando as condições do ambiente indicam a neutralidade térmica, ainda assim, existem pessoas insatisfeitas. O cálculo do PPD é dado a partir do PMV, conforme a Equação 1.11. Equação 1.11

Onde: PPD é a porcentagem de pessoas insatisfeitas; PMV é o voto médio estimado, ou sensação de conforto. A ASHRAE 55-2004 apresenta, além do cálculo do PMV, outro método para determinação da zona de conforto, assim como alguns parâmetros que ajudam a determinar se um ambiente está propício a apresentar conforto ou não. O método gráfico, é um método simplificado que pode ser aplicado em ambientes onde os ocupantes tem uma atividade

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entre 1 e 1,3 met, com roupas entre 0,5 e 1 clo. Nos anexos A e B, a norma identifica a atividade desempenhada e isolamento térmico das roupas. A Figura 1.33 mostra o gráfico com as áreas de conforto, estas são formadas pelas temperaturas mínimas e máximas, assim como pela umidade. Este gráfico é válido somente para velocidades do ar menores que 0,2 m/s.

Figura 1.32. PPD em função do PMV

Figura 1.33. Temperatura operativa e umidade aceitável para determinação da zona de conforto (ASHRAE 55)

Segundo estas normas outros parâmetros também devem ser observados: UMIDADE: deve ser mantida abaixo de 0,012, que corresponde à pressão de vapor de água de 1,910kPa, para uma temperatura de orvalho de 16,8ºC. AUMENTO DA VELOCIDADE DO AR: o aumento da velocidade do ar pode aumentar a temperatura máxima da área de conforto, definida na Figura 1.33, conforme as linhas definidas na Figura 1.34. esta figura ainda mostra que para manter o conforto, a

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velocidade do ar não deve passar de 0,8m/s; velocidades maiores que esta devem ser controladas pelo usuário do ambiente. DESCONFORTO TÉRMICO LOCAL: pode ser causado pela diferença de temperatura entre a cabeça e o pé, causada pela assimetria da radiação térmica; corrente de ar; contato com piso aquecido ou resfriado.

Figura 1.34. Velocidade do ar necessária para o aumento da temperatura (ASHRAE 55)

1.22.1.1 Exercício Um escritório, em que as pessoas estão trabalhando sentadas, com serviços leves (1met), cuja vestimenta apresenta isolamento de 1clo (terno completo), com temperatura de 26ºC e umidade relativa de 40%, apresenta condições de conforto térmico? Diante destas condições verifica-se que a ambiente não propicia aos seus usuários as condições necessárias para o conforto. No entanto, com o aumento da velocidade do ar pode-se obter um aumento de até 3ºC na temperatura limite. De forma que, se os outros parâmetros forem atendidos, este ambiente estará na zona de conforto.

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1.23 ZONA DE ILUMINAÇÃO Zona de iluminação é o espaço que possui mesma característica e distribuição da iluminação artificial, dentro de um ambiente. Uma zona de iluminação é a parcela do ambiente que apresenta uma mesma densidade de potência de iluminação (DPI), resultado de uma malha uniforme de distribuição das luminárias com potência e fluxo luminoso idênticos. A Figura 1.35 apresenta dois ambientes com uma zona de iluminação, com uma malha uniforme de distribuição de luminárias. A Figura 1.36 mostra um ambiente com três zonas de iluminação. Nota-se que as áreas hachuradas não apresentam a mesma distribuição que o resto do ambiente, suas luminárias estão mais espaçadas, resultando em uma DPI diferente. Desta forma, deve-se calcular dois índices de ambiente (k), uma vez que este índice é calculado para cada uma das zonas de iluminação de um ambiente.

Figura 1.35. Ambientes com apenas uma zona de iluminação.

Figura 1.36. Ambientes com três zonas de iluminação.

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1.24 ZONA TÉRMICA Zona Térmica: espaço ou grupo de espaços dentro de um edifício condicionado que são suficientemente similares, onde as condições desejadas (temperatura) podem ser mantidas usando um único sensor (termostato ou sensor de temperatura).

1.24.1 Detalhamento Uma zona térmica é uma divisão interna de um edifício. Da mesma forma que o conceito de ambiente é a base do cálculo de eficiência do sistema de iluminação, a zona térmica é a uma das bases do cálculo de eficiência do sistema de condicionamento de ar. No caso de posicionamento de sensores ou termostatos, para o sistema de condicionamento de ar, os ambientes não são necessariamente contíguos. No caso de simulações com ambientes condicionados, ambientes contíguos de um mesmo piso e com a mesma orientação costumam fazer parte de uma mesma zona térmica. Em simulações de ambientes não condicionados (ventilados naturalmente), não é válido unificar ambientes em zonas térmicas, salvo casos especiais a critério do simulador.

1.24.2 Exemplos

Figura 1.37. Ambientes contíguos de mesma orientação podem ser unificados em uma zona térmica para a simulação com condicionamento de ar. Na figura, vê-se 4 zonas térmicas: 3 perimetrais e uma central.

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1.24.3 Exercício Um espaço é vedado do piso ao teto por divisórias compostas de madeira compensada até 2,2 m e vidro a partir dessa altura até ao teto. O espaço forma um escritório independente. Este espaço é uma zona térmica? Resposta: Sim. Este espaço encerra um volume de ar de uma forma razoavelmente estanque criando assim uma zona térmica. Caso uma unidade de janela fosse instalada com certeza criaria uma zona com temperatura diferente do resto do edifício.

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2 INTRODUÇÃO O RTQ-C visa estabelecer as condições para classificação do nível de eficiência energética de edifícios comerciais, de serviços e públicos, a fim de obter a Etiqueta Nacional de Conservação de Energia (ENCE) emitida pelo Instituto Nacional de Metrologia, Normalização e Qualidade Industrial (INMETRO) (item 2.1). O caráter voluntário do RTQ-C visa preparar o mercado construtivo, de forma gradativa, a assimilar a metodologia de classificação e obtenção da etiqueta. A metodologia de classificação está presente no texto do Regulamento Técnico da Qualidade (RTQ-C) do Nível de Eficiência Energética de Edifícios Comerciais, de Serviços e Público, enquanto a metodologia de obtenção da etiqueta refere-se aos procedimentos para avaliação junto ao INMETRO, e está presente no Regulamento de Avaliação da Conformidade do Nível de Eficiência Energética de Edifícios Comerciais, de Serviços e Públicos (RAC-C). A ENCE poderá ser fornecida em três momentos: para o projeto da edificação, para a edificação pronta, após obtido o Habite-se e para a edificação existente, após reforma. A avaliação do projeto é pré-requisito para a avaliação dos requisitos presentes na edificação nova pós Habite-se e na edificação existente pós reforma. Neste último caso, é necessário apresentar os projetos de reforma da edificação.

2.1

OBJETIVO

Estabelecer as condições para classificação do nível de eficiência energética de edifícios comerciais, de serviços e públicos.

2.2

PROCEDIMENTOS PARA DETERMINAÇÃO DA EFICIÊNCIA

Em todos os casos, a etiqueta é válida somente para edificações cuja área total útil seja igual ou superior a 500 m2 ou cuja tensão de abastecimento seja igual ou superior a 2,3 kV, o que abrange os subgrupos A1, A2, A3, A3a, A4 e AS. Desta forma, pequenos consumidores não estão incluídos nos requisitos exigidos no RTQ-C. O Grupo A refere-se a tarifas de energia elétrica de pontos de consumo abastecido por alta tensão, cujo limite é exatamente 2,3 kW, limite estabelecido no RTQ-C. Os seus subgrupos indicam outros limites de tensão:


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A1: igual ou superior a 230 kV;

A2: de 88 a 138 kV;

A3: para 69 kV;

A3a: de 30 a 44 kV;

A4: de 2,3 a 25 kV;

AS: para rede de abastecimento subterrâneo.

Edifícios de uso misto, referentes ao uso residencial e comercial/de serviços em uma mesma edificação terão

suas

parcelas

comerciais

ou

de serviços

avaliadas

separadamente. Como exemplo, edificações multi-residenciais (de apartamentos) na torre de edifícios enquanto a base desta torre contém lojas. A parcela de estacionamento irá pertencer à parcela residencial ou comercial de acordo com o usuário do espaço: se é o morador dos apartamentos ou o funcionário/consumidor das lojas. Para tanto, basta que a parcela comercial ou de serviços tenha área útil igual ou superior a 500 m2. Há dois métodos de classificação do nível de eficiência energética: •

Método prescritivo: através da aplicação de uma equação fornecida, válida para edifícios condicionados;

Método de simulação: usando o método prescritivo e a simulação do desempenho termo-energético de edifícios condicionados e não condicionados.

2.2.1 Requisitos presentes na equação de classificação Há três grupos principais de requisitos que estabelecem o nível de eficiência energética: envoltória, sistema de iluminação e sistema de condicionamento de ar. Estes são avaliados separadamente, obtendo-se níveis de eficiência parciais cuja combinação em uma equação resulta em uma pontuação que indica o nível de eficiência geral da edificação. Há cinco níveis de eficiência, tanto para classificações parciais como para totais, e são: A (mais eficiente), B, C, D e E (menos eficiente). As classificações parciais permitem a etiquetagem parcial dos sistemas (envoltória, iluminação e condicionamento de ar), que podem referir-se a parcelas do edifício. A classificação geral inclui todos os sistemas mais as bonificações e referem-se ao edifício completo ou a uma parcela deste. As etiquetas parciais referem-se à eficiência dos sistemas separadamente; a etiqueta geral é definida por uma equação que contém pesos para balancear a relação entre os sistemas.

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No entanto, há parcelas do edifício pré-definidas onde as classificações parciais são aplicáveis.

Enquanto os

níveis

de eficiência dos

sistemas

de iluminação e

condicionamento de ar podem ser estabelecidos para um pavimento específico ou um conjunto de salas, a envoltória é estabelecida somente para a edificação completa. Desta forma: •

A classificação do nível de eficiência da envoltória deve ser solicitada pelo construtor/incorporador do empreendimento (proprietário) ou pelo condomínio (proprietário do edifício em uso). Devem ser fornecidas todas as condições para avaliação no local, o que obriga os proprietários de unidades autônomas de consumo (salas comerciais ou escritórios em edifícios empresariais ou lojas em shoppings centers ou galerias) a permitirem a entrada dos avaliadores acreditados pelo INMETRO em seus estabelecimentos quantas vezes for necessário.

A classificação do nível de eficiência do sistema de iluminação e/ou de condicionamento de ar pode ser realizada em um pavimento ou em um conjunto de salas. O pavimento ou o conjunto de salas geralmente compõe uma unidade autônoma de consumo, e pode ser solicitada pelo proprietário ou usuário legal da unidade (no caso de aluguel) com anuência do proprietário. No entanto, estas classificações parciais podem ser solicitadas somente em conjunto com a classificação da envoltória ou se a envoltória já tiver sido classificada em algum momento anterior.

Os níveis de eficiência podem ser elevados com bonificações nas pontuações finais obtidas através de outros sistemas que possam promover a eficiência energética. Esta é uma estratégia de incentivo que visa ampliar o potencial de eficiência da edificação.

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EXEMPLOS DE APLICAÇÃO O construtor/incorporador obtém uma ENCE parcial para a envoltória. Depois de vender os pavimentos em planta livre de sua edificação, a empresa proprietária do 5º pavimento submete os seus sistemas de iluminação e condicionamento de ar para obter a classificação geral do seu pavimento. O 5º pavimento terá uma ENCE com a classificação geral do pavimento. O construtor/incorporador obtém uma ENCE parcial para a envoltória. Depois de vender os pavimentos em planta livre de sua edificação, o condomínio decide em convenção submeter o sistema de iluminação das áreas comuns do edifício à classificação geral. Será obtida assim uma ENCE para as áreas comuns com duas etiquetas parciais: da envoltória e da iluminação. Caso o condomínio submeta também o sistema de condicionamento de ar, será obtida uma ENCE geral para as áreas comuns. O construtor/incorporador vende pavimentos em planta livre de sua edificação. A empresa proprietária do 5º pavimento submete os seus sistemas de iluminação e condicionamento de ar para obter a classificação geral do seu pavimento. Como não há classificação prévia da envoltória, esta também deve ser obtida. Assim, o proprietário do 5º pavimento deve solicitar ao condomínio que este solicite uma ENCE para a envoltória. Caso os condôminos não concordem, não é possível obter uma ENCE para os sistemas de iluminação e condicionamento de ar para o 5º pavimento.

2.2.2 Equação geral de classificação do nível de eficiência do edifício 2.2.2.1

Método prescritivo

A equação geral é composta por uma relação entre pesos (estabelecidos por usos finais) para cada sistema e pelo equivalente numérico de seu nível parcial de eficiência. Os pesos são: •

Envoltória: 30%

Iluminação: 30%

Condicionamento de ar: 40%

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O equivalente numérico de um nível de eficiência é estabelecido na Tabela 2.1, do regulamento. O equivalente numérico da envoltória será sempre um número inteiro, enquanto os equivalentes numéricos do sistema de iluminação e do sistema de condicionamento de ar podem ser números com decimais. No texto do RTQ-C, a equação geral é a 2.1, apresentada abaixo.

Equação 2.1

Onde: EqNumEnv é o equivalente numérico da envoltória; EqNumDPI é o equivalente numérico do sistema de iluminação, identificado pela sigla DPI, de Densidade de Potência de Iluminação; EqNumCA é o equivalente numérico do sistema de condicionamento de ar; EqNumV é o equivalente numérico de ambientes não condicionados e/ou ventilados naturalmente; APT é a área de piso dos ambientes de permanência transitória, desde que não condicionados; ANC é a área de piso dos ambientes não condicionados de permanência prolongada; AC é a área de piso dos ambientes condicionados; Au é a área útil; b é a pontuação obtida pelas bonificações, que varia de zero a 1. A relação AC/AU indica a fração de área de piso de ambientes condicionados da edificação, pavimento ou conjunto de salas. Assim, a área útil deve ser a área útil do edifício ou a área útil da parcela que está sendo submetida à etiquetagem, independente da existência de condicionamento.

EXEMPLO DE CÁLCULO Um edifício empresarial de área útil de 15.000 m2 que abriga múltiplas unidades autônomas de consumo já possui etiqueta parcial A para a envoltória. Um conjunto de salas de 600 m2 está sendo submetido ao RTQ-C, tanto no quesito iluminação com condicionamento de ar. Se 300 m2 são ambientes condicionados, a fração de área condicionada a ser considerada é 0,50.

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Na equação 2.1, AC/AU representa assim um fator de correção para o equivalente numérico quando este EqNum não se refere à área total do edifício, mas somente a uma parte que é condicionada. A área restante, não condicionada, que se refere às áreas de curta permanência (APT), já obtém equivalente numérico de valor 5 (equivalente ao nível de eficiência A). Caso existam áreas não condicionadas de permanência prolongada (ANC), estas deverão atender a um número mínimo de horas em que as condições do ambiente se encontram na Zona de Conforto, conforme item 6.2.2 do RTQ-C. Caso estes ambientes não obtenham esta comprovação, sua fração é considerada nível de eficiência E e não é inserida na equação 2.1. Assim, a equação pode ser entendida conforme Figura 2.1. EqNumDPI EqNumCA.AC   EqNumEnv AC  +  APT + ANC   APT ANC )+ 0,40.   AU .5 AU .EqNumV + 0,30.(  +  AU .5 + AU .EqNumV + b10 AU   AU      

PT = 0,30.

Peso

Fração não condicionada longa

Equivalente numérico Equivalente numérico para nível A

Bonificações

Peso

Peso

Equivalente numérico

Equivalente numérico

Fração não condicionada curta permanência

Fração condicionada do edifício

Figura 2.1. Variáveis da equação geral

A Tabela 2.2, do RTQ-C, apresenta os intervalos de EqNum obtidos para as eficiências parciais ou os intervalos de PT para a eficiência final. Apresenta assim os limites numéricos para classificação dos níveis de eficiência, e são também válidos para classificar os níveis de eficiência obtidos no item 3 (envoltória), no item 4 (sistema de iluminação) e no item 5 (sistema de condicionamento de ar).

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EXEMPLO DE CÁLCULO Um edifício empresarial possui as seguintes etiquetas parciais: Envelope – A; Iluminação - B; e Condicionamento de Ar – A. No entanto, somente 50% da área útil do edifício possui sistema de condicionamento de ar. O edifício possui 5% de sua área composta por ambientes de curta permanência, e 40% da área com condições de conforto comprovadas em 75% do tempo. Conforme a Tabela 6.1 do RTQ-C, a área não condicionada apresenta classificação B. O edifício em questão não apresenta nenhum sistema ou inovação que possa elevar a eficiência energética do mesmo. Aplicando a Equação 2.1, obtém-se a classificação C, como se observa abaixo:

3,5 < 4,245 < 4,5 – Classificação B

2.2.2.2

Método de simulação

O método de simulação é uma alternativa para avaliação da eficiência de forma mais completa e/ou flexível. É indicado para permitir: •

a liberdade de projeto, seja na forma do edifício, na natureza de suas aberturas ou proteções solares ou nos sistemas utilizados;

a incorporação de inovações tecnológicas, comprovando níveis de eficiência elevados;

o uso de estratégias passivas de condicionamento, possibilitando edifícios não condicionados ou parcialmente condicionados;

a incorporação de soluções não previstas no RTQ-C.

Este último item abrange todas as soluções arquitetônicas ou dos sistemas que porventura possam existir no projeto e que não são possíveis de serem analisadas através do método prescritivo. No RTQ-C, o item 6 apresenta os requisitos a serem atendidos para realizar a simulação e para comprovar o nível de eficiência energética do edifício. O método de simulação é válido para alcançar a etiqueta completa do edifício, sem a necessidade das etiquetas parciais.

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2.3

BONIFICAÇÕES

A Equação 2.1 apresenta uma variável relativa às bonificações, ou seja, uma pontuação extra que visa incentivar o uso de soluções que elevem a eficiência energética do edifício. A pontuação adquirida através da implementação destas bonificações variam entre 0 e 1. Sendo: 0 quando não existe nenhum sistema complementar para o aumento da eficiência do edifício, e 1 quando uma das bonificações for implantada em sua totalidade. É possível a utilização de mais de um sistema para se chegar a esta pontuação máxima. Todas as bonificações listadas devem ser comprovados através de memoriais de cálculo. Há quatro itens principais, que são: a. Sistemas e equipamentos que racionalizem o uso da água, proporcionando uma economia de 20% do consumo anual de água: estão incluídas torneiras com arejadores, sanitários com sensores ou com válvula de descarga com duplo acionamento, sistemas de aproveitamento de água pluvial, redução de perdas por condensação da água de torres de arrefecimento, reuso de água, dentre outras soluções; b. Sistemas ou fontes renováveis de energia: o

aquecimento de água, com atendimento igual ou superior a 60% da demanda de água quente: válido para edifícios que possuam demanda de água quente, como restaurantes, hotéis, motéis, hospitais, clínicas, clubes, academias, dentre outros; não é válido para edifícios de escritórios, supermercados, salvo casos especiais em que esta demanda seja significativa;

o

energia eólica ou painéis fotovoltaicos, com uma economia mínima de 10% do consumo anual;

c. Cogeração, gerando uma economia mínima de 30% no consumo anual de energia elétrica do edifício; d. Inovações técnicas ou sistemas que aumentam a eficiência, proporcionando uma economia de 30% no consumo anual de energia elétrica: este item abrange qualquer tipo de inovação em eficiência energética que seja lançada no mercado ou soluções que não estejam previstas neste regulamento. Sistemas de aproveitamento da luz natural ou estratégias bioclimáticas que reduzam ou eliminem o uso do sistema de condicionamento de ar, já são previstos no texto e devem ser explorados no item de simulação, salvo haja alguma forma de comprovar uma economia anual no consumo de energia elétrica de 30% através de memória de cálculo ou medição.

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EXEMPLO DE CÁLCULO A. Um edifício empresarial possui as seguintes etiquetas parciais: Envelope – A; Iluminação - B; e Condicionamento de Ar – A. No entanto, somente 25% da área útil do edifício possui sistema de condicionamento de ar. O edifício ainda possui 5% de sua área composta por ambientes de curta permanência, e 35% da área com condições de conforto comprovadas em 65% do tempo. O edifício ainda apresenta um sistema de racionalização de água, gerando uma economia de 10% do consumo de água. Conforme a Tabela 6.1 do RTQ-C, a área não condicionada apresenta classificação C. A economia de água gerada pelo sistema é de apenas 50% do valor estipulado pelo RTQ-C; então a bonificação será igual a 0,5. Aplicando a Equação 2.1, obtém-se a classificação C, como se observa abaixo:

PT=3,485

2,5 < 3,485< 3,5 – Classificação C

B. Este mesmo edifício apresente um sistema de racionalização de água, gerando uma economia de 25% do consumo de água. Como neste caso a economia de água gerada pelo sistema de racionalização é superior à estipulada pelo regulamento a bonificação é igual a 1. Aplicando a Equação 2.1, obtém-se a classificação B, como se observa abaixo:

PT=3,885

3,5 < 3,985 < 4,5 – Classificação B

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EXEMPLO DE CÁLCULO (continuação) C. O edifício do exemplo A, com um sistema de racionalização de água com 10% do consumo de água, também possua um sistema de cogeração, que proporciona uma economia de 12% do consumo anual de energia elétrica. Pela economia de água obtém-se uma bonificação de 0,5. E pelo sistema de cogeração, 0,4. Desta forma, a bonificação a ser utilizada na equação é igual a 0,9. Aplicando a Equação 2.1, obtém-se a classificação B, como se observa abaixo:

PT=3,885

3,5 < 3,885 < 4,5 – Classificação B

2.3.1 Racionalização do consumo de água A comprovação de economia de 20% no consumo anual de água do edifício deve ser realizada através de comparação com o consumo anual de água típico considerando taxas de consumo por usuário de acordo com a Tabela 2.1; ou conforme legislação local, geralmente código de obras municipal. Neste caso, deve ser entregue uma cópia desta lei, juntamente com a documentação. Caso o uso da edificação não esteja relacionado abaixo, adotar o uso que mais se assemelha.

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Tabela 2.1. Consumo de água em função do uso do edifício Uso

Consumo (litros/dia)

Por Unidade

50 a 80

ocupante efetivo

Escolas (internatos)

150

per capita

Escolas (externatos)

50

aluno

Escolas (semi-internatos)

100

aluno

Hospitais e casas de saúde

250

leito

250 a 350

hóspede

120

hóspede

Lavanderias

30

kg de roupa seca

Quartéis

150

per capita

Cavalariças

100

cavalo

Restaurantes e similares

25

refeição

Mercados

5

m2

100

Automóvel

150

Caminhão

1,5

m

2

lugar

Edifícios de escritórios

Hotéis com lavanderia

cozinha

e

Hotéis sem lavanderia

cozinha

e

Postos de serviço

2

Rega de jardins Cinemas e teatros

2.4

PRÉ-REQUISITOS GERAIS

Os pré-requisitos gerais são necessários para a obtenção da classificação geral do nível de eficiência do edifício. O não atendimento não impede as classificações parciais, mas impede a obtenção de uma etiqueta completa de nível de eficiência A, B ou C. Ou seja, o edifício terá eficiência D na classificação geral mesmo que as etiquetas parciais indiquem nível de eficiência A. O primeiro item refere-se à medição centralizada por uso final. Este item não exige que medições sejam realizadas, mas sim que o circuito elétrico seja projetado separadamente de forma a permitir medições quando necessário. Estas medições poderão auxiliar no diagnóstico do consumo de energia facilitando o comissionamento ao indicar onde e em que horas se consome mais e, conseqüentemente, em que tipo de uso deve-se investir para elevar ainda mais a eficiência energética do edifício quando em uso. Hotéis são exceções por ser comum possuírem circuitos integrados por quarto que são desligados automaticamente quando o hóspede sai do quarto. E edifícios com múltiplas unidades autônomas de consumo possuem um medidor de energia por unidade de consumo, o que

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impede a existência de um quadro geral com circuitos separados por uso final. Os demais itens referem-se a pré-requisitos para alcançar nível de eficiência A. Edifícios com nível de eficiência A que utilizem sistemas de aquecimento de água devem utilizar algum dos sistemas eficientes listados, sejam eles aquecimento solar, a gás, bombas de calor ou por reuso de calor. No primeiro caso, aquecimento solar, se este sistema apresentar fração solar superior a 60%, pode ainda ser contabilizado como bonificação. O máximo aproveitamento de área de coleta disponível está relacionado ao atendimento da demanda de aquecimento de água, evitando sub-dimensionamentos somente para atender aos pré-requisitos. Os outros itens, controle inteligente de tráfego e bombas de água centrífugas etiquetadas pelo INMETRO, são também eliminatórios para nível de eficiência A.

EXEMPLO DE APLICAÇÃO Um hotel alcançou nível de eficiência B através de uma pontuação de 3,7. Por possuir demanda elevada de água quente, ele possui coletores solares etiquetados pelo INMETRO com nível de eficiência A. A fração solar do sistema é de 62%, ganhando mais 0,8 pontos como bonificação: •

Caso o edifício possua desligamento automático nos quartos, sua eficiência B está garantida.

Caso, além do desligamento automático, seus elevadores possuam controle inteligente de tráfego e suas bombas centrífugas sejam etiquetadas pelo INMETRO, ele adquire nível de eficiência A, já que alcançou pontuação final de 4,5.

Caso não possua desligamento automático nos quartos nem circuito elétrico possibilitando medição por uso final, mesmo com PT = 4,5, seu nível de eficiência é D.

2.5

PRÉ-REQUISITOS ESPECÍFICOS

Os pré-requisitos específicos da envoltória, sistema de iluminação e sistema de condicionamento de ar referem-se ao pré-requisito somente, de forma a alterar a eficiência parcial e, conseqüentemente, o equivalente numérico a ser adotado na equação 2.1 do regulamento.

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No caso da simulação, há pré-requisitos específicos que determinam a possibilidade de realização da simulação, que são o tipo de programa e o tipo de arquivo utilizados. Nem todos os pré-requisitos específicos do item 3 – Envoltória, do item 4 – Sistema de Iluminação e item 5 – Sistema de Condicionamento de Ar, são obrigatórios na modelagem da simulação. Entretanto, estes pré-requisitos devem ser atendidos no projeto apresentado e no edifício construído, assim como os pré-requisitos gerais, sendo assim dispensados apenas na modelagem computacional.

76


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3 ENVOLTÓRIA 3.1

PRÉ-REQUISITOS

A envoltória deve estar de acordo com pré-requisitos específicos para cada nível de eficiência. Quanto mais elevado o nível, mais restritivos são os requisitos a serem atendidos. A Tabela 3.1 apresenta uma síntese dos pré-requisitos da envoltória exigidos por nível de eficiência. Tabela 3.1. Tabela síntese dos pré-requisitos da envoltória Nível de eficiência

Transmitância térmica da cobertura e paredes exteriores

Cores e absortância de superfícies

Iluminação zenital

A

X

X

X

B

X

X

CeD

X

A tabela mostra como o número de pré-requisitos a ser atendidos aumenta com o melhoramento do nível de eficiência. Adicionalmente, alguns requisitos de transmitância térmica do nível A são mais rigorosos que do nível B que são mais rigorosos que dos níveis C e D. Ao analisar os pré-requisitos referentes à cobertura, também devem ser analisados os pisos de áreas sem fechamentos laterais localizadas sobre ambiente(s) de permanência prolongada. Deve-se incluir no item: áreas externas sem fechamentos laterais, os pilotis e as varandas cuja área de piso seja superior a 25% de Ape. Quanto ao pré-requisito referente a transmitância devem ser consideradas apenas as transmitâncias de superfícies em contato com a área interna, superfícies como platibandas não entram no cálculo da transmitância

3.1.1 Nível A Seguindo a ordem do regulamento, o primeiro pré-requisito refere-se à transmitância térmica. Este pré-requisito distingue coberturas e paredes exteriores ao exigir diferentes limites de propriedades térmicas para cada caso. Em seguida, serão descritos os prérequisitos para cores a absortâncias de superfícies e, finalizando, os pré-requisitos para a iluminação zenital.


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3.1.1.1

Transmitância térmica

DA COBERTURA O RTQ-C apresenta duas transmitâncias térmicas máximas, de acordo com o condicionamento dos ambientes do último pavimento ou de uma edificação térrea: 1,0 W/m2K para coberturas de ambientes condicionados artificialmente e 2,0 W/m2K para coberturas de ambientes não condicionados. Também define que a transmitância térmica considerada seja uma média ponderada das diversas transmitâncias existentes quando a cobertura é composta por diferentes materiais e, portanto, por diferentes transmitâncias para o mesmo tipo de ambiente: com condicionamento ou sem condicionamento. DAS PAREDES Os limites de desempenho mínimos dos pré-requisitos do nível A para as paredes exteriores dividem-se em dois agrupamentos de zonas bioclimáticas, ao contrário da cobertura que varia conforme o condicionamento do ambiente. Para as zonas bioclimáticas 7 e 8, o limite de transmitância térmica varia ainda de acordo com a capacidade térmica do material, visto que a inércia térmica apresenta participação significativa no desempenho térmico de edificações nestas zonas. Isto não implica que o efeito da inércia térmica é irrelevante nas demais zonas, mas apenas que este é essencial em qualquer tipo de edificação localizada nas zonas bioclimáticas 7 e 8. Outras soluções utilizando a inércia térmica podem ser exploradas em simulação para tipologias específicas de edificações localizadas nas demais zonas bioclimáticas, para elevar sua eficiência energética global. A Tabela 3.2 apresenta uma síntese relacionando transmitâncias térmicas limite, zonas bioclimáticas e capacidade térmica. Tabela 3.2. Síntese das exigências para transmitância térmica máxima de paredes exteriores Zonas Bioclimáticas

Transmitância térmica máxima

ZB 1 a 6

3,7 W/m²K

ZB 7 a 8

2,5 W/m²K para paredes com capacidade térmica máxima de 80 2 kJ/m K

78

2

3,7 W/m K para paredes com capacidade térmica superior a 80 2 kJ/m K


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EXEMPLO

Figura 3.1. Parede de blocos de concreto 2

Figura 3.2. Parede de tijolos de cerâmica

furos, reboco e revestimento cerâmico, com

com isolamento térmico e reboco, com U =

U = 2,44 W/m²K.

0,90 W/m²K.

Exceção ao item 3.1.1.1: planos compostos por vãos envidraçados com superfícies opacas paralelas ao plano de vidro, mesmo que vazadas, não precisam atender ao prérequisito de transmitância térmica, visto que o plano posterior (vidro) não é elemento opaco. Se houver superfícies opacas atrás destes planos, o pré-requisito de transmitância térmica deve ser cumprido. São exemplos desta exceção: •

proteções solares com aletas paralelas ocupando toda a fachada;

pórticos;

placas perfuradas;

qualquer elemento de sombreamento paralelo a aberturas da fachada.

3.1.1.2

Cores e absortância da superfície

Segundo a NBR 15.220, a absortância solar é o “quociente da taxa de radiação solar absorvida por uma superfície pela taxa de radiação solar incidente sobre esta mesma superfície”. Quanto maior a absortância, maior a parcela da energia incidente que se transforma em calor (radiação de ondas longas) após incidir sobre um material opaco. A cor é utilizada como indicação da absortância quando não há possibilidade de medição: cores mais claras têm absortâncias mais baixas. O ideal é obter a especificação da absortância solar pelo fabricante, como os fabricantes de tintas ou de cerâmicas, ou obter resultados de medições previamente realizadas.

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Para garantir envoltórias mais eficientes, o RTQ-C determina uma absortância máxima de 0,4 para os materiais de revestimento externo das paredes (onde incide a radiação solar) para as Zonas Bioclimáticas de 2 a 8. A Zona Bioclimática 1 (cidades mais frias do Brasil, como Curitiba) é excluída para permitir absortâncias elevadas que podem aumentar os ganhos térmicos por radiação nos edifícios no inverno. Para coberturas não aparentes, a absortância solar máxima também é de 0,4, exceto para coberturas de teto-jardim ou de telhas cerâmicas não esmaltadas (Figura 3.3). Estas coberturas apresentam bom desempenho térmico independente da absortância solar: o teto-jardim devido a efeitos como a evapo-transpiração e as telhas cerâmicas não esmaltadas devido à sua porosidade. As coberturas aparentes podem possuir absortâncias maiores que esta, uma vez que fazem parte da composição da fachada do edifício. A absortância solar da fachada e cobertura é a absortância média ponderada pela área (ver exemplo no item 3.1.2.2, nível de eficiência B).

Figura 3.3. Cobertura não aparente se vista do logradouro principal (avenida) e aparente se vista do logradouro secundário, deve ser: em telha cerâmica, com absortância baixa (cores claras) ou em teto-jardim, para níveis A e B.

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Figura 3.4. Cobertura aparente se vista do logradouro principal (avenida), mesmo que não aparente do logradouro secundário, pode ter absortância solar superior a 0,4 para níveis A e B.

3.1.1.3

Iluminação zenital

Aberturas zenitais permitem que a luz natural penetre nos ambientes internos, possibilitando a redução no consumo de eletricidade em iluminação. No entanto, à primeira vista, o RTQ-C parece penalizar esta pratica ao exigir percentuais reduzidos de aberturas zenitais para o nível A, conforme se pode verificar na Tabela 3.1 do RTQ-C.

Tabela 3.1: Relação entre PAZ e FS PAZ

0 a 2%

2,1 a 3%

3,1 a 4%

4,1 a 5%

FS

0,87

0,67

0,52

0,30

Esta exigência garante que a entrada de luz natural no edifício não implique, simultaneamente, em uma elevação da carga térmica pela radiação solar. Portanto, quanto maior a área de abertura zenital, menores os fatores solares da Tabela 3.1. Desta forma, um menor PAZ pode usar vidros ou materiais transparentes ou translúcidos com maior fator solar e vice-versa. Esta exigência não restringe a exploração da luz natural, pois atualmente existem vidros de elevado desempenho térmico existentes no mercado, além da possibilidade de uma boa distribuição das aberturas em uma área máxima de 5% da área da cobertura. Em outras palavras, um bom projeto de iluminação, com aberturas bem distribuídas e com vidros de elevado desempenho tem condições de

81


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alcançar um bom percentual de horas de aproveitamento da luz natural ao longo do ano, proporcionando uma significativa economia de energia elétrica, como representada na Figura 3.5. Além disso, o limite máximo de 5% de PAZ pode ser ultrapassado caso o método de avaliação do nível de eficiência seja a simulação do desempenho energético da edificação. Neste caso, o modelo de referência será gerado segundo o método prescritivo, com PAZ máximo de 5%, e o modelo real segundo o projeto a ser avaliado. Outra solução é o aproveitamento de iluminação zenital a partir de aberturas em planos verticais, ou com inclinação superior a 60o com o plano horizontal, aberturas em que a incidência direta da radiação solar, nas horas mais quentes do dia, é menor. Estas aberturas serão contabilizadas como parte de PAFT, independentemente da sua localização no edifício. Aberturas contabilizadas no PAFT, segundo o RTQ-C, são aquelas inseridas em planos externo, cujo ângulo de inclinação com o plano horizontal é maior ou igual a 60º. Assim, elementos como sheds ou mansardas em planos verticais podem ser utilizados para iluminação zenital sem sua área ser contabilizada no PAZ.

Figura 3.5: Dispositivos de iluminação zenital (clarabóias) com PAZ de 5% alocadas de forma distribuir a luz natural.

3.1.2 Nível B 3.1.2.1

Transmitância térmica

Tal como no nível A, são apresentados limites máximos para as transmitâncias térmicas de coberturas e paredes. No entanto, estes limites são menos rigorosos que os para as coberturas do nível A. Assim, para o nível B, as coberturas a transmitância térmica máxima é 1,5 W/m²K para ambientes condicionados artificialmente. Os demais

82


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parâmetros e métodos são idênticos tanto para alcançar nível de eficiência A como nível de eficiência B.

3.1.2.2

Cores e absortância da superfície

As exigências em relação às cores e absortância para o nível B são idênticas às do nível A.

EXEMPLOS DE CÁLCULO NA PONDERAÇÃO DA TRANSMITÂNCIA TÉRMICA E ABSORTÂNCIAS DA COBERTURA

Figura

3.6.

Coberturas

em

perspectiva e em planta de tetojardim com grama (U=1,62 W/m²K), duas lajes planas de concreto com isolamento térmico (U=1,14 W/m²K) e telha

metálica

com

térmico (U=0,70 W/m²K).

83

isolamento


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EXEMPLOS DE CÁLCULO NA PONDERAÇÃO DA TRANSMITÂNCIA TÉRMICA E ABSORTÂNCIAS DA COBERTURA (continuação) A Tabela 3.3 apresenta os dados utilizados na ponderação de quatro transmitâncias térmicas adotadas em cobertura de ambientes condicionados mostradas na Figura 3.6. Tabela 3.3: Cálculo da transmitância média das coberturas da Figura 3.6. Material

Área

Transmitância

Ponderação da área

Teto-jardim com grama

140

1,62

0,29

Laje de concreto

126 + 66

1,14

0,40

Telha metálica

144

0,85

0,30

Transmitância Final

1,19

A Tabela 3.4 apresenta os dados utilizados na ponderação das absortâncias adotadas na cobertura de ambientes condicionados mostradas na Figura 3.6.

Tabela 3.4: Cálculo da absortância média para a Figura 3.6. Material

Área

Absortância

Ponderação da área

Teto-jardim com grama

140

0,55

0,29

Laje de concreto gelo

126

0,37

0,26

Laje de concreto amarela

66

0,49

0,14

Telha metálica

144

0,25

0,30

Total

0,40

3.1.3 Níveis C e D Os pré-requisitos para envoltória dos níveis C e D resumem-se a exigências de transmitâncias térmicas máximas de 2,0 W/m2K para coberturas de qualquer tipo de ambiente,

eliminando

a

diferenciação

entre

ambientes

condicionados

e

não

condicionados. Os limites de transmitância térmica são idênticos para paredes dos níveis A e B e não há pré-requisitos envolvendo absortâncias de superfícies.

84


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3.2

DETERMINAÇÃO DO NÍVEL DE EFICIÊNCIA

3.2.1 Introdução O cálculo do indicador de consumo (IC) visa prever como a envoltória de um edifício vai impactar o seu consumo de energia. Através do cálculo do IC é possível identificar envoltórias mais eficientes. A envoltória protege o interior do edifício. Quanto mais expõe o interior do edifício, maior a troca térmica permitida entre o interior e o exterior. Assim, envoltórias com maiores trocas térmicas implicam em elevados ganhos de calor em climas mais quentes (radiação solar, temperatura, etc.) ou maiores perdas de calor em climas frios (infiltração, diferenças de temperatura, etc.) O extenso território do Brasil abrange diferentes realidades climáticas que exigem estratégias distintas para alcançar condições de conforto térmico e da eficiência energética das edificações. Como estas estratégias alteram o consumo de energia, foram elaboradas diferentes equações para o cálculo do Indicador de Consumo. O RTQ-C usa a norma NBR 15.220 - Parte 3, que estabelece oito zonas bioclimáticas para o Brasil, esta mesma norma contém também uma lista contendo algumas cidades brasileiras e as zonas bioclimáticas a que as mesmas pertencem. Esta tabela está transcrita no anexo 1 deste manual. Para efeitos do RTQ-C algumas zonas bioclimáticas foram agrupadas, pois as simulações não mostraram diferenças significativas entre os consumos de energia de edificações simulados nas referidas zonas. A Tabela 3.5 apresenta as zonas bioclimáticas agrupadas e não agrupadas. Tabela 3.5: Síntese de agrupamento das zonas bioclimáticas Zona Bioclimática não agrupada

Zona Bioclimática agrupada

ZB1 ZB2 e ZB3 ZB4 e ZB5 ZB7 ZB6 e ZB8

Convém salientar que nem todas as zonas agrupadas são consecutivas: a ZB6 e ZB8 são agrupadas enquanto a ZB7 não. Para cada Zona Bioclimática, agrupada ou não, existem duas equações diferentes de acordo com a área de projeção do edifício (Ape): para Ape

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menores que 500m² e para Ape maiores que 500m². Em caso de terraços ou edificações de forma irregular, Ape deve ser considerada como a área de projeção do edifício no plano horizontal. Também deve-se frisar que estes 500 m2 referem-se à área de projeção do edifício e não à área útil. Adicionalmente, para cada uma destas equações (Ape maior ou menor que 500m²) há limites máximos e mínimos para o Fator de Forma (Aenv/Vtot). As equações para Ape >500 m² são válidas para um Fator de Forma mínimo permitido. Já as equações Ape<500 m² são válidas para um Fator de Forma máximo permitido, ilustrados na Figura 3.7. Acima ou abaixo destes valores, deve-se adotar os valores limites nas equações. A

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Tabela 3.6 apresenta os valores limites do fator de forma para cada zona bioclimática.Figura 3.8 apresenta um fluxograma com os passos a serem seguidos para a escolha da equação.

Figura 3.7. Exemplos do fator de forma para aplicação nas equações das zonas bioclimáticas1, 2 e 3.

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Tabela 3.6. Fator de forma máximo e mínimo por zona bioclimática. Ape < 500m²

Ape > 500m²

Fator de forma máximo

Fator de forma mínimo

1

0,60

0,17

2e3

0,70

0,15

4e5

0,75

Livre

6e8

0,48

0,17

7

0,60

0,17

Zona Bioclimática

Determinar ZB do edifício

Determinar equação IC para a ZB do edifício

Determinar Ape do edifício

Ape ≤500m²

Ape >500m²

Determinar Fator de Forma

Determinar Fator de Forma

Se FF < FF max usar FF

Se FF > FF max usar FF max

Se FF < FF min usar FF min

Se FF > FF min usar FF

Figura 3.8. Fluxograma de escolha da equação de IC

Para iniciar o cálculo do Indicador de Consumo é necessário calcular as seguintes variáveis: Ape: Área de projeção do edifício (m2); Atot: Área total de piso (m2); Aenv: Área da envoltória (m2); AVS: Ângulo Vertical de Sombreamento, entre 0 e 45º (graus); AHS: Ângulo Horizontal de Sombreamento, entre 0 e 45º (graus); FF: (Aenv/ Vtot), Fator de Forma; FA: (Apcob/ Atot), Fator Altura; FS: Fator Solar; PAFT: Percentual de Abertura na Fachada total (adimensional, para uso na equação); Vtot: Volume total da edificação (m3).

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ATENÇÃO NO CÁLCULO DO IC MÁXIMOS DE AHS E AVS Em relação ao AHS e AVS, o valor máximo para uso na equação é 45°. Se o valor de AHS e AVS for maior, como o mostrado na Figura 3.9, deve-se usar 45° no cálculo do IC.

Figura 3.9. Proteção solar horizontal com AVS de 60º, maior que o valor máximo para uso no método prescritivo.

FACHADA OESTE E PAFT Na equação, o Percentual de Área de Abertura na Fachada total (PAFT) corresponde a um valor médio representativo do percentual de aberturas de todas as fachadas. Para o uso deste valor, primeiramente, deve-se realizar o cálculo do PAF para a fachada oeste (PAFO) e do PAFT. Se o PAFO for pelo menos 20% maior que o PAFT, deve-se adotar o PAF da fachada oeste na equação.

Tendo todas as variáveis, o IC é calculado para três tipos de envoltórias: ICenv, ICmáxD e ICmín. O cálculo do ICenv é realizado usando os dados de projeto do edifício. A exceção é quando AHS ou AVS é maior que 45°, em que se usa o valor limite, ou quando o Fator de Forma excede os limites de cada equação. O cálculo do ICmáxD faz-se usando a mesma equação com os mesmos dados de Fator de Forma e Fator Altura usados no cálculo de ICenv. Já os dados PAFT, FS, AVS, AHS utilizados são mostrados na Tabela 3.2 do RTQ-C, e mostrados a seguir:

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Tabela 3.2. Parâmetros de IC máximo PAFT

FS

AVS

AHS

0,60

0,61

0

0

ICmáxD corresponde ao limite entre o nível D e E. Caso ICenv seja maior que ICmáxD, então o nível da envoltória desse edifício é E. Analogamente, também se calcula o ICmín. Como no cálculo do ICmáxD, os mesmos quatro parâmetros - PAFT, FS, AVS, AHS - são alterados. AVS e AHS são zero tal como no cálculo do ICmáxD. Já os parâmetros PAFT e FS são inseridos na equação conforme e Tabela 3.3, do RTQ-C, apresentada a seguir. A Tabela 3.6 compara os dados de entrada de ICenv, ICmáxD e ICmín e sintetiza as semelhanças e diferenças entre eles.

Tabela 3.3. Parâmetros de IC mínimo PAFT

FS

AVS

AHS

0,05

0,87

0

0

Tabela 3.7. Comparação de parâmetros nas equações IC. ICenv

ICmáxD

ICmín

Ape

IGUAL

IGUAL

Apcob

IGUAL

IGUAL

Atot

IGUAL

IGUAL

Aenv

IGUAL

IGUAL

Vtot

IGUAL

IGUAL

FA

IGUAL

IGUAL

FF

IGUAL

IGUAL

PAFT

Alterar para 0,60

Alterar para 0,05

FS

Alterar para 0,61

Alterar para 0,87

AVS

Alterar para 0

Alterar para 0

AHS

Alterar para 0

Alterar para 0

O resultado de ICmín representa o indicador de consumo (IC) mínimo para aquela volumetria. Uma vez obtidos ICenv, ICmáxD e de ICmín procede-se para o cálculo dos limites

90


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dos níveis de eficiência para o edifício em questão. Ao contrário do que sucede no caso da iluminação, os limites dos diversos níveis de eficiência da envoltória (A, B, C, D e E) variam de edifício para edifício e têm de ser calculados caso a caso.

Apesar de AHS e AVS serem zero, o ICmín representa um Indicador de Consumo baixo. Como o vão (PAFT) já é pequeno, o sombreamento foi dispensado, evitando o escurecimento do ambiente. Além disso, como a parte inicial do processo de desenvolvimento do regulamento foi um levantamento nacional sobre edifícios comerciais no Brasil, contatou-se que o uso de AVS é raro e de AHS é quase nulo.

3.2.2 Método de cálculo do indicador de consumo A determinação dos limites de eficiência da envoltória é realizada através dos ICmáxD e ICmín. Os indicadores de consumo ICmáxD, e ICmín formam um intervalo (i) a ser dividido em quatro partes iguais, como mostrado na equação 3.11, que define o intervalo de mudança do nível de eficiência, como indicado na Tabela 3.4 do RTQ-C. O valor de i e de seus múltiplos é subtraído de ICmáxD formando assim os quatro intervalos. A Figura 3.6 mostra a abrangência do intervalo (i) na escala de Indicadores de Consumo.

Eq. 3.11

Tabela 3.4. Limites dos intervalos dos níveis de eficiência. Eficiência

A

B

C

D

E

Lim Mín

-

ICmáxD - 3i + 0,01

ICmáxD - 2i + 0,01

ICmáxD – i + 0,01

ICmáxD + 0,01

Lim Máx

ICmáxD - 3i

ICmáxD - 2i

ICmáxD - i

ICmáxD

-

91


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ICmín

ICmáxD i

A

ICmaxD -i

ICmaxD -2i

ICmaxD -3i

i

i

i

B

C

D

E

Figura 3.10. Ilustração do cálculo de IC

Como mencionado anteriormente, o ICmáxD é o limite entre os níveis D e E. Um edifício tem classificação E sempre que o IC for superior ao valor de ICmáxD. O nível E não possui limite máximo. Da mesma forma, o nível A não apresenta limite inferior de Indicadores de Consumo, como mostrado na Tabela 3.4 do RTQ-C. O ICmín é utilizado para o calcular os limites dos diversos níveis mas não limita diretamente nenhum nível de eficiência. Desta forma, as barras representando os níveis A e E na Figura 3.10 apresentam um comprimento maior que as dos outros níveis para ressaltar a inexistência de limite inferior para a eficiência A e de limite superior para E. Para a determinação do nível de eficiência da envoltória, é necessário conhecer o ICmín e ICmáxD, e verificar a posição de ICenv na escala, de acordo com os intervalos de eficiência.

EXEMPLO DE CÁLCULO DO INDÍCE DE CONSUMO DA ENVOLTÓRIA A Figura 3.11 representa um edifício empresarial de três pavimentos que pretende obter a etiqueta do nível de eficiência energética. O edifício está localizado em Curitiba, Zona bioclimática 1. O edifício tem proteção solar horizontal na fachada norte e vertical nas fachadas leste e oeste, as aberturas possuem vidros verdes de 4 mm, com FS igual a 0,43. O edifício possui teto-jardim na sua cobertura. A partir da Figura 3.11 tem-se que: Ape=384m²

Aenv=960m²

Apcob=256m²

Afachada=576m² Vtot=2304m³

Atot=768m²

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EXEMPLO DE CÁLCULO DO INDÍCE DE CONSUMO DA ENVOLTÓRIA (continuação)

Figura 3.11. Volumetria do edifício analisado para o cálculo do nível de eficiência da envoltória.

A seguir são apresentados os cálculos das outras variáveis necessárias para o cálculo do IC.

1. CÁLCULO DO FATOR DE FORMA E DO FATOR ALTURA

2. DEFINIÇÃO DO FATOR SOLAR – Obtido através de catálogo de fabricantes.

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EXEMPLO DE CÁLCULO DO INDÍCE DE CONSUMO DA ENVOLTÓRIA (continuação) 3. CÁLCULO DO PAFT

Figura 3.12. Detalhe da Abertura

Para definir o PAFT, deve-se comparar o PAFT com o PAFO. Caso o PAFO for maior que o PAFT mais 20%, deve-se utilizar o PAFO. Assim:

Assim, utiliza-se o PAFT para o cálculo do IC.

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EXEMPLO DE CÁLCULO DO INDÍCE DE CONSUMO DA ENVOLTÓRIA (continuação) 4. CÁLCULO DO ÂNGULO DE SOMBREAMENTO Tanto para o AVS, quanto para o AHS, o valor máximo da angulação a ser utilizada é de 45º. Outro detalhe a ser observado, é a utilização da média deste ângulo em função da área de abertura do edifício.

Figura 3.13. Detalhe da proteção solar do edifício analisado para o cálculo do nível de eficiência da envoltória. 4.1. AVS Este edifício possui duas angulações diferentes para o AVS, uma de 34º, e outra de 55º. A limitação do ângulo a 45º refere-se ao resultado final do ângulo de sombreamento. Assim: AVSS = 0

A abertura S = A abertura N = 129,6 m²

AVSO = AVSL = 0

A abertura O = A abertura L = 24,3 m²

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EXEMPLO DE CÁLCULO DO INDÍCE DE CONSUMO DA ENVOLTÓRIA (continuação) 4.2. AHS O processo de cálculo do AHS é o mesmo do AVS. Primeiro encontra-se o AHS da fachada, e depois o do edifício. As aberturas das fachadas leste e oeste possuem proteção solar vertical em apenas um dos lados da abertura. Abaixo o cálculo do AHS:

AHSS = AHSN = 0

A abertura S = A abertura N = 129,6 m²

AHSO = AHSL

A abertura O = A abertura L = 24,3 m²

5. CÁLCULO DO INDICADOR DE CONSUMO E DETERMINAÇÃO DO NÍVEL DE EFICIÊNCIA DA ENVOLTÓRIA Como o edifício está localizado em Curitiba, pertencente à Zona Bioclimática 1, com um Ape<500m², utiliza-se a equação 3.3 do RTQ-C. Esta equação tem como limite um FF máximo de 0,60, como o edifício avaliado possui um FF igual a 0,25, utiliza-se o FF do edifício avaliado. Abaixo, equação do IC para Zona Bioclimática 1:

Para a determinação do nível de eficiência da envoltória do edifício, é necessária a determinação dos valores limites para cada etiqueta. Assim calcula-se o ICmáx e o ICmin desta envoltória. A Tabela 3.8 apresenta um resumo dos parâmetros que serão utilizados para o cálculo destes índices.

96


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EXEMPLO DE CÁLCULO DO INDÍCE DE CONSUMO DA ENVOLTÓRIA (continuação) Tabela 3.8. Parâmetros para cálculo do ICenv, ICmáxD e ICmin. Parâmetro

ICenv

ICmáxD

ICmin

Ape

256 m²

256 m²

256 m²

FA

0,50

0,50

0,50

FF

0,42

0,42

0,42

PAFT

0,53

0,60

0,05

FS

0,43

0,61

0,87

AVS

17,26º

AHS

2,63º

Substituindo os valores na equação tem-se:

O cálculo do IC da envoltória é realizado com os dados do edifício. Substituindo os valores tem-se:

A partir do ICmáx e o ICmin, encontra-se o limite para cada etiqueta, Tabela 3.9. O ICenv determina a classificação A para a envoltória do edifício, com EqnumEnv é igual a 5. Tabela 3.9. Limites dos intervalos do nível de eficiência para envoltória Eficiência

A

B

C

D

E

Lim Mín

-

181,31

183,14

184,98

186,81

Lim Máx

181,30

183,13

184,97

186,80

-

97


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APLICAÇÃO DOS PRÉ-REQUISITOS Exemplo 1 O edifício do exemplo anterior, de classificação A, tem todos os seus ambientes climatizados, com transmitâncias térmicas das paredes de 4,1 W/m²K e teto jardim; a absortância das paredes é de 0,3. Comparando estes dados com os pré-requisitos estabelecidos pelo RTQ-C para o Nível A, Tabela 3.10, verifica-se que apenas o pré-requisito referente à transmitância térmica das paredes não é atendido (Umáx=3,7 W/m²K). A obtenção da classificação A exige que todos os pré-requisitos sejam atendidos; como o pré-requisito referente a transmitância térmica da parede não foi atendido, a classificação deste edifício passa a ser E para envoltória, com EqnumEnv igual a 1. Tabela 3.10. Comparação entre os limites de transmitância e absortância e os dados do edifício – Zona Bioclimática 1

Transmitância parede Transmitância cobertura Ambiente climatizado Transmitância cobertura Ambiente não climatizado

Nível A

Nível B

Nível C e D

Edifício

3,7 W/m²K

3,7 W/m²K

3,7 W/m²K

4,1 W/m²K

1,0 W/m²K

1,5 W/m²K

2,0 W/m²K

0,88 W/m²K Teto jardim

2,0 W/m²K

2,0 W/m²K

2,0 W/m²K

-

Exemplo 2 O edifício do exercício anterior possui iluminação zenital, com PAZ de 4% e FS de 0,6. Mesmo atendendo o limite máximo do PAZ, este edifício não atende o limite estabelecido para o FS. Segundo o RTQ-C, para um PAZ de 4%, o fator solar máximo é de 0,52. Desta forma este edifício passa a ter classificação B.

98


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4 SISTEMA DE ILUMINAÇÃO A iluminação artificial é essencial para o funcionamento dos edifícios comerciais permitindo o trabalho em locais distantes da fachada e em horários em que a luz natural não atinge os níveis de iluminação mínimos adequados. É vital garantir níveis corretos de iluminação dentro dos ambientes internos dos edifícios para permitir o desempenho das tarefas por seus usuários em condições de conforto e salubridade. Por esse motivo, a norma NBR 5413 define níveis mínimos de iluminância necessários para diferentes tipos de atividades. Por outro lado, o sistema de iluminação artificial consome energia e gera carga térmica. O sistema de iluminação apresenta, portanto, dois tipos de consumo de energia: o consumo direto, ao utilizar eletricidade para gerar luz, e um consumo indireto, decorrente do calor gerado nesse processo. Esse calor tem de ser retirado dos ambientes obrigando a um maior gasto do sistema de condicionamento de ar, aumentando desta forma o consumo geral de energia do edifício. Assim, um edifício com um sistema eficiente de iluminação fornece os níveis adequados de iluminâncias para cada tarefa consumindo o mínimo de energia, e também gerando a menor carga térmica possível. Vários métodos podem ser utilizados para alcançar este objetivo. Este capítulo mostra o método de avaliação do nível de eficiência energética do sistema de iluminação, através de pré-requisitos e cálculos envolvendo a eficiência e o projeto luminotécnico (método prescritivo). Os sistemas eficientes são definidos através da densidade de potência instalada do sistema de iluminação. Mas há outros métodos a serem utilizados de forma suplementar, como pré-requisitos específicos para os sistemas de iluminação, a fim de garantir que o sistema de iluminação só funcione quando é efetivamente necessário.

4.1

PRÉ-REQUISITOS ESPECÍFICOS

Quanto mais elevado o nível de eficiência maior o número de pré-requisitos a atender. A Tabela 4.1 mostra quais pré-requisitos devem ser atendidos para cada nível de eficiência do RTQ-C.


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Tabela 4.1. Relação entre pré-requisitos e níveis de eficiência. Pré-requisito

Nível A

Nível B

Nível C

4.1.1 Divisão dos circuitos

Sim

Sim

Sim

4.1.2 Contribuição da luz natural

Sim

Sim

4.1.3 Desligamento automático do sistema de iluminação

Sim

4.1.1 Divisão de circuitos O item de divisão de circuitos define que cada ambiente deve possuir no mínimo um dispositivo de controle manual que permita o acionamento independente da iluminação interna do ambiente com facilidade, localizado de forma que permita a visão clara de todo ambiente. Este requisito permite que os usuários de cada ambiente controlem o seu uso, ajustando a iluminação às suas necessidades específicas. Para o caso de ambientes com área inferior a 250 m², é permitido um controle para todo o ambiente. No caso de ambientes com grandes áreas, acima de 250 m², o RTQ-C determina a divisão do sistema em parcelas menores, de no máximo 250 m², cada uma com um controle independente, a fim de setorizar o sistema de acionamento quando houver poucos usuários no local, evitando grandes áreas iluminadas sem ocupação. Se o ambiente apresenta área maior que 1000 m² (por exemplo, um galpão), então o sistema de iluminação deve ser dividido em parcelas com áreas máximas de 1000 m². A Tabela 4.2 sintetiza esta regra.

Tabela 4.2. Relação entre áreas de ambientes e áreas de controle independente. Área total de piso do ambiente

Área máxima de piso da parcela iluminada por um sistema com controle independente

< 250 m²

250 m²

> 250 m²

250 m²

>1000 m²

1000 m²

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EXEMPLO DE APLICAÇÃO A Figura 4.1 ilustra a divisão de circuitos de um sistema que ilumina 600 m² de área de piso. Ele foi dividido em três circuitos de controle, sendo que os dois laterais possuem a área máxima permitida, de 250 m², e o circuito central possui 150 m². Desta forma, o sistema completo não necessita permanecer ligado nos momentos em que há ocupantes somente na área central.

600 m²

250 m²

150 m²

250 m²

Figura 4.1. Exemplo de divisão de zonas de controle de iluminação em um ambiente com mais de 250 m².

4.1.2 Contribuição da Luz Natural Para reduzir a necessidade de uso da iluminação artificial quando há luz natural suficiente para prover a iluminância adequada no plano de trabalho, o RTQ-C determina que as luminárias próximas às janelas devem possuir um dispositivo de desligamento independente do restante do sistema. A Figura 4.2 ilustra dois exemplos de aplicação. As luminárias não precisam ser alinhadas entre si, mas sim que o sistema seja alinhado às janelas. Desta forma, o posicionamento das luminárias é também um item importante a ser considerado no projeto luminotécnico.

101


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Figura 4.2. Exemplos de circuitos com controle de acionamento perto das janelas.

4.1.3 Desligamento automático do sistema de iluminação Para evitar ambientes desocupados com iluminação artificial ativada, o RTQ-C determina a utilização de dispositivos que garantam o desligamento dos sistemas de iluminação quando ninguém se encontra presente. O RTQ-C estipula três métodos para garantir que ambientes não ocupados não continuem com o sistema de iluminação ligado. •

um sistema automático com desligamento da iluminação em um horário prédeterminado. Deverá existir uma programação independente para uma área limite de até 2500 m²;

um sensor de presença que desligue a iluminação 30 minutos após a saída de todos ocupantes;

um sinal de um outro controle ou sistema de alarme que indique que a área está desocupada.

A aplicação de um destes métodos é obrigatória para ambientes com área superior a 250 m² para o nível A. É necessário frisar que o cumprimento deste pré-requisito não exclui a necessidade existir um controle manual no ambiente, proporcionando ao ocupante flexibilidade de uso. Esta medida, controle independente de acionamento do sistema de iluminação, visa permitir que os usuários possam controlar o uso da iluminação de acordo com a necessidade. Já o desligamento automático, visa melhorar o uso do sistema de iluminação na ausência de usuários. Cada método, portanto, tem objetivos diferentes e o cumprimento de um não substitui o atendimento ao outro. Durante este capítulo explica-se como determinar a eficiência do sistema de iluminação segundo o RTQ-C em diversos tipos de ambientes mostrando exemplos de aplicação.

102


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4.2

PROCEDIMENTO DE DETERMINAÇÃO DA EFICIÊNCIA

A definição da eficiência do sistema de iluminação é dada a partir da determinação da densidade de potência de iluminação relativa final (DPIRF), de cada ambiente separadamente e, por conseguinte, seu equivalente numérico. A partir destes equivalentes numéricos e através da ponderação pela área de cada ambiente, determinase o equivalente numérico do pavimento e do edifício, encontrando por fim o equivalente numérico e o nível de eficiência do sistema de iluminação artificial. Para se determinar a Densidade de Potência de Iluminação relativa final, pode-se seguir um roteiro, encontrando: •

o Índice de Ambiente (K);

a Densidade de Potência de Iluminação relativa limite (DPIRL);

a Iluminância de Projeto (Ep), através da NBR 5413 – Iluminância de Interiores;

a Iluminância Final, através do projeto luminotécnico (Ef);

a Densidade de Potência relativa final (DPIRF).

A seguir, este processo é mostrado, iniciando-se com o Índice de Ambiente (K).

4.2.1 Determinação do índice de ambiente (K) O índice de ambiente (K) é uma relação que permite classificar diferentes ambientes, com base nas áreas, sob o ponto de vista luminotécnico, considerando uma distribuição padronizada das luminárias. A Equação 4.1 mostra esta relação. Equação 4.1

Onde: K: índice de ambiente, [adimensional]; At: Área de teto, [m²]; Apt: Área do plano de trabalho, [m²]; Ap: Área de parede entre o plano iluminante e plano de trabalho, [m²]. A partir do K, determina-se o Fator de utilização (Fu), fornecido nos catálogos dos fabricantes. O cálculo do Fu inclui as refletâncias do teto, paredes e piso e, portanto, varia conforme os ambientes. No entanto, alguns fabricantes não fornecem o Índice de ambiente (K), e sim, o RCR (Room cavity ratio – razão da cavidade do recinto), utilizado pelo método norte-americano. A relação entre o RCR e o K está apresentada na Equação 4.2.

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Equação 4.2

4.2.1.1

Variações do índice de ambiente

Para ambientes retangulares a relação pode ser simplificada. A Equação 4.3 é utilizada para ambientes retangulares com iluminação direta, enquanto a Equação 4.4, é utilizada para iluminação semi-direta ou indireta.

Equação 4.3

Onde: K: índice de ambiente, iluminação direta, [adimensional]; C: comprimento total do ambiente, [m]; L: largura total do ambiente, [m]; h: altura entre a superfície de trabalho e o plano das luminárias no teto, [m].

Equação 4.4

Onde: K: índice de ambiente, iluminação semi-direta e indireta, [adimensional]; C: comprimento total do ambiente, [m]; L: largura total do ambiente, [m]; h': altura entre a superfície de trabalho e o teto, [m].

4.2.1.2

Casos especiais

Em alguns casos o ambiente analisado apresenta algumas diferenciações que influenciam no cálculo do K. Ambientes com vários níveis e mezaninos, ou ambientes com setorização de usos com necessidades de iluminação diferentes, necessitam de um cuidado maior no projeto luminotécnico e no cálculo do K. A qualidade do projeto não é avaliada pelo RTQ-C. VÁRIOS NÍVEIS Em ambientes com mais de um nível, como o mostrado na Figura 4.3, deve-se calcular vários índices de ambiente, separando-os de acordo com as áreas de sombreamento causadas pelos mezaninos, e de acordo com a necessidade de inserção de novos pontos

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de iluminação artificial. Os volumes em que serão calculados os diferentes índices de ambiente (K), são prismas regulares, a Figura 4.4 mostra a subdivisão do ambiente da Figura 4.3 de forma não adequada para o cálculo do K. A subdivisão deste ambiente deve ser realizada como mostrada na Figura 4.5, com os onze setores necessários para o cálculo do K. Em seguida deve-se calcular um projeto luminotécnico separadamente para cada setor e, depois de obtido o nível de eficiência de cada um, deve-se fazer uma média ponderada em função da área do piso por eles compreendida para a obtenção do nível de eficiência final.

Figura 4.3. Ambiente único, para cálculo do K, com seis níveis diferentes.

Figura 4.4. Setorização errada do ambiente para cálculo do K.

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Figura 4.5. Setorização correta do ambiente para cálculo do K.

VÁRIAS ATIVIDADES Alguns ambientes apresentam setores com diferentes usos e, conseqüentemente, diferentes níveis de iluminação são necessários, como mostrada na Figura 4.6. Nestes ambientes calcula-se um K para cada setor e, mesmo que as luminárias de um setor iluminem também o outro, este fator não irá influenciar no cálculo do K; a melhor distribuição destas deverá ser definida no projeto luminotécnico. Para a verificação do Fator de utilização, verifica-se o caso da ocorrência de diferentes refletâncias no ambiente.

Figura 4.6. Planta com layout de setores com usos diferentes q necessitam de níveis de iluminância diferentes.

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DIFERENTES REFLETÂNCIAS É comum que os ambientes analisados contenham diferentes refletâncias nas paredes, assim como aberturas e vãos, que devem ser consideradas como sumidouros de luz. Para a consulta da tabela do Fator de utilização, deve-se considerar a parcela compreendida pelas refletâncias, e realizar a média ponderada das mesmas. A tabela de consulta do Fu apresenta apenas alguns valores de refletância para consulta, sendo eles: 70, 50, 30 e 10%. Assim, a refletância a ser utilizada para a verificação será a mais próxima da refletância média encontrada.

EXEMPLO DE CÁLCULO O ambiente ‘K10’, da Figura 4.5, representado melhor na Figura 4.7 possui abertura em uma das paredes e um vão no lugar da outra parede; estes funcionam como sumidouro ideal de luz, e desconsidera-se a reflexão da luz no vidro. Sabendo que as duas paredes restantes sejam brancas, e portanto, possuam refletância de 80% temos que:

Ap1= Ap3=18,0m² (paredes inteiras) Ap2=9,6m² (parcela opaca) Av2=9,0m² (parcela de vidro) Av4= 0,9m² (viga) Ap4=17,1m² (parede inexistente) Atot=54,6m²

Figura 4.7. Ambiente K10, detalhes para cálculo da refletância.

Como a refletância média das paredes encontrada foi igual a 42%, ao consultar a tabela do fator de utilização deverá utilizar-se 50%.

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4.2.2 Determinação da densidade de potência de iluminação relativa limite (DPIRL) Após a definição do índice de ambiente (K), o segundo passo consiste na consulta à Tabela 4.1 do RTQ-C. Nesta tabela, conforme o índice de ambiente, são apresentados os limites máximos de Densidade de Potência de Iluminação Relativa — em W/m2/100lux — para cada nível de eficiência. A observação da tabela, no entanto, mostra limites somente para os níveis A, B, C e D, enquanto o RTQ-C define cinco níveis de eficiência. Desta forma, se ultrapassado a Densidade de Potência de Iluminação Relativa Limite (DPIRL) do nível D, a classificação do ambiente é automaticamente E. A consulta à Tabela 4.1, do RTQ-C, permite fazer o projeto luminotécnico para um dado nível de eficiência, sabendo o limite máximo da DPIR. O valor máximo de DPIR de cada nível de eficiência é chamado de valor limite de Densidade de Potência Relativa (DPIRL). Para fazer o projeto luminotécnico, é necessário conhecer o nível de iluminância média adequado para a função a ser desempenhada naquele ambiente. Esse nível está presente na NBR 5413 – Iluminância de Interiores no item 3.4. Este será o valor de iluminância de projeto (EP). O projeto luminotécnico pode ser realizado através de vários métodos de cálculo como o método dos lumens ou o método dos pontos. Segue-se um roteiro para o projeto luminotécnico através do método dos lumens. O objetivo final do método dos lumens é determinar o número de lâmpadas mínimo que garanta um valor mínimo de fluxo luminoso (Φ) no plano de trabalho. Este fluxo será resultado do produto da área do ambiente (A) com o nível de iluminância de projeto desejado (EP), Equação 4.5. Equação 4.5

Desta forma, conhecendo o fluxo luminoso das lâmpadas em cada luminária, tem-se o número total de luminárias para um ambiente, dado por: Equação 4.6

Da Equação 4.5 e Equação 4.6 resultam: Equação 4.7

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Equação 4.8

Onde: n: Número de luminárias do sistema de iluminação artificial; A: Área do ambiente, [m²]; EP: Iluminância de projeto, [lx]; Φlum: Fluxo luminoso da luminária, [lm]; Fu: . Fator de utilização, [adimensional]; Fd: Fator de depreciação, [adimensional]; O resultado da Equação 4.8 pode não ser um número inteiro. Neste caso, o valor deve ser arredondado para o maior número inteiro. O número inteiro assim obtido partindo da Equação 4.8 é multiplicado pelo fluxo luminoso das luminárias para determinação da iluminância média inicial (Ei).

Equação 4.9

Determinada a iluminância inicial (Ei) resta determinar a iluminância no final da vida útil do sistema de iluminação (Ef), que corresponde a um período de 24 meses. Este cálculo é realizado a partir da Equação 4.10, considerando um Fator de depreciação igual a 0,8.

Equação 4.10

Determinada a iluminância final basta conferir se cumpre o nível de eficiência que visa alcançar. Para tal, tem de verificar dois requisitos: •

Conferir se a Iluminância média final é igual ou superior à Iluminância prescrita na NBR 5413 para a atividade principal do ambiente;

Verificar se a Densidade de Potência Instalada Relativa final (DPIRF) é menor que a DPIRL para o nível em questão.

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E QUANDO K NÃO APARECE NA PRIMEIRA COLUNA DA TABELA? Um ambiente de 16,00 m de comprido por 13,60 m de largura, com h de 1,60 m. Aplicando a fórmula, o valor de K seria 2,67. Consultando a tabela novamente, percebe-se que não há tal valor; após 2,5 o próximo valor é 3. Como proceder neste caso? Em casos como estes, o regulamento prevê que se faça uma interpolação utilizando os valores mais próximos determinados na tabela. No caso em questão esse valores seriam 2,5 e 1,83 (Kmin e DPIRLmin), mais 3,0 e 1,76 (Kmax e DPIRLmax). Fazendo uma interpolação linear:

Substituindo os valores

Resolvendo chega-se a um DPIRL de 1,80 para o K de valor 2,67. Existem outros dois casos possíveis de valores de K não previstos na tabela: Valores inferiores a 0,6 (o valor de k mais baixo previsto na tabela); Valores superiores a 5 (o valor de k mais alto previsto na tabela). Para valores inferiores 0,6, utilizam-se os valores de DPIRL correspondentes ao K 0,6. Para valores maiores que 5, da mesma forma, utilizam-se os valores de DPIRL referentes ao K de valor 5.

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COMO SÃO DEFINIDOS OS NÍVEIS DE EFICIÊNCIA Os valores que definem os diversos níveis de eficiência são determinados através da análise de quatro sistemas de iluminação distintos em onze ambientes diferentes (para testar os quatro sistemas em diferentes s K). O desempenho de cada um dos quatro sistemas de iluminação em cada ambiente definiu os valores limites de DPIRL para cada nível de eficiência.

Equipamento

A

B

C

D

Duas lâmpadas

Duas lâmpadas

Duas lâmpadas

com refletor de

sem refletor de

sem refletor de

alumínio

alumínio

alumínio

28W, 2900 m

32W, 2700 lm

32W, 2700 lm

40W, 2600 lm

Eletrônico 2X28W

Eletrônico 2X32W

Eletro magnético

Eletro magnético

perdas – 6W

2X32W

2X40W

perdas – 6W

perdas – 12.5W

perdas – 15W

62,0 W

70,0 W

76,5 W

95,0 W

Duas lâmpadas Luminária

com refletor e aletas de alumínio

Lâmpada

Reator

Potência total

Para conferir se a Iluminância de final é igual ou superior à Iluminância prescrita na NBR 5413 (para a atividade principal do ambiente) basta comparar os valores de EP com Ef. Ou seja:

Equação 4.11

Para verificar se a DPIRF é menor que a DPIRL para o nível em questão, procede-se do seguinte modo:

Equação 4.12

Onde: DPIRL: Densidade de Potência Relativa Limite, [W/m2/100lx]; DPIRF: Densidade de Potência Relativa Final, [W/m2/100lx]; DPIA: Densidade de Potência Absoluta, [W/m2];

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Ef: Iluminância final, [lx]; n: Número de luminárias do sistema de iluminação artificial; P: Potência da luminária, [W]; A: Área do ambiente [m²]. Concluindo, se ambas a condições se verificarem, então o projeto luminotécnico conseguiu alcançar o nível de eficiência desejado. Caso uma destas duas condições não se verifique, então será necessário refazer o projeto para que alcance o nível de eficiência desejado (ou aceitar um nível de eficiência mais baixo para o projeto)

EXEMPLO DE CÁLCULO Um escritório localizado em um edifício cuja envoltória já obteve classificação decide obter também a etiqueta parcial para o sistema de iluminação do escritório. A Figura 4.8, mostra as dimensões deste escritório. As Paredes A e D possuem refletância igual a 0,80; enquanto as paredes C e B, possuem refletância de 0,60; a cobertura tem refletância de 0,80 e o piso de 0,40.

Figura 4.8.Detalhes do escritório.

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EXEMPLO DE CÁLCULO (CONTINUAÇÃO) 1. CÁLCULO DO ÍNDICE DE AMBIENTE 1.1. Determinar número de luminárias Para o projeto utilizou-se: luminárias Indelpa IDL 2404 2x28w com corpo em chapa de aço e refletor em alumínio; lâmpadas GE T5 Starcoat de 28W (F28W/T5/830) com fluxo luminoso de 2900 lm, e Reator eletrônico 2x28w. ÍNDICE DE AMBIENTE: h = 2,15m  altura entre o plano de trabalho (0,75m) e altura da lâmpada (2,9m).

NÚMERO DE LUMINÁRIAS: Consultar tabela de Fator de Utilização, do fabricante. Como na tabela não existe o valor de K correspondente a este ambiente, deve-se interpolar os valores contidos na tabela. Assim:

Fu = 0,8226

φlum = 2900lm/lâmpada = 5800lm/luminária

A = 400 m²

EP = 500 lx – atividade de escritório.

Arredondando para o próximo número inteiro tem-se 53 conjuntos luminária/lâmpada. No entanto, para uma melhor distribuição das luminárias serão utilizados 56 conjuntos. Iluminância inicial e final: Depois de estabelecido o número de luminárias do ambiente, deve-se verificar se a iluminância inicial (Ei), e a iluminância final (Ef) são maiores que a iluminância de projeto (EP):

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EXEMPLO DE CÁLCULO (continuação) 2. DETERMINAÇÃO DO NÍVEL DE EFICIÊNCIA O sistema apresenta uma potência total de 68W, considerando 2 lâmpadas de 28W e reator eletrônico, incluindo as perdas do reator (12W). 2.1.Cálculo da DPIA

2.2.Cálculo da DPIRF

2.3.Definição do DPIRL e Nível de Eficiência Para definição do nível de eficiência energética atingido pelo sistema, deve-se consultar a Tabela 4.1 do RTQ-C e comparar a DPIRF encontrada com a DPIRL. Como a DPIRF encontrada é menor que DPIRL para o nível A, conforme Tabela 4.3, o EqnumDPI é igual a 5. Tabela 4.3. Comparação entre DPIRF encontrado e DPIRL DPIRL - (W/m2/100lux) Índice de Ambiente - K

4,18

Nível A

Nível B

1,73

2,15

DPIRF - (W/m2/100lux)

1,78

3. PRÉ-REQUISITOS Para o sistema permanecer com esta classificação, o sistema precisa atender a todos os pré-requisitos: •

Divisão de circuitos – área de 400m². É necessário dividir o circuito em setores, para que a área atendida por eles não seja maior que 250m².

Contribuição da Luz Natural –possibilitar o acionamento independentemente da fileira de luminárias próxima a abertura.

Desligamento automático do sistema de iluminação – como a área possui mais de 250m², deve possuir um sistema de desligamento automático.

Para continuar com a classificação A, todos os pré-requisitos devem ser atendidos.

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4.2.3 Roteiro para avaliação do nível de eficiência de iluminação Para avaliação do nível de eficiência do sistema de iluminação, pelo laboratório de inspeção, deve-se seguir o seguinte roteiro: 1º Passo: identificar os diferentes sistemas de iluminação adotados. Entende-se por sistema de iluminação o conjunto luminária, lâmpada e reator. 2º Passo: separar os ambientes em zonas de iluminação, de acordo com a densidade de potencia e distribuição dos sistemas de iluminação. 3º Passo: calcular o índice de ambiente (K) para cada zona de iluminação identificada, considerando todos os segmentos verticais que compõem a zona (existindo paredes ou não) para identificar a forma do volume. 4º Passo: para cada zona de iluminação interpolar o DPIRL, de acordo com o K, e calcular o DPIRF 5º Passo: identificar o nível de eficiência energética para cada zona de iluminação que compõe o ambiente. 6º Passo: ponderar os EqNumDPI em função da área de cada zona de iluminação, de forma a encontrar o EqNumDPI do ambiente. 7º Passo: De acordo com o nível de eficiência identificado por ambiente, verificar o cumprimento dos pré-requisitos. 8º Passo: Determina o EqNumDPI do sistema de iluminação através da ponderação dos equivalentes numéricos dos ambiente em função das suas áreas.

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5 SISTEMA DE CONDICIONAMENTO DE AR 5.1

INTRODUÇÃO

Os sistemas de condicionamento de ar são tratados de dois modos distintos no RTQ-C, dependendo se os condicionadores são avaliados pelo PBE/INMETRO ou não. Os sistemas compostos por condicionadores de ar de janela e split, avaliados pelo PBE/INMETRO, são classificados através do nível de eficiência que o INMETRO atribui a cada modelo. Os sistemas compostos por condicionadores que não estão abrangidos por nenhuma norma de eficiência do INMETRO (que se referem principalmente ao sistema de condicionamento central, mas também incluem alguns tipos de split), por sua vez, são avaliados através do seu desempenho em relação a certos níveis fornecidos pelo RTQ-C. A classificação do sistema de condicionamento de ar permite classificações parciais. Isto significa que se pode certificar somente uma sala, um conjunto de salas, um piso ou parte de um edifício. Neste aspecto, a classificação do sistema de condicionamento de ar funciona da mesma forma que a classificação da eficiência da iluminação que também permite classificações parciais.

5.2

PRÉ-REQUISITOS

A determinação do nível de eficiência de um sistema de condicionamento de ar depende além do nível de eficiência do equipamento, também do cumprimento do pré-requisito. Os sistemas de condicionamento de ar compostos por equipamentos do tipo janela ou split, avaliados pelo INMETRO, possuem pré-requisito apenas para nível de eficiência A. Este pré-requisito consiste em conferir se a unidade de condicionamento de janela ou a unidade condensadora do sistema split do ambiente em questão está sempre sombreada. Caso este pré-requisito não seja cumprido, o nível do equipamento cairá para B, mesmo ele tendo a etiqueta A do INMETRO. Os sistemas compostos por condicionadores não avaliados pelo INMETRO, e que pretendem obter etiqueta A, além de possuir o desempenho desejado, também devem atender a uma série de requisitos descritos no item 5.4 do regulamento e neste manual.

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5.3

CONDICIONADORES DE AR DO TIPO JANELA OU DO TIPO SPLIT

5.3.1 Cálculo da carga térmica O cálculo das cargas térmicas deve ser baseado em normas e manuais de engenharia, como o ASHRAE Handbook of Fundamentals (ASHRAE, 2005) ou NBR 16401. SISTEMA DE CONDICIONAMENTO CENTRAL Se a carga térmica de pico da edificação for superior a 350 kW (100TR) o sistema de ar condicionado deverá ser central, exceto se comprovado que os sistemas individuais apresentam menor consumo. Neste caso deve-se apresentar o memorial de cálculo de simultaneidade, comprovando o menor consumo dos sistemas individuais. O cálculo da simultaneidade consiste na demonstração de todas as cargas dos aparelhos de condicionamento de ar utilizados.

5.3.2 Eficiência de uma zona com diferentes unidades O primeiro passo para determinar a eficiência para sistemas compostos por condicionadores de ar do tipo janela ou split consiste em consultar a eficiência da unidade (ou unidades) no site do INMETRO. Pode acontecer que o modelo (ou modelos) consultado não esteja presente no site do INMETRO. Nesse caso, o nível de eficiência da unidade (ou unidades) não classificada na tabela do INMETRO é definido como E.

Os níveis de eficiência para estes tipos de unidades podem ser consultados na página do INMETRO: http://www.inmetro.gov.br

Pode acontecer que duas, ou mais, unidades de condicionamento partilhem o mesmo ambiente. Por exemplo, uma sala de aula que tem três unidades de janela para condicionamento de ar e que cada uma destas unidades tem potências e eficiência diferentes; como determinar a eficiência neste caso? Neste caso, a eficiência de cada unidade deve ser ponderada pela capacidade (potência) e não pela área, uma vez que todos os aparelhos atendem a em uma mesma área.

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EXEMPLO DE CÁLCULO No seguinte exemplo, um ambiente é servido por três unidades condicionadoras diferentes com distintas eficiências como se pode se pode ver na Tabela5.1 Tabela5.1: Exemplo de equivalentes numéricos de distintos sistemas Unidade

Potência [Btu/h]

Eficiência da unidade

Equivalente numérico

1

7500

B

4

2

9000

C

3

3

12000

C

3

Para poder calcular a classificação deste ambiente é necessário ponderar as eficiência de cada unidade pela potência, da seguinte forma: Soma da potência de cada unidade. No caso em questão: 7500+9000+12000 = 28500 Btu/h Divide-se a potência de cada unidade pela soma da potência das três unidades obtendo o coeficiente de ponderação de cada ambiente:

Tabela5.2: Exemplo de ponderação por potência Unidade

Potência [Btu/h]

Coeficiente de ponderação

1

7500

0,26

2

9000

0,32

3

12000

0,42

TOTAL

28500

1,00

Multiplica-se o coeficiente de ponderação de cada unidade pelo Equivalente numérico de eficiência:

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EXEMPLO DE CÁLCULO (continuação) Tabela 5.3: Exemplo de determinação de eficiência através ponderação por potência Ambiente

Equivalente numérico

Coeficiente de ponderação

Resultado ponderado

1

4

0,26

1,04

2

3

0,32

0,96

3

3

0,42

1,26

TOTAL

3,26

O resultado ponderado é comparado na tabela de classificação e assim: 2,5 < 3,26 < 3,5 Assim, o nível de eficiência tem valor C.

5.3.3 Eficiência de vários ambientes Após coletar os dados de eficiência do aparelho, procede-se à ponderação das áreas, caso seja necessário. No caso de classificar somente uma sala com uma unidade de janela ou split, então a eficiência do sistema de condicionamento de ar será igual à eficiência do aparelho em questão, desde que os pré-requisitos sejam cumpridos. O prérequisito, neste caso, reporta-se somente ao nível de eficiência A e consiste em conferir se a unidade de condicionamento de janela ou a unidade condensadora do sistema split do ambiente em questão está sombreada permanentemente. Na maioria dos casos, pretende-se obter a classificação de um conjunto de diferentes ambientes, várias salas, diversos pisos. Neste caso, deve-se primeiro determinar o nível de eficiência de cada unidade independente, seja esta de janela ou split. Depois, determina-se a área que cada unidade independente de condicionamento de ar atende. Na posse destes dois tipos de dados, calcula-se uma média de eficiência para cada ambiente, ponderada por área.

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EXEMPLO DE CÁLCULO Um escritório deseja obter a etiqueta do nível de eficiência energética. Este escritório possui um aparelho condicionador de ar em cada uma de suas salas. A Tabela 5.4 apresenta os dados necessários para a determinação da classificação final.

Tabela 5.4. Dados para exemplo de cálculo de eficiência de vários ambientes Ambiente

Área [m²]

Eficiência da unidade

Equivalente numérico

1

20

B

4

2

40

C

3

3

50

C

3

4

45

A

5

Para se calcular a classificação geral pondera-se as eficiências de cada ambiente por área da seguinte forma: Soma da área de todos os ambientes. No caso em questão:

20+40+50+45 = 155m² ; Divide-se a área de cada ambiente pela área total dos quatro ambientes obtendo o coeficiente de ponderação de cada ambiente. Tabela 5.5. Exemplo de ponderação por área Ambiente

Área [m²]

Coeficiente de ponderação

1

20

0,13

2

40

0,26

3

50

0,32

4

45

0,29

TOTAL

155

1,0

Multiplica-se o coeficiente de ponderação de cada ambiente pelo equivalente numérico de eficiência:

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EXEMPLO DE CÁLCULO (continuação) Tabela 5.6. Exemplo de determinação da eficiência de um ambiente de vários ambientes

Ambiente

Equivalente numérico

Coeficiente de ponderação

Resultado ponderado

1

4

0,13

0,52

2

3

0,26

0,78

3

3

0,32

0,96

4

5

0,29

1,45

TOTAL

3,71

O resultado numérico é comparado com a tabela de classificação, Tabela 2.2 do regulamento: 3,5 < 3,71 < 4,5 Assim, o nível de eficiência tem valor B.

5.3.4 Eficiência de dois ou mais sistemas independentes Quando no mesmo edifício existe mais de um sistema independente de condicionamento de ar, o nível geral de eficiência do mesmo é determinado através da ponderação das eficiências de cada um dos sistemas. Esta ponderação é feita em três passos: •

Determinar a eficiência de cada um dos sistemas individualmente;

Ponderar as áreas servidas a partir de cada sistema em relação ao total do edifício, ou em relação à parte do edifício cuja eficiência se almeja determinar;

Calcular a eficiência total do edifício, ou parte do edifício, através da média ponderada por área da eficiência de cada sistema.

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EXEMPLO DE CÁLCULO Para a determinação do nível de eficiência energética de um edifício de escritórios onde a climatização das áreas comuns é feita por um sistema central de condicionamento de ar e os gabinetes são climatizados por unidades de janela. Neste caso, a eficiência do sistema de condicionamento seria igual à área das zonas comuns ponderada pela eficiência do sistema central de condicionamento com a média ponderada por área de cada gabinete com a eficiência dos sistemas de condicionamento de janela respectivo. Tabela 5.7: Exemplo de cálculo de eficiência do sistema de condicionamento de ar com diferentes sistemas de condicionamento de ar Sistema

Área [m²]

Eficiência do sistema

Equivalente numérico

Sistema central de condicionamento

300

A

5

Unidade de janela

10

C

3

Unidade de janela

10

B

4

Split

40

B

4

Para poder calcular a classificação geral precisa-se ponderar as eficiências de cada ambiente pela área da seguinte forma: Soma da área de todos os ambientes. No caso em questão: 300+40+10+10 = 360m² Divide-se a área de cada ambiente por a área total dos quatro ambientes obtendo o coeficiente de ponderação de cada ambiente. Tabela5.8: Exemplo de ponderação por área de ambientes Ambiente

Área [m²]

Coeficiente de ponderação

1

300

0,83

2

10

0,03

3

10

0,03

4

40

0,11

TOTAL

360

1,00

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EXEMPLO DE CÁLCULO (continuação) Multiplica-se o coeficiente de ponderação de cada ambiente pelo equivalente numérico de eficiência: Tabela5.9: Exemplo de determinação de eficiência Ambiente

Equivalente numérico

Coeficiente de ponderação

Resultado ponderado

1

5

0,83

4,17

2

3

0,03

0,08

3

4

0,03

0,11

4

4

0,11

0,44

TOTAL

4,81

O resultado numérico é comparado com a tabela de classificação, Tabela 2.2 do RTQC: 4,5 < 4,81 < 5,0 Assim, o nível de eficiência tem valor A.

5.4

SISTEMAS

DE

CONDICIONAMENTO

DE

AR

NÃO

REGULAMENTADOS PELO INMETRO 5.4.1 Sistemas compostos por Condicionadores de Ar de Janela e Split Os condicionadores de ar dos tipos janela e split, não avaliados pelos INMETRO, devem atender às condições estabelecidas na Tabela 5.1 do RTQ-C, para obter as classificações A e B; na Tabela 5.4 para classificação C; e, na Tabela 5.7 para obter a classificação D. Para obtenção da classificação A, a unidade de condicionamento de janela ou a unidade condensadora do sistema split deverá estar sempre sombreada. Aparelhos com eficiência menores que as listadas nestas tabelas terão classificação E. O valor do COP presente nestas tabelas refere-se à eficiência de resfriamento dos aparelhos de condicionamento de ar.

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5.4.2 Sistemas Centrais de Condicionamento de ar Os sistemas centrais de condicionamento de ar não são avaliados pelo INMETRO, desta forma sua classificação deverá ser feita através da consulta dos requisitos mínimos presentes em uma seqüência de tabelas apresentadas no RTQ-C. De acordo com a classificação desejada deve-se consultar uma tabela específica: •

Nível A: o resfriadores de líquido - Tabela 5.2, o condensadores e torres de arrefecimento – Tabela 5.3, o atender aos requisitos (itens 5.4.3 a 5.4.8 do RTQ-C);

Nível B: o resfriadores de líquido - Tabela 5.2, o condensadores e torres de arrefecimento – Tabela 5.3;

Nível C: o

resfriadores de líquido - Tabela 5.5,

o condensadores e torres de arrefecimento – Tabela 5.6; •

Nível D: o resfriadores de líquido - Tabela 5.8;

Nível E: o quando não se enquadrar em nenhum dos itens acima.

5.4.3 Controle de Temperatura por zona 5.4.3.1

Geral

Cada zona térmica deverá ter sua temperatura controlada por um termostato, sendo que cada termostato dever atender a apenas uma zona térmica. Pode, entretanto, existir um termostato que controla um sistema perimetral que está inserido em duas ou mais zonas térmicas. Nestes casos, normalmente tem-se dois sistemas em uma mesma zona térmica, o sistema perimetral que tem a função de retirar as cargas recebidas pela envoltória do edifício, como mostrado na Figura 5.1, e o sistema interno que tem a função de retirar as demais cargas da zona térmica. Para o controle dos sistemas periféricos pode-se utilizar um termostato em mais de uma zona, desde que dispostos em fachadas com a mesma orientação e com uma distância máxima de 15 m entre eles.

124


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Figura 5.1. Esquema do sistema de condicionamento de ar periférico.

5.4.3.2

Faixa de temperatura de controle

A faixa de temperatura de controle (deadband) é utilizada em sistemas que atuam sobre resfriamento e aquecimento, e é estabelecida para que não haja sobreposição das cargas de resfriamento sobre a demanda de aquecimento, e vice-versa. O intervalo mínimo de 3ºC, como mostrado na Figura 5.2, é definido no regulamento para evitar que cargas “falsas” sejam geradas pelo próprio sistema, que deverá compensá-las. Por exemplo, se há resfriamento no ambiente e a temperatura interna atinge o set point de 21ºC, o sistema de resfriamento será desligado e o aquecimento não será ligado, pois ele estará programado para funcionar apenas se a temperatura for reduzida a menos de 18ºC, considerando deadband igual é de 3°C . A faixa de temperatura de controle garante, portanto, que o sistema de aquecimento seja ligado automaticamente somente se a temperatura cair naturalmente.

Figura 5.2. Faixa de temperatura de controle.

5.4.3.3

Aquecimento suplementar

A capacidade de aquecimento da bomba de calor diminui à medida que a temperatura externa cai, para suprir esta deficiência e atender a demanda pode-se utilizar juntamente com a bomba de calor uma resistência elétrica. No entanto, é necessário que haja o

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controle desta resistência, de forma que só entre em funcionamento quando a bomba de calor não for suficiente para atender a carga de aquecimento. Há três casos em que a resistência pode ser necessária: • durante os ciclos de degelo da serpentina; • para complementar a capacidade da bomba de calor, o que exige termostato específico para este controle; • para substituir a bomba de calor quando a temperatura externa for muito baixa (abaixo de 4ºC), o que impede o uso da bomba da calor por risco de congelamento.

5.4.3.4

Aquecimento e resfriamento simultâneo

Quando os equipamentos de aquecimento e resfriamento, que atendem a uma zona térmica, são distintos, ou em ambientes muito grandes e climatizados por mais de uma unidade, é possível ocorrer simultaneamente aquecimento e resfriamento do ar; acarretando em um maior consumo de energia. Como requisito para obtenção do nível A, é necessário a existência de um controle que evite o aquecimento e o resfriamento simultâneo. Da mesma forma, para a obtenção do nível A o sistema de forma geral não poderá fazer uso de reaquecimento seja para controle de temperatura ou umidade. Entretanto, existem casos em que algumas salas com controle preciso de temperatura e umidade podem fazer uso deste recurso (aquecimento e resfriamento simultâneo), e mesmo assim a edificação conseguir obter a classificação A se o somatório das áreas destas salas for pequeno em relação à área total climatizada do edifício, pois a ponderação por área pode manter o edifício no nível de eficiência A.

5.4.4 Automação Com a finalidade de evitar que o sistema de condicionamento de ar funcione quando o edifício está desocupado, deve-se adotar pelo menos um dos sistemas de automação descritos no RTQ-C.

5.4.5 Isolamento de zonas Este requisito evita o suprimento de ar condicionado em grandes áreas não ocupadas durante o funcionamento do restante do edifício. Sistemas do tipo volume de ar variável (VAV, Variable Air Volume) atendem a esta situação, sendo que as áreas isoladas devem possuir sistemas de automação, como os descrito no item 5.4.3 do RTQ-C, para desativar 126


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os suprimentos de ar. Os sistemas VAV costumam apresentar uma vazão mínima por zona (em geral, 30% da vazão total para aquela zona). Assim, o projeto deve incluir um registro extra (damper) para bloquear a vazão mínima que entraria desnecessariamente na zona não ocupada.

EXEMPLO DE APLICAÇÃO Uma escola possui um sistema central de condicionamento de ar, que atende todo o edifício. Como o auditório é ocupado em horário diferente ao das salas de aula, esta zona térmica deve ser isolada do restante do edifício. Desta forma, durante o período de aulas, em que o auditório não está sendo utilizado, esta zona será desativada. O caso contrário também é válido, o sistema de condicionamento deve funcionar adequadamente para o auditório quando o restante da escola não for utilizado e, portanto, não estiver condicionado.

5.4.6 Controles e dimensionamento do sistema de ventilação 5.4.6.1

Controles de sistemas de ventilação para áreas com altas taxas de ocupação

Os sistemas de ventilação com taxa de insuflamento de ar externo superior a 1400 l/s (5040 m³/h), devem possibilitar a redução automática da renovação do ar, quando os ambientes estiverem parcialmente ocupados. Uma forma de fazer isto é através de sensores de CO2, que indicarão quando a taxa de ocupação é parcial e, portanto, quando e quanto é necessário reduzir a taxa de renovação de ar.

5.4.6.2

Ciclo economizador.

O ciclo economizador é interessante para ambientes com significativa carga interna em momentos em que as condições de temperatura e umidade do ambiente externo são amenas, como em instalações de uso noturno como casas de entretenimento, boates ou teatros, situadas em cidades onde ocorrem condições amenas com freqüência. Para a obtenção do nível A o sistema deverá apresentar ciclo economizador sempre que o custo benefício for favorável (RCB≤ 0,80).

127


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5.4.6.3

Sistemas de exaustão

O fechamento dos sistemas de exaustão através de dampers motorizados ou acionados gravidade visa garantir a qualidade do ar no interior dos ambientes ao evitar a entrada de poluentes, insetos e outros, através do sistema quando o mesmo se encontra desligado.

5.4.6.4

Acionamento otimizado

Sistemas de ventilação com capacidade nominal maior que 5000 l/s (18000 m³/h) devem possuir controles de acionamento gradual automático. Este controle visa evitar picos de demanda no acionamento de grandes ventiladores, sendo assim ligados gradualmente até alcançarem a potência desejada.

5.4.7 Recuperação de calor Ventiladores individuais com capacidade de insuflamento de ar nominal maior que 2400 l/s (8640 m³/h), devem utilizar recuperador de calor em sistemas que trabalham com 70% de ar externo ou mais, ou seja, quando a renovação de ar é elevada e, portanto, é interessante pré-aquecer ou pré-resfriar este ar externo, aproveitando a energia do ar exaurido. As exceções envolvem casos como: •

sistemas em que os ambientes não são resfriados ou que necessitam de pouco aquecimento;

quando os fluxos de ar são pequenos (vazão de exaustão menor que 75% da vazão de ar externo);

quando a exaustão (ar descartado) contém poluentes que podem danificar o recuperador de calor, como gases tóxicos, fumaça corrosiva ou gordura;

quando o pré-aquecimento já é realizado por outro sistema.

No recuperador de calor ocorre a troca de calor entre o ar de renovação e o ar de exaustão, conforme ilustrado na Figura 5.3.

Figura 5.3. Esquema do funcionamento de um recuperador de calor.

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São exemplos de tipos de recuperadores de calor: •

Roda de entalpia: o Eficiência elevada; o Necessita uma renovação periódica de componentes; o Pode haver contaminação entre os fluxos de ar.

Trocador de placas plásticas ou alumínio o Eficiência reduzida em relação ao primeiro devido à troca exclusiva de calor sensível.

Trocador de placas higroscópicas o Trocas de calor sensível e latente, porém com eficiência reduzida neste último; o Elevada durabilidade.

5.4.8 Controles e dimensionamento dos sistemas hidráulicos Os sistemas de condicionamento de ar com sistema hidráulico com bombas com potência superior a 7,5kW devem atender aos requisitos descritos abaixo.

5.4.8.1

Sistemas de vazão de líquido variável

Os sistemas de bombeamento hidráulico que apresentam válvulas de controle para abrir ou fechar de acordo com a carga térmica, devem possuir inversores de freqüência, para reduzir a vazão da bomba para 50% da vazão de projeto, ou menos. Mesmo com a redução da vazão da bomba, a pressão deve ser tal que garanta que a água, ou o líquido refrigerante, alcance todos os pontos. Para tanto, o RTQ-C sugere a medição da pressão diferencial no trocador de calor mais distante, ou no de maior pressão. No entanto, o ponto ideal de medição deve ser definido pelo projetista, dada a diferença de cada projeto.

5.4.8.2

Isolamento de bombas

Quando existir mais de um resfriador de líquido, em uma central de água gelada, deve-se assegurar que quando um resfriador for desligado a vazão da central seja reduzida automaticamente.

5.4.8.3

Controles de reajuste da temperatura de água gelada e quente

O reajuste da temperatura de água gelada e quente aumenta a eficiência do sistema e

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reduz as perdas de calor nas tubulações. Controles para reajuste automático da temperatura de suprimento de água gelada e quente devem ser implantados em sistemas com capacidade de projeto maior que 88kW (25TR). Este controle pode ser feito de duas formas: •

baseado na temperatura de água de retorno, que representará as cargas existentes no edifício. Este controle deve ser feito com cuidado, uma vez que mostra a média requerida pelo sistema. Ou seja, quando uma zona térmica funciona próxima as condições de projeto, e as outras com baixa carga térmica, a primeira zona térmica provavelmente não manterá suas condições térmicas.

baseado na temperatura externa.

5.4.9 Controles e dimensionamento dos sistemas hidráulicos Este item aplica-se ao equipamento de rejeição de calor usado em sistemas de condicionamento de ar tais como condensadores a ar, torres de resfriamento abertas, torres de resfriamento com circuito fechado e condensadores evaporativos. Nestes sistemas, cada ventilador acionado por um motor com potência igual ou superior a 5,6kW deve poder operar em carga parcial, além de possuir controles que mudem automaticamente a velocidade do ventilador para controlar a temperatura de saída do fluido do dispositivo de rejeição de calor ou temperatura/pressão de condensação do dispositivo. A possibilidade de operar com velocidade variável reduz significativamente o consumo de energia.

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6 SIMULAÇÃO O processo de certificação realizado através da simulação não descarta o método prescritivo. Ele é utilizado para comprovar que, em certos casos, a utilização de parâmetros diferentes que os determinados no RTQ-C geram uma maior economia de energia, mantendo o conforto do ambiente.

6.1

PRÉ-REQUISITOS ESPECÍFICOS

Para a avaliação do edifício utilizando a simulação deve-se atender aos pré-requisitos estabelecidos quanto ao programa utilizado para a simulação e quanto ao arquivo climático utilizado na simulação. Estas exigências têm a intenção de garantir a obtenção de resultados coerentes, no que se refere ao programa e arquivo climático utilizados.

6.2

PROCEDIMENTOS PARA SIMULAÇÃO

O processo de avaliação do edifício através da simulação utiliza dois modelos do edifício: um modelo real, com todas as características do edifício avaliado; e um modelo de referência, similar ao modelo real, com características de acordo com o nível pretendido. O modelo de referência deverá passar pelo método prescritivo, para determinação de alguns parâmetros deste modelo, conforme o nível de eficiência pretendida. Após determinadas as características dos dois modelos, real e de referência, os dois deverão ser simulados no mesmo programa de simulação, utilizando o mesmo arquivo climático. A partir dos resultados das simulações deve-se obter que o projeto proposto, modelo real, tem um consumo de energia anual igual ou menor que o edifício de referência para o nível pretendido.

6.2.1 Edifícios condicionados artificialmente Os edifícios condicionados artificialmente podem ser submetidos à classificação do nível de eficiência, através da simulação, tanto para a etiqueta geral quanto para as etiquetas parciais. Para tanto, dois modelos serão comparados, o modelo real e o de referência, onde o modelo real deve ser desenvolvido de acordo com a etiqueta desejada, geral ou parcial. A Tabela 6.1 apresenta um esquema dos requisitos necessários para o modelo real para a obtenção de cada uma das etiquetas. Para a avaliação ser possível os dois modelos devem ser simulados no mesmo programa, utilizando o mesmo arquivo climático. Além disso, cada modelo possui suas

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especificidades, descritas nos próximos tópicos. Tabela 6.1. Síntese dos sistemas necessários para o modelo real para as etiquetas geral e parciais. Modelo Real Etiqueta Envoltória

Iluminação

Condicionamento de Ar

ENCE Geral

Características do Ed. proposto

Características do Ed. Proposto

Características do Ed. Proposto

ENCE Parcial – Envoltória

Características do Ed. proposto

Igual ao modelo de referência

Igual ao modelo de referência

ENCE Parcial – Envoltória e Sistema de Iluminação

Características do Ed. proposto

Características do Ed. proposto

Igual ao modelo de referência

ENCE Parcial – Envoltória e Sistema de Condicionamento de Ar

Características do Ed. proposto

Igual ao modelo de referência

Características do Ed. Proposto

6.2.1.1

Características em comum para o Modelo do Edifício Real e de Referência

Os dois modelos possuem algumas características que são iguais, o que permite que os mesmos sejam comparados, e possibilita a avaliação dos sistemas em questão. Assim: GEOMETRIA – devem possuir as mesmas dimensões: mesma planta e volume. ORIENTAÇÃO – não é possível avaliar comparativamente dois edifícios se estes possuírem orientações diferentes. Os dois modelos devem ter a mesma orientação em relação ao norte geográfico, ou seja, o volume e as aberturas devem estar voltados para a mesma orientação, conforme a orientação do edifício proposto em projeto. EQUIPAMENTOS – ambos os modelos devem apresentar a mesma densidade de carga interna (DCI) mesma potência instalada, assim como o padrão de uso, freqüência com que estes são utilizados, e horas de uso. Tanto a DCI quanto o padrão de uso devem ser iguais à DCI e ao padrão de uso que realmente ocorrem, ou previsto para o edifício real. PESSOAS – deve-se considerar nos dois modelos o mesmo número de pessoas, praticando as mesmas atividades (metabolismo), com o mesmo calor dissipado e o mesmo padrão de ocupação. CONDICIONAMENTO DE AR – deve-se utilizar o mesmo sistema de condicionamento de ar (janela, split ou central) nos dois modelos, no entanto, para o modelo de referência devese utilizar o COP mais baixo do nível de eficiência desejado, ou seja, o limite mínimo para

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determinado nível de eficiência. A Figura 6.1 mostra os limites de eficiência, definidos pelo INMETRO, para o caso de referência utiliza-se o nível de eficiência mínimo da tabela. Estes limites são frequentemente atualizados pelo INMETRO, os dados apresentados aqui foram retirados da tabela de maio de 2009. Além disso, deve-se cumprir os pré-requisitos do capítulo 5, do RTQ-C.

Classes

Coeficiente de eficiência energética (CEE) Mínimo

Máximo

A

2,94

B

2,76

2,94

C

2,58

2,76

D

2,39

2,58

E

2,39

Figura 6.1. Limites de eficiência, definidos pelo INMETRO, de condicionadores de ar do tipo split., para cada nível de eficiência.

6.2.1.2

Modelo do Edifício Real

Este modelo deve representar o edifício real, com os seus parâmetros construtivos, assim como os sistemas a serem avaliados. Desta forma, a envoltória do modelo real deve possuir as mesmas características do edifício real, como transmitâncias, PAFT, PAZ, ângulos de sombreamento e outros parâmetros. Caso exista mais de um sistema de condicionamento de ar, todos eles devem ser representados no modelo real. Da mesma forma, quando possuírem padrão de uso diferenciado de acordo o período do ano, ou a utilização de ventilação natural, estes devem ser modelados e comprovada as condições de conforto térmico nestes ambientes. O sistema de iluminação deve ter a mesma DPI que o edifício proposto, no entanto, as cargas de iluminação externas não devem ser consideradas.

6.2.1.3

Modelo do Edifício de Referência

Este modelo serve de base na comparação com o modelo real, devendo atender as condições e características para obter o nível de eficiência desejado para o edifício proposto. Assim, pode ser necessário o desenvolvimento de quatro modelos de referências, uma para cada nível de eficiência, A, B, C e D. O modelo deve ter tais características que o levem a ter o nível de eficiência pretendida, para cada um dos sistemas, assim como para a classificação geral. Desta forma, o sistema de condicionamento de ar deve estar de acordo com as tabelas

133


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do capítulo 5, do RTQ-C. Da mesma forma, a DPI deve ser definida através da Tabela 4.1, do RTQ-C, de acordo com o nível de eficiência pretendida. O mesmo acontece com a envoltória, que deve ser definida de tal forma que obtenha o nível de eficiência desejada, no entanto, alguns de seus parâmetros são fixos. A transmitância térmica e a absortância solar devem ter os valores máximos definidos no item 3.1 do RTQ-C, para o nível de eficiência desejado. O PAFT deve ser calculado de forma que se obtenha o maior percentual de abertura possível para se obter o nível desejado, mas com os seguintes parâmetros: •

AVS=0 e AHS=0;

Vidro simples, 3 mm, com FS=0,87.

O modelo de referência, apesar de possuir um PAFT diferente, deve possuir aberturas distribuídas de acordo com o modelo real. Ou seja, se o edifício proposto possuir abertura somente em duas fachadas, tanto o modelo real quanto o de referência devem possuir abertura somente nestas fachadas, respeitando as proporções do modelo proposto. O modelo de referência não possui proteção solares, tais como brises e marquises; no entanto, quando o sombreamento é provocado por outro elemento da edificação, este deve ser modelado, mesmo quando não é relevante para as trocas térmicas. Para o modelo de referência não devem ser considerados os sombreamentos causados por outros edifícios. Caso o edifício proposto possua iluminação zenital, com um PAZ maior que 5%, o modelo de referência deve possuir um PAZ de 2%, com vidro simples, de 3 mm e FS de 0,87. As zonas térmicas que possuem condicionamento térmico devem ser modeladas com o mesmo sistema presente no modelo real, porém o COP utilizado deverá ser referente à classificação almejada. Para os sistemas que possibilitam aquecimento do ar o COP utilizado pode ser considerado 75% do COP de resfriamento quando este valor não for especificado pelo fabricante, bombas de calor podem ter COP de 90% do COP de resfriamento. O COP de resfriamento é apresentado na Tabela 5.1 do RTQ-C. A Tabela 6.2 apresenta um resumo dos detalhes necessários para cada um dos modelos.

134


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EXEMPLO DE CÁLCULO Um edifício localizado em Cuiabá, Zona Bioclimática 7, pretende obter classificação do nível de eficiência através do processo da simulação, pretendendo obter etiqueta A para envoltória. O edifício proposto possui abertura em apenas duas fachadas, com FF de 0,39 e FA de 0,33, o modelo real está demonstrado na Figura 6.2. Determinar o PAFT e a sua distribuição no modelo de referência.

Figura 6.2. Modelo Real do edifício proposto, para avaliação através do processo de simulação.

Para o cálculo do PAFT do modelo de referência adota-se: FF e FA = edifício proposto

AVS = AHS = 0

FF=0,50 e FA = 0,33

FS = 0,87

Primeiro deve-se determinar o IC para a classificação desejada, a partir da equação do IC para a zona bioclimática 7. Os valores utilizados para o cálculo do ICmáx e ICmín, são encontrados nas Tabelas 3.2 e 3.3 do RTQ-C. Assim:

= 167,94

ICmáx A = 160,61

135


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EXEMPLO DE CÁLCULO (continuação) A partir do IC máximo para obtenção da etiqueta A calcula-se o PAFT do modelo de referência.

PAFT = 0,0863

O modelo de referência terá abertura em 8,63% de sua fachada. A Figura 6.3 mostra um modelo de referência com abertura nas quatro fachadas, com um PAFT de 8,63%, o que não é correto, uma vez que não representa o edifício proposto. O modelo de referência deverá ter as aberturas distribuídas nas mesmas fachadas e com mesma proporção que o edifício proposto. Desta forma, a Figura 6.4 mostra a maneira correta do modelo de referência, para etiqueta A, para o edifício estudado.

Figura 6.3. Modelo de Referência com

Figura 6.4. Modelo de Referência correto.

aberturas não proporcionais ao edifício proposto.

136


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Tabela 6.2. Síntese das características do Modelo Real e do Modelo de Referência Característica do edifício

Modelo de Referência

Modelo Real

Geometria – dimensões

Igual ao edifício proposto

Igual ao edifício proposto

Orientação

Igual ao edifício proposto

Igual ao edifício proposto

Carga interna (DCI)

Igual ao edifício proposto

Igual ao edifício proposto

Padrão de uso: Equipamentos e Pessoas

Igual ao edifício proposto

Igual ao edifício proposto

Sistema de condicionamento de ar

Igual ao edifício proposto com COP mín. do nível desejado

Igual ao edifício proposto

Envoltória PAZ

Se existe no real PAZ= 2%

PAFT

Calcular através do IC

AVS e AHS Tipo de vidro Fator solar

Vidro simples, 3 mm

Igual ao edifício proposto

FS=0,87

Transmitância térmica

Máx. p/ eficiência desejada

Absortância Solar

Máx. p/ eficiência desejada

Sistema de iluminação

6.2.1.4

AVS=AHS=0

DPI máx. p/ eficiência desejada – Tabela 4.1 do RTQ-C

Igual ao edifício proposto

Sistema de condicionamento de ar

O sistema de condicionamento deve ser representado nos dois modelos de acordo com o sistema implantado no edifício proposto. No entanto, o modelo de referência deve possuir todos os requisitos possíveis de serem simulados, e COP referentes ao nível de eficiência almejado. Assim, sistemas centrais de condicionamento de ar, propostos a atingir o nível de eficiência A devem possuir em seu modelo todos os requisitos listados nos itens 5.4.1 a 5.4.8 do RTQ-C possíveis de simular, de acordo com o programa de simulação escolhido. Utilizando o programa EnergyPlus como exemplo, temos que alguns itens estão incluídos nos recursos do programa e são calculados de forma automática, desde que modelados. Exemplos são: ‘faixa de temperatura de controle’; ‘aquecimento suplementar’, ‘aquecimento e resfriamento simultâneo’, ‘ciclo economizador’, etc. Outros itens não são modelados diretamente, por exemplo: o item de ‘automação’, que pode ser determinado através de padrões de uso; o item ‘controles e dimensionamento do sistema de ventilação’ que deve utilizar a fórmula da Tabela 5.9 do RTQ-C e inserir o valor encontrado no programa. O item ‘controles de sistemas de ventilação para áreas

137


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com altas taxas de ocupação’ deve estar associado ao padrão de uso e ocupação, e ter a opção fluxo/pessoa ativada.

6.2.2 Edifício naturalmente ventilados ou não condicionados Edifícios que possuem ventilação natural ou áreas de longa permanência não condicionadas devem comprovar que estes ambientes possuem um percentual de horas dentro da zona de conforto. Para tanto deve-se comprovar por meio de simulação qual o percentual de horas ocupadas está na zona de conforto, também é necessário especificar qual foi o método utilizado para determinação do conforto, ver capítulo de definições. A simulação será necessária sempre que se pretender obter a etiqueta geral e existirem áreas não condicionadas (ANC), mesmo quando for utilizado o método prescritivo. No entanto, a avaliação de edifícios pelo método prescritivo ou pelo método de simulação é realizada de forma diferente para cada um dos métodos. Para o método de simulação deve-se realizar a simulação do modelo real, conforme item 6.2.1 do manual e verificar se as áreas não condicionadas atendem as condições de conforte. Para avaliação segundo o método prescritivo deve-se seguir o método descrito anteriormente e realizar a simulação para verificar as condições de conforto dos ambientes de longa permanência não climatizados. Após a verificação da porcentagem do número de horas ocupadas dentro da zona de conforto, deve-se consultar a Tabela 6.1 do RTQ-C para verificar o nível de eficiência de cada ambiente. Em seguida pondera-se os níveis encontrados em função da área dos ambientes, chegando ao EqNumV (Equivalente Numérico de Ventilação) que será utilizado para a obtenção da etiqueta geral do edifício.

EXEMPLO DE CÁLCULO Uma escola tem a intenção de obter a ENCE geral através do método prescritivo, contudo possui algumas salas sem condicionamento térmico. Para tanto, é necessário que se verifique as condições de conforto nestas salas; esta verificação será realizada através da simulação destes ambientes e da comparação do percentual de horas ocupadas em conforto com os limites determinados pelo regulamento. Após a simulação analisou-se, dentro do número de horas ocupadas, qual a porcentagem de horas que apresentavam conforto térmico. A Tabela 6.3 mostra os resultados encontrados, e o nível de eficiência resultante para cada um dos ambientes.

138


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EXEMPLO DE CÁLCULO (continuação) Tabela 6.3. Exemplo de Porcentagem de horas ocupadas em conforto

Ambiente

Porcentagem de horas ocupadas em conforto (POC)

Nível de Eficiência

Recepção

82%

A

Sala de Aula A

54%

D

Sala de Aula B

85%

A

Sala de Aula C

79%

B

Sala de leitura

81%

A

Laboratório de Física

63%

C

Laboratório de Biologia

71%

B

O passo seguinte é verificar o EqNumV, ponderando o nível de eficiência encontrado pela área de cada ambiente, conforme a Tabela 6.4.

Tabela 6.4. Exemplo de determinação de eficiência através ponderação pela área Ambiente

Equivalente Numérico

Área [m²]

Coeficiente ponderação

EqNumV ponderado

Recepção

5

100

0,22

1,08

Sala de Aula A

2

40

0,09

0,17

Sala de Aula B

5

50

0,11

0,54

Sala de Aula C

4

50

0,11

0,43

Sala de leitura

5

30

0,06

0,32

Laboratório de Física

3

82

0,18

0,53

Laboratório de Biologia

4

112

0,24

0,97

Total

464

1,00

4,04

Após a ponderação pelas áreas encontrou-se um EqNumV de 4,04. Para a verificação da ENCE geral pelo método prescritivo deve-se utilizar este valor, associado a uma área não climatizada (ANC) de 464m².

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7 REGULAMENTO DE AVALIAÇÃO DA CONFORMIDADE – RAC-C 7.1

INTRODUÇÃO

Os Regulamentos Técnicos da Qualidade e seus respectivos Regulamentos de Avaliação da Conformidade fazem parte do Programa Brasileiro de Etiquetagem – PBE – do Inmetro. O PBE autoriza o uso da Etiqueta Nacional de Conservação de Energia, ENCE, para indicar o nível de eficiência energética de produtos como condicionadores de ar, refrigeradores, fogões, motores e até lâmpadas. Pode se referir à eficiência energética no consumo de eletricidade ou a gás. O Regulamento Técnico da Qualidade do Nível de Eficiência Energética de Edifícios Comerciais, de Serviços e Públicos (RTQ-C) apresenta parâmetros de eficiência energética no consumo de eletricidade e o processo de etiquetagem é descrito no Regulamento de Avaliação da Conformidade do Nível de Eficiência Energética de Edifícios Comerciais, de Serviços e Públicos (RAC-C). Este capítulo apresenta o conteúdo do RAC-C, com esclarecimentos sobre os principais pontos.

7.2

ENCE GERAL E PARCIAL

A Etiqueta Nacional de Conservação de Energia, ENCE, pode indicar o nível de eficiência do edifício completo ou parte deste, através de uma ENCE geral ou de ENCEs parciais, como mostrado na Figura 7.1 a 7.6. A classificação geral indica o nível de eficiência energética do edifício ou de parte deste referente a três itens do RTQ-C – envoltória, sistema de iluminação e condicionamento de ar – mais complementos como bonificações a fim de integrar os parâmetros de eficiência. No entanto, nem sempre existe a necessidade ou a possibilidade de uma classificação geral, por parte de quem pleiteia uma certificação.

140


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Figura 7.1. Modelo da ENCE geral indicando os níveis de eficiência parciais para envoltória (nível A), sistema de iluminação (nível B) e sistema de condicionamento de ar (nível A), e eficiência geral do edifício (nível B).

Figura 7.2. Modelo da ENCE parcial para a

Figura 7.3. Modelo da ENCE parcial para a

envoltória (nível A). Esta é a única etiqueta

envoltória (nível A) e para o sistema de

parcial possível de ser obtida

iluminação (nível A).

individualmente (sem as demais).

141


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Figura 7.4. Modelo da ENCE parcial para

Figura 7.5. Modelo da ENCE parcial para a

a envoltória (nível A) e para o sistema

envoltória, para o sistema de iluminação e para

de condicionamento de ar (nível A).

o sistema de condicionamento de ar (todos com nível de eficiência A).

EXEMPLO Uma construtora X projetou um edifício cuja envoltória obteve nível A na sua ENCE parcial. Com essa classificação, a construtora atrai um cliente A: uma firma de engenharia e arquitetura de projetos eficientes que procurava um edifício condizente com sua imagem para sediar a empresa e comprou um pavimento completo no edifício. Resolvendo usar o seu espaço de escritório como uma vitrine das suas capacidades em projetos energeticamente eficientes, esta firma solicita as ENCEs parciais para o seu sistema de iluminação e sistema de condicionamento de ar, obtendo a classificação A para as três etiquetas parciais e, com a inclusão dos pré-requisitos gerais, a ENCE geral com nível A para a sua sede. A firma B, vizinha do edifício eficiente, estava crescendo e não havia espaço disponível na sua presente sede. Quando a construtora X constrói o seu edifício eficiente, a firma B decide comprar dois pisos, não por questões ecológicas e sim pela localização. Sem preocupações ecológicas, a firma B instala um sistema de iluminação e de condicionamento de ar escolhidos por baixo custo inicial e não adere ao PBE para edifícios.

142


Manual de Aplicação dos Regulamentos: RTQ-C e RAC-C

EXEMPLO (continuação) Enquanto a firma A possui sua sede etiquetada com nível A, a firma B é livre para etiquetar as suas instalações caso deseje, não havendo obrigatoriedade por estar instalada em um edifício com envoltória etiquetada. Desta forma, durante os anos iniciais onde o atendimento ao regulamento é voluntário, a etiquetagem geral ou parcial, ou até os métodos de avaliação, são opções do proprietário. A única obrigatoriedade é que, para se obter as etiquetas parciais do sistema de iluminação e do sistema de condicionamento de ar, é necessário existir – ou solicitar concomitantemente - a ENCE parcial da envoltória.

As classificações parciais têm, no entanto, duas acepções diferentes que é necessário distinguir. Nos termos do RTQ-C, as ENCEs parciais significam uma indicação do nível de eficiência de somente um, dois, ou mesmo três sistemas independentes do edifício (iluminação, condicionamento de ar e envoltória) sem uma classificação geral que integre os três para considerar o nível de eficiência geral do edifício. Convém notar que, em termos físicos e de cálculo da classificação parcial de cada sistema, existe uma diferença entre os cálculos das classificações parciais da iluminação e condicionamento de ar, por oposição à classificação parcial da envoltória. Um edifício pode ter diferentes ENCEs para iluminação e sistema de condicionamento de ar - cada qual para um pavimento ou conjunto de salas - e, no entanto e sem qualquer exceção, somente uma ENCE parcial é permitida e aceita para a envoltória de cada edifício. O cálculo de eficiência da iluminação e do condicionamento de ar (para sistemas de janela e split) é realizado por ambiente, sendo possível etiquetar um conjunto de ambientes. Já o cálculo para a envoltória exige a existência de uma cobertura, e de fachadas que contêm características que podem influir no ambiente ao lado. Como exemplo, uma proteção solar do pavimento superior pode ter efeitos de sombreamento no ambiente do piso inferir.

7.3

PROCESSO DE ETIQUETAGEM

O Regulamento de Avaliação de Conformidade do Nível de Eficiência Energética de Edifícios Comerciais, de Serviços e Públicos (RAC-C) tem como finalidade estabelecer os procedimentos para a etiquetagem do nível de eficiência energética dos edifícios comerciais, de serviços e públicos.

143


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O fluxograma apresentado na Figura 7.6 (Anexo VIII – RAC-C), resume as etapas a cumprir pelo proprietário, pelo Laboratório de Inspeção e pelo Inmetro; desde o pedido de avaliação, com a entrega de documentação ao laboratório, até a expedição da ENCE.

Prop rietário

Labo ratório de Inspeção

documentação necessária para a avaliação de projeto

verifica se a documentação está completa

complementa a documentação faltante

não

IN METRO

completa? sim

aplica o RTQ

ENCE projeto para registro

ENCE projeto

expede a ENCE projeto

registra a ENCE projeto

document ação necessária à avaliação do edifício construído

verifica se a documentação está completa

complementa a documentação faltante

não completa? sim

realiza avaliação do edifício construído não

sim diferenças de impacto na eficiência?

ENCE

não

edifício está conforme projeto etiquetado?

expede a ENCE

sim

ENCE para registro

registra a ENCE

Figura 7.6. Fluxograma do processo de avaliação da conformidade.

144


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Duas categorias de edifícios podem ser submetidas ao RTQ-C: edificações novas e existentes. As duas categorias devem atender a todas as especificações do RTQ-C para o nível de eficiência desejado, com exceção das edificações existentes construídas até o ano da publicação do RTQ-C (2009), que não precisam atender ao pré-requisito geral de divisão de circuitos por uso final. Para obtenção da ENCE a edificação deve ser submetida à avaliação de projeto e à avaliação do edifício construído. A avaliação de projeto visa indicar o nível de eficiência do edifício projetado enquanto a avaliação do edifício visa verificar se as características avaliadas na etapa anterior que participaram da eficiência encontrada foram corretamente executadas. Estas avaliações devem ser realizadas por laboratórios designados pelo Inmetro nos primeiros anos de vigência do processo de etiquetagem, e após prazo definido pelo Inmetro por laboratórios acreditados. O site do Inmetro apresenta a lista de laboratórios indicados para a avaliação da conformidade para os edifícios. Inicialmente, a lista será pequena, tendendo a crescer de acordo com a possibilidade de capacitação de outros laboratórios a fim de atender a demanda de edifícios solicitantes da etiquetagem.

7.3.1 Avaliação de projeto Nesta etapa ocorre a avaliação do nível de eficiência energética do edifício projetado. No caso de edifícios existentes, deve-se também providenciar os projetos referentes ao edifício e a seus sistemas para possibilitar avaliação. Para tanto, o proprietário deve solicitar a avaliação do projeto a um Laboratório de Inspeção para expedição da autorização de uso da ENCE de projeto, e entregar os documentos necessários de acordo com a lista exigida pelo RAC-C. Deve também informar se o projeto será avaliado através do método prescritivo ou do método de simulação. Caso seja requisitada a avaliação pelo método da simulação, deve-se ainda informar se irá fornecer os arquivos de simulação ou se o laboratório deve proceder com a simulação completa. No primeiro caso, deve-se fornecer os arquivos prontos para a simulação do modelo do edifício real e os 4 modelos de referência: para nível A, para nível B, para nível C e para nível D. No segundo caso, o proprietário deverá fornecer os dados adicionais necessários para a simulação, presentes nas planilhas de preenchimento do anexo IV. No caso de simulação da ventilação natural, cabe ao Laboratório de Inspeção a definição de qual hipótese de conforto será adotada para a análise. Deve-se atentar que as diferentes opções implicam em custos distintos para o método de avaliação. O Laboratório de Inspeção é responsável pela avaliação da conformidade do projeto, com base na documentação e projetos recebidos, de acordo com o método solicitado pelo 145


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proprietário. Todo material exigido pelo RAC-C para a avaliação deve ser entregue ao laboratório, que irá conferir os documentos e, caso não estejam completos, irá aguardar a complementação dos projetos e memoriais para finalmente iniciar o processo de avaliação. O prazo de avaliação é então interrompido, ou a avaliação nem é iniciada, até que todos os documentos estejam entregues. Após esta avaliação de projeto, o Laboratório de Inspeção informa qual o nível de eficiência foi alcançado pelo projeto do edifício, e é expedida uma autorização para uso da ENCE de projeto e o nome do edifício é incluído na lista de edifícios etiquetados, presente na página eletrônica do Inmetro. Deve-se atentar ainda para o uso do sombreamento do entorno para melhorar o nível de eficiência energética do edifício. Ele é permitido somente no método de simulação e, portanto, é avaliado na etapa de avaliação de projeto. Quando o nível de eficiência obtido pelo edifício inclui o sombreamento provocado pelo entorno, o proprietário deve assinar um termo de ciência sobre as condições envolvidas com esta opção (termo de ciência sobre o entorno). Nesta, ele declara estar ciente de que poderá perder a etiqueta caso o edifício vizinho seja demolido e que não poderá responsabilizar o proprietário do edifício vizinho pela perda da etiqueta. Portanto, as condições do entorno só devem ser incluídas na avaliação daqueles edifícios cuja localização é certa de que não haverá demolições dos edifícios vizinhos, como grandes centros urbanos e edifícios de valor histórico.

7.3.2 Inspeção por amostragem do edifício Uma vez adquirida a ENCE de projeto, segue-se a construção do edifício e, após a finalização da obra e obtenção do alvará de conclusão da obra é realizada a etapa de avaliação do edifício, através de um profissional habilitado do Laboratório de Inspeção. Nesta etapa deve-se verificar se todos os itens previstos no projeto foram construídos tal como o projeto avaliado, o que irá confirmar a obtenção do nível de eficiência verificado em projeto. Desta forma, o proprietário deve solicitar a inspeção do edifício, indicando o local e entregar os documentos necessários, listados no item 5 do Anexo III do RAC-C. No caso do Laboratório de Inspeção da etapa de avaliação de projeto ser diferente do Laboratório de Inspeção da etapa de avaliação do edifício, devem ser entregues todos os projetos e memoriais usados na avaliação. Caso seja o mesmo laboratório, o que é mais indicado, deve-se entregar apenas o laudo técnico para o sistema de condicionamento de ar, se for um sistema central, e documentação do projeto as built, no caso de alterações do projeto submetido na avaliação de projeto. Na documentação as built, devem ser indicadas todas as alterações realizadas.

146


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Estas alterações serão avaliadas pelo Laboratório de Inspeção. Caso sejam relevantes para a avaliação do nível de eficiência energética, o proprietário será notificado de que se deve realizar uma nova avaliação de projeto, retornando à etapa anterior. Caso não sejam relevantes, os novos projetos serão incorporados ao projeto original para os procedimentos de avaliação descritos no Anexo III do RAC-C. O laboratório executa a inspeção no edifício, onde serão verificados todos os aspectos existentes no projeto avaliado anteriormente segundo o RTQ-C. Assim, o proprietário do edifício deverá possibilitar o acesso a todas as áreas necessárias para a inspeção com o acompanhamento de algum responsável que conheça o edifício, como o proprietário, o arquiteto ou engenheiro ou um consultor especializado. Recomenda-se preparar o edifício com antecedência, providenciando o livre acesso aos ambientes amostrados, que não serão conhecidos pelo proprietário ou seu representante até o momento da inspeção. No caso em que algum item não tenha sido implementado da mesma forma que constava no projeto avaliado, seja na etapa de avaliação de projeto ou nos projeto as built, o Laboratório irá notificar o proprietário das não conformidades e informar ao proprietário que a avaliação deverá retornar à etapa de avaliação de projeto para identificar o novo nível de eficiência do projeto com as presentes modificações e, por conseguinte, do edifício. A autorização para uso da ENCE de projeto pode ser fornecida a complexo de edifícios, enquanto a inspeção pode ser realizada em diferentes etapas de construção, desde que a construção por etapas esteja definida em projeto, indicando as parcelas que serão executadas a cada etapa como blocos. Neste caso, o Laboratório irá verificar o nível de eficiência do bloco de cada etapa separadamente e o nível do edifício completo. A ENCE geral do edifício (ou do complexo de edifícios) será dada como ENCE geral para cada bloco separadamente. Quando todo o edifício, ou o complexo, estiver construído, a avaliação final pode ser realizada para um ENCE geral. No entanto, não deve haver modificações nos blocos já construídos. Após a aprovação da auditoria no edifício construído, será expedida a autorização para uso da ENCE com a classificação do edifício, que deve ser fixada em local visível para o público em geral, como halls de entrada ou portarias. O mesmo é válido para etiquetagem de parcelas de edifícios, como pavimentos ou conjuntos de salas.

147


Manual de Aplicação dos Regulamentos: RTQ-C e RAC-C

7.3.3 Casos de não conformidade no processo Diferenças entre o projeto avaliado e o que foi de fato construído que não constam da atualização de projetos as built, são tratados como não-conformidades. Nos casos de não conformidade na inspeção o proprietário não poderá manter fixada a ENCE obtida em projeto. Neste caso será necessário que sejam feitas as correções em projeto conforme o construído, este projeto deverá ser submetido a uma nova avaliação de projeto, e em seguida a uma nova avaliação do edifício.

7.4

DOCUMENTAÇÃO NECESSÁRIA PARA CLASSIFICAÇÃO DO NÍVEL DE EFICIÊNCIA ENERGÉTICA

Para a avaliação do edifício em fase de projeto é necessário que o proprietário do edifício entregue ao Laboratório de Inspeção uma série de documentos para viabilizar a análise das características do edifício previstas em projeto. Todos os documentos que devem ser disponibilizados ao laboratório estão listados no Anexo II do RAC-C, tanto para a avaliação pelo método prescritivo quanto pelo o método de simulação. O anexo II do RAC-C apresenta, além dos documentos necessários, as informações obrigatórias que estes documentos devem conter. Caso a documentação não apresente todos os dados e memoriais de cálculo necessários para a avaliação do projeto, ou estas informações não correspondam ao processo determinado pelo RTQ-C, a avaliação não será iniciada, ou não terá prosseguimento, até que o proprietário providencie a documentação faltante. Neste caso, o prazo para avaliação não se inicia ou é interrompido. A documentação de projeto deve ser encaminhada ao laboratório em formato digital DXF e PDF, ou outro formato indicado pelo laboratório. Também deve ser enviada ao laboratório de inspeção uma lista com a relação dos documentos entregues, desde projetos contendo as pranchas, os memoriais descritivos ou de cálculo e os arquivos eletrônicos contendo o material encontrado em cada um deles: com número, nome, descrição do conteúdo, referência para avaliação e nome do arquivo eletrônico, um exemplo é mostrado na Tabela 7.1.

148


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Tabela 7.1. Exemplo de planilha com lista de documentos entregues ao laboratório de inspeção. Nome do arq. eletrônico (com extensão)

No.

Documento

Complemento

Conteúdo

Referência para avaliação

1

Projeto arquitetônico

Prancha 1

Planta pavimento térreo

Geral

A001PT00.dwg

2

Memorial 1

Envoltória

Especificação de materiais da envoltória

Envoltória: prérequisitos

MM1.doc

Cálculo das propriedades térmicas da envoltória

Envoltória: prérequisitos

MC1.doc

Localização das luminárias do pavimento tipo

Iluminação: potência dos equipamentos

L012PTP.dwg

3

Memorial de cálculo 1

4

Projeto luminotécnico

5

Etc...

Prancha 3 – pav tipo

Com o resumo das características do edifício, devem ser entregues as planilhas que constam no Anexo II do RAC-C, preenchidas com as informações de acordo com as opções escolhidas de método: Geral: caso seja solicitada a etiqueta geral; Envoltória e sistema iluminação: no caso de solicitação de uma etiqueta parcial, ou de ambas. Sistema de condicionamento de ar: disponíveis apenas para sistemas etiquetados pelo Inmetro, possui mais de uma planilha para preenchimento – uma por unidades terminais para cada ambiente e outra que reúne todos os ambientes. Simulação: há três planilhas para a simulação. A “Dados básicos” apresenta os padrões de uso que devem ser utilizados nas simulações, tanto se executadas pelo laboratório ou se entregues pelo proprietário. Assim, havendo simulação, esta planilha deve ser preenchida. A “descrição dos modelos” deve conter as características do edifício adotadas nas simulações quando estes arquivos são entregues pelo proprietário. Já a planilha “Dados de ventilação” deve ser preenchida quando há necessidade de simulação de ventilação natural, independente se realizada pelo laboratório ou entregue pelo proprietário. Estas

planilhas

encontram-se

disponíveis

WWW.labeee.ufsc.br/eletrobras/etiquetagem,

149

em

onde

formato é

eletrônico

possível

acessar

no

site

quadros


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explicativos do preenchimento de cada campo. Para o método de simulação deve-se entregar a mesma documentação necessária para o método descritivo, além da documentação necessária para a avaliação pelo método de simulação. Para esta ainda são necessárias outras informações de acordo com o que será avaliado, como o entorno. Neste caso são necessárias fotografias e desenhos técnicos que mostrem a relação entre o edifício e as edificações vizinhas, com todas as informações necessárias para incluir tais elementos na simulação. Sabe-se da dificuldade em obter estas informações dos edifícios vizinhos, mas deve-se comprovar as dimensões destes sombreamentos para que sejam incluídos na avaliação. É necessário ainda que se utilize programas de simulação que sejam aprovados pelo método da ASHRAE Standard 140 (BESTEST). Caso contrário o programa deve ser submetido ao método, e pode ser recusado pelo Laboratório de Inspeção se não for aprovado por este teste. O laboratório pode ainda recusar o arquivo contendo o modelo do edifício, tanto real quanto de referência entregue pelo proprietário caso este não esteja de acordo com o RTQ-C, assim como pode recusar o arquivo climático se não atender às especificações mínimas do RTQ-C contidas nos pré-requisitos do capítulo 6.

150


ANEXOS Lista de cidades e respectivas zonas bioclimáticas Tabela A.1: Lista de cidades e respectivas zonas bioclimáticas (Fonte: “NBR 15220-3: Zoneamento Bioclimático Brasileiro”) UF

Cidade

Estratégia

ZB

AC AC AC AL AL AL AL AL AL AL AL AM AM AM AM AM AM AM AM AM AM AM AP BA BA BA BA BA BA BA BA BA BA BA BA BA BA BA BA BA BA BA BA

Cruzeiro do Sul Rio Branco Tarauacá Água Branca Anadia Coruripe Maceió Palmeira dos Índios Pão de Açucar Pilar Porto de Pedras Barcelos Coari Fonte Boa Humaitá Iaurete Itacoatiara Manaus Parintins Taracua Tefé Uaupes Macapá Alagoinhas Barra do Rio Grande Barreiras Bom Jesus da Lapa Caetité Camaçari Canavieiras Caravelas Carinhanha Cipó Correntina Guaratinga Ibipetuba Ilhéus Irecê Itaberaba Itiruçu Ituaçu Jacobina Lençóis

FJK FIJK FJK CFI FIJ FIJ FIJ FIJ FIJK FIJ FIJ FJK FJK FJK FIJK FJK FJK FJK JK FJK FJK FJK FJK FIJ CDFHI DFHIJ CDFHI CDFI FIJ FIJ FIJ CDFHI FIJK CFHIJ FIJ CFHIJ FIJ CDFHI FI CFI CDFHI FI FIJ

8 8 8 5 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 6 7 6 6 8 8 8 6 8 6 8 6 8 6 8 5 6 8 8

151


Tabela A.1: Lista de cidades e respectivas zonas bioclimáticas (Fonte: “NBR 15220-3: Zoneamento Bioclimático Brasileiro”) - continuação UF

Cidade

Estratégia

ZB

BA BA BA BA BA BA BA BA BA BA BA BA CE CE CE CE CE CE CE CE CE CE CE CE CE DF ES ES ES ES ES GO GO GO GO GO GO GO GO GO GO MA MA MA MA MA MA MA MA

Monte Santo Morro do Chapéu Paratinga Paulo Afonso Remanso Salvador (Ondina) Santa Rita de Cássia São Francisco Conde São Gonçalo dos Campos Senhor do Bonfim Serrinha Vitória da Conquista Barbalha Campos Sales Crateús Fortaleza Guaramiranga Iguatu Jaguaruana Mondibim Morada Nova Quixadá Quixeramobim Sobral Tauá Brasília Cachoeiro de Itapemirim Conceição da Barra Linhares São Mateus Vitória Aragarças Catalão Formosa Goiânia Goiás Ipamerí Luziânia Pirenópolis Posse Rio Verde Barra do Corda Carolina Caxias Coroatá Grajaú Imperatriz São Bento São Luiz

CFHI CFI FHIJK FHIJK DFHI FIJ CFHIJ FIJ FIJ FHI FIJ CFI DFHIJ DFHIJ DFHIJ FIJ CFI DFHIJ FIJK FIJ FHIJK FHIJK FHIJK FHIJK DFHIJ BCDFI FIJK FIJ FIJ FIJ FIJ CFHIJ CDFHI CDFHI CDFHI FHIJ BCDFI BCDFI CDFHI CDFHI CDFHI FHIJK FHIJ FHIJK FIJK FHIJK FHIJK FIJK JK

6 5 7 7 7 8 6 8 8 7 8 5 7 7 7 8 5 7 8 8 7 7 7 7 7 4 8 8 8 8 8 6 6 6 6 7 4 4 6 6 6 7 7 7 8 7 7 8 8

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Tabela A.1: Lista de cidades e respectivas zonas bioclimáticas (Fonte: “NBR 15220-3: Zoneamento Bioclimático Brasileiro”) - continuação UF

Cidade

Estratégia

ZB

MA MA MG MG MG MG MG MG MG MG MG MG

Turiaçu Zé Doca Aimorés Araçuai Araxá Bambuí Barbacena Belo Horizonte Caparaó Capinópolis Caratinga Cataguases Conceição do Mato Dentro Coronel Pacheco Curvelo Diamantina Espinosa Frutal Governador Valadares Grão Mogol Ibirité Itabira Itajubá Itamarandiba Januária João Pinheiro Juiz de Fora Lavras Leopoldina Machado Monte Alegre de Minas Monte Azul Montes Claros Muriaé Oliveira Paracatu Passa Quatro Patos de Minas Pedra Azul Pirapora Pitangui Poços de Calda Pompeu Santos Dumont São Francisco São João Del Rei São João Evangelista São Lourenço Sete Lagoas

FIJ CFIJK CFIJ BCFI BCFIJ BCFI BCFI ABCFI CFIJ BCFI CFIJ

8 8 5 5 3 3 3 3 2 5 3 5

BCFI BCFIJ BCFIJ BCFI CDFHI CFHIJ CFIJ BCFI ABCFI BCFI ABCFI BCFI CFHIJ CDFHI BCFI BCFI CFIJ ABCFI BCFIJ DFHI CDFHI BCFIJ BCDFI CFHIJ ABCFI BCDFI CFI BCFHI BCFHI ABCF BCFIJ BCFI CFHIJ ABCFI BCFIJ ABCFI BCDFI

3 3 3 3 6 6 5 3 2 3 2 3 6 6 3 3 5 2 3 7 6 3 4 6 2 4 5 4 4 1 3 3 6 2 3 2 4

MG MG MG MG MG MG MG MG MG MG MG MG MG MG MG MG MG MG MG MG MG MG MG MG MG MG MG MG MG MG MG MG MG MG MG MG MG

153

FIJK


Tabela A.1: Lista de cidades e respectivas zonas bioclimáticas (Fonte: “NBR 15220-3: Zoneamento Bioclimático Brasileiro”) - continuação UF

Cidade

Estratégia

ZB

MG MG MG MG MG MS MS MS MS MS MS MS MS MS MT MT MT MT MT MT PA PA PA PA PA PA PA PA PA PA PA PA PA PA PA PA PA PB PB PB PB PB PB PB PB PE PE PE PE

Teófilo Otoni Três Corações Ubá Uberaba Viçosa Aquidauana Campo Grande Corumbá Coxim Dourados Ivinhema Paranaíba Ponta Porã Três Lagoas Cáceres Cidade Vera Cuiabá Diamantino Meruri Presidente Murtinho Altamira Alto Tapajós Belém Belterra Breves Conceição do Araguaia Itaituba Marabá Monte Alegre Óbidos Porto de Moz Santarém (Taperinha) São Félix do Xingú Soure Tiriós Tracuateua Tucuruí Areia Bananeiras Campina Grande Guarabira João Pessoa Monteiro São Gonçalo Umbuzeiro Arco Verde Barreiros Cabrobó Correntes

CFIJ ABCFI BCFIJ BCFIJ BCFIJ CFIJK CFHIJ FIJK CFHIJ BCFIJ CFIJK CFHIJ BCFI CFHIJ FIJK CFIJK FHIJK FHIJK CFHIJ BCFIJ FJK FJK FJK FJK FJK FIJK FJK FJK FIJ FJK FJK FJK FIJK JK FIJ FIJK FJK FIJ FIJ FIJ FIJK FIJ CFHI FHIJK FI FHI FJK DFHI FIJ

5 2 3 3 3 5 6 8 6 3 5 6 3 6 8 5 7 7 6 3 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 6 7 8 7 8 7 8

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Tabela A.1: Lista de cidades e respectivas zonas bioclimáticas (Fonte: “NBR 15220-3: Zoneamento Bioclimático Brasileiro”) - continuação UF

Cidade

Estratégia

ZB

PE PE PE PE PE PE PE PE PE PE PE PE PI PI PI PI PI PI PR PR PR PR PR PR PR PR PR PR PR PR PR PR PR RJ RJ RJ RJ RJ RJ RJ RJ RJ RJ RJ RJ RJ RJ RJ RJ

Fernando de Noronha Floresta Garanhuns Goiana Nazaré da Mata Pesqueira Petrolina Recife São Caetano Surubim Tapera Triunfo Bom Jesus do Piauí Floriano Parnaíba Paulistana Picos Teresina Campo Mourão Castro Curitiba Foz do Iguaçu Guaíra Guarapuava Ivaí Jacarezinho Jaguariaiva Londrina Maringá Palmas Paranaguá Ponta Grossa Rio Negro Angra dos Reis Barra do Itabapoana Cabo Frio Campos Carmo Cordeiro Escola Agrícola Ilha Guaíba Itaperuna Macaé Niterói Nova Friburgo Petrópolis Piraí Rezende Rio de Janeiro

FIJ FHIK CFI FIJ FIJ FI DFHI FIJ FIJ FIJ FIJ CFHI DFHIJ FHIJK FIJ DFHIJ DFHIJ FHIJK BCFI ABCF ABCF BCFIJ BCFIJ ABCF ABCFI BCFIJ ABCFI BCFI ABCD ABCF BCFIJ ABCFI ABCFI FIJ CFIJ FIJ CFIJ BCFIJ BCFIJ CFIJ FIJ CFIJ CFIJ CFIJ ABCFI BCF BCFIJ BCFIJ FIJ

8 7 5 8 8 8 7 8 8 8 8 6 7 7 8 7 7 7 3 1 1 3 3 1 2 3 2 3 1 1 3 2 2 8 5 8 5 3 3 5 8 5 5 5 2 3 3 3 8

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Tabela A.1: Lista de cidades e respectivas zonas bioclimáticas (Fonte: “NBR 15220-3: Zoneamento Bioclimático Brasileiro”) - continuação UF

Cidade

Estratégia

ZB

RJ RJ RJ RJ RN RN RN RN RN RN RN RN RN RO RS RS RS RS RS RS RS RS RS RS RS RS RS RS RS RS RS SC SC SC SC SC SC SC SC SC SC SC SC SC SE SE SE SP SP

Rio Douro Teresópolis Vassouras Xerém Apodí Ceará Mirim Cruzeta Florania Macaiba Macau Mossoró Natal Nova Cruz Porto Velho Alegrete Bagé Bom Jesus Caxias do Sul Cruz Alta Encruzilhada do Sul Iraí Passo Fundo Pelotas Porto Alegre Rio Grande Santa Maria Santa Vitória do Palmar São Francisco de Paula São Luiz Gonzaga Torres Uruguaiana Araranguá Camboriu Chapecó Florianópolis Indaial Lages Laguna Porto União São Francisco do Sul São Joaquim Urussanga Valões Xanxerê Aracajú Itabaianinha Propriá Andradina Araçatuba

CFIJ ABCFI BCFIJ CFIJ FIJK FIJ FHIJK FHIJ FIJ FIJ FHIJK FIJ FIJ FIJK ABCFI ABCFI ABCF ABCF ABCFI ABCFI BCFIJ ABCFI ABCFI BCFI BCFI ABCFI ABCFI ABCF ABCFI BCFI ABCFI ABCFI BCFIJ BCFI BCFIJ BCFIJ ABCF ABCFI ABCFI CFIJ ABCF ABCFI ABCFI ABCFI FIJ FIJ FIJK CFHIJ CFIJK

5 2 3 5 8 8 7 7 8 8 7 8 8 8 2 2 1 1 2 2 3 2 2 3 3 2 2 1 2 3 2 2 3 3 3 3 1 2 2 5 1 2 2 2 8 8 8 6 5

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Tabela A.1: Lista de cidades e respectivas zonas bioclimáticas (Fonte: “NBR 15220-3: Zoneamento Bioclimático Brasileiro”) - continuação UF

Cidade

Estratégia

ZB

SP SP SP SP SP SP SP SP SP SP SP SP SP SP SP SP SP SP SP SP SP SP SP SP SP SP SP SP SP SP SP SP SP SP SP SP SP SP TO TO TO TO

Avaré Bandeirantes Bariri Barra Bonita Campinas Campos do Jordão Casa Grande Catanduva Franca Graminha Ibitinga Iguape Itapeva Jau Juquiá Jurumirim Limeira Limoeiro Mococa Mogi Guaçu (Campininha) Paraguaçu Paulista Pindamonhangaba Pindorama Piracicaba Presidente Prudente Ribeirão das Antas Ribeirão Preto Salto Grande Santos São Carlos São Paulo São Simão Sorocaba Tietê Tremembé Ubatuba Viracopos Votuporanga Paranã Peixe Porto Nacional Taguatinga

BCFIJ BCFI BCFI BCFI BCFI ABCF ABCFI CFHIJ BCDF BCFI BCFIJ CFIJ ABCFI BCDFI CFIJ BCFI BCDFI BCDFI BCDFI BCFIJ CDFI BCFIJ CDFHI ABCFI CDFHI BCFI BCDFI BCFIJ CFIJ BCDFI BCFI BCDFI BCFI BCFI BCFI BCFIJ BCDFI CDFHI CFHIJ FHIJK FHIJK DFHIJ

3 3 3 3 3 1 2 6 4 3 3 5 2 4 5 3 4 4 4 3 6 3 6 2 6 3 4 3 5 4 3 4 3 3 3 3 4 6 6 7 7 7

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