Edifício Energia Zero - TFG Arquitetura e Urbanismo by Sara Bezerra

FACULDADE DE ARQUITETURA - UFBA TRABALHO FINAL DE GRADUAÇÃO

EDIFÍCIO ENERGIA ZERO DE USO MISTO EM SALVADOR

SARA BEZERRA SILVA 210104473

UNIVERSIDADE FEDERAL DA BAHIA Faculdade de Arquitetura Rua Caetano Moura, 121, Federação, 40210-905 Salvador Bahia Autor: Sara Bezerra Silva saraa.bezerra@gmail.com Orientador: Prof. Me. Márcio Correia Campos Co-orientadora: Prof. Dra. Ceila Rosana Carneiro Cardoso Membros da Banca Prof. Me. Akemi Tahara Prof. Me. Carlos Alberto Andrade Bomfim Arquiteta Convidada Mariana Maria Rodrigues Oliveira Outubro 2016

AGRADECIMENTOS

Gostaria de agradecer primeiramente a Deus, por ter me dado forças e fé para seguir em frente. A meus pais, pelo exemplo de determinação, pelo apoio e pelo incentivo a sempre ser uma pessoa melhor, por me amarem incondicionalmente e por me tornarem a pessoa que sou hoje. Agradeço também à minha irmã Laís por estar sempre ao meu lado em todas as situações e pelo incentivo durante todas as fases da minha vida. Amo muito vocês. A meu orientador e co-orientadora por terem sempre exigido o meu melhor durante o processo e pelas críticas fundamentais ao desenvolvimento do projeto. A meus amigos e companheiros de faculdade que sempre estiveram ao meu lado, me incentivando a não desistir mesmo nos momentos mais difíceis do desenvolvimento deste projeto e durante o trabalhoso curso de Arquitetura e Urbanismo. Aos que me ajudaram , sem vocês eu jamais teria conseguido chegar onde cheguei. A experiência de intercâmbio acadêmico no Politecnico di Milano, onde me encantei pelo tema da sustentabilidade e onde aprendi grande parte dos conhecimentos necessários ao desenvolvimento deste trabalho. A equipe AC Arquitetos, pela compreensão durante o desenvolvimento do projeto, pelo incentivo, pelas dicas e pelo carinho. Muito obrigada.

ÍNDICE

01 02

Apresentação

Contextualização

A Questão Ambiental

Desenvolvimento Sustentável x Energia Certificações e Selos de Sustentabilidade Dificuldades de Aplicação da Sustentabilidade no Brasil

03 04 05 06

Justificativa

Objetivos

15 20 24 26 27

Edifício Energia Zero

Projetos de Referência BedZed

Zero Energy School

35 37

Bullit Center

Outras Referências

08 09 10 11

O Projeto O lugar

41 43

Programa e Energia

Estudo de Viabilidade do Edifício Energia Zero

Características Climáticas do Lugar

Estratégias Bioclimáticas do Projeto

Elaboração da Forma Arquitetônica

Programa x Implantação

Fachadas

Geração de Energia Renovável

Gestão de Águas

Gestão de Resíduos

Esquema Geral de conforto Ambiental

Perspectivas

Considerações Finais

Anexos

100

Referências Bibliográficas

102

APRESENTAÇÃO

O presente trabalho traz o tema sustentabilidade como foco, apresentando solução contemporânea de arquitetura para viver e trabalhar em um edifício energia zero. Acima de tudo, o objetivo deste trabalho é mostrar uma pequena contribuição da arquitetura como solução prática para um desenvolvimento sustentável ambiental, econômico e social, na busca por uma vida em concordância com o equilíbrio ambiental. Utilizar técnicas construtivas coerentes com o clima onde está inserido o edifício, especificar materiais e utilizar recursos naturais com responsabilidade ambiental, realizar a gestão eficiente de águas e resíduos, projetar permitindo a flexibilidade dos espaços construídos, priorizar o uso de energias renováveis e limpas são atitudes projetuais que têm impacto direto na vida do homem e na sua relação com o meio ambiente, permitindo que gerações futuras tenham acesso aos mesmos recursos que nós temos hoje. Estas são algumas atitudes possíveis ao arquiteto que possibilitam e favorecem a vida do homem em equilíbrio com o meio ambiente e algumas das quais este trabalho irá apresentar ao longo do seu desenvolvimento.

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CONTEXTUALIZAÇÃOO

1 Morte de peixes por contaminação da água | 2 Poluição do ar fonte: ONU 3 Desmatamento fonte: revista Istoé | 4 Desertificação fonte: ONU

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A QUESTÃO AMBIENTAL

Nos últimos anos tem-se observado uma crescente preocupação do homem com a situação ambiental do planeta. Ao longo do tempo, principalmente após a Revolução Industrial, iniciou-se uma visível degradação dos ecossistemas e uma profunda alteração nos ciclos biológicos causados pelo crescimento exponencial da população global e consequentemente da extração de recursos naturais para possibilitar o desenvolvimento dos países. A extração desenfreada de recursos naturais causou danos ambientais que afetaram e ainda afetam o equilíbrio global e provocam alterações climáticas, sociais, e por sua via, econômicas. Algumas destas consequências

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são o aquecimento global, o desmatamento, desertificação, diminuição de biodiversidade, aumento do nível dos oceanos e piora da qualidade do ar, dentre outros. A velocidade com que o homem extrai recursos da natureza não permite que esta se recomponha, produzindo novamente as matérias primas e reestabelecendo os ecossistemas. O desequilíbrio natural traz por consequência malefícios à saúde humana, piorando a qualidade do ar, alterações climáticas que prejudicam a prática de atividades fundamentais ao desenvolvimento e manutenção da vida humana no futuro.

A consciência ambiental surge a partir dos anos 50 e se concretiza nos anos 60, nos primeiros movimentos ambientais como o WWF (1961) e Greenpeace (1969).

estratégias de redução nas emissões de carbono na atmosfera através de modificações na indústria e no modo como se desenvolvem os países.

A percepção de que o modelo de desenvolvimento que se estava adotando poderia prejudicar ou impossibilitar a vida humana no planeta em um futuro próximo levou pesquisadores e estudiosos a formular teorias e soluções para minimizar a degradação ambiental. Estas pesquisas embasaram diversos acordos ao longo do tempo, durante a realização de conferências e encontros para discutir a situação ambiental global e para estabelecer metas e

Dentre estas conferências, podem-se destacar a Conferência das Nações Unidas em Estocolmo 1972, que gerou o Relatório Brundtland* (1987), Conferência das Nações Unidas no Rio de Janeiro 1992 (ECO-92), que gerou o a Agenda 21** e o Protocolo de Kyoto (1997)***. Os documentos falam sobre a redução da emissão de CO2 na atmosfera, um dos principais danos ao meio ambiente e que tem consequências diretas na vida do homem.

* O Relatório Brundtland foi elaborado pela Comissão Mundial sobre o Meio Ambiente e o Desenvolvimento, mostrando uma visão crítica do modelo de desenvolvimento adotado pelos países industrializados e reproduzido pelas nações em desenvolvimento, e que ressalta os riscos do uso excessivo dos recursos naturais sem considerar a capacidade de suporte dos ecossistemas. Desenvolver-se sem comprometer a vida das gerações futuras. ** A Agenda 21 estabelece a importância dos países em se comprometer sobre a forma como juntos poderiam cooperar no estudo de soluções para os problemas socioambientais. Possibilitar a reinterpretação de progresso promovendo a qualidade de vida no planeta associada ao desenvolvimento sustentável dos países através do processo participativo. Cada país se comprometeu com uma agenda, o Brasil tem como ações prioritárias a inclusão social, a sustentabilidade urbana e rural, a preservação dos recursos naturais e a ética política para o planejamento do desenvolvimento sustentável. *** O Protocolo de Kyoto é um instrumento internacional, ratificado em 15 de março de 1998, que visa reduzir as emissões de gases poluentes. Estes, são responsáveis pelo efeito estufa e o aquecimento global. O Protocolo de Kyoto entrou oficialmente em vigor no dia 16 de fevereiro de 2005, após ter sido discutido e negociado em 1997, na cidade de Kyoto (Japão). No documento, há um cronograma em que os países são obrigados a reduzir, em 5,2%, a emissão de gases poluentes, entre os anos de 2008 e 2012 (primeira fase do acordo).

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DESENVOLVIMENTO SUSTENTÁVEL X ENERGIA

A necessidade energética nas últimas décadas aumentou significativamente e continuará aumentando no futuro. Para suprir esta demanda de modo que o equilíbrio ambiental seja preservado será necessário desenvolver cada vez mais tecnologias que proporcionem a geração de energia limpa, ou seja, que não degradem o meio ambiente, seja nos eletrodomésticos que utilizamos diariamente seja na indústria e na construção civil, principais setores consumidores de energia. A busca por alternativas para a geração de energia iniciou-se com o aumento do preço do petróleo após a crise de 1970. O medo da dependência deste tipo de combustível (chamado combustível fóssil) gerou um grande desenvolvimento do setor de geração de energia, aprimorando sistemas para geração de energia limpa, além do aumento da eficiência energética principalmente no setor da indústria e transportes. A redução e a otimização do consumo energético é inevitavelmente uma questão de educação do homem, aliada ao conhecimento de que pequenas ações diárias promovem uma contribuição significativa à preservação ambiental. O funcionamento das cidades deve se basear na combinação de recursos energéticos renováveis, como a energia solar, eólica, de biomassa, além da gestão eficiente das águas, do lixo, mas principalmente da consciência ambiental do homem.

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A percepção de que as ações humanas, principalmente após a revolução industrial, causaram danos a ecossistemas fez com que surgissem estudos e desenvolvimento de técnicas para possibilitar um desenvolvimento sustentável para a sociedade. Desenvolvimento sustentável indica a tentativa de garantir um desenvolvimento compatível com a capacidade limite do meio ambiente de sustentar tal desenvolvimento. Ocorre-nos saber que o que consumimos da natureza não estará mais disponível, não existe um mecanismo perfeito de transformação e produção de materiais que possa impedir esta “erosão” da natureza. Ações do dia a dia que alteram o uso dos recursos hídricos, a forma de consumo de energia, a destinação de resíduos em geral fundamentam a mudança para o pensamento da preservação ambiental global. A partir destas ações, surgem iniciativas na indústria, construção civil, design de objetos e de equipamentos mais eficientes que são aquelas que, juntamente ao pensamento individual permitem uma modificação do hábito atual de consumo de recursos naturais e a maneira como estes são tratados e posteriormente descartados. Decisões políticas são fundamentais para o planeta, mas os indivíduos da sociedade tem um papel muito importante na contribuição para a preservação ambiental, seja no comportamento e estilo de vida, seja nas escolhas de uso e consumo.

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Figura 5: Balanço Energético Nacional 2015 / Fonte:EPE

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O setor da construção civil é responsável principalmente pela transformação do ambiente em que vivemos e consequentemente um dos principais responsáveis pelo consumo de recursos naturais e poluição do meio ambiente. Edifícios comerciais, residenciais e públicos consomem cerca de 47% da energia produzida no país, segundo a EPE (Empresa de Pesquisa Energética). Ações para minimizar o impacto da construção/uso de um edifício podem ser tomadas desde a fase de concepção do projeto, durante a construção e posteriormente durante o uso. Estas decisões tomadas na fase de concepção devem prever também a desmontagem/demolição do edifício, dar novos destinos aos espaços criados bem como a seus componentes. Desta maneira, com consciência de todo o processo produtivo das edificações, sejam elas comerciais ou residenciais, pode-se diminuir os impactos no equilíbrio global. A arquitetura e a engenharia, por sua vez, contribuem através do desenvolvimento de técnicas, produtos e soluções para minimizar os impactos do setor da construção civil, uma das principais fontes consumidoras de matéria-prima não renovável e combustíveis fósseis. Dentre as atitudes sustentáveis nos últimos anos pode-se citar os certificados e selos de sustentabilidade como guias da construção eficiente. Já existem diversas críticas em relação ao modo como a sustentabilidade é exigida por estes selos, mas ainda assim são de extrema importância na mudança do processo de conscientização e concretização da sustentabilidade na construção civil. Edifício Energia Zero | 19

CERTIFICAÇÕES E SELOS DE SUSTENTABILIDADE Espaço Sustentável

Prioridade Regional

Inovação e Processos

Qualidade Ambiental Interna

Eficiência do Uso da Água

Energia e Atmosfera

Materiais e Recursos

Fig. 6: Categorias de Avaliação LEED / Fonte: GBC Brasil

Fig. 7: Logomarca BREEAM / Fonte: www.breeam.com

LEED

BREEAM

LEED (Leadership in Energy and Environmental Design) é uma certificação para construções sustentáveis, concebida e concedida pela Organização não governamental-ONG americana U.S. Green Building Council (USGBC), de acordo com os critérios de racionalização de recursos (energia, água, etc.) atendidos por um edifício. A Certificação internacional LEED possui 7 dimensões a serem avaliadas nas edificações. Todas elas possuem pré requisitos (práticas obrigatórias) e créditos, recomendações que quando atendidas garantem pontos a edificação. O nível de sustentabilidade da certificação é definido, conforme a quantidade de pontos adquiridos, podendo variar de 40 pontos, nível certificado a 110 pontos, nível platina.

O BREEAM é um sistema de certificação da sustentabilidade desenvolvido pelo BRE - Building Research Establishment em 1992. No Brasil a cerfificação é representada pelo sistema BESPOKE (personalizado e adaptado às legislações brasileiras), sua aplicação no cenário brasileiro é recente e ainda pouco desenvolvida. O sistema é dividido em 9 categorias de avaliação: gerenciamento, energia, água, transporte, materiais, poluição, saúde e bem-estar, uso da terra e ecologia e por fim recursos naturais. Assim como o LEED, possui um sistema de creditação e diferentes níveis do selo.

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Fig. 8: Logomarca ACQUA / Fonte: vanzolini.org.br

Fig. 9: Logomarca DGNB / Fonte:www.dgnb-system.de/en

AQUA

DGNB

O Aqua (Alta Qualidade Ambiental) é um sistema de certificação de sustentabilidade internacional, desenvolvido originalmente pela França em 1974 (HQE Haute Qualité Environnementale) e adaptado à realidade brasileira pela Fundação Carlos Alberto Vanzolini (2008). A certificação baseia-se em 14 critérios de avaliação que abrangem Programa, Concepção, Realização e Operação para toda e qualquer tipologia de empreendimento. A certificação visa a implementação da sustentabilidade em todas as etapas do processo.

O DGNB (A Deutsche Gesellschaft für Nachhaltiges Bauen) é um sistema de certificação desenvolvido pelo Conselho Alemão de Construção Sustentável em 2009. O sistema DGND é uma ferramenta para planejamento, avaliação e certificação de edifícios e distritos urbanos sustentáveis. Oferece um conceito integrado de qualidade baseado em uma visão holística do ambiente construído. O sistema considera todo o ciclo de vida do edifício e produz uma avaliação balanceada em seis diferentes áreas: aspectos ambientais, aspectos econômicos e aspectos socioculturais/funcionais: tecnologia, processos e terreno.

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PROCEL EDIFICA

O Programa Nacional de Eficiência Energética em Edificações – PROCEL EDIFICA foi instituído em 2003 pela ELETROBRAS/PROCEL e atua de forma conjunta com o Ministérios de Minas e Energia, o Ministério das Cidades, as universidades, os centros de pesquisa e entidades das áreas governamental, tecnológica, econômica e de desenvolvimento, além do setor da construção civil. O PROCEL promove o uso racional da energia elétrica em edificações desde sua fundação, sendo que, com a criação do PROCEL EDIFICA, as ações foram ampliadas e organizadas com o objetivo de incentivar a conservação e o uso eficiente dos recursos naturais nas edificações, reduzindo os desperdícios e os impactos sobre o meio ambiente. Nos edifícios comerciais, de serviços e públicos são avaliados três sistemas: envoltória, iluminação e condicionamento de ar. Nas Unidades Habitacionais são avaliados: a envoltória e o sistema de aquecimento de água. Fig. 10: Selo Procel Edifica / Fonte: PROCEL INFO

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MÉTODO LCA – Análise do ciclo de vida de edificações

A análise do ciclo de vida em edificações é uma análise do impacto ambiental do edifício, através da quantificação de carbono emitida na atmosfera durante todo o processo de vida de um edifício (construção, uso e desuso). Alguns países já possuem bancos de dados que disponibilizam os valores de carbono acumulado em cada material utilizado na construção civil, constantemente atualizados. Esta análise é profunda e exige um time de profissionais das mais variadas áreas do conhecimento. No Brasil já existem pesquisas e estudos sendo realizados para permitir a realização da análise de ciclo de vida em edificações. Países como a Alemanha , Inglaterra e Estados Unidos são pioneiros no estudo de impacto ambiental e construção de edificações energeticamente eficientes, assim como estilos de vida coerentes com a preservação do meio ambiente. Fig. 11: Esquema geral

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Introdução

O presente trabalho teve origem a partir de análises realiza durante o acompanhamento de obras em um estágio andamento na área da construção DIFICULDADES DE APLICAÇÃO DA SUSTENTABILIDADE NO BRASILcivil. É emergente a discus sobre reaproveitamento de materiais, otimização do tempo e mão de obra empregada nos diversos setores da engenha temas que vem sendo cada vez mais visados em pesquisa Atualmente existe uma grande dificuldade de publicações acadêmicas. Dentro desse contexto, o obje aceitação de novos materiais e novas maneiras de construir por parte da indústria da construção civil e por parte dos principal deste estudo é analisar os diferentes e mais frequen usuários, principalmente pela desinformação, falta de tipos de desperdício ocorrentes na indústria de edificaç capacitação e falta de conscientização da questão. comentando suas causas e apontando possíveis soluções. P isso, tenciona-se elaborar um panorama geral da situação A dificuldade de aceitação de novos métodos Brasil, baseado em estudos a respeito do tema, para que, em construtivos se deve principalmente à falta de conhecimento segundo momento, seja possível, analisar e comparar e convencimento de que outras técnicas construtivas são resultados apresentados na bibliografia com aqueles observa tão eficazes quanto as utilizadas tradicionalmente no Brasil, no canteiro estudado. como é o caso da alvenaria com argamassa, sistema que atualmente gera muito desperdício, perda de tempo de obra e prejudica o trabalhador por conta dos movimentos repetitivos e de força.

Associado a isso, a falta de capacitação dos profissionais e integração com os agentes envolvidos nos processos de projeto, construção, manutenção e uso de edificações pode ser citada também como grande empecilho para o desenvolvimento do Brasil no setor da construção civil. A introdução de novas tecnologias que otimizam os processos, assim como softwares de projeto que proporcionam a otimização do tempo, do trabalho em canteiro de obras e aplicação de materiais são fundamentais Fig, 12: Cenário de desperdício em canteiro de obras para que as construções brasileiras sejam cada vez menos Conceitualização de «perdas» impactantes no meio ambiente.

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Met

Para o uma r (1998 (2009 situaç atualm observ segun de obr

Para tratar sobre o conceito de perdas na construção civi mente que o resultado do produto final está intrinsecamente l mão-de-obra empregada. Este é um termo que abrange tudo

Um dos grandes desafios da construção civil brasileira é deixar de lado a cultura do desperdício, da construção irregular e ilegal. Além disso, a introdução de técnicas de construção mais eficientes, a capacitação dos profissionais e a regularização dos serviços realizados, convidando as comunidades a participar da cultura da construção eficiente, coerente com o uso de recursos naturais e com a preservação do ambiente construído e do natural. Mesclar os métodos tradicionais já conhecidos pela população local com novas tecnologias é importante para possibilitar uma maior aceitação dos conceitos e modos de utilização dos sistemas mais eficientes energeticamente. A escolha do sistema construtivo deve ser feita pensando em todo o processo, na otimização dos processos e que permita o menor impacto ambiental possível, sem prejudicar o bem estar de todos os envolvidos.

Fig.13: Sistema de construção racionalizado

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JUSTIFICATIVA

Um Edifício Energia Zero busca responder a questionamentos relacionados à situação climática global atual aliada a estudos de impacto ambiental e técnicas construtivas eficientes promovendo o uso de energia renovável, evitando a dependência de combustíveis fósseis para geração de energia. Além disso, utiliza-se de técnicas de gestão eficiente de águas e resíduos, tratamento eficiente do invólucro da edificação e sua adequação ao clima onde se insere, consumo consciente de recursos naturais, incentivo ao uso de transportes alternativos, dentre outros. Contribuir com a promoção da sustentabilidade como caminho para o desenvolvimento da sociedade contemporânea, tendo em vista a manutenção do equilíbrio natural do planeta e por consequência a sobrevivência da espécie humana no futuro é imprescindível atualmente.

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OBJETIVOS

Geral Realizar projeto de um Edifício Energia Zero em Salvador, Bahia, divulgando e aplicando técnicas construtivas mais eficientes e soluções sustentáveis no projeto de arquitetura. Específicos 1. Promover a sustentabilidade como caminho de desenvolvimento da sociedade contemporânea. 2. Utilizar técnicas construtivas de baixo impacto ambiental. 3. Criar espaços verdes associados à moradia e trabalho na cidade. 4. Verificar a possibilidade de um edifício energia zero em Salvador. 5. Associar técnicas adequadas ao clima onde se insere a edificação à tecnologias de geração de energia renovável e sistemas de eficiência em água e resíduos.

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EDIFÍCIO ENERGIA ZERO

Pode-se definir um Edifício Energia Zero como um edifício que gera energia suficiente para suprir o seu consumo energético anual através de sistemas próprios de geração de energia renovável. O edifício com estas características implica na redução das emissões de carbono na atmosfera e na diminuição da dependência de combustíveis fósseis, contribuindo para a preservação ambiental. Além disso, os componentes construtivos e técnicas empregadas devem ser coerentes com estes conceitos, respeitando a manutenção do equilíbrio global e minimizando os impactos da construção, uso e demolição do edifício. Os principais meios de geração de energia renovável de um EEZ são a energia solar, eólica e biomassa. A partir do uso de painéis fotovoltaicos (eletricidade), painéis solares (aquecimento de água), miniusina eólica e através dos gases obtidos com a fermentação da biomassa pode-se obter um edifício autossuficiente em energia. As técnicas podem ser utilizadas individualmente ou em conjunto, obtendo-se assim energia renovável através de várias fontes (sol, vento e decomposição orgânica). O edifício energia zero prioriza a energia renovável mas faz parte de um conjunto de atitudes sustentáveis. Incentivar a reciclagem, reuso e uso de materiais de maneira consciente, reaproveitamento de água potável, manutenção do ambiente onde se insere, garantir o bem estar dos usuários e estimular o uso de transportes alternativos é fundamental ao projeto de um EEZ.

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EDIFÍCIO ENERGIA ZERO

Esquema Geral Edifício Energia Zero

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REFERÃ&#x160;NCIAS

Foram selecionados alguns projetos que trazem soluções para um edifício energia zero de diversos modos. De cada um deles foram apreendidas as soluções, os métodos construtivos e de projeto que nortearam o projeto do ZERO: Edifício Energia Zero de Uso Misto em Salvador. A seguir um resumo das características técnicas e estéticas e a relação em destaque das estratégias de projeto utilizadas em cada um deles. Edifício Energia Zero | 33

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BEDZED | LONDRES | ZEDFACTORY | 2002 O Beddington Zero Enery Development foi o primeiro edifício de uso misto com a intenção de minimizar a emissão de carbono na atmosfera causado pela construção, manutenção e uso de edificações. Foi feita uma análise do ciclo de vida, buscando zerar a emissão de carbono dos componentes e processos, além do estudo da forma do edifício e seu desempenho térmico.

Fig. 14: Esquema Geral de Estratégias Estratégias de Projeto Estratégias Passivas de Construção Energia Renovável Reaproveitamento de águas Pluviais Carro compartilhado

Os materiais escolhidos eram de baixo impacto ambiental e provinham de uma distância de no máximo 50km do local da construção. Foram adotados sistemas off grid de energia renovável, gestão eficiente de águas e o sistema passivo de construção, que funciona como um envelope proporcionando conforto tanto no inverno quanto no verão, aproveitando o máximo das condições naturais para suprir as necessidade do edifício. Por ter sido o primeiro edifício energia zero a ser construído, já existem os resultados de tal experiência através dos seus usuários e manutenção do mesmo. A constatação de que é necessária a capacitação e informação dos moradores para que o edifício funcione conforme projetado e o funcionamento dos sistemas de energia off grid não foi bem sucedido devido a falhas de manutenção e uso por parte dos usuários (no caso da central de cogeração). O BedZed ainda hoje é objeto de estudo e aprimoramento de técnicas de construção sustentável no Reino Unido.

Horta para os apartamentos À esquerda: Cobertura do BEDZED Fig.15

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ZERO ENERGY SCHOOL | SAINT OUEN | MIKOU DESIGN STUDIO |2012

Fig. 16: Percurso do sol e forma Estratégias de Projeto Estratégias Passivas de Construção Autossuficiente em energia Reaproveitamento de águas Pluviais Eficiência energética através da forma

O edifício foi projetado para ser um edifício energia zero, reforçando o caráter sustentável do bairro e com o objetivo de se apresentar como um edifício emblemático da região. A cobertura repleta de placas fotovoltaicas, principal fonte energética do edifício, é visível da rua, fazendo com que não só as características funcionais do edifício sejam reconhecidas como sustentáveis mas também que isso seja visto externamente pelas pessoas que ali passam. A forma do edifício foi desenvolvida objetivando a otimização termo-energética do edifício, composta por lâminas alongadas voltadas para o sul, principal fonte de calor do clima temperado da cidade. É interessante ressaltar a incorporação do conceito energia zero na estética do edifício como forma de ensinar às crianças e aos cidadãos que ali passam. Tirar partido do posicionamento das placas fotovoltaicas para desenvolvimento da forma e além disso, o posicionamento dos blocos com o objetivo de otimizar a eficiência energética são bons exemplos da dinâmica energética nas edificações contemporâneas. O conceito energia zero utilizado não só como método construtivo mas também como promoção do uso eficiente da energia e dos recursos ambientais.

À esquerda: Fachada Principal / Acima: Esquema de concepção da volumetria

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BULLIT CENTER | SEATTLE | MILLER HULL ARCHITECTS | 2013

O Bullit Center inaugurado em 2013 em Seattle, Estados Unidos, foi considerado o edifício corporativo mais sustentável do mundo. O edifício é sede da Bullit Foundation e o seu objetivo principal era demonstrar que um edifício carbono zero pode se destacar esteticamente e ser comercialmente viável. A demonstração de que é possível trabalhar e futuramente viver em um espaço com danos reduzidos ao meio ambiente.

Fig. 19: Cobertura com Placas Fotovoltaicas Estratégias de Projeto Estratégias Passivas de Construção Autossuficiente em energia Gestão eficiente de Águas

O Bullit Center possui uma área construída de aproximadamente 4.600 m², é autossuficiente em energia através da cobertura em placas fotovoltaicas que geram 230.000 kWh/mês, possui capacidade de coleta de água da chuva de 210mil litros, além de sanitários de compostagem e aquecimento geotérmico. O design integrado foi fundamental para a concordância entre os componentes arquitetônicos e mecânicos do edifício, permitindo que fosse atingida uma eficiência energética acima da média. As tecnologias e métodos usados no Bullit Center que já estavam disponíveis no mercado foram integradas em um processo desde a concepção até a construção e finalização do edifício.

Estacionamento exclusivo para bicicletas

“It is living proof that a large, urban office building can operate on the rainwater that falls on it and can generate as much energy as it uses over the course of a year - in the least sunny city in the country.”

Gestão de Resíduos

University of Washington Center for Integrated Design

Eficiência energética através da forma

À esquerda: Fachada Principal

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DPR Phoenix Regional Office | Estados Unidos | SmithGroupJJR | 2012

RB12 | Rio de Janeiro | Triptyque | 2016

Regen Villages | Holanda | Effekt | 2016

Pensado para ser o “espaço corporativo do futuro”, o DPR Phoenix Regional Office abriga um open space com 58 estações de trabalho, nove salas de suporte, serviços como academia, copa, vestiários e um espaço zen para relaxamento dos funcionários. O edifício é autossuficiente em energia através de placas fotovoltaicas utilizadas na cobertura do estacionamento. O uso de ventilação e iluminação exclusivamente naturais, madeira certificada utilizada para mobiliário e componentes da construção, materiais reciclados e reutilizados conferem ao edifício alta performance energética e sustentável.

Primeiro edifício energia positiva do Brasil, projeto do escritório franco-brasileiro. Através do uso de placas fotovoltaicas na fachada, combina design com soluções inovadoras para o desenvolvimento sustentável.

Regen Villages é projeto do escritório dinamarquês Effeckt e foi apresentado no pavilhão da Dinamarca na Bienal de Veneza 2016. O projeto é um modelo de ecovila visionário de desenvolvimento autossuficiente em energia no qual os habitantes produzem os próprios alimentos in loco. O conceito é uma abordagem holística e combina uma série de tecnologias inovadoras como edifícios energia positiva, uso de energia renovável, produção de alimentos orgânicos, fazenda aeropônica vertical e gestão eficiente de águas e resíduos.

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O PROJETO

O LUGAR

A escolha do local de projeto foi baseada na conexão do terreno com a cidade e seus serviços. Escolher um local bem servido de transportes, com atividades comerciais próximas e facilidades como supermercado, farmácia, padaria, etc é fundamental para o desenvolvimento de uma edificação sustentável. Proporcionar o caminhar na cidade e o uso de transportes públicos favorece a criação de um ambiente urbano com uma escala mais acolhedora, na qual as ruas são movimentadas por pessoas e os usos dos edifícios distribuidos de modo a servir aos cidadãos locais. O terreno se encontra na Rua Giuseppe Perrelli, Ondina, Salvador, BA. Possui 2326m² e está na zona ZR03 - Ondina, segundo a LOUOS. A zona que fica entre a Av. Garibaldi e o bairro de Ondina possui uma grande diversidade de serviços conforme citado anteriormente, é bem servida de transporte público (ônibus) e também se encontra próximo à Universidade Federal da Bahia, pólo de desenvolvimento de pesquisas relacionadas à sustentabilidade e à construção civil. A proposição de um edifício de uso misto se relaciona com o entorno cujos usos são de várias categorias, além da questão energética que será explicada nas próximas páginas. Edifício Energia Zero | 43

Garibaldi

UFBA Geociências

UFBA PAFs

UFBA Veterinária

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Av. Anita Garibaldi Av. Adhemar de Barros

Rua Prof. Edgard Mata Rua Giuseppe Perrelli

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PROGRAMA E ENERGIA

Para a obtenção de um edifício energia zero é necessário que o edifício produza toda a energia que consome através de energias renováveis. Durante a definição do programa foi feita uma estimativa do consumo energético mensal de cada item do projeto, para que o seu pré-dimensionamento ocorresse em concomitância com o dimensionamento dos sistemas de geração de energia. As principais atitudes e escolhas do projeto foram em função da otimização energética do mesmo, sendo a decisão mais importante a definição do uso. Foi definido o uso misto para o edifício (residências e escritórios) visando o balanço energético, visto que as residências consomem energia prioritariamente à noite e os escritórios funcionam durante o dia. Esta atitude permite que exista um fluxo constante de energia no edifício, evitando perdas. Uma vez definido o uso, foram pensados o programa e pré-dimensionamento e associado a estes o consumo energético estimado mensal de cada um. Os módulos que compõem o edifício possuem dimensões relacionadas ao espaçamento do steel frame (a cada 60cm) por permitir a flexibilidade dos espaços internos, como no caso dos apartamentos que podem ser transformados em um apartamentos adaptados para pessoas com deficiência.

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Tabela 1 / Residência 1/4 - Duplex 1/4

Consumo Energético Mensal Estimado

4 3 1 2

5 0 1. Sala Integrada 20 m² 2. Quarto Casal 10 m² 3. Sanitário 4.20 m² 4. Área de Serviço 3 m² 5. Varanda 10 m²

Equipamentos Utilizados

Potência média (W)

Utilização média/dia

Qtde dias/mês

Total kWh/ mês

Refrigerador Frost Free 1 porta

10h

Micro-ondas 25L

900

20min

8,91

Liquidificador

200

15min

0,75

Cafeteira elétrica

600

Grill

900

20min

8,91

Ferro de passar roupa

550

30min

8,25

Máquina de Lavar

1000

Chuveiro

4500

30min

67,5

Tv LED 42”

120

Modem de internet

2,8

Roteador

24h

7,2

Notebook

31,2

Iluminação*

6,45

Ar condicionado

800

128

*iluminação LED 3(12W)+1(7W)

TOTAL sem chuveiro sem ar

134,22

TOTAL com chuveiro sem ar

177,72

TOTAL sem chuveiro com ar

270,47

TOTAL com chuveiro com ar

337,97

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Duplex 1/4

Duplex 2/4

3 2 4

6 6

6 0

1. Sala Integrada 25 m² 2. Área de Serviço 2 m² 3. Lavabo 2 m² 4. Quarto Casal 25 m² 5. Sanitário 3.70 m² 6. Varanda 7 m²

48 | TFG Sara Bezerra Silva

7 1. Sala Integrada 32m² 2. Lavabo 2.50 m² 3. Circulação 7 m² 4. Quarto 8 m² 5. Sanitário 4 m² 6. Quarto Casal 12 m² 7. Varanda 7 m²

7 0

Tabela 2 / Residência 2/4 - Duplex 2/4

Consumo Energético Mensal Estimado

4 3

1 6

0 1. Sala Integrada 24m² 2. Quarto Casal 12 m² 3. Sanitário Suite 4 m² 4. Área de Serviço 3 m² 5. Sanitário 3.70 m² 6. Quarto 12 m² 7. Varanda 15 m²

Equipamentos Utilizados

Potência média (W)

Utilização média/dia

Qtde dias/mês

Total kWh/ mês

Refrigerador Frost Free 1 porta

10h

Micro-ondas 25L

900

20min

8,91

Liquidificador

200

15min

0,75

Cafeteira elétrica

600

Grill

900

40min

17,82

Ferro de passar roupa

550

16,5

Máquina de Lavar

1000

Chuveiro

4500

30min

135

Tv LED 42”

120

Modem de internet

2,8

Roteador

24h

7,2

Notebook

62,4

Iluminação*

8,25

Ar condicionado

800

*iluminação LED (12W)+1(7W)

256

TOTAL sem chuveiro sem ar

200,63

TOTAL com chuveiro sem ar

335,63

TOTAL sem chuveiro com ar

456,63

TOTAL com chuveiro com ar

591,63

Edifício Energia Zero | 49

Tabela 3 / Escritório Pequeno

Consumo Energético Mensal Estimado 5

3 2

Potência média (W)

Utilização média/dia

Qtde dias/mês

Total kWh/ mês

Computador

100

128

Impressora

0,3

Modem de internet

2,8

Roteador

24h

7,2

TV LED 42”

120

19,2

Equipamentos Utilizados

Iluminação*

11,4

Micro-ondas

900

20min

5,94

Cafeteira

600

Refrigerador Comum 280L

10h

Ar condicionado

800

128

*iluminação LED 4(12W)+3(7W) 0 1. Recepção 7.50 m² 2. Copa 2 m² 3. Sanitários 4 m² 4. Área de trabalho 25 m² 5. Sala de Reunião 9 m²

50 | TFG Sara Bezerra Silva

TOTAL sem ar condicionado

216,84

TOTAL com ar condicionado

344,84

Tabela 4 / Escritório Médio

Consumo Energético Mensal Estimado Potência média (W)

Utilização média/dia

Qtde dias/mês

Total kWh/ mês

Computador

100

224

Impressora

0,6

Modem de Internet

2,8

Roteador

24h

7,2

TV LED 42”

120

19,2

Iluminação*

107

17,12

Micro-ondas

900

20min

5,94

Cafeteira

600

Refrigerador Comum 280L

10h

Ar condicionado

800

128

Equipamentos Utilizados

3 2 0

*iluminação LED 6(12W)+5(7W)

TOTAL sem ar condicionado

318,86

TOTAL com ar condicionado

446,86

1. Recepção 7.50 m² 2. Copa 2 m² 3. Sanitários 4 m² 4. Área de trabalho 50 m² 5. Sala de Reunião 9 m²

Edifício Energia Zero | 51

Tabela 6 / Academia

Consumo Energético Mensal Estimado 7

Potência média (W)

Utilização média/dia

Qtde dias/mês

Total kWh/ mês

Refrigerador Comum 280L

160

10h

41,6

TV LED 42”

120

16h

100

Bebedouro

200

41,6

Computador

100

16h

41,6

Aparelho de som

16h

33,28

Ventilador

162,24

Iluminação*

172

16h

71,55

Equipamentos Utilizados

*iluminação LED 12(12W)+4(7W)

TOTAL sem ventilador

329,63

TOTAL com ventilador

491,87

Geração de Energia Cinética 16 Bicicletas

52 | TFG Sara Bezerra Silva

1. Recepção 20 m² 2. Circulação 4.50 m² 3. Vestiário PCD 4 m² 4. Vestiário Feminino 20 m² 5. Vestiário Masculino 20 m² 6. Salão de Equipamentos 100 m² 7. Sala de Aulas 30 m²

150

500

Tabela 7 / Administração

Consumo Energético Mensal Estimado 2

Potência média (W)

Utilização média/dia

Qtde dias/mês

Total kWh/ mês

TV LED 42”

120

19,2

Bebedouro

200

Computador

100

24h

144

Iluminação*

Ar Condicionado

800

128

Equipamentos Utilizados

TOTAL sem ar condicionado

201,2

TOTAL com ar condicionado

329,2

1. Administração 10 m² 2. Gerência 8 m²

Edifício Energia Zero | 53

Tabela 8 / Café

4 6

Consumo Energético Mensal Estimado Potência média (W)

Utilização média/dia

Qtde dias/mês

Total kWh/ mês

TV LED 42”

120

19,2

Refrigerador Comum 280L

10h

Cafeteira profissional

750

19,5

Micro-ondas

900

93,6

Liquidificador

200

5,2

Computador

100

Iluminação*

7,9

Ar Condicionado

800

166,4

Equipamentos Utilizados

1. Salão 42 m² 2. Atendimento/Cozinha 2 m² 3. Sanitário PCD 3 m² 4. Acesso Funcionários 2.50 m² 5. Sanitário Funcionários 3 m² 6. Adm Academia 8 m²

54 | TFG Sara Bezerra Silva

TOTAL sem ar condicionado

185,4

TOTAL com ar condicionado

351,8

Apartamento 2/4 Adaptado a PCD

4 1. Sala Integrada 20 m² 2. Cozinha / Área de Serviço 9 m² 3. Sanitário Adaptado 7 m² 4. Quarto 10 m² 5. Quarto Casal 12 m² 6. Varanda

6 0

Edifício Energia Zero | 55

ESTUDO DE VIABILIDADE DO EDFÍCIO ENERGIA ZERO

O estudo para a elaboração da forma inicia-se com um estudo de viabilidade feito a partir do consumo energético de cada espaço que compõe o edifício. Foi feita a verificação de que se no limite construtivo máximo do terreno o edifício ainda conseguiria ser energia zero, ou seja, teria área suficiente para colocação de placas fotovoltaicas e outros sistemas de geração de energia. Caso o limite máximo construtivo gerasse um consumo energético que o edifício não consegue produzir a forma e porte do projeto teria que se enquadrar nesta premissa para que pudesse ser um EEZ. O limite construtivo do terreno quer dizer a quantidade de usos que este edifício terá, ou seja, quantos apartamentos e quantos escritórios poderão existir respeitando a área máxima construída possível, respeitando as circulações e recuos. O estudo foi feito através da distriubuição dos usos com base na energia consumida e nos limites construtivos que a legislação impõe para o local. Segundo a LOUOS e o Código de Obras da Cidade de Salvador, o terreno se encontra na Zona Z03- Ondina, cujo gabarito máximo é de 5 pavimentos. O terreno possui 2326m² e de acordo com os índices CAM e CAB apresenta área ocupada máxima de 1163 m², área construída máxima de 3469 m².

56 | TFG Sara Bezerra Silva

Observando-se a área ocupada máxima de 1163m² do terreno, foi feita a distribuição dos usos por pavimento sob a perspectiva de diversos arranjos compondo tipo do uso e proporção entre eles, observando as variações de consumo energético total do pavimento em função do tipo de uso (residência 1/4, residência 2/4, escritório pequeno e escritório médio). Para o pavimento térreo foi previsto o posicionamento da admnistração, do café e da academia. Tirando a área destes itens e também a área de circulação de 30% obteve-se a área disponível para colocação de escritórios e residências. Foram computados também o consumo energético dos elevadores (as bombas para abastecimento de água se mostraram com consumo irrisório quando comparadas ao consumo geral do edifício). Este mesmo raciocínio foi aplicado aos demais pavimentos. Para atingir o limite máximo de 3469 m² foi previsto o térreo exclusivamente comercial, o primeiro pavimento misto e o segundo pavimento exclusivamente residencial. A análise foi feita utilizando como valores base o consumo máximo (com ar condicionado e chuveiro elétrico) e o consumo mínimo (sem ar condicionado e sem chuveiro elétrico). A proporção de ocupação quer dizer a proporção entre os usos que são distribuídos na área disponível do pavimento (área mutável) e variam desde a proporção 1/0 que quer dizer que todo o pavimento será ocupado por um tipo de uso até a proporção 3/2 que quer dizer para

cada 3 tipos de uso, 2 de outro uso. Os consumos dos usos são provenientes das tabelas relacionadas ao programa apresentadas anteriormente.

As tabelas a seguir demonstram os processos de cálculo desta etapa para todos os pavimentos do edifício.

Foram destacados os consumos totais do pavimento na combinação de usos mais econômica e na combinação de usos que mais consome. Ocupação Máxima (Pav. Térreo)

Área (m²)

Proporção da Ocupação

Consumo s/ ar Consumo c/ ar (kWh/mês) (kWh/mês)

1/0

0/1

1/2

3/1

3/2

Escritório Pequeno Porte

216,84

344,84

Escritório Médio Porte

318,86

446,86

Academia Cinética*

200

329,63

491,87

Central de Controle*

201,2

329,2

Café*

183,5

351,8

Circulação (30%)*

349

198

Área mutável

544

495m²

595m²

530m²

500m²

505m²

*fixo

Consumo s/ ar s/chuveiro (kWh/mês)

2863,89

2825,49

2953,11

2851,09

2838,29

População 82 pessoas

Consumo c/ ar c/ chuveiro (kWh/mês)

4474,43

4052,03

4435,65

4216,15

4192,83

Maior Consumo Total do Pavimento em kW/mês Menor Consumo Total do Pavimento em kWh/mês

Edifício Energia Zero | 57

Proporção da Ocupação Ocupação Máxima (Pav. 01)

Área (m²)

Consumo s/ ar Consumo c/ ar (kWh/mês) (kWh/mês)

1/0

0/1

0,5

3=1

3=2

Escritório Pequeno Porte

216,84

344,84

Escritório Médio Porte

318,86

446,86

Módulo de Residência 1/4

134,22

337,97

Módulo de Residência 2/4

200,63

591,63

Circulação (30%)*

349

198

Área mutável

814

785m²

775m²

780m²

800m²

780m²

Consumo s/ ar s/chuveiro (kWh/mês)

2789,64

2795,45

2774,66

2807,64

2809,65

Consumo c/ ar c/ chuveiro (kWh/mês)

5315,64

5390,45

5146,19

5580,14

5361,9

*fixo

Maior Consumo Total do Pavimento em kW/mês Menor Consumo Total do Pavimento em kWh/mês

58 | TFG Sara Bezerra Silva

Proporção da Ocupação Área (m²)

Consumo s/ chuveiro (kWh/mês)

Consumo c/ chuveiro (kWh/mês)

1/0

v0/1

0,5

3=1

3=2

Módulo de Residência 1/4

134,22

177,72

Módulo de Residência 2/4

200,63

335,63

Circulação (30%)*

349

198

Área mutável

814

800m²

770m²

800m²

810m²

770m²

Consumo s/ ar s/chuveiro (kWh/mês)

2345,52

2404,93

2543,35

2410,53

2341,32

Consumo c/ ar c/ chuveiro (kWh/mês)

3041,52

3889,93

3653,35

3337,53

3455,82

Ocupação Máxima (Pav. 02)

*fixo

Elevadores

Ottis Gen 2 Switch

Pot. (W)

500

Qtde horas/dia 18h

Qtde dias/mês 30

Consumo kWh/mês 1 elev.

2 elev.

4 elev.

270

540

1080

Maior Consumo Total do Pavimento em kW/mês Menor Consumo Total do Pavimento em kWh/mês

Edifício Energia Zero | 59

Conclusões do Estudo de Viabilidade EEZ Consumo total sem ar e sem chuveiro s/ elevadores

8171,28 kWh/mês

com 15% folga= 9369,97 kWh/ mês

252 Placas UP M260P = 410 m²

Consumo total com ar e com chuveiro s/ elevadores

13353,32 kWh/mês

com 15% folga= 15356,32 kWh/ mês

473 Placas UP M260P = 771 m²

Consumo total sem ar e sem chuveiro + 2 elevadores

8711,28 kWh/mês

com 15% folga= 10017,97 kWh/ mês

308 Placas UP M260P = 502 m²

Consumo total com ar e com chuveiro + 2 elevadores

13893,32 kWh/mês

com 15% folga= 15977,32 kWh/ mês

492 Placas UP M260P = 801 m²

Consumo total sem ar e sem chuveiro + 4 elevadores

9251,28 kWh/mês

com 15% folga= 10638,97 kWh/ mês

328 Placas UP M260P = 535 m²

Consumo total com ar e com chuveiro + 4 elevadores

14433,32 kWh/mês

com 15% folga= 16598,32 kWh/ mês

511 Placas UP M260P = 832 m²

Placa Fotovoltaica Escolhida Selo A Inmetro SOLAR BRASIL UP M260P Silício Policristalino Comprimento= 1640mm Largura= 992mm Área= 1,63m² Peso= 18,5kg Potência= 260Wp Produção de energia média= 32,51 kWh/mês Eficiência= 16%

60 | TFG Sara Bezerra Silva

Ao final dos valores encontrados para o consumo total do edifício foi acrescido 15% por questões de segurança, uma vez que os consumos energéticos são estimados. Para a escolha da placa fotovoltaica utilizada foi feita uma pesquisa dos modelos disponíveis, inclusive do tipo de tecnologia de geração de energia (Silício Policristalino, Silício Monocristalino e Silício Amorfo). A placa de Silício Policristalino apresenta menor energia incorporada na sua fabricação e possui ,em muitos casos, o mesmo desempenho da placa de Silício Monocristalino. Também neste momento foi levado em consideração o impacto ambiental do tipo da placa. Pode-se observar pelo comparativo entre a área de placas necessárias para a pior situação de consumo energético é de 832m² e que o edifício possui área de cobertura suficiente para produzir toda a energia necessária. Conforme dito anteriormente, a área disponível é de 1163m². Vale ressaltar que inicialmente foi prevista apenas a fonte solar como energia renovável, mas ao longo do projeto foi escolhida também a fonte eólica para geração de energia, o que será explicado a posteriori. A partir da comprovação da viabilidade energética do projeto, iniciou-se a etapa de definição da forma arquitetônica, distribuição final de usos e escolha de materiais e ambientações.

Edifício Energia Zero | 61

CARACTERÍSTICAS CLIMÁTICAS DO LUGAR

Salvador é uma cidade litorânea, capital do Estado da Bahia. Apresenta clima quente-úmido litorâneo com temperaturas médias altas e com pouca variação entre o dia e a noite. A umidade relativa do ar é alta, com nebulosidade frequente e precipitações fortes e irregulares. De acordo com o mapa de Zoneamento Bioclimático Brasileiro (NBR 15220-3) que determina estratégias bioclimáticas para projeto de edificações residenciais, Salvador se encontra na zona 8 que compõe 53,7% da área do país.

Salvador

Dados Climáticos: Mês mais quente: Março máx. 35°C / mín. 24°C Mês mais frio: Julho máx. 29°C / mín. 21°C Temperatura média anual: 25°C Precipitação média anual: 2144 mm Umidade relativa do ar média: 81% Os ventos predominantes são provenientes do Sudeste e Leste, com velocidade variando entre de 4,5 m/s e 6 m/s. Na página a seguir, os dados em gráfico.

62 | TFG Sara Bezerra Silva

Fig 16: Mapa de Zoneamento Bioclimático Brasileiro NBR 15220-3

Fonte: Projeteee

Carta de Ventos de Salvador Fonte: Software SolAR

EdifĂcio Energia Zero | 63

ESTRATÉGIAS BIOCLIMÁTICAS DO PROJETO

Segundo a NBR 15220-3 as principais estratégias bioclimáticas para Salvador são a ventilação cruzada e o sombreamento. Por possuir alta umidade relativa do ar, a ventilação deve incidir diretamente sobre o indivíduo com o objetivo de realizar o refrescamento evaporativo da pele, proporcionando sensação de conforto mesmo em dias quentes. O sombreamento de fachadas é importante para impedir a incidência solar direta nas paredes e consequentemente da passagem do calor para dentro dos ambientes construídos e onde os usuários permanecem. A composição do invólucro das edificações pode contribuir em até 60% do aquecimento dos ambientes, portanto a escolha dos materiais e componentes construtivos se mostra essencial para um bom desempenho térmico do edifício. Utilizar paredes que apresentam baixa transmitância térmica e com cores claras favorece o clima interno ao edifício.

Fig 2.1 Esquema de ventilação cruzada Fonte: Projeteee

Foram realizados estudos de sombreamento do terreno durante o ano utilizando a carta solar e o software Autodesk Revit Architecture. A partir destes estudos, foram desenvolvidas volumetrias na busca pela solução formal do projeto associado ao programa. Fig 2.1 Esquema de sombreamento da fachada Fonte: Projeteee

64 | TFG Sara Bezerra Silva

Foram realizados estudos de insolação do terreno para verificar áreas com possível sombreamento e áreas insolaradas, assim como a direção dos ventos predominantes e posição do sol ao longo do ano. A partir destes estudos foram testadas volumetrias que buscavam resolver o programa espacialmente e também apresentar um bom desempenho térmico à edificação. Estas volumetrias foram analizadas através de estudos de máscara de sombra para verificação da quantidade de horas de sol em cada fachada e o ângulo de altura do sol em cada período do ano, para que se pudesse dimensionar elementos horizontais de proteção, como os corredores de acesso aos usos que proporcionam sombra ao interior do edifício. As imagens a seguir ilustram o movimento do sol e o sombreamento do terreno ao longo do ano, nos períodos da manhã e da tarde.

Edifício Energia Zero | 65

ESTUDOS DE INSOLAÇÃO

23 setembro

Equinócio de Primavera 9h

Equinócio de Primavera 15h

22 dezembro

Solstício de Verão 9h

66 | TFG Sara Bezerra Silva

Solstício de Verão 15h

21 março

Equinócio de Outono 9h

Equinócio de Outono 15h

22 junho

Solstício de Inverno 9h

ESTUDOS DE INSOLAÇÃO

21 março

Solstício de Inverno 15h

Edifício Energia Zero | 67

ELABORAÇÃO DA FORMA ARQUITETÔNICA

Após analizar as áreas sombreadas do terreno ao longo do ano e a posição do sol nos solstícios e equinócios foi estudada a incidência solar nas fachadas através de máscara de sombra. Foi observado que a melhor situação teria que permitir uma icidência menor do poente direto, o maior problema relacionado ao aquecimento dos ambientes. Ao final, foi escolhida uma forma arquitetônica que atingiu o melhor resultado para insolação de fachadas x ventilação cruzada, com o objetivo de maximizar o conforto do usuário sem o uso de equipamentos mecânicos (ventilador e ar condicionado). A forma escolhida possui o eixo leste-oeste alongado, para permitir que exista uma pequena área de incidência solar do poente direto e uma área maior permeada pela ventilação direta. Por isso, o programa se distribui principalmente em duas lâminas alongadas com 4 pavimentos cada que possuem uso misto. Para realizar a conexão entre os volumes alongados, um volume de menor gabarito (2 pavimentos) que sofre mais diretamente os efeitos do poente.

68 | TFG Sara Bezerra Silva

Para esta lâmina de conexão foram destinados usos comerciais, como a academia no térreo e escritórios no primeiro pavimento. Os usuários da academia sofrerão menos os efeitos do poente em virtude das atividades realizadas (atividade física aeróbica). Porém, como o uso do escritório é de longa permanência foram adotadas soluções para mitigar os efeitos do poente e consequentemente do aquecimento demasiado dos espaços através da criação de um pátio arborizado e da pele que compõe as fachadas comerciais. Estas duas atitudes garantem sobreamento às fachadas e tornam os ambientes internos mais agradáveis, reduzindo o uso de equipamentos mecânicos para resfriamento. Os dois volumes alongados abrigam os escritórios no pavimento térreo e no primeiro pavimento, enquando as residências ocupam o segundo e terceiro pavimento. Nas coberturas dos volumes maiores localizam-se os reservatórios, as placas fotovoltaicas e as turbinas eólicas, já no voulme mais baixo um teto verde que abriga uma área de convivência à céu aberto para os moradores.

ESQUEMA DE INCIDÊNCIA SOLAR NAS FACHADAS Poente Verão: sol de 11h às 18h Inverno: sol de 13 às 18h Solstício de verão altura do sol= 47° Solstício de inverno altura do sol= 42° Nascente Verão: sol de 6 às 15h Inverno: não recebe sol Solstício de verão altura do sol=42° Coberturas Incidência solar o ano inteiro

Edifício Energia Zero | 69

PROGRAMA X IMPLANTAÇÃO

Conforme dito anterioremente, as volumetrias alongadas recebem os escritórios e as residências e o volume que conecta os dois volumes alongados acomoda a academia no térreo e escritórios no primeiro pavimento. No subsolo encontram-se um estacionamento semi-enterrado e algumas áreas técnicas do edifício, enquando na cobertura encontram-se as placas fotovoltaicas, turbinas eólicas e os reservatórios superiores. O acesso de pedestre acontece em duas opções, uma pela Av. Garibaldi através de uma escadaria e outra pela Rua Giuseppe Perrelli, via local que dá o acesso principal ao edifício.

70 | TFG Sara Bezerra Silva

Para acesso de veículos foram projetados dois estacionamentos. Um estacionamento semi-enterrado que conta com 16 vagas e um estacionamento coberto que conta com 12 vagas. Deste modo tem-se no total 28 vagas que são exigidas pela legislação local. Dentre as vagas do estacionamento descoberto, 4 são destinadas ao sistema de compartilhamento de carros e duas vagas para PCD. As demais vagas são privativas para os ocupantes do edifício. Além disso, um bicicletário com capacidade para 35 bicicletas foi instalado para permitir e incentivar o uso de transportes alternativos e que não poluem o meio ambiente. As plantas a seguir mostram a distribuição dos usos nos pavimentos, os acessos e as coberturas.

Subsolo 1. Acesso Veículos 2. Estacionamento semi-enterrado 3. Acesso ao Térreo 4. Acesso do Térreo ao Subsolo Técnico 5. Área para Inversores das Placas FV 6. Área de Bombas 7. Reservatório Inferior 8. Reservatório Captação Pluvial

7 6

C B

9 8

12 3 11

Térreo

11. Café 12. Circulação 13. Varanda 14. Estacionamento Descoberto 15. Carga e Descarga 16. Acesso Pedestre 17. Acesso Veículos 18. Acesso Garibaldi

16 14

1. Hall de Acesso 2. Recepção Empresarial 3. Recepção Residencial 4. Escritório Pequeno 5. Administração 6. Gestão de Resíduos 7. Subestação 8. DML 9. Casa de Gás 10. Academia

C B

3 2 1

5 N

Pavimento 01

1. Hall de Acesso Empresarial 2. Hall de Circulação Residencial 3. Circulação 4. Varanda 5. Escritório Pequeno 6. Escritório Médio

C 7

6 8 1

6 7 C

3 N

Pavimento 02 1. Hall de Acesso 2. Apartamento 1/4 3. Apartamento 2/4 4. Sala Multiuso 5. Jardim 6. Duplex 1/4 7. Duplex 2/4 8. CirculaĂ§ĂŁo

C 7

6 8

6 7 C

3 N

Pavimento 03 1. Hall de Acesso 2. Apartamento 1/4 3. Apartamento 2/4 4. Duplex 1/4 5. Duplex 2/4 6. CirculaĂ§ĂŁo

3 5

Cobertura

1. Escada de Acesso 2. Reservatório 3. Área de Placas Fotovoltaicas e Turbinas Eólicas 4. Escada de Acesso 5. Reservatório 6. Área de Placas Fotovoltaicas

CORTE AA

0 1

EdifĂcio Energia Zero | 77

CORTE BB

0 1

78 | TFG Sara Bezerra Silva

CORTE CC

0 1

EdifĂcio Energia Zero | 79

FACHADAS

As fachadas são de fundamental importância em um projeto que busca a eficiência energética e térmica do edifício. Visto que são necessários elementos de proteção contra a insolação direta do poente nos ambientes internos, foram desenvolvidos elementos de proteção e que distinguem esteticamente os usos do edifício. A fachada referente aos pavimentos comerciais é composta por uma pele semi-vazada cujo material escolhido foi a madeira plástica. A madeira plástica é uma resina que possui em sua constituição 70% de materiais plásticos reciclados (polietileno, polipropileno e PVC) e 30% de fibra vegetal proveniente dos resíduos da agroindústria. A escolha do material baseou-se no seu desempenho ambiental, por incentivar a indústria da reciclagem no país e pelas especificações técnicas, além da fábrica ser membro do GBC Brasil. Esta pele remete esteticamente aos troncos das árvores que circundam o terreno, apresentando alguns trechos inclinados. A fachada referente aos pavimentos residenciais foram protegidas da insolação direta através de brises que correm sobre trilhos, permitindo o uso mutável ao gosto do usuário e deste modo trazendo dinamismo à composição da fachada, que em momentos estará fechada e em outros estará aberta. Na fachada norte estes brises são fixos, por conta da incidência solar mais aguda durante o ano e para evitar que algum morador os abra gerando aquecimento indesejado aos

80 | TFG Sara Bezerra Silva

apartamentos e evitar o uso de equipamentos mecânicos para resfriamento. As fachadas que têm incidência direta do poente recebem uma parede verde. Foi instalada uma tela afastada cerca de 30 cm da laje para que a vegetação possa se desenvolver e proteger a fachada do poente. A parede além de trazer refrescamento para a a fachada também possui um valor estético muito interessante à composição final do edifício. Os pavimentos possuem uma extensão de 1.80m que hora é circulação de acesso aos usos, hora é varanda para os apartamentos e escritórios.

Perspectiva

Brises em Madeira Plástica cor branca

Pele em Madeira Plástica tom original

Fachada Principal Esc. 1/250

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A escolha dos componentes construtivos foi feita a partir do desempenho térmico, facilidade de construção, diminuição de perdas de materiais e tempo, sistemas racionalizados e com alta durabilidade. Para a escolha das paredes foi feito o comparativo entre o desempenho térmico de diferentes camadas. A parede de Steel Frame mostra-se mais eficiente termicamente, é um sistema a seco de construção que permite a desmontagem e posterior reuso bem como a flexibildiade no uso dos espaços. Para a estrutura, pilares e vigas metálicos e laje em steel deck.

Catálogo de Propriedades Térmicas Paredes e Coberturas Fonte: LABEEE UFSC

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DETALHE CONSTRUTIVO PAREDES Perfil metálico 9x4cm

Placa Cimentícia

Lã de Rocha

Pilar metálico

Gesso Acartonado

Detalhe Steel Frame esc. 1/20

Perfil Metálico 9x4cm Lã de Rocha Placa Cimentícia Gesso Acartonado

Trecho Pavimento 01

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GERAÇÃO DE ENERGIA RENOVÁVEL

Turbina Eólica Modelo: Razec 266 Fonte: Enersud Para suprir a energia do projeto foram utilizadas duas fontes renováveis: solar e eólica. A escolha de ter uma parte do edifício com gabarito mais baixo incapacita esta cobertura a receber as placas fotovoltaicas por conta do sombreamento constante desta área. As placas foram distribuídas então nas coberturas dos volumes mais altos. As placas que ficariam no volume com gabarito mais baixo foram substituídas por mini turbinas eólicas que se encontram na cobertura do volume maior, em

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uma altura final superior à altura do reservatório para que não haja interferência nos ventos. A produção da placa fotovoltaica, conforme dito anteriormente é de 32,51 kWh/mês, enquanto que uma mini turbina produz aproximadamente 400 kWh/mês. A distribuição acontece da seguinte maneira: as placas e turbinas geram energia que é levada ao subsolo para a Sala dos Inversores, onde a corrente é transformada de contínua para alternada e posteriormente distrubuída para as residências, escritórios e demais usos do edifício.

ESQUEMA GERAL DE GERAÇÃO DE ENERGIA RENOVÁVEL

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GESTÃO DE ÁGUAS

Para realizar o abastecimento do edifício foram dispostos dois reservatórios superiores e um inferior. Foi adicionado ainda um reservatório para captação de águas pluviais que servirá para irrigação dos jardins com capacidade para 25.000L. O cálculo do dimensionamento encontra-se nos anexos.

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GESTÃO DE RESÍDUOS

Foi proposta também como atitude sustentável uma central de gestão de resíduos, que realizará a separação e armazenamento dos materiais recicláveis e orgânicos para posterior entrega às centrais de coleta seletiva. Esta atitude visa o reaproveitamento dos materiais e sua reciclagem, evitando que novas matérias primas sejam extraídas do meio ambiente sem necessidade. Além disso, este ambiente servirá como conscientização dos usuários do edifício, crianças e possíveis visitantes. Edifício Energia Zero | 87

ESQUEMA FINAL DE CONFORTO AMBIENTAL

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PERSPECTIVAS

CONSIDERAÇÕES FINAIS

Através dos estudos realizados foi possível desenvolver o projeto de um Edifício Energia Zero em Salvador. A solução mostra que, mesmo atingindo o limite de construção do terreno é possível obter um edifício sustentável, que se preocupa com as questões ambientais, com a relação do homem com o ambiente em que vive e ainda garantir qualidade espacial e de vivências para os que ali habitam e trabalham. A priorização das energias renováveis como principal fonte energética dos edifícios é essencial e já é realidade em países como Alemanha e Estados Unidos. Deve existir um processo de transformação no modo de projetar e construir brasileiro para que no futuro possamos prover aos nossos sucessores um país ambientalmente, socialmente e economicamente sustentável. Além disso, a conscientização de cada indivíduo também é de fundamental importância. O projeto de um Edifício Energia Zero requer um aprofundamento muito mais apurado e exigente no que diz respeito aos estudos de desempenho térmico e energético, dos quais este trabalho mostrou apenas um começo desta grande jornada em busca da vida em equilíbrio com o meio ambiente.

ANEXOS

Cálculo dos Reservatórios

Cálculo Final da Geração de Energia Renovável

Para dimensionamento dos reservatórios foram consideradas as NBR 5626 Instalações Prediais de Água Fria e NBR 10844 Instalações Prediais de Águas Pluviais.

Com base na distribuição de usos os cálculos do consumo energético foram refeitos e chegou-se aos seguintes valores:

O cálculo considerou a quantidade de pessoas e o uso do espaço, conforme a NBR. Alguns valores foram estimados, como o consumo da academia e do escritório para que fosse possível dimenisionar o mais corretamente possível os volumes dos reservatórios.

* Conferir tabelas de programa x energia *foram considerados os valores com ar condicionado e com chuveiro

04 Apartamentos 1/4: 4 x 2 pessoas x 200L= 1600L 05 Apartamentos 2/4: 5 x 4 pessoas x 200L= 4000L 02 Duplex 1/4: 800L = 2 x 2 pessoas x 200L= 800L 02 Duplex 2/4: 2 x 4 pessoas x 200L = 1600L 04 Escritórios Médios: 4 x 16 pessoas x 50L= 3200L 09 Escritórios Pequenos: 9 x 8 pessoas x 50L = 3600L 01 Academia: 216 pessoas x 70L = 15820L 01 Adm: 3 pessoas x 50L = 150L 01Café: 30 pessoas x 25L= 750L

04 Apartamentos 1/4 05 Apartamentos 2/4 02 Duplex 1/4 02 Duplex 2/4 04 Escritórios Médios 09 Escritórios Pequenos 01 Academia 01 Adm 01Café 02 Elevadores 02 Plataformas Elevatórias

Total= 47.340L Adicionando reserva de incêndio (20%)= 56808L x 1.25 (coeficiente de seg.)= 71.010L

Consumo Total= 13.317,07 kWh/mês 322 Placas Fotovoltaicas (geração de 32,51 kWh/mês) 6 Mini Turbinas Eólicas (geração de 400 kWh/mês)

Reservatório Superior = 28400L Reservatório Inferior= 42607L

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REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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