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Conservação de energia e arquitetura dois conceitos inseparáveis
Resumo

Este texto procura analisar a conservação de energia e sua relação com a arquitetura dos edifícios do setor terciário no Brasil. Para tanto, são analisados conceitos como tecnologias solares passivas e ativas, automação predial, arquitetura, clima e edifícios inteligentes.O objetivo final do texto é: iniciar uma discussão em torno do verdadeiro papel que a arquitetura deve ocupar nos projetos dos edifícios que estamos construindo hoje, no final do século XX.
1. O Brasil no cenário energético mundial

Em termos energéticos, o Brasil ocupa hoje no cenário mundial, uma posição bastante significativa. As estatísticas da AIE - Agência Internacional de Energia apontam o país como o 10º produtor mundial de eletricidade e o 4º produtor mundial de hidro-eletricidade ( 1 ). Com estas credenciais, o Brasil poderia participar das grandes decisões energéticas mundiais e tornar-se membro tanto da OCDE - Organização para a Cooperação e o Desenvolvimento Econômico como da própria AIE, ambas sediadas em Paris.

Como um grande país produtor, o Brasil também é um grande consumidor energético e aí reside a origem do problema: o consumo. Enquanto que o crescimento da oferta depende de largos investimentos, na maior parte de suas iniciativas, o crescimento do consumo não é regulado por nenhum mecanismo legal. Um caminho que vêm sendo discutido no momento, como uma solução factível para o Brasil e principalmente para o Estado de São Paulo, e que já é uma realidade nos países desenvolvidos e principalmente naqueles membros da CEE - Comunidade Econômica Européia, é o incentivo à auto-produção ou produção independente de energia. Trata-se de viabilizar, por meio da instalação de usinas mini-hídricas, ou pelo incentivo à cogeração, a parceria entre consumidores e concessionárias de energia elétrica.

Uma segunda alternativa que ainda não assumiu no país, a importância devida, é a utilização de recursos energéticos renováveis para a produção de energia elétrica, como a biomassa, a energia eólica e os painéis fotovoltaicos.

Certamente que não são soluções fáceis de serem implantadas, mormente quando não existem incentivos políticos e regras bem definidas a este respeito. A terceira alternativa é a simples redução da demanda e do consumo, de forma a retardar o crescimento da geração e da oferta de energia. De todas as três alternativas anteriores, esta é a mais economicamente viável de ser implantada devido aos baixos investimentos envolvidos. Porém, como retardar estas taxas de crescimento para o setor dos edifícios sem agir entretanto com autoritarismo e imposições de padrões arquitetônicos e construtivos.

A resposta está na implantação de um regulamento energético para o setor dos edifícios, para o Brasil. A experiência dos países que adotaram esta mesma medida, após o choque do petróleo em 1973, mostrou que a solução é bastante viável, com efeitos significativos, e promovendo inclusive um aumento da qualidade das edificações e do padrão de conforto de seus usuários. Como exemplos marcantes, citamos o caso dos EUA e da França onde o crescimento da PIB após 1974, não foi acompanhado por um crescimento similar nas taxas do consumo de energia. Em uma outra situação, também louvável, está o caso de Portugal, que após implantar o seu regulamento energético nos início dos anos 90 elevou enormemente a condição de conforto de seus edifícios. Tais regulamentos apresentam também uma outra vantagem: como são concebidos na forma de padrões de desempenho não afetam a criatividade e a multiplicidade de soluções arquitetônicas. Apenas fixam limites para as determinadas zonas de conforto e a partir deste ponto, cabe ao projetista satisfazer estas condicionantes utilizando os recursos que as tecnologias solares passivas proporcionam, para então iniciar a utilização de tecnologias solares ativas.

No momento, no Brasil, esta ideia não está suficientemente amadurecida e estamos caminhando mais no sentido de uma normalização, via ABNT, que de uma regulamentação-legislação. Pessoalmente, não acredito que este seja o melhor caminho, mas não se pode dizer que não estejamos dando o primeiro passo.
2. As Tecnologias passivas utilizadas nos ambientes construídos através dos séculos

Nós vivemos em um século extremamente interessante. Se de um lado experimentamos o avanço espetacular da ciência em praticamente todas as áreas, progredindo de uma forma que assusta até as pessoas mais esclarecidas, de outro, assistimos a separação de um casamento praticamente perfeito, e que vêm dando resultado a cerca de aproximadamente 10.000 anos, que é o da arquitetura com o clima. No caso brasileiro, esta separação após a metade deste século é patente. O país está recheado de exemplos de uma arquitetura completamente alheia e desvinculada do clima local, desde a Ponta Seixas ao Arroio Chuí.

Vale ressaltar que essa perda para o usuário final e para o país como gerador de energia para suprir estes edifícios, é irrecuperável. Isto porque o potencial de conservação de energia em edificações existentes é bastante inferior ao potencial de energia que pode ser conservada em edifícios que ainda se encontram nas etapas preliminares de projeto.

A correta utilização dos recursos passivos, como o efeito da insolação, do sombreamento, da evaporação da água, da variação de temperatura entre o dia e a noite e da ventilação natural, são as verdadeiras credenciais da arquitetura, que além de lhe conferirem valor, as deixam mais bela. Por todo o mundo, e no Brasil inclusive, existem exemplos belíssimos desta integração. As casas leves e ventiladas da região norte do país, os edifícios com elevada inércia térmica para climas com elevada amplitude térmica, os páteos e as fontes internas dos castelos mouros espalhados por toda a peninsula Ibérica, as habitações de madeira e isoladas do hemisfério norte, e mais uma infinidade de exemplos que estenderiam estas linhas por muitas e muitas páginas.

Utilizar tecnologias solares passivas, significa extrair os maiores benefícios possíveis do clima, dos materiais de construção, dos princípios clássicos de transferência de calor e das propriedades térmicas das envolventes exteriores. Tais benefícios, apesar de não suprirem completamente as necessidades de edifícios do setor terciário, podem reduzir enormemente a influência das cargas externas, nas cargas internas.

Neste aspecto, os protetores solares exteriores que têm um papel fundamental, foram praticamente esquecidos em nossa arquitetura e eu pergunto, com que justificativa. Por outro lado, parece que gostamos de trabalhar com os extremos. Recentemente em visita a Salvador, encontrei inúmeros exemplos de edifícios totalmente protegidos por brises, a ponto de o usuário não ter a menor possibilidade de ver a luz do dia. De fato, não se pode negar que houve ali, uma redução sensível da carga por radiação no interior dos ambientes, mas por outro lado, este pressuposto teórico não é suficientemente forte, para isolar o edifício da luz natural com sua composição espectral muitas vezes superior à da luz artificial, além do que, soluções como estas encontradas em Salvador, podem causar prejuízos significativos no comportamento dos usuários destes edifícios. Novamente aqui, em nome de uma arquitetura inovadora, esqueceram-se de princípios clássicos e tão verdadeiramente comprovados.

O arquiteto contemporâneo possui uma vantagem a mais em relação a seus colegas do passado. Existem hoje, disponíveis no mercado, softwares que simulam o desempenho energético de edifícios, com margem de erro bastante reduzidas e efetuando cálculos de iluminação e térmica passiva e ativa com grande rapidez e confiabilidade (2). Em nenhum outro momento da história, tivemos oportunidade de projetar e conceber os nossos edifícios com tanta segurança, mas ironicamente, é como se nada disso existisse. Este é o nosso cenário. Este é o nosso tempo e nosso desafio no momento no Brasil.
3. O setor de comércio e serviços

Do ponto de vista da arquitetura, do arquiteto e de sua atribuição, o setor de comércio e serviços é aquele que oferece as maiores possibilidades de intervenção e consequentemente de redução do consumo de energia. Em números médios, 70% do consumo do setor é devido ao condicionamento ambiental e à iluminação natural e estas duas variáveis estão estreitamente ligadas à concepção arquitetônica.

Nos dois outros setores relacionados com a questão dos edifícios, que são o setor residencial e o setor industrial, as oportunidades de conservação do ponto de vista da envolvente, são bem mais reduzidas. Por outro lado, no setor terciário, o arquiteto tem o domínio da situação, podendo criar soluções que minimizem o peso das tecnologias ativas e ao mesmo tempo garantam a manutenção das condições de conforto.

Os arquitetos que projetam edifícios de escritórios na cidade de São Paulo, devem preocupar-se fundamentalmente com uma variável: evitar os ganhos de calor, que pela radiação incidente nos vidros, quer pela radiação incidente nos elementos opacos e transmitida por condução e radiação para o interior dos ambientes. Resolvida esta questão da melhor forma possível, o controle das demais variáveis, torna-se quase que uma consequência de um parâmetro mais importante já estabelecido.

A iluminação natural pode ser utilizada sem acrescentar um excesso de carga térmica no ambiente. Soluções como as prateleiras horizontais refletoras, ou os protetores solares externos de rastreamento azimutal, são ferramentas de projeto, viáveis e disponíveis. Para a iluminação artificial a tecnologia disponível hoje no mercado brasileiro aliada a um bom gerenciamento das instalações elétricas e divisão de circuitos elétricos, pode proporcionar ganhos espetaculares de energia, frente às tecnologias tradicionais.

Portanto, estes dois conceitos: térmica e iluminação quando aliados podem muito em seus efeitos e sem dúvida reduziriam enormemente a demanda energética das novas edificações e os custos com o uso, o gerenciamento e a operação das mesmas.
4. Os limites da automação predial

Quando o conceito de edifício inteligente começou a ser utilizado no Brasil, a cerca de 10 anos atrás, pensou-se que a automatização predial fosse o "caminho contemporâneo" para a elevação da qualidade da arquitetura do setor comercial e consequentemente para a redução no consumo de energia. Apostou-se na automação como se ela fosse uma ferramenta suficiente para resolver todos os problemas e insuficiências arquitetônicas.
Grande parte dos edifícios projetados neste período ganharam de uma forma ou de outra algum tipo de monitoramento ou supervisionamento para poderem ser comercializados como "inteligentes".

Mas afinal, o que é um edifício inteligente? Será que um edifício, totalmente controlado por computadores que reconhece a voz de seus usuários, opera o sistema de iluminação e condicionamento, gerencia o sistema de água, controla entradas e saídas, mas todavia não está implantado corretamente, está em desacordo com o clima local, e não tira o máximo proveito das tecnologias solares passivas pode ser chamado de inteligente? Na verdade, em nome da automação predial estamos elevando um grande número de edifícios, à categoria de inteligentes, quando esta inteligência não está acompanhada de uma variável pouco considerada, que é a arquitetura inteligente. Antes de se pensar no monitoramento de um único circuito sequer, é preciso extinguir todas as possibilidades que as tecnologias passivas oferecem, a saber:
(a) a forma;
(b) a correta escolha dos materiais em função da forma;
(c ) as condições climáticas locais;
(d) os edifícios vizinhos e sua influência no projeto;
(e) os quadrantes de maior radiação;
(f) os protetores solares exteriores;
(g) a possibilidade de captação da luz natural sem elevar excessivamente a carga térmica;
(h) a contribuição das cargas internas;
(i) a amplitude térmica local;
(j) a unidade relativa média do ar;
(k) a direção e a velocidade dos ventos predominantes;

Após estas condicionantes estarem perfeitamente equacionadas com o terreno existente e o programa de projeto, podemos então partir para a etapa das tecnologias ativas e então analisar as seguintes variáveis:

(a) divisão espacial dos circuitos;
(b) escolha de lâmpadas;
( c) escolha de luminárias;
(d) escolha dos ambientes com controle individual das condições de conforto;
(e) iluminação de emergência;
(f) viabilidade de implantação de iluminação de tarefa ou iluminação setorizada;
(g) localização correta dos sensores do condicionamento ambiental;
(h) controladores de demanda de pico;
(i) gerenciamento dos elevadores entre outros.

Somente após a resolução destes dois blocos de variáveis, podemos pensar em automação predial, que neste momento terá como função principal o gerenciamento destas variáveis e neste sentido, a automação predial é um meio para que um grande número de variáveis e funções estejam satisfeitas e não um fim em si mesma, ou um bom ardil de marketing, como vem sendo utilizada e manipulada. A arquitetura por outro lado, deve resumir o papel que sempre teve, que é o de minimizar os efeitos climáticos e não intensificá-los e agravá-los.
Referências Bibliográficas

(1) IEA - International Energy Agency (1990). World Energy Statistics and Balances - 1985 - 1988. Paris, OECD/IEA. 407 p.
(2) No Brasil, possuimos o ARQUITROP, desenvolvido pela escola de engenharia Civil da Universidade Federal de São Paulo. A nível internacional existem dezenas de softwares dirigidos a este fim, mas ressalta-se o ESP - Environment System Performance (UK) e o DOE-2 (USA).
Autor: Prof. Dr. Marcelo de Andrade Roméro
Data de publicação: 24/08/2011