Nome do Projeto
Possibilidades de adaptação dos preceitos da Passive House ao Contexto do Sul do Brasil
Ênfase
Pesquisa
Data inicial - Data final
01/06/2020 - 31/12/2021
Unidade de Origem
Coordenador Atual
Área CNPq
Ciências Sociais Aplicadas
Resumo
A pesquisa tem por objetivo analisar as possibilidades dos preceitos da Standard Passive House ao contexto do Sul do Brasil. A pesquisa está sendo desenvolvida em 6 etapas. Na primeira,é discutido o projeto de edificações bioclimáticas com vistas à obtenção do padrão Passive House. A edificação possui uma área útil de 126,45 m2. A necessidade de avaliar uma edificação de maior escala deu-se pelo fato dos sistema de Ventilação Mecânica com Recuperação de Calor ter impactos diferentes em distintas escalas de edificações. Na segunda etapa é analisado o projeto da edificação para as ZBs 1, 2 e 3 observando os preceitos e indicadores da Standard Alemã Passive House. Na terceira etapa analisa-se o desempenho do projeto considerando o Regulamento Técnico para a Qualidade do Nível de Eficiência Energética de Edifícios Residenciais (RTQ-R). Na quarta etapa é realizado um estudo paramétrico para o atendimento dos dois projetos ao nível “A” do RTQ-R, como também aos indicadores de Desempenho da Standard Alemã Passive House. Na quinta etapa érealizado um estudo de viabilidade financeira para o atendimento do nível “A” do RTQ-R e indicadores da Passive House Standard para as Zonas Bioclimáticas 1,2 e 3. Na sexta etapa são analisados os resultados da pesquisa e realizada uma avaliação crítica das possibilidades de adaptação do Padrão Passive House com ênfase ao Sul do Brasil. Como impactos gerados espera-se a possibilidade de caracterizar a viabilidade econômica do desenvolvimento de projeto de edificações com estimativa de 90% de economia de energia elétrica em comparação às edificações que atendem as normas de desempenho da ANBT.

Objetivo Geral

Como objetivo geral da pesquisa foi proposto verificar as possibilidades de adaptação do padrão Passive House ao contexto das zonas bioclimáticas 1, 2, 3 considerando os estudos de adaptação para climas quentes indicados pela Passive-On.
Como objetivos específicos da pesquisa destacam-se:
• Incrementar e desenvolver soluções construtivas adaptando os requisitos e conceitos da Passive Hause às zonas bioclimáticas brasileiras 1, 2, 3;
• Comparar a eficiência energética das edificações nas oito zonas bioclimáticas brasileiras 1, 2, 3, com base nos indicadores da Passive House e do RTQ-R;
• Desenvolver e analisar, sob o ponto de vista econômico, da implementação destas medidas na construção de forma a torná-las eficientes e que respondam às necessidades locais;
• Criar uma base de dados de detalhes construtivos adaptados à realidade brasileira, incluindo os sistemas de ligações dos vários elementos e componentes construtivos que visem a compatibilização e consequentemente a eliminação de perdas energéticas (eliminação de pontes térmicas lineares);
• Divulgar os resultados em periódicos e eventos (nacionais e internacionais), a fim de fomentar a troca de experiências acadêmicas no tema;
• Envolver os discentes dos cursos de Arquitetura e Urbanismo (graduação e pós-graduação) e de Engenharia Civil (graduação), através de sua participação em projetos de Iniciação Científica ligados à Pesquisa;

Justificativa

Atualmente, as construções no Brasil, consomem mais de 51% da energia elétrica gerada no país (EPE, 2019), sendo o setor residencial responsável por uma parte importante desse consumo de energia (PACHECO et al, 2012). Entretanto, com a integração de estratégias de eficiência energética ainda na fase conceitual do projeto esse percentual poderia ser reduzido, pois desde o começo a edificação apresentaria um menor consumo energético. De acordo com Wang (2006), decisões tomadas na fase inicial do projeto têm grande impacto no desempenho da construção, por exemplo, modificando parâmetros como: a forma, a orientação e o envelope, edificações podem consumir até 40% menos energia. Diante disso, torna-se uma vantagem à tomada de decisões ainda na fase inicial quando comparada com a instalação em fases subsequentes da construção, pois há redução de custos em toda a vida útil da edificação, fazendo com que o investimento inicial seja integralmente compensado (PACHECO et al, 2012).
O tema eficiência energética passou a ser empregado no Brasil desde 1985, quando o Ministério de Minas e Energia (MME) criou o Procel (Programa Nacional de Conservação de Energia Elétrica), coordenado pela Eletrobrás. Já em 2010, a União Europeia também com a necessidade de se reduzir seu consumo energético, publicou a Directiva 2010/31/UE, a qual estabelece que os estados membros devem atingir a meta NZEB (Nearly Zero Energy Building) até 2018 para edifícios públicos e até 2020 para as novas edificações. NZEB são edifícios que prezam pelo equilíbrio entre o consumo e o gasto energético, ou seja, possuem uma demanda extremamente baixa de energia, a qual deve ser atendida por fontes de energia renováveis. Dessa forma, consegue-se um edifício eficiente obtendo economia familiar e nacional, além de uma melhor qualidade ambiental.
Já em 2012, o INMETRO publicou o Regulamento Técnico da Qualidade para o Nível de Eficiência Energética de Edificações Residenciais – RTQ-R, que atua especificamente na análise de eficiência energética de residências, considerando sua localidade e estratégias passivas para cada zona bioclimática do país, além disso, avalia a envoltória para situação de verão e inverno e possui pré-requisitos para paredes e coberturas, apresentando níveis de exigência compatíveis com a NBR 15.575. O RTQ-R tem como objetivo a otimização dos projetos residências sobre a visão energética, a fim de proporcionar a obtenção da Etiqueta Nacional de Conservação de Energia (ENCE), concedida no âmbito do Programa Brasileiro de Etiquetagem (PBE) do Instituto Nacional de Metrologia, Normalização e Qualidade Industrial (Inmetro). No regulamento, há cinco níveis de eficiência - A (mais eficiente), B, C, D e E (menos eficiente) tanto para a classificação dos sistemas individuais como para a edificação como um todo.
No entanto, os parâmetros de avaliação estabelecidos no RTQ-R não são severos o suficiente para apresentar mudanças significativas nos projetos, mesmo na melhor classificação. Diante disso, o elevado custo de energia aliado ao crescimento da conscientização ambiental, contribuíram para o aumento de construções de casas passivas (MLAKAR, 2011). A casa passiva, ou Passive House é um standard desenvolvido na Alemanha e amplamente difundido na Europa (SCHNIEDERS et al., 2015). Este tipo de construção tem como base 5 princípios fundamentais: Edificações com excelente isolamento térmico, janelas com alta qualidade e ganhos de energia solar, ventilação mecânica com recuperação de calor, envelope da construção hermético e construções livres de pontes térmicas. Estudos mostram que estratégias simples em casas passivas, como o sombreamento rigoroso durante o dia e a ventilação generosa através da abertura das janelas durante a noite, conseguiriam manter as temperaturas internas dentro do nível de conforto, (FOKAIDES et al, 2016).
Schnieders et al. (2015), através de simulação dinâmica, avaliaram a aplicabilidade do standard Passive House em zonas bioclimáticas relevantes do mundo, representadas por Yekaterinburg, Tóquio, Xangai, Las Vegas, Abu Dhabi e Cingapura. No estudo obtiveram que o consumo anual de energia para o condicionamento das edificações é 75% a 95% inferior numa casa passiva em relação a uma edificação tradicional de mesma geometria. Os autores também concluíram que o Standard Passive House pode ser aplicado em qualquer lugar do mundo, sem afetar a liberdade de criação do arquiteto. Já Badea et al. (2014) através de um modelo matemático, analisou o ciclo de vida custo de uma casa passiva, incluindo suas variações técnicas de projeto e concluíram que a recuperação do investimento adicional em soluções alternativas e energeticamente eficientes em comparação com uma casa padrão pode ser alcançada em 16-33 anos, quando se adota um cenário conservador, ou em 16-26 anos, quando as previsões mais otimistas das condições econômicas são consideradas.
No Brasil ainda há pouca informação sobre a aplicabilidade do standard Passive House. Em estudos recentes para a zona bioclimática brasileira 2 (ZB2), Dalbem et al. (2016) verificaram e comprovaram a aplicabilidade do Standard para a ZB2, através da ferramenta PHPP (Passive House Planning Pakage). Posteriormente, Dalbem et al. (2017) avaliaram o desempenho da envoltória de uma Passive House, especificamente para a cidade de Pelotas, localizada no estado do Rio Grande do Sul e concluíram mais uma vez a aplicabilidade da norma no clima analisado, no qual, obtiveram uma economia de energia de 56,3% com a utilização de sistema de ventilação mecânica com recuperador de calor em relação ao uso do condicionador de ar.

Metodologia

A pesquisa será desenvolvida em 6 fases. Na primeira,é discutido o projeto de edificações bioclimáticas com vistas à obtenção do padrão Passive House. A edificação possui uma área útil de 126,45 m2. A necessidade de avaliar uma edificação de maior escala deu-se pelo fato dos sistema de Ventilação Mecânica com Recuperação de Calor ter impactos diferentes em distintas escalas de edificações. Na segunda etapa é analisado o projeto da edificação para as ZBs 1, 2 e 3 observando os preceitos e indicadores da Standard Alemã Passive House.
Na terceira etapa analisa-se o desempenho do projeto considerando o Regulamento Técnico para a Qualidade do Nível de Eficiência Energética de Edifícios Residenciais (RTQ-R).
Na quarta etapa é realizado um estudo paramétrico para o atendimento dos dois projetos ao nível “A” do RTQ-R, como também aos indicadores de Desempenho da Standard Alemã Passive House.
Na quinta etapa érealizado um estudo de viabilidade financeira para o atendimento do nível “A” do RTQ-R e indicadores da Passive House Standard para as Zonas Bioclimáticas 1,2 e 3.
Na sexta etapa são analisados os resultados da pesquisa e realizada uma avaliação crítica das possibilidades de adaptação do Padrão Passive House com ênfase ao Sul do Brasil.

Indicadores, Metas e Resultados

Metas - Otimização do envelope da edificação observando o RTQ-R e o Passive House Standard;
Indicadores - número de simulações realizadas; Consumo da edificação por unidade de área observando os dois regulamentos de eficiência energética;
Resultados Esperados - análise da viabilidade energética e econômica de adaptação da edificação aos preceitos do nível A do RTQ-R, como também do atendimento à Passive House Standard.

Equipe do Projeto

NomeCH SemanalData inicialData final
EDUARDO GRALA DA CUNHA4
KELLY FAGONDES AIRES
RODRIGO KARINI LEITZKE
STIFANY KNOP
THAISA CARVALHO RODRIGUES

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