3. AGRADECIMENTOS
Primeiramente, ao meu orientador, Enedir Ghisi, pela oportunidade de
aceitar e acreditar na minha pesquisa que, acima de tudo, é mérito da continuidade
de trabalhos precedentes e será fonte para outros futuros que assim o
considerarem pertinente.
Ao Ulisses Munarim, importante colaborador e fomentador da minha
temática e base literária. Foi quem me ingressou neste meio e que tem me
estimulado ainda mais a continuar sendo pesquisador.
À Fernanda Sasse, minha esposa, a qual esteve do meu lado em diversos
momentos da pesquisa, seja ouvindo minhas felicitações por novas descobertas,
seja pelas frustrações dos caminhos não satisfatórios que a pesquisa científica gera
ocasionalmente.
Aos meus pais, Frida Lange e Tiago Tamanini, que acreditaram e me
incentivaram nos estudos desde minha formação primária. A estes devo muito
mais do que ainda poderei retribuir.
Ao CNPq e à UFSC que me concederam a bolsa de pesquisa, a qual reconheci
melhor após o ingresso e que, se houvesse nova oportunidade, novamente
ingressaria.
À Jonathan Raphael Vieira da Rosa, o qual concedeu para mim livre uso de
sua fotografia do centro de Florianópolis para ilustrar a capa deste trabalho.
Tentando fazer jus a todos que me auxiliaram de alguma forma nesta
pesquisa, cito os nomes das instituições, empresas e profissionais, mesmo com
questionável risco de cometer deslembrança dos que também tiveram importância
neste trabalho:
Cota Empreendimentos – Marco Aurélio Alberton (Diretor Técnico).
Espaço Livre Arquitetura – Patrizia Chippari (Arqª).
Hoepcke Administração e Construção – Adriano.
RCD Participações – Andreza De Jesus e Gilnei João do Bem (Engº Civil).
Labcon –Fernando Simon Westphal (Engº PhD.).
LabEEE – Aline Schaefer (Arqª), Ariadne Marques de Mendonça (Engª Civil),
Arthur Santos Silva (Engº Civil), Bruna Balvedi (Arqª), Cláudia Donald Pereira
(Arqª Ma.), Karran Besen (Graduando em Ciências da Computação), Leonardo
Mazzaferro (Engº Civil), Márcio Sorgato (Arqº Me.), Miguel Pacheco (Arqº Dr.),
Renata De Vecchi (Arqªl Ma.) e Arquiteto Mestre Rogério Versage (Arqº Me.).
SUSP – Eneda e Adam de Lima Cardoso (Estagiário).
7. LISTA DE FIGURAS
Figura 1 – Diagrama esquemático da Análise de Ciclo de Vida em Edificações. .......................................... 11
Figura 2 – Produção de Energia Primária. .................................................................................................................... 17
Figura 3 – Participação da construção civil no PIB, emprego e energia consumida brasileira . .......... 18
Figura 4 – Organograma da Análise de Ciclo de Vida. ............................................................................................. 20
Figura 5 – Cronologia esquemática de uma ACVE para edifícios. ...................................................................... 21
Figura 6 – Diferença entre CAD e BIM para atribuição de informações em um projeto. ......................... 23
Figura 7 – Processo de gerenciamento de um modelo BIM para análise energética................................. 24
Figura 8 – Ilustração dos quatro parâmetros utilizados para definição de tipo predominante de
edifícios conforme a metodologia DOE. ......................................................................................................................... 27
Figura 9 – Porcentagem de edifícios que possuem elementos de proteção solar. ...................................... 29
Figura 10 – Tipos de vidros utilizados em edifícios de escritórios. .................................................................. 30
Figura 11 – Região de estudo dos edifícios de escritório em Florianópolis. ................................................. 33
Figura 12 – Relação de estudo da obstrução do entorno. ...................................................................................... 37
Figura 13 – Número de Habite‐ses de edifícios de escritórios novos liberados por ano entre 2004 e
2012. .............................................................................................................................................................................. 40
Figura 14 – Tempo de execução dos edifícios por ano de início de construção. ......................................... 41
Figura 15 – Eficiência construtiva dos edifícios de escritórios em Florianópolis por tamanho de
empreendimento...................................................................................................................................................................... 42
Figura 17 ‐ Ocorrência de edifícios de escritórios por bairro. ............................................................................. 43
Figura 18 ‐ Orientação da fachada principal. .............................................................................................................. 44
.
Figura 19 ‐ Forma em planta dos edifícios. .................................................................................................................. 44
Figura 20 – Desenho arquitetônico em corte e respectiva fotografia do edifício Dall Center para
representação de chanfro na volumetria do edifício. .............................................................................................. 45
Figura 21 – Desenho arquitetônico em corte e respectiva fotografia do edifício ACCR para
demonstração de escalonamento na volumetria do edifício. ............................................................................... 45
Figura 22 – Quantidade de edifícios por número pavimentos. ........................................................................... 46
Figura 23 – Quantidade de pavimentos por edifício em detrimento do ano de alvará. ........................... 46
Figura 24 – Quantidade de edifícios por pé‐direito dos pavimentos‐tipo. .................................................... 47
.
Figura 25 – Percentual de área envidraçada por fachada principal (2004‐2012). .................................... 48
Figura 26 – Percentual de área envidraçada por fachada principal (1974‐2003). .................................... 48
Figura 27 – Área envidraçada na fachada principal por ano de liberação de alvará da SUSP. .............. 49
Figura 28 – Variação de percentagem de área envidraçada nas fachadas principais no decorrer do
tempo (datas por alvarás). ................................................................................................................................................... 50
Figura 29 – Percentual de área envidraçada por fachada secundária. ............................................................ 51
Figura 30 – Percentual de área envidraçada por fachada secundária. ............................................................ 52
Figura 31 – Percentual de área envidraçada por orientação e tempo. ............................................................ 53
Figura 32 – Quantidade de edifícios por pavimentos no subsolo. ..................................................................... 54
Figura 33 – Desenho arquitetônico em corte mostrando os pavimentos de subsolo do edifício Prime
Tower. .............................................................................................................................................................................. 54
Figura 34 – Premier Office Center e Max & Flora Center, empreendimentos excepcionais aos
resultados dos modelos predominantes. ...................................................................................................................... 58
Figura 35 – Maquete eletrônica do modelo predominante do Centro. ............................................................ 59
Figura 36 – Maquete eletrônica do modelo predominante da Bacia do Itacorubi. .................................... 59
Figura 37 – Características dos pavimentos nos modelos predominantes. ................................................... 60
9. SIGLAS
ACV Análise de Ciclo de Vida
ACVE Análise de Ciclo de Vida Energético
BIM Building Information Modeling
CAD Computer‐aided Design
DOE Department of Energy
EI
Energia Incorporada
IBPSA International Building Performance Simulation Association
IEA International Energy Agency
ISO International Organization for Standardization
NBR Norma Brasileira Regulamentadora
SETAC Society of Environmental Toxicology and Chemistry
10. RESUMO
Diante do notável consumo de energia de um edifício de escritórios durante seu
ciclo de vida, este trabalho avalia o parque edilício de escritórios de Florianópolis ‐
SC. Seu principal objetivo é elaborar um modelo predominante deste parque com
início de ocupação entre 2004 e 2012, o qual possa ser utilizado para análise
energética. Para isso, foram realizadas, a partir de dados da Secretaria de
Urbanismo e Serviços Públicos (SUSP), análises de características físicas,
geométricas e geográficas assim como a modelagem de maquetes eletrônicas que
representassem o tipo predominante dessas edificações na cidade. O levantamento
englobou 30 empreendimentos, dos quais 18 no Centro e 12 na Bacia do Itacorubi.
Para complementar os dados da SUSP, foram consultados softwares de localização
e geração de imagens de satélite assim como profissionais da construção civil
envolvidos nos edifícios analisados. Constatou‐se assim que 57% do parque
edilício total possuem mais de 50% de superfície envidraçada, tendo um aumento
significativo no decorrer das últimas décadas. A pesquisa resultou também que a
orientação de maior percentual de área envidraçada esteve sempre relacionada à
visualização pela fachada principal ou secundária e não à vulnerabilidade do
impacto da insolação pelas faces dos edifícios. Ainda foram apontados que os
modelos predominantes do Centro e da Bacia do Itacorubi possuem áreas
envidraçadas semelhantes, entretanto os edifícios do Centro possuem maior
gabarito que os da Bacia do Itacorubi e estes maiores áreas construídas devido a
implantações em lotes de maiores dimensões. Deste modo concluiu‐se que há
pouca preocupação de órgãos públicos e parte dos projetistas na concepção e
análise da eficiência energética das edificações. A finalidade estética visual e o
dimensionamento de espaços conforme demandas econômicas foram os elementos
determinantes do projeto de edifícios de escritórios em Florianópolis.
Palavras‐chave: edifícios de escritórios, modelo predominante, análise energética.
11. INTRODUÇÃO
10
1 INTRODUÇÃO
1.1 Considerações iniciais
A busca por suprir as necessidades humanas nos ambientes construídos sempre
foi uma premissa básica da arquitetura. Os primeiros núcleos de civilização
possuíam uma íntima integração com a natureza, onde a matéria‐prima extraída
sofria poucos processos de transformação até a sua fase final de uso. Dessa forma,
havia um baixo consumo de energia, que inicialmente era movido por força animal
(incluindo a humana).
A partir da era moderna, os processos de transformação da matéria‐prima
passaram a ser industrializados, aumentando a extração de recursos naturais e o
consumo de energia. A larga escala de produção de materiais para a construção
civil se disseminou pelo mundo e tornou a máquina o centro de expectativas da
humanidade. Durante meados do século XX foi reduzido o uso de variáveis
ambientais como condicionantes de projetos para edificações, visto que os
sistemas elétricos (ventiladores, condicionadores de ar) substituíram os sistemas
passivos de conforto ambiental e os materiais naturais para construção foram
substituídos por materiais manufaturados. Além disso, devido ao processo de
globalização, a indústria levou ao mundo materiais de regiões específicas,
aumentando as distâncias de transporte e desfavorecendo o balanço energético
entre produção e consumo locais.
Havendo a primeira crise energética nos anos 1970, com o aumento dos preços dos
barris de petróleo no Oriente Médio, a origem das fontes energéticas foi
questionada. Reduzir o consumo e substituir combustíveis fósseis por energias
renováveis tornou‐se pauta de vários congressos e acordos internacionais, como a
Rio 92 e o Tratado de Kyoto.
A amplitude dessa problemática mundial chegou à construção civil
posteriormente. Alguns segmentos do setor se voltaram para os processos de
fabricação de materiais enquanto outras linhas de pesquisa discutiram os usos
finais de equipamentos eletrodomésticos e de climatização. Houve neste momento
um despertar para as questões relacionadas ao ciclo de vida das edificações
(TAVARES, 2006).
Além da crise energética, houve também preocupações relacionadas aos impactos
da construção civil no meio ambiente e na saúde humana. Um exemplo da
interferência que o setor tem gerado em escala global a estes casos pode ser
observado na Tabela 1.
13. INTRODUÇÃO
12
A NBR ISO 14040 de 2001 identifica a ACV como uma técnica que estuda os
aspectos ambientais e os impactos potenciais ao longo da vida de um bem ou
serviço. Os aspectos e impactos ambientais estudados na ACV são diversos e
incluem o uso de recursos, a saúde humana e as consequências ecológicas.
A partir da avaliação destes impactos, a ACV pode auxiliar na melhoria dos
aspectos ambientais de bens ou serviços, na tomada de decisões de empresas e
organizações governamentais, além da seleção de indicadores de desempenho
ambiental (NBR ISO 14040, 2001).
Apesar de a ACV possuir grande utilidade, exige considerável tempo e recursos
para levantamento de dados (CHEHEBE, 1998). É recorrente que os impactos
relativos ao consumo de energia são significativos nos estudos de ACV. Dessa
forma, analisando tempo e recursos, esta pesquisa se foca apenas na modelagem
de um edifício referencial que possa ser utilizado para análise energética, podendo
incluir assim a Análise de Ciclo de Vida Energético – ACVE.
A ACVE estuda, principalmente, o conceito de Energia Incorporada. Esta avalia a
soma de todos os recursos energéticos consumidos na fabricação de um produto. O
processo inicia‐se com a extração de matéria‐prima, a fabricação e montagem do
produto, além de todo o ciclo de transporte necessário à consolidação e
distribuição até a chegada ao consumidor final (NBR ISO 14040, 2001).
No panorama brasileiro da construção civil todos os setores apontam para um
contínuo crescimento do consumo de energia. O setor residencial contém o maior
valor absoluto de consumo, enquanto o comercial, o maior valor de expansão.
Entre 2001 e 2009, edifícios comerciais aumentaram em 32% o consumo de
energia operacional, sendo que desta a elétrica superou sozinha 44% (BEN, 2011).
Em Florianópolis, a eletricidade em edificações comerciais corresponde a um
crescimento de 49% para o mesmo período, significativo para uma cidade que,
sobretudo, tem sofrido igualmente um aumento do consumo de 28% em edifícios
residenciais (CELESC, 2009).
O acelerado crescimento econômico de Florianópolis aliado a um ecossistema
insular e continental devem coexistir pacificamente. O setor de prestação de
serviços, responsável por grande parte do PIB municipal (IBGE, 2009), merece
atenção em meio às fragilidades ambientais da cidade. Sua inserção aflorada de um
marketing dito sustentável deve provir de políticas de eficiência energética
durante todo o ciclo de vida das edificações que o representam.
A construção civil dentro do setor comercial, em especial os edifícios de
escritórios, tem se alimentado da produção de edificações tecnologicamente mais
sofisticadas. Florianópolis já aponta propagandas e investimentos de grandes
corporações da construção civil para realização de arquiteturas corporativas, onde
se tem repercutido estéticas de edifícios envidraçados como ideais do sucesso
14. INTRODUÇÃO
13
empresarial. Diversos casos a partir do final da década de 1980 apontam 100% de
áreas envidraçadas em algumas fachadas dos edifícios de escritórios (SANTANA,
2006). Esses tipos predominantes de arquiteturas se mostram interessantes a
serem analisadas, especialmente por contradizerem em alguns casos o uso de
tecnologias modernas com impactos ambientais severos. O consumo de energia e
de recursos naturais são fatores relevantes na análise de levantamento dos tipos
predominantes de edificações comerciais em Florianópolis.
Os profissionais que projetam estes edifícios possuem grande responsabilidade na
tomada de decisões ao escolherem formas construtivas e especificação de
materiais. Parâmetros construtivos como fundação, estrutura, paredes externas e
cobertura influenciam na maior parte da energia incorporada em edificações
(THORMARK, 2002). Embora a atual arquitetura de edifícios de escritórios
apresente modernas e inteligentes tecnologias, pouco demonstra de uma
preocupação real com a sustentabilidade.
Dessa forma pode‐se ter um balanço do quanto realmente as tecnologias mais
recentes da construção civil influenciam no processo de análise do projetista com o
desenho de um envelope arquitetônico eficiente energeticamente. Devido à
evolução tecnológica dos elementos construtivos, o projeto do edifício em si passa
muitas vezes a ser um mero desenho estético e organizacional, não relevando o
processo intelectual do projetista em realizar arquiteturas inteligentes do ponto de
vista ambiental.
Como já citado, desde a década de 1990 acordos e tratados ambientais mundiais
têm pressionado a construção civil a melhorar seus índices de impacto ambiental.
Devido a isso, o modo de projetar já inserido no meio computacional foi
incorporado a novos processos de testes e simulações de edifícios. Ferramentas de
computador que simulam o consumo de energia em edifícios e o conforto
ambiental têm sido os mais comuns nos novos processos de projetação com ênfase
em eficiência energética. Por isso, diversos estudos e pesquisas se lançaram
especialmente na criação e desenvolvimento dessas plataformas.
Organizações como a International Building Performance Simulation Association
(IBPSA) e a International Energy Agency (IEA) têm amplamente divulgado e
estimulado o uso de simulação energética computacional em edificações.
Encontros internacionais como a Building Simulation Conference são as grandes
apostas de possibilidades de avanço científico nos processos de projetação de
edifícios mais sustentáveis (IBPSA, 2011).
De modo contextualizado a esses estudos entre estéticas arquitetônicas e eficiência
energética, esta pesquisa traz à tona a influência do envelope arquitetônico ao
longo do ciclo de vida energético das edificações de escritórios. Através de
levantamentos dos principais edifícios de escritórios de Florianópolis com início de
15. INTRODUÇÃO
14
ocupação entre 2004 e 2012, realizar‐se‐á a modelagem de um tipo predominante
de edifício para utilidade posterior em simulações energéticas computacionais.
1.2 Objetivos
1.2.1 Objetivo geral
Este trabalho tem como objetivo principal elaborar um modelo predominante de
um grupo de edifícios de escritórios construídos em Florianópolis‐SC entre 2004 e
2012 que possa ser utilizado para análise energética.
1.2.2 Objetivos específicos
Os objetivos específicos deste trabalho consistem em:
Definir o modelo predominante de edifícios de escritórios com início de
ocupação entre 2004 e 2012 em Florianópolis – SC;
Obter um novo acervo edilício para futuras pesquisas acerca da análise
energética dos mesmos;
Levantar as principais características construtivas dos edifícios estudados.
1.3 Estrutura do trabalho
O presente trabalho encontra‐se divido em cinco capítulos: Introdução, Revisão
Bibliográfica, Método, Resultados e Conclusões. No primeiro capítulo – Introdução
– o tema do trabalho é apresentado e justificado, apontando brevemente a
importância do assunto e os objetivos a serem alcançados.
A Revisão Bibliográfica faz uma apresentação e explanação do método de análise
de ciclo de vida energético em edificações. Revela‐se então um levantamento de
formas de definição de tipo predominante para edifícios. Posteriormente são
apresentados os programas computacionais para efetivação da pesquisa.
O Método está englobado então no terceiro capítulo, onde se mostra inicialmente
uma breve descrição dos métodos adotados seguidos da explicação de como se
realizou o levantamento de dados das edificações existentes para posteriormente
se fazer a definição do tipo predominante. Ao final é mostrado um subcapítulo com
breves considerações sobre o método instituído.
16. INTRODUÇÃO
15
No quarto capítulo, Resultados, é apresentada a fase de saída de dados do método
aplicado. Dessa forma, o tipo predominante é caracterizado para uso futuro de
análises energéticas. Ao final do capítulo novamente são realizadas considerações
sobre os resultados obtidos.
São obtidas então no quinto capítulo as Conclusões, as quais são extraídas das
análises obtidas a partir dos resultados expostos no quarto capítulo deste trabalho.
Estas considerações finais apontam para um breve diagnóstico do envelope
arquitetônico de edifícios de escritórios. Serão apresentadas ainda limitações da
pesquisa e sugestões para futuros trabalhos.
17. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
16
2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
2.1 Introdução
Neste capítulo são abordados quatro temas de importância para essa pesquisa: o
consumo energético da construção civil no Brasil; a análise de ciclo de vida
energético em edificações; a simulação computacional e a análise de tipos
predominantes de edifícios.
Referente à importância de se estudar eficiência energética em edificações, o
subcapítulo sobre o consumo energético da construção civil no Brasil relaciona e
descreve o alto consumo de energia por parte do setor com a baixa
empregabilidade e participação do PIB se visto proporcionalmente a outros
setores da economia. A literatura também percorre referências internacionais que
mostram o impacto dos edifícios no globo e a preocupação de diversos países
acerca do tema desde a década de 1970.
Sequencialmente o subcapítulo da análise de ciclo de vida energético em
edificações explica a origem e a importância dessa metodologia na avaliação
potencial de impacto dos edifícios no meio ambiente.
Na literatura da simulação computacional são levantadas as referências
bibliográficas mais recentes nacionais e internacionais, principalmente às que
relacionam atuais problemáticas de interoperacionalidade entre Building
Information Modeling e Simulação Energética Computacional.
Antes das considerações finais há um breve levantamento de pesquisas
relacionadas a tipos predominantes de edifícios, em especial edifícios de
escritórios para que se possam ser utilizadas informações construtivas na
simulação e caracterização de elementos relevantes das edificações analisadas.
2.2 Consumo Energético da Construção Civil no Brasil
Os países atingidos pela crise do petróleo durante a década de 1970 estão entre os
maiores financiadores de políticas de eficiência energética em edificações. Segundo
a International Energy Agency (IEA), as edificações contam por quase um terço da
energia final consumida no mundo (IEA, 2011). Desta parte, aproximadamente
metade do consumo energético em edificações é devido ao aquecimento e
resfriamento de ambientes assim como ao aquecimento de água. Estes fatores
tornam o desempenho energético em edifícios um critério essencial para políticas
governamentais em países com escassez de energia.
No panorama brasileiro, o crescimento econômico nas últimas décadas tem
demandado uma expansão da matriz energética nacional. Para a expansão das
18. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
17
fontes de energia, os planos nacionais de governo têm tratado de ampliar os
centros de produção de energia, em especial os derivados da cana‐de‐açúcar. A
Figura 2 demonstra a variação da produção de energia primária no Brasil em
quarenta anos.
Figura 2 – Produção de Energia Primária.
Fonte: MME, 2012.
Contrário ao que se espera, o Brasil passou por um crescimento muito mais
expressivo na produção de energia a partir do petróleo do que a partir de energias
renováveis. Contudo, programas governamentais têm realizado grandes
investimentos no setor energético renovável. Como exemplo, tem‐se a usina de
Belo Monte e as usinas eólicas nordestinas.
Além da produção de energia renovável, houve também um olhar para a eficiência
energética dos setores da economia brasileira. Com a crise de energia em 2001, o
Brasil se voltou a inserir leis que exigissem minimamente bons desempenhos
energéticos de aparelhos e máquinas domésticas. A etiqueta Procel é o maior
contribuinte para esses casos.
No país, o consumo de energia elétrica em edificações, ou seja, nos setores
residencial, comercial e público, correspondeu a 47% da eletricidade consumida
em 2010 (BEN, 2011). Porém, de modo geral, o setor da construção civil ainda
recebe pouca atenção quanto ao uso racional de energia. Além do uso de energia
para operação das edificações, há também o impacto da própria construção para a
sociedade. A exemplo disso, a construção civil ocupa um valor significativo no
20. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
19
Com a crise energética dos anos 1970 e posteriormente os interesses sociais e
econômicos, pesquisas buscaram métodos de avaliar impactos ambientais. Por isso
as pesquisas relacionadas aos ciclos de vida completos de serviços e produtos
tornaram‐se de maior interesse para a comunidade científica.
Durante meados dos anos 1980 novos termos apareceram para descrever esses
estudos incluindo “balanço ecológico” e “análise do berço ao túmulo” – cradle‐to‐
grave analysis. Em 1990 o termo Avaliação de Ciclo de Vida foi proposto em um
Congresso em Vermont, Estados Unidos, realizado pela SETAC (Society of
Environmental Toxicology and Chemistry) (HORNE et al., 2009).
Com o rápido crescimento do interesse por parte de cientistas e políticos
internacionais, em 2002, a UNEP (United Nations Environment Programme) e a
SETAC criaram a UNEP/SETAC Life Cycle Iniciative para acompanhar o
desenvolvimento da ACV nas bases práticas de países europeus, dos Estados
Unidos e do Japão. Posteriormente, o foco também se voltou para as indústrias da
Ásia, África e América do Sul em detrimento do processo de globalização. Assim,
profissionais da ACV aprimoraram técnicas e métodos para calcular impactos dos
sistemas de produção e consumo (HORNE et al., 2009).
2.3.2 Normalização
Conforme a NBR ISO 14040 de 2001, a ACV é uma técnica que estuda os aspectos
ambientais e os impactos potenciais ao longo da vida de um produto. No caso de
edificações, a ACV pode auxiliar nas seguintes questões:
Melhoria dos aspectos ambientais dos edifícios em vários pontos ao longo do
seu ciclo de vida;
Na tomada de decisão de projetos técnicos por parte de arquitetos e
engenheiros;
Na seleção de indicadores pertinentes de desempenho ambiental como
instrumentos de medição padrões para edifícios;
No próprio marketing de um empreendimento – auxílio para certificação
ambiental ou como uso comparativo entre um novo edifício e um convencional;
Ações governamentais para redução do consumo de energia, matéria‐prima,
resíduos sólidos e substâncias tóxicas.
Para uma melhor compreensão da metodologia da ACV, pode‐se resumi‐la como na
Figura 4.
21. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
20
Figura 4 – Organograma da Análise de Ciclo de Vida.
Fonte: NBR ISO 14040.
A Figura 4 pode também ser descrita em quatro sentenças:
A. Definição de objetivo e escopo – com clareza devem declarar a aplicação
pretendida, as razões para conduzir o estudo e o público alvo, considerando e
descrevendo‐os através de parâmetros como função e unidade funcional,
fronteiras do sistema, requisitos da qualidade de dados, comparações entre
sistemas e considerações sobre análises;
B. Análise de inventário – define a captação de dados pertinentes com relação a
entradas e saídas de um sistema de produto;
C. Avaliação de impacto – é voltada para a análise de impactos ambientais
potenciais, utilizando os resultados da análise de inventário do ciclo de vida;
D. Interpretação – faz o desfecho da ACV, onde a análise de inventário e a
avaliação de impacto são combinadas a fim de se alcançarem conclusões e
recomendações para os tomadores de decisão.
2.3.3 Análise de Ciclo de Vida Energético (ACVE) em Edificações
No sentido de buscar soluções para a redução do consumo de energia, verificou‐se
que as emissões de gases de efeito estufa – C02 em especial – gases ácidos, VOCs
(Volatile Organic Carbons) e outros poluidores atmosféricos poderiam ser
avaliados a partir dos conceitos de Energia Incorporada (ou Energia Embutida), o
que a tornou uma notável indicadora para a sustentabilidade de edificações
(BUCHANAN e HONEY, 1994; COLE, 1999; FAY, 2000; TRELOAR et al, 2001;
BROWN; BURANAKARN, 2003 apud TAVARES, 2006).
22. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
21
As análises energéticas tradicionais em edifícios comumente verificam a etapa
operacional ao longo da sua vida útil – 50 anos – e sugerem alterações construtivas
ou de instalações, tomando como diretrizes os padrões de uso de equipamentos e
ocupação da tipologia em estudo (SANTANA, 2006). Contudo, descartam etapas
pré‐operacionais, que podem chegar a 40% do consumo operacional da edificação
(TAVARES; LAMBERTS, 2005).
Ao se observar a considerável diferença com a inclusão da etapa pré‐operacional
de Energia Incorporada nos edifícios, enxerga‐se a importância da mesma nas
análises energéticas ao longo do seu ciclo de vida. Na Figura 5 a ACVE de uma
edificação pode ser compreendida. É a partir dessa avaliação integral do berço ao
túmulo que a ACV se torna uma das grandes razões que auxilia no
desenvolvimento de políticas econômicas nacionais e internacionais voltadas para
a gestão de matérias‐primas e recursos energéticos (EEA, 2002).
Figura 5 – Cronologia esquemática de uma ACVE para edifícios.
Fonte: Tavares (2006).
Dessa forma, a soma dos recursos energéticos do berço ao túmulo de uma
edificação é definida como energia total ou global (NBR ISO 14040, 2001). Esta é
composta pela energia incorporada ou pré‐operacional, pela energia de
manutenção ou operacional e pela energia de desconstrução ou pós‐operacional.
A energia incorporada contempla todos os insumos energéticos diretos e indiretos
para a construção de um edifício, contando também com os consumos de energia
para fabricação de materiais na construção civil.
A energia de manutenção é analisada durante a vida útil de um edifício. Algumas
necessidades de operação e reforma consomem consideravelmente energia e
insumos naturais. Para operação considera‐se o funcionamento adequado de
equipamentos como sistemas de iluminação, climatização, cocção, entretenimento
e ferramentas de trabalho. Nas reformas o consumo normalmente se dá pela
readequação de ambientes depreciados ou alterações para fins estéticos.
23. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
22
A energia de desconstrução é obtida na etapa final do ciclo de vida. Os resíduos
gerados na demolição ou desmontagem dos edifícios são contabilizados também
para o consumo de energia. Eventualmente no processo de reutilização ou
reciclagem de determinadas peças essa energia é balanceada no uso para novas
edificações (TAVARES, 2006).
2.4 Simulação Computacional
A computação tem revolucionado a forma de representar e projetar edifícios. No
início surgiu com a tecnologia CAD ‐ Computer‐aided design – apenas como forma
de representação gráfica e a possibilidade de multiplicação e maior precisão dos
desenhos. Os softwares iniciais de cálculo para estruturas e eficiência energética
trabalhavam numericamente e exigiam do usuário uma grande capacidade de
integrar todas as informações de compatibilização de projetos. Estes
procedimentos têm sido responsáveis por diversos problemas e atrasos na
construção civil, o que a tornou um dos setores mais defasados dentro das ciências
tecnológicas. A solução em viabilizar melhor a compatibilização de projetos surgiu
com ferramentas computacionais de integração, dentre elas, a ferramenta BIM.
2.4.1 BIM – Building Information Modeling
Os atuais processos de elaboração de projetos para a AEC (Arquitetura, Engenharia
e Construção) permanecem fragmentados e dependem da comunicação entre as
informações geradas. Erros e omissões nestas documentações frequentemente
causam custos imprevistos, atrasos e eventuais processos judiciais entre membros
de equipes de projeto. Esforços recentes têm incluído estruturas organizacionais
alternativas para melhorar metodologias de concepção de edificações como o
compartilhamento de documentos e projetos via Websites e a implementação de
ferramentas 3D CAD (EASTMAN et al., 2008).
Um dos problemas mais comuns associados ao papel da comunicação entre as
documentações durante as fases de projeto é o considerável gasto financeiro e
temporal para se analisar as informações sobre o projeto proposto, incluindo
custos estimados, análise energética, detalhes estruturais, entre outros. Estas
análises normalmente são realizadas entre as últimas etapas, quando os projetos
permitem apenas pequenas alterações. Devido a essas ações não acontecerem nas
etapas preliminares, consideráveis esforços por parte de equipes de projeto
necessitam realizar mudanças emergenciais, o que frequentemente compromete o
projeto base (EASTMAN et al., 2008).
Visando apoiar a intercomunicação entre os processos de projeto, o conceito BIM –
Building Information Modeling – permite a construção de um modelo de edifício
24. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
23
atribuído de informações (EASTMAN et al., 2008). No método tradicional de
ferramentas CAD ‐ Computer‐aided design – cada vista é desenhada separadamente
sem qualquer relação entre si. Os desenhos CAD são simplesmente uma coleção de
dados gerados manualmente, onde o próprio usuário deve produzir as
informações do projeto para construção. No sistema BIM, o foco e o esforço estão
localizados no próprio modelo BIM. Este modelo tem a capacidade de gerar
plantas, seções, detalhes e outras informações pertinentes ao projeto de forma
integrada e automática, reduzindo erros futuros na compatibilização e construção
das edificações (KRYGIEL; NIES, 2008). Pode‐se resumidamente afirmar que,
enquanto no CAD informações são geradas a partir dos desenhos elaborados, no
BIM as informações é que geram os desenhos – Figura 6.
Figura 6 – Diferença entre CAD e BIM para atribuição de informações em um
projeto.
Fonte: Krygiel e Nies (2008).
Da mesma forma que a integração entre projeto arquitetônico e projetos
compatibilizados ocorre apenas em fases finais, a análise energética
frequentemente tem sido realizada apenas após a concepção do projeto base
(SCHLUETER; THESSELING, 2009). Esse equívoco gera uma análise que pouco
altera o envelope arquitetônico, ficando responsável pela eficiência energética
apenas as atribuições ao MEP (Mechanical, Electrical and Plumbing).
A intercomunicação entre equipes de projeto para análise energética é facilitada
com o BIM, principalmente nas etapas iniciais. Os dados parametrizados dentro de
um modelo BIM servem para quantificação de elementos construtivos e posterior
análise energética, gerando maior acesso aos profissionais da Arquitetura,
Engenharia e Construção para que possam elaborar edifícios com menor escala de
25. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
24
impactos ambientais (GRAF et al., 2012). Estas análises são realizadas através do
próprio BIM, de plugins internos ou ainda em plataformas externas.
Além de novos projetos, as análises energéticas também podem ser realizadas a
partir de modelos BIM de edificações existentes ou históricas. O correto
levantamento da arquitetura, estrutura e instalações de um edifício existente
geram ao BIM um completo modelo edificado, podendo posteriormente ser
realizadas simulações energéticas. Os resultados das simulações, por sua vez,
levantam as possíveis alterações a serem feitas na edificação em questão. Os
aspectos a serem modificados no edifício são trabalhados novamente no modelo
BIM, criando uma nova etapa da edificação, sem que se exclua a antiga no mesmo
arquivo. A simultaneidade de modelos de edifícios em um só arquivo permite aos
projetistas identificar quais as alterações mais pertinentes que devem ser
prognosticadas ao projeto assim como a compatibilização entre as disciplinas.
Deste modo, os conflitos são previstos com maior facilidade e precisão com gasto
de tempo menor, garantindo redução de custos e erros em um processo de
reabilitação ou reforma de uma construção (OSELLO et al., 2011). A síntese dessa
metodologia pode ser averiguada na Figura 7.
Figura 7 – Processo de gerenciamento de um modelo BIM para análise
energética
Fonte: Osello et al. (2011).
2.4.2 Simulação energética computacional
Para as análises de performances energéticas em edificações é necessário saber
quais os dados de entrada e saída que se desejam para que a partir destes o edifício
26. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
25
em estudo seja projetado de forma eficiente. Na simulação energética
computacional os dados de entrada podem ser coletados do BIM, onde a geometria
e as informações atribuídas ao desempenho são determinadas pelos projetistas.
Com a simulação energética do edifício, o modelo BIM é posteriormente alterado
conforme os resultados dos dados de saída. Após alterações, o projeto é novamente
simulado até que se almeje um ponto ótimo entre desenho e eficiência energética
para a equipe de projeto. Com o BIM, diversos estudos visando eficiência
energética são facilmente incorporados à simulação.
No Brasil, apesar da simulação energética computacional estar pouca atribuída ao
BIM, ela tem sido uma ferramenta importante na evolução de projetos de edifícios
eficientes. Desde a década de 1980 a simulação vem trazendo consigo programas
computacionais importados para fins de pesquisa no país. Os grupos de pesquisa
que vieram a desenvolver suas próprias plataformas para simulação se destacaram
no estímulo de edificações de melhor desempenho (MENDES et al., 2005).
Entretanto, o mercado da construção civil ainda tem utilizado em poucos casos a
simulação.
Na aplicação do BIM para a determinação de energia incorporada de um edifício,
porém, estudos já comprovam viabilidade de uso. Graf et al. (2012) demonstraram
que é possível realizar estudos de impactos ambientais a partir apenas de um
modelo BIM e planilhas eletrônicas para cálculo de energia incorporada e emissão
de CO2. Para o cálculo de energia incorporada, a pesquisa não apresentou erros no
levantamento quantitativo de materiais realizados pelo BIM em relação a um
levantamento convencional por planilha, o que comprova a viabilidade dessa
metodologia de concepção de projeto para edificações.
2.4.3 Interoperacionalidade
computacional
entre
BIM
e
simulação
energética
O BIM é uma ferramenta adequada para construção de geometrias complexas de
edificações, entretanto ainda possui restrições como ferramenta de análise
energética. Um programa não consegue suprir todas as necessidades de elaboração
de um projeto, o que torna a interoperacionalidade com outras plataformas
essencial para o seu bom desempenho (KRYGIEL; NIES, 2008).
A capacidade de interoperacionar com ferramentas já existentes de análises de
orçamentos, energia, conforto, iluminação e ciclo de vida em edificações é um
desafio para o BIM. Em alguns casos, para realizar uma análise energética de um
edifício em uma plataforma externa ao BIM é gasto em torno da metade do tempo
apenas para se recriar um modelo tridimensional já produzido no próprio BIM
(KRYGIEL; NIES, 2008).
27. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
26
A importância acerca da temática de interoperacionalidade entre BIM e simulação
se mostrou enfaticamente na Building Simulation 2011 na Austrália. Dos artigos
apresentados na conferência, mais de vinte tratavam apenas do uso da simulação
energética para ferramentas BIM (IBPSA, 2011). A expectativa para os próximos
anos entre BIM e simulação está no desenvolvimento de bibliotecas de materiais
de construção compatíveis entre as plataformas para que os modelos geométricos
do BIM sejam exportados com propriedades consistentes dos materiais para a
análise de uma simulação energética computacional (CHAIRMAN, 2011).
Moon et al. (2011) levaram à conferência uma publicação de um estudo
comparativo de interoperacionalidade entre plataformas diversas de simulação e
BIM. O principal critério de validação da pesquisa foi a capacidade das plataformas
de simulação energética computacional aceitarem as informações geradas no
modelo BIM com a maior precisão e quantidade informacional possível. As
informações consideradas de importância para simulação foram as utilizadas em
arquivos gbXML ‐ um tipo de linguagem computacional que permite comunicar
informação entre BIM e simulação energética com pouca ou nenhuma interferência
humana. As ferramentas BIM testadas foram o Revit Architecture e o Revit MEP,
ambas da Autodesk, enquanto os simuladores de energia foram o EnergyPlus, E‐
quest, Ecotect e IES/VE. Nas plataformas BIM, o Revit MEP demonstrou melhor
desempenho em aceitar informações relacionadas a aspectos termoenergéticos.
Para a simulação, o EnergyPlus e o E‐quest apresentaram melhor compatibilidade,
apesar do primeiro não conseguir importar corretamente informações da
geometria do edifício em estudo. A Tabela 2 sintetiza essa comparação de
interoperacionalidade entre BIM e simulação.
Tabela 2 – Capacidade de interoperacionalidade entre ferramentas BIM e de
simulação energética computacional através de arquivos gbXML.
FERRAMENTAS DE
SIMULADORES ENERGÉTICOS
MODELAGEM BIM
COMPUTACIONAIS
(EXPORTAÇÃO)
(IMPORTAÇÃO)
VALIDAÇÃO DE CRITÉRIOS
(INFORMAÇÕES GBXML)
EQUEST
REVIT
ECOTECT IES/VE
REVIT MEP
ENERGYPLUS
3.64 (VIA
ARCHITECTURE
2011
6.2
(2011)
6.0 (VIA GBS)
GBS)
(2011)
O
O
Superfícies
O
O
O
O
Geometria da
edificação
O
O
Aberturas
X
O
O
O
O
O
Ambiente
O
X
O
O
Composição
espacial
X
O
Zona
X
O
X
O
X
O
Construção
O
O
X
X
X
O
Layer
O
O
X
X
Materiais de
construção
X
O
Materiais
O
O
X
X
X
O
Tipos de janelas
X
O
X
X
X
O
Pessoas
O
O
X
X
X
O
Iluminação
O
O
X
X
Carregamentos
internos
X
O
Equipamentos
O
O
X
X
X
O
Ar externo
X
O
X
X
X
O
Uso e ocupação geral
O
O
X
X
Uso e ocupação
X
O
Uso semanal
O
O
X
X
X
O
Uso diário
O
O
X
X
X
X
Ar condicionado
‐
O
O
X
X
Fonte: Moon et al. (2011).
28. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
27
2.4.4 Integração entre BIM e simulação energética computacional
A Autodesk, companhia produtora do Revit, também tem trabalhado com a
implantação sistemas de análise energética dentro do seu próprio BIM
(AUTODESK, 2013). Contudo, o simulador ainda está em fase de estudos e sua
função está voltada à concepção conceitual de análise de energia, o que não valida
uma simulação específica como as que já ocorrem há anos com outras ferramentas
de simulação energética computacional.
2.5 Modelo predominante
A fim de obter resultados sobre ACVE a partir dos edifícios de escritórios em
Florianópolis, o modelo predominante é um conjunto de características reduzidas
de uma determinada população edilícia escolhida (CARLO; TOCCOLINI, 2005). Com
o modelo caracterizado, pode‐se simulá‐lo nas mais diversas plataformas para
comparações de ACVE, como nas ferramentas BIM e de simulação energética
computacional.
As características analisadas para a elaboração de um modelo referencial são
inseridas conforme necessidades do estudo a ser realizado. O DOE (Department of
Energy) utiliza um método com entrada informacional de quatro áreas de
investigação: programa, forma, fabricação e equipamento. Corgnati et al. (2012)
traduzem essa combinação para as edificações nos respectivos parâmetros:
operação, forma, sistemas e envelope (Figura 8).
Figura 8 – Ilustração dos quatro parâmetros utilizados para definição de tipo
predominante de edifícios conforme a metodologia DOE.
Fonte: Corgnati et al. (2012).
29. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
28
Há diversos métodos para formulações de modelos predominantes de edificações.
O método utilizado está relacionado com a finalidade e dados disponíveis da
pesquisa. Corrado, Ballarini e Corgnati (2012) classificam três formas de métodos
de modelos predominantes de edifícios:
O Edifício (Referencial) Exemplo tem a função de servir como modelo na
inexistência de dados estatísticos ou impossibilidade de obtenção dos mesmos. O
modelo levantado surge a partir do conhecimento técnico de especialistas e
estudiosos do assunto. Os questionamentos apontam para uma combinação de
elementos que mostram um edifício que é o mais provável de um grupo edilício,
com uma localização selecionada e uma idade de existência.
O uso do Edifício (Referencial) Real é aquele considerado o mais semelhante entre
as médias estatísticas de uma determinada categoria levantada. O resultado
provém de uma larga análise de amostras de um estoque edificado pesquisado.
Por último, o Edifício (Referencial) Teórico consiste na obtenção de informações
estatísticas de composição de um estoque edificado. O edifício é então modelado a
partir de valores médios dos sistemas e materiais levantados.
Na literatura brasileira as pesquisas por modelo predominante de edifícios
apontaram para um uso maior do Edifício Referencial Teórico. Santana (2006)
usou esse modelo de edifício para Florianópolis enquanto Lamberts, Ghisi e Ramos
(2006) realizaram vastos levantamentos no país, onde a coleta de informações de
edifícios reais gerou um modelo teórico baseado em todas as médias analisadas.
Em Florianópolis, Minku et al. (2005) pesquisaram 47 edifícios de escritórios
construídos entre 1974 e 2003. Destes, 73% tinham a área de janela entre 0 a 40%
da área da fachada e 23% possuíam elementos de proteção solar. Apesar de haver
um crescimento do número de edifícios com fachadas totalmente envidraçadas a
partir do final da década de 1980, o levantamento geral concluiu que a área de
janela média era condizente com o clima da região. Contudo, os elementos de
proteção solar estiveram pouco presentes e, quando existentes, tinham por maior
finalidade um refinamento estético da edificação.
O trabalho de Santana (2006) utilizou a pesquisa Minku et al. (2005) em seu
método para a definição física do modelo predominante, enquanto o levantamento
de Moreira (2005) serviu para a obtenção de dados dos padrões de uso e ocupação.
Ao final, Santana (2006) considerou diversas variáveis, entre elas:
Localização;
Número de edifícios;
Orientação solar;
Número de pavimentos;
Forma;
Elementos de proteção solar;
30. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
29
Percentual de área de janela na fachada (PJF);
Sistemas de abertura;
Paredes;
Cor;
Vidros;
Coberturas;
Padrão de uso de equipamentos;
Padrão de ocupação.
O método utilizado por Santana (2006) também foi semelhante ao utilizado por
Lamberts, Ghisi e Ramos (2006) na avaliação de edifícios de escritórios nas oito
zonas bioclimáticas brasileiras, definidas pela NBR 15220‐3. Usando os mesmo
parâmetros já apresentados, o estudo concluiu haver homogeneidade nas
características físicas das edificações. Fatores como forma, paredes, coberturas e
sistemas de aberturas se mostraram semelhantes. Florianópolis, localizada na zona
bioclimática 3, apresentou algumas diferenças das demais localidades. A existência
de elementos de proteção solar foi identificada como a menor dentre todas as
cidades, contudo os vidros especificados foram em maioria o fumê, uma
excepcionalidade com os demais lugares onde vidros transparentes dominaram a
pesquisa. As Figuras 9 e 10 abaixo demonstram essas duas diferenças.
Figura 9 – Porcentagem de edifícios que possuem elementos de proteção
solar.
Fonte: Lamberts, Ghisi e Ramos (2006).
31. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
Figura 10 – Tipos de vidros utilizados em edifícios de escritórios.
30
Fonte: Lamberts, Ghisi e Ramos (2006).
O levantamento de modelos predominantes de edifícios de escritórios é
comumente utilizado para as etapas operacionais do ciclo de vida das edificações.
Entretanto, para a determinação da energia incorporada, além dos parâmetros
citados, o quantitativo total de materiais, o transporte dos insumos e mão‐de‐obra
até a obra também devem ser inclusos.
De forma geral, a literatura técnica relacionada à ACV utiliza estudos de caso
particulares de edifícios, não havendo levantamento de grupos edilícios para a
elaboração de um modelo predominante de edifício para análise. Entretanto, as
características específicas da ACV para determinação do modelo predominante
podem ser analisadas através de médias regionais. Isso porque diversos grupos
edilícios em Florianópolis são construídos por um pequeno grupo de construtoras,
onde a origem dos materiais e da mão‐de‐obra provém de forma semelhante dos
mesmos lugares.
2.6 Considerações finais
Os pontos levantados nesta revisão consideraram a importância da análise
energética para o ciclo de vida das edificações. Como visto, algumas pesquisas
mostraram contradições ao se inspecionar fases pré‐operacionais, pois em alguns
casos a redução da energia incorporada inicial aumenta o consumo da energia
operacional e vice‐versa.
O grau de insustentabilidade da construção civil também foi claramente
apresentado. O seu consumo de energia é muito alto em detrimento da pouca
geração de empregos e participação do PIB se comparado a outros setores da
32. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
31
economia brasileira. O quadro de consumo da energia no Brasil pela AEC é um caso
de formulação de novos programas de planejamento para a redução de consumo
energético e consequentemente dos impactos ambientais e socioeconômicos.
Apesar de existirem normas de desempenho energético, há pouca exigência ainda
da eficiência energética dos materiais utilizados na construção civil, assim como o
próprio processo de construção em si das edificações.
A simulação computacional foi apresentada como um método importante para a
projetação de edifícios novos ou existentes, pois declara a consciência e melhor
preparação para os desafios da AEC. O BIM como novo compatibilizador de
projetos e auxiliador de ferramentas de simulação energética foi discutido para se
evidenciar sua atual posição dentro do setor de eficiência energética em
edificações. Como apontou a literatura, sua existência ainda em fase provisória
demonstra diversas novas dificuldades para projetistas assim como para o próprio
mercado da construção civil.
Com a pesquisa por literaturas relacionadas à determinação de modelos
referenciais de edifícios, notou‐se a necessidade de investigação das características
arquitetônicas gerais das edificações como a envoltória e suas proporções e os
sistemas internos para o funcionamento da mesma. A caracterização de um tipo
predominante de edifício é claramente a elaboração dos dados de entrada de uma
análise energética, tanto relacionada à análise energética operacional quanto à
análise energética pré‐operacional.
Ao término desta revisão bibliográfica se inicia então o processo metodológico da
pesquisa. Este trabalhará conjuntamente com os assuntos abordados neste
capítulo em um processo linear: levantamento de dados dos edifícios de escritórios
de Florianópolis e modelagem do tipo predominante que represente esse conjunto
edilício.
33. MÉTODO
32
3 MÉTODO
3.1 Introdução
Esta pesquisa apresenta um método para se levantar características comuns entre
edificações de escritórios a fim de posteriormente realizar análises energéticas.
Essas análises podem ser realizadas em simuladores energéticos computacionais e
outras plataformas para que se possa avaliar a eficiência da envoltória, a
quantidade de edifícios construídos na cidade, suas características estéticas e
construtivas, análise de ciclo de vida, entre outros.
Resumidamente, esse levantamento pode ser mostrado da seguinte forma:
Distinção das características tipológicas dos edifícios a serem estudados;
Definição do período de início de ocupação das edificações;
Localização do grupo edilício;
Levantamento das características de projeto da edificação na SUSP;
Levantamento das mesmas características através dos construtores e
incorporadores responsáveis pela execução dos edifícios;
Levantamento in loco de dados não disponíveis na SUSP e nas empresas de
execução dos prédios;
Definição do modelo predominante através da aplicação de métodos
estatísticos.
Estas etapas estão mais detalhadas nas seções a seguir.
3.2 Levantamento de dados
Os dados foram obtidos de quatro fontes distintas: levantamentos na SUSP,
questionários aos construtores, levantamentos in loco e complementações de
mapas via satélite fornecidos pelo software Google Earth.
3.3 Distinção dos edifícios de escritório
Com ênfase na análise de edifícios de múltiplos pavimentos‐tipo e considerável
altura, foram selecionadas somente construções com existência de elevadores que,
por consequência, possuíssem cinco ou mais pavimentos. O uso escolhido foi de
ambientes para escritórios, podendo ser público ou privado. Edifícios exclusivos
para finalidades médicas como prédios de clínicas foram excluídos por possuírem
envelopes arquitetônicos e algumas dimensões distintas de edifícios de escritórios
convencionais.
35. MÉTODO
34
3.5 Orientação solar dos edifícios
As orientações foram obtidas através imagens de satélite do software Google Earth.
A partir das imagens foi possível obter os ângulos das fachadas em relação aos
pontos cardeais.
3.6 Forma
As formas foram classificadas visualmente em relação às proporções da planta do
pavimento‐tipo. Os grupos seguiram as seguintes formas: quadrado, retângulo,
trapézio, triângulo e L.
3.7 Elementos de proteção solar
Elementos dispostos na fachada que sombreavam os edifícios de forma
significativa foram considerados no levantamento, mesmo que sem este objetivo.
Saliências para fins estéticos, como cornijas e frisos, foram desconsideradas por
trazerem pouca ou nenhuma contribuição em modelos para análise energética.
3.8 Relação solo‐edifício
Devido à importância da influência que o solo possui na redução do ganho térmico
em edifícios, a relação solo‐edifício foi considerada no levantamento. O número de
pavimentos abaixo do nível do solo e o modo de contato que possuía através da
envoltória arquitetônica foram analisados. Estas informações foram obtidas a
partir dos desenhos arquitetônicos e especificações de materiais disponibilizados
nos arquivos da SUSP.
3.9 Definição do modelo predominante
Para definir o modelo predominante que representasse o grupo edilício de
escritórios de Florianópolis, os dados obtidos provieram de informações da SUSP,
do software Google Earth, de construtoras, profissionais liberais e de visitas in loco.
Dentre os métodos apresentados por Corgnati et al. (2012), utilizou‐se o de
modelagem do Edifício Referencial Teórico. Os dados foram tratados de forma
semelhante à Schaefer et al. (2012), com levantamento em campo, tratamento e
análise e, por fim, determinação dos protótipos.
A partir dos dados organizados em planilhas, calculou‐se a média da frequência
dos parâmetros quantitativos levantados (área envidraçada, dimensões dos
36. MÉTODO
35
edifícios, tempo de construção, área construída, entre outros). Aos parâmetros
qualitativos foi calculada a moda de modo que, quando houvesse empate em
determinado parâmetro, fosse utilizado aquele que estivesse mais presente em
grupos maiores de edifícios semelhantes entre si.
Por fim, com a saída de dados para construção dos modelos, foi optado em utilizar
de maneira subjetiva a composição das fachadas. Mesmo que baseado na
disposição entre área opaca e transparente, os parâmetros subjetivos foram
dispostos a se equivaler com alguns edifícios que utilizassem disposições
semelhantes entre si.
Para compreender cada parâmetro adotado na construção do modelo
predominante, são descritos a seguir os métodos de tratamento e análise dos
dados levantados.
3.9.1 Número de pavimentos
O levantamento obteve uma amostra de edifícios com mais de cinco pavimentos
que possuíssem elevador. O número de pavimentos foi contabilizado, incluindo
subsolos, térreos, sobrelojas, pilotis, pavimentos‐tipo e áticos. A ênfase do estudo
está nos pavimentos‐tipo, onde as características levantadas foram mais
minuciosas.
3.9.2 Forma
Através do levantamento das formas das plantas dos edifícios, a mais frequente foi
utilizada para o modelo predominante.
3.9.3 Dimensões
A partir das dimensões gerais do perímetro dos edifícios, pés‐direitos, medidas
internas dos escritórios e proporções encontradas nos levantamentos da SUSP, foi
definido o tamanho padrão do modelo referencial.
3.9.4 Orientações das fachadas
Com auxílio do software Google Earth e das plantas de situação dos projetos das
edificações foi levantada a orientação das fachadas para o modelo predominante. A
frequência das orientações foi considerada e utilizada para o modelo
predominante.
37. MÉTODO
36
3.9.5 Elementos de proteção solar
Para incluir ou não os elementos de proteção solar foram analisadas as frequências
de sua existência nas orientações dos edifícios. Quando encontrados em maioria,
foram considerados na modelagem, quando não encontrados, foram
desconsiderados.
3.9.6 Detalhes construtivos
As especificações de materiais da envoltória foram contabilizadas e escolhidas por
frequência de ocorrência. A partir dos materiais mais utilizados para cada parte da
edificação, foi montado então o edifício modelo.
3.9.7 Percentual de área de janela na fachada – PJF
Para cada fachada foi averiguado um quociente entre área envidraçada e área total,
gerando um valor que foi convertido posteriormente em percentagem. O resultado
final é uma síntese entre orientação da fachada e percentagem de área de janela.
3.9.8 Relação solo‐edifício
A necessidade de construir andares no subsolo surge das vagas de garagens que
não conseguem suprir a totalidade exigida de estacionamento pelos próprios
pavimentos de garagens acima do andar térreo. Estes pavimentos têm pouca
influência no consumo energético de operação do edifício, contudo possuem
energia incorporada na construção do mesmo de forma considerável pelo volume
de terra escavado e a estrutura necessária para implantação destes ambientes.
Para a análise, foi de importância para a relação solo‐edifício a quantidade de
pavimentos subsolo das edificações. A obtenção desses dados foi retirada a partir
de desenhos arquitetônicos em corte das edificações.
3.9.9 Entorno
A análise de entorno, apesar de grande importância, foi pouco encontrada em
referências de literatura. Santana (2006) utilizou a Lei Complementar nº 1/97 do
Código de Obras de Florianópolis para simular diferentes tipos de obstruções de
entorno. De forma semelhante, o método de análise de entorno deste trabalho usou
os seis casos de obstrução de Santana (2006) para quantificar os edifícios em volta
38. MÉTODO
37
dos analisados. A Figura 12 apresenta as possibilidades de entorno estudadas para
este levantamento.
Figura 12 – Relação de estudo da obstrução do entorno.
Fonte: SANTANA, 2006.
3.10 Considerações finais
Durante o método desta pesquisa foi apresentado o grupo edilício levantado, suas
características e seu recorte dentre a totalidade existente em Florianópolis.
Através dos dados obtidos, foi mostrado o método de tratamento e análise de
dados que, por fim, foi utilizado para construir o modelo predominante.
Apesar de existirem vastas literaturas para montagem de modelos referenciais de
edifícios para análise de consumo energético, poucas abordam a temática da ACV.
A diferença dessa abordagem pode apontar que, por exemplo, enquanto na análise
energética computacional da fase de operação de edificações, os vidros duplos,
normalmente mais eficientes, reduzem o consumo energético, na fase de
construção dos edifícios a energia incorporada é muito maior, visto que a
quantidade necessária de alumínio para sustentação de vidros duplos é maior que
em vidros comuns. Como o alumínio é um dos materiais de maior consumo
energético dentro da construção civil (Anexo A), ele incorpora muita energia em
um edifício, o que conclui uma contradição entre construção e operação de
edifícios em alguns casos. Deste modo, a concepção de modelos predominantes
para ACV apresentam resultados de impactos energéticos mais reais que modelos
para análise de consumo operacional, principalmente ao que tange ao consumo da
matriz energética nacional e dos recursos naturais.
39. RESULTADOS
38
4 RESULTADOS
4.1 Considerações Iniciais
Através dos dados fornecidos pela SUSP, puderam‐se extrair informações que
moldaram o modelo predominante de edifícios de escritórios em Florianópolis.
Foram perceptíveis também algumas características novas dos empreendimentos
levantados nesta pesquisa em relação aos resultados de Santana (2006). Uma
grande parte dos empreendimentos começou a ocupar regiões fora da área central,
diferente de como havia sido até início dos anos 2000. Além disso, a quantidade de
edifícios construídos anualmente também se elevou (Tabela 3). Enquanto de 1974
a 1989 foram construídos apenas onze edifícios, nas décadas de 1990 e 2000
foram erguidos 34 (dezessete para cada decênio somente na região central de
Florianópolis).
Tabela 3 – Quantidade de edifícios ocupados por variação de anos.
Início da
Quantidade total de
Ocupação (Habite‐
Fonte
edifícios
se)
1974 ‐ 1979
1980 – 1989
1990 – 1999
2000 – 2003
2004 – 2009
2010 – 2012
8*
3*
17*
7*
15 (10)*
15 (8)*
SANTANA, 2006
SUSP, 2012
*localizados somente no centro de Florianópolis.
Para identificar melhor os edifícios analisados, a Tabela 4 apresenta seus
respectivos nomes na época em que foram consultados (2012), seu código de
inscrição quando receberam o alvará para construção da obra, as datas oficiais
cedidas pela Prefeitura de Florianópolis para o Alvará e o Habite‐se e a área
construída total do empreendimento. Além destes dados individuais de cada
prédio, podem ser encontradas mais informações no Apêndice A, onde cada
empreendimento é apresentado com todas as suas informações utilizadas neste
trabalho.
42. RESULTADOS
41
4.2 Análise de levantamento do parque edilício
4.2.1 Tempo de execução das obras
Analisando a Tabela 4 é possível também apreender o tempo necessário de
construção das edificações em Florianópolis. Considerando‐se a liberação do
Alvará como ponto inicial da construção do edifício e o Habite‐se como a
conclusão, essa avaliação pode contemplar o tempo em que cada unidade edilícia é
erigida (Figura 14) e a capacidade média de metros quadrados construídos por dia
em Florianópolis (Figura 15).
160
Número de meses de construção
140
120
100
80
60
40
20
0
1996 2001 2002
2004
2005
2006
2007
2008
2009
Início da construção (Alvará)
Figura 14 – Tempo de execução dos edifícios por ano de início de construção.
Fonte: SUSP, 2012.
Nota‐se na Figura 14 que ao longo dos anos os edifícios não tiveram evoluções
quanto à redução do tempo de construção. A média de tempo de construção foi de
1.279 dias – em torno de três anos e meio – exceto no Edifício Hoepcke Blue Center
e no Edifício da Advocacia Geral da União (este último de caráter público), com
3.045 – oito anos e quatro meses – e 4.231 dias – onze anos e sete meses –
respectivamente.
43. RESULTADOS
42
Ao que tange o tempo de execução dos empreendimentos, foi notável que o
aumento da área construída total dos edifícios é proporcional ao aumento da
quantidade de metros quadrados construídos por dia (Figura 14). Esta análise
demonstra que a redução do tempo de construção se comprova com o aumento da
reprodução de pavimentos‐tipo. O maior índice de produção construtiva esteve no
Centro Empresarial Luiz Elias Daux, onde houve a construção de quatro torres com
onze pavimentos cada, sendo três pavimentos comuns a todos (Subsolo, Térreo e
Garagem 1) e um pavimento de garagem em pilotis, seis pavimentos‐tipo e um
ático para cada torre. O empreendimento contou com 21.660,64 m² construídos e
uma produção de 16,9 m² construídos por dia. A pior produção esteve com o
Edifício da Advocacia Geral da União, com 0,8 m² construído por dia em uma obra
de 3.247,62 m² de área construída total.
18
y = 0.3975x + 1.0357
R² = 0.7734
16.9
Área construída por dia (m²/dia)
16
13.8
14
11.7
12
13.4
12.5
12.1
10.6
10.3
9.6
10
8.6
7.8
8
6.9
5.8 5.8
6
4.0
4
4.6
5.4
7.4
7.1
5.7
5.6 5.7
5.0
4.8
3.8
3.4 3.3
2.2
2
1.4
0.8
1,409.80
3,247.62
3,660.29
3,958.33
4,140.69
5,023.30
5,493.27
5,704.20
6,264.02
6,269.67
6,587.27
6,649.70
6,730.85
6,899.08
7,825.38
7,897.74
8,529.93
8,534.46
8,633.94
8,677.66
8,914.42
11,328.72
12,166.92
15,797.04
17,648.70
17,947.71
18,321.12
18,957.37
21,660.64
23,496.99
0
Área construída total do empreendimento (m²)
Figura 15 – Eficiência construtiva dos edifícios de escritórios em
Florianópolis por tamanho de empreendimento.
Fonte: adaptado de SUSP, 2012.
44. RESULTADOS
43
4.2.2 Localização dos edifícios
Dentre os doze bairros estudados, apenas quatro apresentaram existência de
edifícios de escritórios com mais de cinco pavimentos. A predominância ainda se
mantém no Centro com 60% do número de empreendimentos (Figuras 16 e 17) e
51% da área construída total.
Os bairros que não possuem a tipologia do presente objeto de estudo normalmente
se devem ao fato de não possuírem disponibilidade de terrenos, fácil acessibilidade
ou terem predominância residencial.
Figura 16 – Mapa de localização dos trinta edifícios em estudo.
Fonte: adaptado a partir de Google Earth (2013).
20
18
Quantidade de edifícios
16
14
12
10
8
6
4
2
0
Centro
Agronômica
Itacorubi
Trindade
Figura 17 ‐ Ocorrência de edifícios de escritórios por bairro.
45. RESULTADOS
44
4.2.3 Orientação solar das Fachadas
O resultado geral para orientações se mostrou equilibrado (Figura 18), contudo
nos bairros esse equilíbrio se deu apenas no Centro e Trindade, onde a localização
dos edifícios é mais esparsa. Na Agronômica e no Itacorubi, devido à concentração
de edifícios em regiões específicas, a variação foi pequena, com a orientação
predominante Nordeste para a Agronômica e Norte para o Itacorubi. Um dos
fatores que influencia na tendência de pouca variabilidade de orientação nestes
dois bairros é a direção que se encontram as vias principais, que formam um
aspecto de malha urbana em espinha dorsal, sem vias de maior porte em sentidos
transversais ou paralelos às principais.
Quantidade de
edifícios
7
6
5
4
3
2
1
0
Oeste
Norte
Sudoeste Nordeste Noroeste Sudeste
Leste
Sul
Figura 18 ‐ Orientação da fachada principal.
4.2.4 Forma das edificações
Os volumes das edificações seguiram formas prismáticas, com bases formadas
pelos recuos dos terrenos. Apenas 13% das edificações não possuíam base
quadrilátera reta, sendo todos estes localizados no Centro, onde a disponibilidade
de terrenos nem sempre obedeceu formas regulares (Figura 19).
Quantidade de edifícios
20
18
16
14
12
10
8
6
4
2
0
Retângulo
Quadrado
Trapézio
Triângulo
Figura 19 ‐ Forma em planta dos edifícios.
L
47. RESULTADOS
46
4.2.5 Quantidade de pavimentos por edifício
Na Figura 22, nota‐se que a quantidade de pavimentos mais comum nos edifícios é
de catorze assim como a sua média. Esta quantidade representa apenas a
totalidade de andares, sendo que estão também considerados os pavimentos de
garagens, subsolos, térreos, pilotis e áticos. Em termos de pavimentos‐tipo, a
média esteve em nove pavimentos e o maior resultado foi de catorze pavimentos‐
tipo, no edifício Hantei Office Building, o qual já mencionado utilizou transferência
do direito de construir e incorporou a si uma obra de arte, aumentando seu
potencial de gabarito.
6
Quantidade de
edifícios
5
4
3
2
1
0
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
Número de pavimentos
18
19
20
21
Figura 22 – Quantidade de edifícios por número pavimentos.
Os edifícios de escritórios de Florianópolis também não apresentaram aumento em
gabarito com o decorrer do tempo (Figura 23). Esse fato demonstra estabilidade de
altura das edificações por parte dos órgãos públicos, que não têm alterado seu
regimento em relação a essa característica no Código de Obras da cidade.
Número de pavimentos
25
20
15
10
5
0
1996 2001 2002
2004
2005
Pavimentos‐Tipo
Demais Pavimentos
2006
2007
2008
2009
Ano de liberação de alvará
Figura 23 – Quantidade de pavimentos por edifício em detrimento do ano de
alvará.