Transmitância térmica & energia incorporada na arquitetura : sua relação nas superfícies do invólucro de uma edificação residencial unifamiliar conforme a Norma da NBR 12721

Abstract

Resumo

Resumo: Eficiência energética nas edificações é um assunto de relevância mundial. Quanto mais eficiente for uma edificação, menos energia deverá consumir e menos impacto para a produção dessa energia irá ser causado. Com o aumento da população, mais espaços urbanos foram surgindo e o meio ambiente foi cada vez mais sendo impactado para atender a demanda por edificações. Tornar o ambiente construído mais eficiente depende do adequado desenvolvimento dos projetos arquitetônicos, assim como de suas especificações, conforme as condições climáticas locais. Os ambientes precisam atingir condições de conforto para a atividade que pretendem abrigar, sendo que a baixa eficiência energética das edificações é agravada devido ao uso desnecessário da climatização artificial para atingir uma condição confortável. Uma boa forma de melhorar o desempenho de uma edificação é através do invólucro e seu isolamento térmico correto conforme o clima estudado. Quanto mais isolado o invólucro, uma quantidade maior de materiais será utilizada e, consequentemente, mais energia será incorporada à edificação, porém menor será a transmitância térmica. O valor de transmitância térmica das superfícies que compõem o invólucro é importante para manter a edificação na faixa de conforto térmico com a menor quantidade possível de energia para climatização dos ambientes. Partindo desses parâmetros, a pesquisa visa buscar saber se existe uma relação de equilíbrio, ou seja, um ponto ótimo entre transmitância térmica e energia incorporada para edificações residenciais usualmente construídas no Brasil, locadas em Curitiba e verificar se a tecnologia construtiva (materiais e sistemas construtivos) usada em todo o país de forma padrão atende às condições locais dessa cidade, a partir de uma faixa de conforto determinada para Curitiba. O objeto de estudo (amostra) para desenvolvimento da pesquisa é o projeto-padrão Residência Padrão Normal - R1-N da Norma Brasileira NBR 12721, a qual representa a realidade do mercado imobiliário nacional. A partir da composição de materiais dos elementos das superfícies da edificação, são calculadas a energia incorporada e a transmitância térmica por área de superfície (paredes, janela, porta, lajes, cobertura). A pesquisa trata de um experimento e manipula as espessuras das superfícies que compõem o invólucro ao multiplicá-las por 2, 3, 4 e 5, criando variações de projeto. A partir das cinco variações, são mensurados os efeitos sobre a temperatura interna da edificação (através de simulação computacional) e sobre a energia incorporada (através de cálculos). Ainda, são obtidos dados da energia de climatização necessária para adaptar o ambiente interno à faixa de conforto térmico. Como resultado, a edificação mostrou-se desfavorável ao clima de Curitiba (se sem climatização), mesmo depois de encontrado o ponto de equilíbrio, dentre as situações estudadas. Por necessitar de relevante quantidade de energia de climatização, a edificação mostrou-se inviável ambientalmente e financeiramente de ser implantada em Curitiba. Através da pesquisa, conclui-se que o uso da mesma tecnologia construtiva em um país de diversos climas não é recomendável em função do desconforto térmico ou do excessivo uso de climatização para tornar os ambientes habitáveis.

Abstract: Energy efficiency in buildings is an issue of global significance. How much more efficient is a building, it will consume less energy and less impact of energy production will be caused. With increasing population, more urban areas had been appearing and the environment has been ever more being impacted to attend demand for buildings. Making the built environment more efficient depends on adequate development of architectural designs, as well as their specifications, as the local weather conditions. Indoor environments needs to achieve comfortable conditions for activity they intend to have, being that the low energy efficiency of buildings is enhanced by the unnecessary use of artificial acclimatization to achieve a comfortable condition. A good way to improve the performance of a building is through the insulation envelope as the climate studied. How much more isolated the envelope, a larger amount of material will be used and, consequently, more energy will be incorporated into the building, however, the lower the transmittance. Thermal transmittance value is important for maintaining the building in the range of thermal comfort using less amount of energy for climate control. From these parameters, the study searched know if there is an equilibrium relationship between embodied energy and thermal transmittance in a range of comfort, determined for residential buildings usually built in Brazil, in Curitiba. It verifies if the construction technology used around the country respond to local conditions in the city. Design standard Normal Residence Standard - R1-N of the Brazilian Standard NBR 12721 is used to sample. It can represent the reality of the situation nationally. The research is an experiment, manipulating the thickness of the areas that compose the envelope of the building. It measures the effects on the indoor temperature of the building through computer simulation. This study also analyzes their effects on the embodied energy. From the material composition of the elements of the surfaces of the building and changes in design, embodied energy and thermal transmittance are calculated for the original project and four other variations. Energy data are obtained from acclimatization necessary to adapt to indoor comfort range. As a simulation results the building proved to be unfavourable to the climate of Curitiba, requiring all lot of energy of acclimatization, and this, resulting in a higher average monthly expense, even in the best situation studied. The research concludes that using the same construction technology in a country of many climates is not recommended due to the thermal discomfort or excessive use of acclimatization to become the habitable environments.