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architexts ISSN 1809-6298


abstracts

português
O artigo explora o campo da simulação computacional termoenergética com foco no Instituto de Química da UnB. Realizou-se avaliação e proposição de soluções para a melhoria do desempenho térmico dos ambientes utilizando a simulação computacional.

english
The study aimed to explore the field of building simulation of thermal performance focusing the Chemistry Institute of the UnB. It was accomplish the evaluation and proposition of solutions to the thermal improvement of the rooms.

español
El trabajo explora el campo de la simulación computacional térmica y energética con foco en el Instituto de Química de la UnB. Se ha realizado una evaluación y una propuesta de soluciones para una mejora del rendimiento térmico de los ambientes.


how to quote

SANTOS, Luís Guilherme Resende; et. al. Simulação computacional termoenergética na arquitetura. Avaliação do desempenho térmico de uma edificação de ensino localizada em Brasília DF. Arquitextos, São Paulo, ano 17, n. 203.04, Vitruvius, abr. 2017 <http://mail.irmaosguerra.com/revistas/read/arquitextos/17.203/6525>.

1. Introdução

1.1. Simulação computacional termoenergética na arquitetura

Atualmente, o setor de edificações tem se preocupado em desenvolver mais estudos relacionados ao desempenho e conforto térmico dos usuários, além da eficiência energética das edificações. A arquitetura das edificações vai além da preocupação estética e funcional, necessitando de maior atenção na etapa de projeto, sendo necessário que os projetistas possuam conhecimentos complementares, como o domínio de softwares que simulem as condições termoenergéticas das edificações.

Segundo Joana Carla Soares Gonçalves, Norberto Corrêa da Silva Moura e Érica Mitie Umakoshi Kuniochi (1), a simulação computacional veio para aprimorar o processo de projeto, por meio da investigação mais criteriosa do impacto dos vários aspectos arquitetônicos e do programa de atividades no desempenho ambiental da edificação.

Através de simulações termoenergéticas, variáveis de desempenho térmico e luminoso das edificações podem ser quantificadas e visualizadas, como temperatura, umidade, movimento do ar, insolação, sombreamento e níveis de iluminação.

Ainda segundo esses autores, uma das maiores vantagens das técnicas computacionais, quando comparadas aos métodos analíticos mais simplificados, é a possibilidade da avaliação termodinâmica, que considera variações do clima externo e padrão de ocupação, além dos efeitos de inércia térmica ao longo do tempo. Em edificações cujas condições ambientais são determinadas por estratégias passivas, a simulação termodinâmica viabiliza a quantificação desse potencial, com a identificação do total de horas em que os espaços internos apresentam condições de conforto térmico, segundo os parâmetros adotados.

As ferramentas de simulação computacional tendem a ser cada vez mais importantes na rotina de arquitetos e engenheiros e a pressão por um desenvolvimento mais sustentável das edificações impulsionou o crescimento de softwares de simulação termoenergética nas ultimas décadas. As primeiras pesquisas relacionadas ao conforto e desempenho térmico (2), as pesquisas atuais e futuras apontam para a aplicação dessas ferramentas aliadas a metodologia de avaliação do ciclo de vida e avaliação dos custos do ciclo de vida das edificações (3), previsão de cenários de mudanças climáticas (4) e diferentes cenários de retrofits (5). Projetos com conceito de net zero energy buildings (NZEB), ou edificações de consumo energético quase nulo, que estão cada vez mais difundidos no contexto europeu (6) e iniciando essa discussão no Brasil, também necessitam passar por simulações computacionais.

O crescente número de edificações, inclusive brasileiras, que estão optando por implantar sistemas de certificações ambientais, como o Leadership in Energy and Environmental Design (LEED) e a Alta Qualidade Ambiental (AQUA), fazem com que a utilização de ferramentas de simulação computacional sejam cada vez mais utilizadas, tendo em vista a diversidade de formas de aumentar a eficiência energética, seja por soluções arquitetônicas ou tecnológicas, e estas ferramentas permitem a avaliação de diferentes soluções ainda na fase de planejamento dessas edificações.

Ressalta-se ainda que todas essas tendências de pesquisas estão ou deverão estar alinhadas ao Building Information Modeling (BIM) que também teve seu uso difundindo nos últimos anos (7).

Dessa forma, nota-se a disseminação de diversos softwares de simulação termoenergética no mercado mundial, podendo ser citados: Green Building Studio (GBS), Ecotect, Project Vasari, VE-Pro, Energy Plus, DOE2, TRNSYS e Design Builder (8).

Não cabe detalhar cada software, mas vale ressaltar o Design Builder, software utilizado no presente estudo, que se mostrou interessante com base nos dados de projeto e recursos disponíveis para o andamento desta pesquisa, aliado à sua interface amigável e interação com o modelo de simulação do EnergyPlus, software recomendado pela norma brasileira de desempenho das edificações (ABNT NBR 15575-1) e pelo Programa de Conservação de Energia (Procel), que no entanto, não possui interface amigável ou fácil utilização.

É de responsabilidade do arquiteto/engenheiro saber os fundamentos e diretrizes para a simulação computacional e as potencialidades e deficiências dos softwares disponíveis no mercado como forma de se obter resultados nas simulações mais próximas dos objetivos pretendidos. Por exemplo, existem softwares que requerem maior quantidade de dados de entrada do projeto, obtendo-se resultados mais precisos e próximos da realidade, no entanto, é necessário avaliar a facilidade ou dificuldade de obtenção desses e os recursos necessários para este fim, e se tal esforço é compensatório.

Dessa forma, os programas curriculares das universidades e faculdades necessitam se adaptar a crescente demanda pelo aprendizado de como simular, com corpo técnico de professores capacitados. Mario Lasar Segall (9) defende a importância da modelagem em arquitetura como um meio de expressão e representação de ideias no processo de concepção projectual. A modelagem em conjunto com a simulação computacional possibilita o estudante materializar suas ideias propiciando diferentes formas para este fim, somando elementos do espaço proposto, sentidos humanos, como também, a descoberta de materiais e componentes que, quando combinados, ampliam o leque de escolhas de elementos expressivos e representativos.

Neste sentido, projetos de edificações que fazem uso de ferramentas computacionais para modelagem e simulação, tendem a se tornar mais frequentes, tendo como um dos resultados o aumento da eficiência termoenergética e desempenho ambiental das edificações, sejam novas ou existentes.

Muitas das edificações existentes se encontram obsoletas em termos de desempenho térmico e consumo energético, necessitando de reformas ou retrofits. Neste contexto, o presente trabalho pretendeu explorar uma dessas potencialidades da simulação computacional termoenergética. Teve como objetivo avaliar o desempenho térmico do Instituto de Química (IQ) da Universidade de Brasília (UnB), a partir dos seguintes objetivos específicos:

  • elaboração de um modelo tridimensional da edificação com auxílio de um software de simulação termoenergética, segundo os requisitos e critérios da norma de desempenho de edificações habitacionais, a NBR 15575 (10);
  • verificação das condições de desempenho térmico atuais da edificação estudada perante a NBR 15575 (11);
  • proposição de um novo método de análise de desempenho térmico da edificação que se aproxime mais da condição real da edificação; e
  • proposição de alterações na edificação, a fim de melhorar o desempenho térmico dessa.

1.2. Avaliação do desempenho térmico das edificações

Segundo Akutsu e Lopes (12) o desempenho térmico pode ser definido como a interação entre a edificação e o ambiente térmico em que está inserida. Roberto Rivero (13) destaca a importância das condições climáticas como a temperatura, umidade do ar, velocidade e direção dos ventos e radiação solar; além disto, devem ser analisadas as condições de implantação como latitude, longitude, topografia, orientação solar com o ambiente vizinho à edificação, além dos materiais, que proporcionam forma e dimensões da edificação.

A normalização relacionada ao desempenho térmico no Brasil ainda é recente. A primeira norma, a NBR 15220 (ABNT, 2005) estabelece critérios de acordo com parâmetros voltados para a realidade brasileira, no entanto, restrita as edificações de interesse social. Posteriormente, em 2008, foi publicada a primeira versão da NBR 15575 (ABNT, 2008), voltada para edificações residenciais de até cinco pavimentos. Por fim, esta última foi revisada, sendo publicada a nova versão em 2013, a NBR 15575 (ABNT, 2013) voltada para qualquer edificação residencial (14).

No entanto, surge um questionamento, como avaliar outras tipologias de edificações, como por exemplo, públicas e comerciais? A proposição de novos métodos, relacionados ao processo de simulação descrito na ABNT NBR 15575 (2013), pode ser verificado em outros estudos como os de Marcio José Sorgato e equipes (15). No primeiro estudo, uma das críticas realizadas foi a não avaliação do uso real da edificação. Já o segundo, critica o emprego dos dias típicos de verão e inverno, propondo que o desempenho térmico seja avaliado por meio dos graus-hora de resfriamento e aquecimento.

Espera-se que com o surgimento de novas pesquisas relacionadas ao desempenho térmico das edificações, novos métodos sejam propostos ou adaptados, e posteriormente, sirvam de embasamento para a modificação e melhoria da ABNT NBR 15575 (2013) ou o surgimento de normas específicas para outras tipologias de edificações.

Outros exemplos de estudos com foco no desempenho térmico de edificações podem ser verificados em Mônica Pereira Marcondes et al. (16), Darja Kos Braga (17), Giane de Campos Grigoletti e Gabriela Inês Link (18) e Carla Matheus et al. (19). Nota-se que é um tema de grande interesse no setor de edificações brasileiro, visto da diversidade climática existente no país e o aumento das exigências relacionadas ao desempenho e conforto térmico dos usuários e necessidade de aumentar a eficiência energética, principalmente pela redução da energia gasta para o condicionamento artificial das edificações.

Deve-se ressaltar que existem outros meios de se avaliar outras tipologias de edificações, como o RTQ-C (Requisitos Técnicos da Qualidade para o Nível de Eficiência Energética de Edifícios Comerciais, de Serviços e Públicos), certificados de sustentabilidade ambiental como o LEED e AQUA, entre outros, mas nenhum deles possui valor normativo ou tem como foco o desempenho térmico.

De acordo com a norma NBR 15220-3 (20), a cidade de Brasília se encontra na Zona Bioclimática 4. Para esta zona recomenda-se aberturas para ventilação médias, com sombreamento, paredes pesadas e cobertura leve isolada. Como estratégias de condicionamento térmico passivo é recomendado resfriamento evaporativo, massa térmica para resfriamento e ventilação seletiva para a época de verão, aquecimento solar da edificação e vedações internas pesadas para o inverno.

A NBR 15575-1 (21) estabelece dois procedimentos para a avaliação do cumprimento dos requisitos e critérios:

  • procedimento simplificado ou normativo, em que é necessário atender os requisitos e critérios para os sistemas de vedação vertical e coberturas, conforme a ABNT NBR 15575-4 (2013) e ABNT NBR 15575-5 (2013); além disto, recomenda, caso o desempenho seja insatisfatório, a avaliação de desempenho térmico da edificação como um todo pelo método de simulação computacional;
  • procedimento de medição, por meio da realização de medições em edificações ou protótipos construídos.

A partir do levantamento bibliográfico sobre desempenho térmico, das normas brasileiras existentes, e levando em consideração estudo anterior realizado através do procedimento simplificado, o presente trabalho foi realizado utilizando-se do método de simulação computacional.

3. Metodologia

Primeiramente, foram coletados dados referentes aos materiais, componentes, sistemas e dimensões da edificação do IQ da UnB, obtidos a partir do projeto arquitetônico original da edificação. Dados complementares foram obtidos em visitas ao local e coleta de informações junto aos usuários da edificação.

Após a primeira fase, os dados foram inseridos em um software de simulação termo energética, DesignBuilder, onde foi realizada a modelagem tridimensional e a simulação da edificação. Por fim, os resultados foram comparados com as exigências e critérios da norma NBR 15575-1 (22).

3.1 Caracterização da edificação estudada

O Instituto de Química se localiza no Campus Universitário Darcy Ribeiro, próximo do Instituto de Biologia e da Faculdade de Medicina. O projeto da edificação, autoria dos arquitetos Aleixo Souza Furtado e Marcílio Mendes Ferreira, foi inaugurado em junho de 2008, com 10.700 m² de área construída, com o intuito de oferecer laboratórios, salas de aula e de professores confortáveis e auditório ao corpo docente e discente do Departamento de Química da UnB (ME, 2008).

Os projetos de arquitetura foram obtidos junto ao Centro de Planejamento Oscar Niemeyer (23), órgão responsável por desenvolver estudos, planos e projetos de arquitetura e urbanismo para a UNB. Foram obtidas as plantas de locação/situação, cobertura, térreo, pavimento superior, cortes e fachadas do Instituto de Química.

Esta edificação já foi estudada nos trabalhos de Júlia Fernandes et al. (24) e Cláudia David Naves Amorim et al. (25). O primeiro com foco na avaliação da iluminação natural da edificação e o segundo relacionado à eficiência energética. Neste último estudo foi utilizado o método prescritivo, faltando uma avaliação mais detalhada do seu desempenho térmico, através de simulação computacional.

A edificação possui estrutura de concreto armado com alvenaria de vedação convencional de blocos cerâmicos, com dois blocos paralelos em forma de lâmina, ligados por cobertura curva translúcida de policarbonato, o que permite a entrada de luz no pátio central, que contém um espelho d’água. Cada bloco é composto por dois pavimentos: o espaço destinado ao curso de graduação situa-se no pavimento térreo e o de pós-graduação no pavimento superior.

As fachadas principais, voltadas para as orientações nordeste e sudoeste, apresentam diferentes painéis com cobogós, de dimensões 60x60cm, de concreto moldado in loco e pintura de esmalte e epóxi. Segundo Silvana Maria Rosso (26), esses elementos vazados atuam como quebra-sol, separando ambientes internos e externos da edificação, além de auxiliar na circulação do ar e na entrada de luz natural.

Fachada principal do Instituto de Química
Foto divulgação

Ainda segundo Rosso, o IQ contém 30 laboratórios, divididos em módulos de 14x3 m. Esses ambientes apresentam esquadrias de alumínio anodizado e são protegidos por cobogós.

No espaço entre os laboratórios e os cobogós, existem passarelas metálicas que funcionam como saída de emergência e como circulação alternativa. Uma passarela suspensa através de tirantes de aço presos na cobertura translúcida divide o pátio central e serve como meio de acesso aos laboratórios no pavimento superior.

Passarela suspensa pelos arcos da cobertura translúcida, Instituto de Química UnB
Foto divulgação

Com base na orientação da edificação e entrevistas com os usuários da edificação e medições in loco, foram selecionadas as regiões de maior possibilidade de desconforto, desta forma, a pesquisa foi direcionada para tais regiões, mostradas na figura abaixo.

Planta baixa da edificação. Localização das regiões estudadas (marcadas em cinza) – Pavimento Superior

3.2 Simulação computacional

O software de simulação termo energética adotado no presente trabalho foi o DesignBuilder v4.5.0.148, que está integrado à ferramenta Energy Plus 8.3. Este software permite a modelagem da edificação na fase de concepção ou avaliação de edificações já existentes, com materiais já definidos. A justificativa por esta escolha foi o fato da norma NBR 15.575-1 (27) recomendar o uso do Energy Plus, e pela sua interface amigável. Os dados de entrada utilizados estão apresentados na tabela abaixo.

Dados de entrada utilizados no software Labeee - Laboratório de eficiência energética em edificações [www.labeee.ufsc.br]

Foram considerados os elementos construtivos e composição das camadas construtivas juntamente com os valores de transmitância térmica (U):

  • drywall com placas de gesso de 20 mm em uma face e 30 mm na outra, camada de ar e lã de vidro de 30 mm na parte interna entre as placas – U de 0,81 W/m².K;
  • telhas de fibrocimento de 8 mm – U de 3,61 W/m².K;
  • cobertura do pavimento térreo em concreto armado de 120 mm e argamassa de 25 mm – U de 5,78 W/m².K;
  • cobertura do pavimento superior em concreto armado de 120 mm, argamassa de 25 mm com pintura branca na parte interna, membrana betuminosa de 10mm e argamassa de 25 mm na parte externa – U de 3,29 W/m².K;
  • piso sobre laje de concreto armado de 120 mm, com argamassa de 25 mm e revestimento cerâmico de cor clara de 10 mm – U de 2,19 W/m².K;
  • paredes em alvenaria convencional de blocos cerâmicos furados de 6 furos (9x14x19 cm) assentados na menor dimensão, argamassa de 25 mm de espessura com pintura branca na parte interna e externa – U de 2,47 W/m².K; 
  • paredes em alvenaria convencional de blocos cerâmicos furados de 6 furos (9x14x19 cm) assentados na menor dimensão, argamassa de 25 mm com pintura branca na parte interna e argamassa de 25 mm com acabamento em pastilhas cerâmicas claras de 10 mm – U de 2,42 W/m².K.

Em relação aos cobogós, por ser um elemento de difícil modelagem e com geometria bastante variável, no caso do Instituto de Química, buscou-se uma alternativa para adaptar o efeito de sombreamento gerado por estes elementos arquitetônicos. Esse efeito é de extrema importância e desconsiderá-lo poderia alterar drasticamente os resultados. A solução proposta foi testada com outras alternativas em um modelo simples e provou-se satisfatória para ser utilizada na edificação.

A proposta sugeriu incluir efeito de sombreamento gerado por persianas externas com o afastamento máximo permitido pelo programa (1m). As persianas foram orientadas horizontalmente, com comprimento, separação e espessura baseados no contorno quadrado dos cobogós do IQ (60x60cm).

A condutividade adotada foi a mesma do material que compõe esse elemento, o concreto. Foi adotado o valor de 1,75 W/m.K obtido da NBR 15220 (28). Para definir o ângulo das persianas, buscou-se um ângulo que manteria percentual de abertura próximo do que se percebe no modelo real (cerca de 40% da área do cobogó é aberta e 60% fechada por detalhes arquitetônicos). Desta forma, o ângulo de 37° foi adotado como o ângulo ideal para este caso. Na figura abaixo são apresentados os dados de entrada para a modelagem dos cobogós.

Dados de entrada para a modelagem dos cobogós

É importante ressaltar que a modelagem aqui proposta foi uma contribuição do trabalho, pois a utilização de cobogós em edificações da cidade de Brasília é frequente e, pode ser empregado em outros trabalhos, podendo ser adaptado.

Em relação aos vidros, foi considerado um tipo comum transparente, retirado da biblioteca do software. Visto que é um material com bastante influência nos resultados e de difícil verificação in loco, o ideal seria obter do projetista os vidros especificados para cada ambiente. Infelizmente, não foi possível obter esses dados de forma concreta, portanto adotou-se um vidro simples, considerando um caso desfavorável e amplamente utilizado, pois apresenta baixo custo. O fator solar (SHGC) utilizado foi de 0,819, transmissão luminosa de 0,881 e transmitância (U-value) de 5,78 W/m2.K.

4. Resultados e discussão

4.1. Elaboração do modelo tridimensional da edificação

A partir do projeto arquitetônico e das visitas no Instituto de Química foi elaborado o modelo tridimensional da edificação e renderizado, conforme figuras abaixo.

Modelo tridimensional da edificação

Modelo renderizado do interior da edificação

O modelo tridimensional do Instituto de Química foi um importante produto, pois a partir dele é possível fazer outras análises da edificação como eficiência energética, lumínica, avaliação do ciclo de vida e etc. De acordo com Motawaa e Carterb (29), outra vantagem do modelo é o seu formato, que pode ser exportado em gbXML (Green Building Extensible Markup Language), que possui comunicação com o processo BIM (Building Information Modeling). Espera-se que o emprego do BIM nos projetos de arquitetura e no processo de produção das edificações seja cada vez mais frequente, e, portanto, o processo de simulação deverá ser algo cada vez mais necessário.

Ao final, o modelo produzido poderá ser utilizado para diversos fins e contribuir para estratégias de retrofit da edificação.

4.2. Verificação das Condições de Desempenho Térmico de Acordo com a ABNT NBR 15575-1:2013

A norma determina valores de temperatura máxima e mínima, amplitude térmica, radiação solar e nebulosidade. Foi escolhido o dia do arquivo climático que mais se aproxima desse dia típico, dia 11 de setembro. Da mesma forma, foram comparados os dados para inverno e determinado o dia 28 de julho como o mais próximo. Os valores de temperatura mínima, máxima e a classificação segundo a NBR 15575-1 (30) estão apresentados na tabela abaixo.

Verificação do desempenho térmico segundo a NBR 15575-1:2013

Encontraram-se resultados favoráveis tanto para o inverno quanto para o verão. Todos os ambientes, incluindo as salas voltadas para a fachada oeste e ambientes localizados no pavimento térreo, têm níveis aceitáveis segundo os critérios definidos na NBR 15.575-1 (31), a maioria no nível intermediário, com apenas uma sala de professores no nível mínimo. Entretanto, por ser uma situação idealizada, não considerando os ambientes ocupados, esses resultados podem não retratar a realidade.

O fato de desconsiderar um grande volume de alunos e equipamentos como lâmpadas e projetores, retira fontes internas de calor relevantes. Desta forma, torna-se necessário simular a edificação para condições mais próximas da realidade da edificação, em termos de uso e ocupação.

4.3. Proposição de um novo método para avaliação do desempenho térmico

O novo método de avaliação do desempenho térmico propõe as alterações:

  • 1 ren/h da infiltração e 4 ren/h de ventilação natural, acionadas quando o usuário sentir necessidade (a ventilação natural será acionada quando a temperatura interior for maior que a externa e a temperatura setpoint, configurada como 24 graus). Pela norma, configura-se 1 ren/h ou 5 ren/h.
  • verificação da temperatura operativa ao analisar a temperatura interna. A norma ABNT NBR 15575:2013 avalia a temperatura do ar. Foi definida a temperatura operativa em detrimento da temperatura interna, pois segundo João Oliveira Cotta e João Leal Vieira (32) a temperatura operativa é a que mais se aproxima da percepção do conforto do usuário.
  • ocupação de acordo com o uso real das salas, seguindo os calendários propostos pelo próprio programa acadêmico. A densidade de ocupação foi o único fator alterado, calculado a partir da área da sala e do número de lugares disponíveis no projeto (ocupação máxima). Juntamente com essa opção de atividades, são alterados pelo próprio programa dados de iluminação e equipamentos.
  • verificação somente da estação de verão, tendo em vista que o aumento da densidade de ocupação irá aumentar o calor gerado e consequentemente a temperatura operativa no interior da edificação.

Os resultados encontrados estão apresentados na tabela abaixo.

Verificação do desempenho térmico de acordo com o novo método proposto

Ao utilizar o método proposto, percebeu-se uma alteração considerável nos resultados, causado principalmente pelo fator ocupação. Em relação ao inverno, os resultados tendem a ser melhores, pois a ocupação gera mais calor e, como as baixas temperaturas são mais preocupantes nesse período, o aumento da temperatura é favorável. Entretanto, o que mais preocupa ao longo do ano em Brasília é o desconforto no interior das edificações em relação ao calor.

Para o verão, o acréscimo de até 4 graus na temperatura é preocupante, pois ambientes que estavam com desempenho intermediário passaram a não atender os requisitos mínimos da norma, como ocorreu na “Sala de alunos” e no “LQ”.

4.4. Proposição de alterações na edificação para melhoria do desempenho térmico

Algumas medidas podem ser empregadas visando à melhoria do desempenho térmico da edificação, como por exemplo: utilização de vidros de melhor desempenho térmico (com menor fator solar), materiais isolantes nas vedações, redução da absortância com pinturas brancas, sombreamento interno com persianas móveis, sombreamento externo e etc.

Nessa etapa, visando redução das temperaturas internas, optou-se por incluir um beiral de 1 metro para melhorar o sombreamento das salas. O próprio DesignBuilder oferece opções default, dentre elas escolheu-se um beiral horizontal de aço de 2 mm de espessura projetado a 1 metro acima das janelas. Os resultados encontrados estão apresentados na tabela abaixo.

Verificação do desempenho térmico após o sombreamento

Percebe-se que após essa alteração, os ambientes responderam com queda de até meio grau na temperatura. Dessa forma, os ambientes continuam no nível mínimo, porém com a temperatura interna máxima da sala dos professores abaixo do limite. A partir do resultado obtido na simulação é possível observar o ganho no desempenho térmico da edificação, principalmente na “Sala alunos”, que antes não atendia a norma e a partir do sombreamento, conseguiu atingir o nível mínimo.

A solução proposta foi considerada viável, visto que não interferirá na fachada, por estar atrás dos cobogós e intensificar o sombreamento nos ambientes internos.

Outras soluções podem ser simuladas, em futuros estudos, em que pode ser verificado qual das soluções resulta em melhores resultados, avaliando também questões relacionadas aos custos e dificuldade durante o processo executivo. Técnicas de complexa execução devem ser evitadas, visto ser uma edificação existente e o processo de reforma não deve prejudicar as atividades desenvolvidas na edificação. Por ser uma edificação destinada ao ensino, pode-se pensar em soluções de intervenção durante o período de férias.

5. Conclusões

A partir dos resultados, percebe-se uma grande diferença entre o método proposto pela norma e o método que simula condições reais dos ambientes, considerando sua ocupação e uso de equipamentos. A partir disso, conclui-se que a adaptação da norma ABNT NBR 15.575 (2013), que já sofre algumas críticas, para edificações públicas não é válida, principalmente por desconsiderar a ocupação, fator significativo nessas edificações.

Desta forma, sugere-se que a referida norma seja adaptada ou elaborada uma norma específica para outros tipos de edificações, que considere a influência da ocupação e de equipamentos, devido ao alto ganho térmico que estes proporcionam.

Sabe-se que existem diversas soluções para a melhoria do desempenho térmico e que estas podem ser testadas e avaliadas por meio da simulação computacional. No presente estudo foi avaliada somente a questão de sombreamento da edificação, a qual resultou em melhora significativa no desempenho térmico da edificação.

Simulações computacionais para a avaliação do desempenho térmico são uma importante ferramenta para arquitetos na etapa projectual, tanto para edificações novas como para edificações existentes, pois permitem que o profissional proponha modificações que se adequem aos resultados encontrados, podendo assim, reduzir o consumo de energia e custos operacionais e construtivos, evitando retrabalhos.

Para estudos futuros, espera-se aprofundamento em novas propostas para retrofit da edificação com base nas simulações realizadas. Ainda, podem ser realizadas novas simulações para avaliações mais aprofundadas incluindo o impacto destas medidas na questão da iluminação natural.

notas

1
GONÇALVES, Joana Carla Soares; MOURA, Norberto Corrêa da Silva; KUNIOCHI, Érica Mitie Umakoshi. Avaliação de desempenho, simulação computacional e o projeto arquitetônico. In: GONÇALVES, Joana Carla Soares; BODE, Klaus. Edifício ambiental. Capítulo 11. São Paulo, Oficina de Textos, 2015, p. 298-312.

2
LAMBERTS, Roberto; DUTRA, Luciano; PEREIRA, Fernando O. R. Eficiência energética na arquitetura. 2ª edição. São Paulo, Pro Livros, 2012.

3
CABEZA, Luisa F.; RINCÓN, Lídia; VILARIÑO, Virginia; PÉREZ, Gabriel; CASTELL, Albert. Life cycle assessment (LCA) and life cycle energy analysis (LCEA) of buildings and the building sector: A review. Renewable and Sustainable Energy Reviews, v. 29, 2014, p. 394-416; PENG, Changhai. Calculation of a building's life cycle carbon emissions based on Ecotect and building information modeling. Journal of Cleaner Production, v. 112, 2016, p. 453-465.

4
CASAGRANDE, Bruna Gomes; ALVAREZ, Cristina Engel de. Preparação de arquivos climáticos futuros para avaliação dos impactos das mudanças climáticas no desempenho termoenergético de edificações. Ambiente Construído, v. 13, n. 4, 2013, p. 173-187; DIRKS, James A.; GORRISSEN, Willy J.; HATHAWAY, John H.; SKORSKI, Daniel C.; SCOTT, Michael J.; PULSIPHER, Trenton C.; HUANG, Maoyi; LIU, Ying; RICE, Jennie. Impacts of climate change on energy consumption and peak demand in buildings: A detailed regional approach. Energy, v. 39, 2015, p. 25-35.

5
WONG, Johnny Kwok Wai; LAU, Leo Siu-Kit. From the ‘urban heat island’ to the ‘green island’? A preliminary investigation into the potential of retrofitting green roofs in Mongkok district of Hong Kong. Habitat International, v. 79, n. 1, 2013, p. 20-32; BU, Shanshan;  SHEN, Geoffrey; ANUMBA, Chimay J.; WONG, Andy K. D.;  LIANG, Xin. Literature review of green retrofit design for commercial buildings with BIM implication, Smart and Sustainable Built Environment. v. 4, n. 2, 2015, p. 188-214.

6
WIBERG, Aoife Houlihan; GEORGES, Laurent; DOKKAA, Tor Helge; HAASE, Matthias; TIME, Berit; LIEN, Anne. G.; MELLEGÅRDA, Sofie; MALTHAA, Maltha. A net zero emission concept analysis of a single-family house. Energy and Buildings. v. 74, 2014, p. 101-110.

7
WONG, Johnny Kwok Wai; LAU, Leo Siu-Kit. Op. cit.; BU, Shanshan;  SHEN, Geoffrey; ANUMBA, Chimay J.; WONG, Andy K. D.;  LIANG, Xin. Op. cit.; VOLK, Rebekka; STENGEL, Julian; SCHULTMANN, Frank. Building Information Modeling (BIM) for existing buildings — Literature review and future needs. Automation in Construction, v. 38, 2014, p. 109-127.

8
WONG, Johnny Kwok Wai; LAU, Leo Siu-Kit. Op. cit.

9
SEGALL, Mario Lasar. Modelagem tridimensional real e ensino de arquitetura. Ferramenta de projeto e construção de repertório. Arquitextos, São Paulo, ano 08, n. 091.07, Vitruvius, dez. 2007 <www.vitruvius.com.br/revistas/read/arquitextos/08.091/186>.

10
Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT) NBR 15575-1, Edificações Habitacionais – Desempenho. Rio de Janeiro, 2013.

11
Idem.

12
AKUTSU, Maria; LOPES, D. Simulação do desempenho térmico de edificações. São Paulo, Pini, 1988.

13
RIVERO, Roberto. Arquitetura e clima: acondicionamento térmico natural. Porto Alegre, Editora da Universidade do Rio Grande do Sul, 1985.

14
SORGATO, Marcio José; MELO, Ana Paula; LAMBERTS, Roberto. Análise do método de simulação de desempenho térmico da norma NBR 15.575. Paranoá, n. 12, Brasília, 2014, p. 13-22.

15
SORGATO, Marcio José; MELO, Ana Paula; LAMBERTS, Roberto. Op. cit.; SORGATO, Marcio José; MARINOSKI, Deivis Luís; MELO, Ana Paula; LAMBERTS, Roberto. Nota técnica referente à avaliação para a norma de desempenho NBR 15575 em consulta pública. Universidade Federal de Santa Catarina. LABEEE – Laboratório de Eficiência Energética em Edificações, 2012.

16
MARCONDES, Mônica Pereira; MUELLER, Cecília Mattos; BRANDÃO, Rafael Silva; SHIMOMURA, Alessandra Rodrigues Prata; BRUNELLI, Gustavo; LEME, Gisele Saveriano De Benedetto Paes; GONÇALVES, Joana Carla Soares; DUARTE, Denise Helena Silva; FROTA, Anésio Barros. Ambiente Construído. Porto Alegre, v. 10, n. 1, jan./mar. 2010, p. 7-29.

17
BRAGA, Darja Kos. Arquitetura residencial das superquadras do Plano Piloto de Brasília: aspectos de conforto térmico. Dissertação de mestrado. Brasília, Programa de Arquitetura e Urbanismo, Universidade de Brasília, 2005.

18
GRIGOLETTI, Giane de Campos; LINCK, Gabriela Inês. Análise de comportamento térmico de HIS térreas unifamiliares em Santa Maria, RS. Ambiente Construído, Porto Alegre, v. 14, n. 2, abr./jun. 2014, p. 109-123.

19
MATHEUS, Carla; CAETANO, Fernando Durso Neves; MORELLI, Denise Damas de Oliveira; LABAKI, Lucila Chebel. Desempenho térmico de envoltórias vegetadas sem edificações no sudeste brasileiro. Ambiente Construído, Porto Alegre, v. 16, n. 1, jan./mar. 2016, p. 71-81.

20
Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT) NBR 15220-3, Desempenho térmico de edificações Parte 3: Zoneamento bioclimático brasileiro e diretrizes construtivas para habitações unifamiliares de interesse social. Rio de Janeiro, 2005.

21
Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT) NBR 15575-1. Op. cit.

22
Idem.

23
CEPLAN – CENTRO DE PLANEJAMENTO OSCAR NIEMEYER. Projetos arquitetônicos do Instituto de Química da UnB. 2005.

24
FERNANDES, Júlia T.; AMORIM, Claudia N. D.; CAPANEMA, Bruno. Avaliação da iluminação natural e desempenho energético do Instituto de Química da UnB para propostas de retrofit da envoltória. In: ENCONTRO NACIONAL DE TECNOLOGIA DO AMBIENTE CONSTRUÍDO, 13., 2010, Canela. Anais...Canela: ANTAC, 2010.

25
AMORIM, Cláudia David Naves; BAPTISTA, Izabela Brettas; CINTRA, Milena Sampaio; LOPES, Adriano Felipe Oliveira; NÉRIS, Hanna Samara Duarte Saatkamp; MACIEL, Renata Albuquerque; SALES, Gustavo de Luna. Agenda ambiental para o campus da Universidade de Brasília: análise da eficiência energética dos edifícios Casa do Professor e do Instituto de Química. In: CONGRESSO LUSO BRASILEIRO PARA O PLANEJAMENTO URBANO, REGIONAL, INTEGRADO E SUSTENTÁVEL, 5., 2012, Brasília. Anais... Brasília, UnB, 2012.

26
ROSSO, Silvana Maria. Brasília 50 anos: Cobogós e amplos jardins internos criam atmosfera bucólica em edifício do Instituo de Química da UnB, de Aleixo Furtado e Marcílio Ferreira. AU – Arquitetura e Urbanismo, n. 192, São Paulo, Pini, mar. 2010.

27
Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT) NBR 15575-1. Op. cit.

28
Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT) NBR 15220-3. Op. cit.

29
MOTAWA, Ibrahim; CARTERB, Kate. Sustainable BIM-based Evaluation of Buildings. Procedia – Social and Behavioral Sciences, v. 74, 2013, p. 419-428.

30
Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT) NBR 15575-1. Op. cit.

31
Idem.

32
COTTA, João Oliveira; VIEIRA, João Leal. O desempenho térmico de ambientes de trabalho nas cidades de São Paulo e Rio de Janeiro. In: GONÇALVES, J. K.; BODE, K. (Org.). Edifício ambiental. Cap. 3, 2015, p. 79-102.

sobre os autores

Luís Guilherme Resende Santos é engenheiro civil pela Universidade de Brasília.

Polianna Reis Dantas é engenheira civil pela Universidade de Brasília.

Ana Carolina Maciel é arquiteta e urbanista. Mestre em Estruturas e Construção Civil pela Universidade de Brasília. Doutoranda em Engenharia Estruturas e Construção Civil na Universidade de Brasília. Professora na Faculdade de Tecnologia do Centro Universitário de Brasília. Atua em pesquisas na área de eficiência energética, avaliação de desempenho térmico e sustentabilidade no processo de produção de edificações e avaliação de ciclo de vida.

Lucas Rosse Caldas é engenheiro civil, ambiental e sanitarista. Mestre em Estruturas e Construção Civil pela Universidade de Brasília. Professor (Substituto) na Faculdade de Arquitetura e Urbanismo da Universidade Federal do Rio de janeiro. Doutorando em Engenharia Civil COPPE/Universidade Federal do Rio de Janeiro. Atua em pesquisas na área de avaliação de desempenho e sustentabilidade no processo de produção de edificações, desenvolvimento de materiais sustentáveis e avaliação de ciclo de vida.

Evangelos Dimitrios Christakou é arquiteto e urbanista, mestre e doutor em arquitetura e urbanismo pela Universidade de Brasília. Professor da Faculdade de Tecnologia Universidade de Brasília. Atua em pesquisas nas áreas de projeto de arquitetura, computação gráfica, simulação computacional, simulação computacional da luz natural e estudos do uso da luz natural no projeto arquitetônico.

Rosa Maria Sposto é engenheira civil, mestre e doutora em arquitetura e urbanismo pela Universidade de São Paulo. Professora do Programa de Pós-Graduação em Estruturas e Construção Civil da Universidade de Brasília. Atua em pesquisas na área de avaliação de desempenho e sustentabilidade no processo de produção de edificações e avaliação de ciclo de vida.

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