Avaliação da eficiência energética de uma residência unifamiliar em diferentes zonas climáticas do Brasil por meio de um método simplificado

Abstract

Com o aumento da discussão mundial sobre as questões energéticas e ambientais, a promoção de programas e implantação de políticas de eficiência energética vêm ganhando cada vez mais destaque. No Brasil, desde de 1984 existe o Programa Brasileiro de Etiquetagem, uma política de etiquetagem sobre o nível de eficiência energética de equipamentos, veículos e edificações, entre outros. No âmbito das edificações, em 2003, foi criado o “Procel Edifica”, a fim construir as bases necessárias para racionalizar o consumo de energia nas edificações brasileiras, culminando no primeiro Regulamento para a avaliação da eficiência energética de edificações residenciais (RTQ-R), em 2009, que vem sofrendo melhorias através do trabalho em conjunto do Procel Edifica e CB3E. Em 12 de julho de 2021, foi publicada a Consulta Pública da Instrução Normativa para a Classificação de Eficiência Energética de Edificações Residenciais (INI-R), nova proposta de alteração do RTQ-R, ainda em desenvolvimento. Este trabalho buscou avaliar, com base na INI-R, como medidas de eficiência energética podem influenciar na demanda de energia para resfriamento e aquecimento de uma edificação unifamiliar de baixa renda, a partir dos dados climáticos de Curitiba e Natal. O trabalho analisa diversas medidas de eficiência energética (MEEs), como isolamentos nas paredes e coberturas; absortância térmica da envoltória da edificação; utilização de vidros duplos e aplicação de venezianas nas janelas. O primeiro passo da análise foi avaliar a envoltória do caso de estudo, a partir do metamodelo disponibilizado pelo Centro Brasileiro de Eficiência Energética em Edificações (CB3E), que tem como saída a Carga Térmica Anual, Temperatura operativa anual máxima e mínima e o Consumo energético para aquecimento e resfriamento. Em seguida, foram aplicados ao caso base as MEEs e avaliados os resultados obtidos, sendo que, aqueles que proporcionaram os melhores resultados obtidos para cada cidade, foram combinadas entre si, formando pacotes de medidas de eficiência energética. Para Natal, as MEEs 3 e 6, referentes à redução da absortância das paredes de 0,5 para 0,3 e da cobertura de 0,6 para 0,3, respectivamente, foram as que atingiram melhores resultados e fizeram parte dos quatro pacotes formadas para a cidade, juntamente com as medidas de implantação de vidro duplo (MEE7) e colocação de venezianas (MEE8), que obtiveram resultados medianos. Já para o clima de Curitiba, as medidas de isolamento térmico das paredes externas (MEE2) e cobertura (MEE5) que atingiram resultados mais satisfatórios e fizeram parte de todos os cinco pacotes, juntamente com outras medidas alternativas. Todos os pacotes de MEEs, sendo para Natal ou Curitiba, resultaram em reduções nas Carga Térmica anual da edificação, sendo que, para a primeira cidade atingiram uma classificação “C” de eficiência energética e todos para Curitiba, classificação “A”. Por fim, na análise de viabilidade econômica, em Natal, apenas o pacote 1, composto apenas pela medida MEE 3 e MEE 6, se mostrou viável com um Payback de 8 anos e TIR de 16%. Já em Curitiba, apesar da boa classificação energética, nenhum dos pacotes é viável economicamente, devido ao alto custo de implantação das medidas propostas. Com o trabalho foi possível confirmar a importância da avaliação do perfil climático onde a edificação vai ser inserido, bem como a adoção adequadas das técnicas construtivas e materiais utilizados.

Mit der Zunahme der globalen Diskussion über Energie- und Umweltfragen, gewinnt die Förderung von Programmen und die Umsetzung von Energieeffizienzmaßnahmen immer mehr an Bedeutung. In Brasilien gibt es seit 1984 das Brazilian Labelling Program, eine Kennzeichnungsrichtlinie unter anderem zur Energieeffizienz von Geräten, Fahrzeugen und Gebäuden. Im Zusammenhang mit Gebäuden, wurde 2003 das „Procel Edifica“ ins Leben gerufen, um die notwendigen Grundlagen zur Rationalisierung des Energieverbrauchs in Gebäuden in Brasilien zu schaffen, was in der ersten Verordnung zur Bewertung der Energieeffizienz in Wohngebäuden (RTQ-R ), im Jahr 2009, das durch die gemeinsame Arbeit von Procel Edifica und CB3E verbessert wurde. Am 12. Juli 2021 wurde die Normative Anleitung zur Energieeffizienz-Klassifizierung von Wohngebäuden (INI-R) veröffentlicht, ein neuer Vorschlag zur Änderung der RTQ-R, der sich noch in der Entwicklung befindet. Ziel dieser Arbeit war es, basierend auf der INI-R, zu bewerten wie Energieeffizienzmaßnahmen den Energiebedarf für Kühlung und Heizung eines Einfamilienhauses mit niedrigem Einkommen beeinflussen können, mit Hilfe der Klimadaten für Curitiba und Natal. Die Arbeit analysiert verschiedene Energieeffizienzmaßnahmen (MEEs), wie z. B. Wand- und Dachdämmung; Wärmeabsorption der Gebäudehülle; Verwendung von Doppelverglasung und Anbringen von Rollläden an Fenstern. Der erste Schritt der Analyse bestand darin, die Gebäudehülle der Fallstudie auf der Grundlage des vom brasilianischen Zentrum für Energieeffizienz in Gebäuden (CB3E) bereitgestellten Metamodells zu bewerten, dass die jährliche Wärmelast, die maximale und minimale jährliche Betriebstemperatur und den Energieverbrauch zum Heizen und Kühlen angibt. Anschließend wurden die MEEs auf die Fallstudie angewendet und die erzielten Ergebnisse ausgewertet, und diejenigen, die für jede Stadt die besten Ergebnisse lieferten, wurden miteinander kombiniert, um Pakete von Energieeffizienzmaßnahmen zu bilden. Für Natal waren die MEEs 3 und 6, die sich auf die Reduzierung des Absorptionsgrades der Wände von 0,5 auf 0,3 bzw. des Daches von 0,6 auf 0,3 bezogen, diejenigen, die die besten Ergebnisse erzielten und zu den vier Paketen gehörten, die für die Stadt zusammengestellt wurden, wie auch die Maßnahmen der Einführung von Doppelverglasung (MEE7) und der Nutzung von Fensterläden (MEE8), die durchschnittliche Ergebnisse erzielten. Was das Klima von Curitiba betrifft, erzielten die Wärmedämmungsmaßnahmen der Außenwände (MEE2) und des Daches (MEE5), die zufriedenstellendere Ergebnisse erzielten und neben anderen alternativer Maßnahmen Teil aller fünf Pakete waren. Alle MEE-Pakete für Natal oder Curitiba führten zu einer Verringerung der jährlichen Wärmelast des Gebäudes, da sie für die erste Stadt eine Klassifizierung „C“ der Energieeffizienz und alle Pakete für Curitiba die Klassifizierung „A“ erreichten. Schließlich erwies sich in der wirtschaftlichen Durchführbarkeitsanalyse in Natal nur Paket 1, das nur aus den Maßnahmen MEE 3 und MEE 6 bestand, mit einer Amortisationszeit von 8 Jahren und einem IRR von 16 % als realisierbar. In Curitiba ist trotz der guten energetischen Bewertung keines der Pakete aufgrund der hohen Kosten für die Umsetzung der vorgeschlagenen Maßnahmen wirtschaftlich tragbar. Mit der Arbeit konnte bestätigt werden, wie wichtig die Bewertung des Klimaprofils am Ort des Errichtens des Gebäudes sowie die angemessene Anpassung der verwendeten Bautechniken und Materialien sind.