Com o objetivo de desenvolver um plano de ação para a regulamentação da eficiência energética em equipamentos e sistemas nos segmentos de refrigeração e ar condicionado, aconteceu em 22 de agosto último o Seminário “Programa Brasileiro de Etiquetagem em Eficiência Energética para Sistemas de Refrigeração e Ar Condicionado”, com a presença de representantes da Abrava, do Ministério de Minas e Energia (MME), da Eletrobras, do Programa Nacional de Conservação de Energia Elétrica (Procel), do Instituto Nacional de Metrologia, Qualidade e Tecnologia (Inmetro), do Centro de Pesquisas de Energia Elétrica (Cepel) e do LabEEE/UFSC (Laboratório de Eficiência Energética em Edificações da Universidade Federal de Santa Catarina). Na ocasião foram discutidos os planos de ação para a adoção da eficiência energética nesses equipamentos, dentro do Programa Brasileiro de Etiquetagem (PBE Edifica).

A revista Abrava+ Climatização & Refrigeração ouviu os agentes envolvidos e traz nesta edição um panorama geral com depoimentos e entrevistas dos representantes da Eletrobras- Procel, Inmetro, Cepel, Comitê de Eficiência Energética da Abrava, acadêmicos e representantes do setor de AVAC-R.

Vale lembrar que o Programa Nacional de Eficiência Energética em Edificações – Procel Edifica foi instituído em 2003 pela Eletrobras/Procel, atuando de forma conjunta com os ministérios de Minas e Energia e das Cidades, universidades, centros de pesquisas e entidades governamentais nas áreas tecnológica, econômica e de desenvolvimento, além do setor privado, particularmente o de construção civil, com o intuito de promover o uso racional da energia elétrica em edificações, e incentivar a conservação e o uso eficiente dos recursos naturais, reduzindo os desperdícios e os impactos sobre o meio ambiente.

Inclusive, encontra-se em consulta pública a proposta de aperfeiçoamento do Regulamento Técnico da Qualidade para a Classe de Eficiência Energética de Edifícios Comerciais, de Serviços e Públicos – PBE EDIFICA. O prazo para o recebimento das contribuições vai até o próximo 15 de outubro.

Dentre as principais alterações propostas neste aperfeiçoamento, estão:

– Introdução do aprimoramento dos métodos de avaliação do nível de eficiência energética de edificações (método simplificado e de simulação), que buscam aproximar ainda mais os resultados da avaliação do consumo real das edificações;

– Melhorias no formato das etiquetas, que passam a fornecer um conjunto complementar de informações e indicar os consumos de energia por uso final (iluminação, condicionamento de ar, água quente etc.);

– Introdução de novas tipologias de edificações (escritórios, educacionais, hospedagem, hospitalares etc.);

– Introdução da abordagem de energia primária, que possibilita integrar diferentes fontes de energia (elétrica, térmica, gás, solar etc.) na avaliação do desempenho energético da edificação;

– Melhoria do indicador de desempenho, que passa a comparar a edificação com suas características reais à mesma edificação, adotando-se condições de referência, dentre outras alterações.

Segundo Roberto Lamberts, prof. e coordenador do LabEEE/UFSC (Laboratório de Eficiência Energética em Edificações da Universidade Federal de Santa Catarina), com a revisão do regulamento para a certificação de edificações – PBE Edifica, a avaliação passa a prever o consumo de energia do edifício real e compará-lo com um edifício semelhante, mas obedecendo condições de referência (área de janela, tipo de vidro, absorvência da fachada e cobertura, transmitância térmica etc.). “Este edifício, nas condições de referência, representa uma condição base à condição atual, que estava disponível no mercado, e a comparação nos fornece a economia de energia prevista do edifício em avaliação em condições de uso padronizadas. Também passamos para avaliação em energia primária, ou seja, conseguimos combinar o uso de eletricidade com o gás, incluindo geração de energia no local (fotovoltaica, por exemplo) e o consumo previsto de energia elétrica e gás. A avaliação ainda é semelhante no sentido de ter um método simplificado e possibilitar simulação. No método simplificado desenvolvemos um meta-modelo (redes neurais treinadas a partir de milhares de simulações) que permitem o rápido cálculo da carga térmica anual integrada por zona térmica do edifício. Aplicando depois o SPLV (índice resultante do COP ponderado em cargas parciais de todo o sistema) temos o consumo do condicionamento de ar. Densidade de potência de iluminação e de equipamentos são multiplicadas pelo padrão de uso e pelas áreas, dando o consumo destes usos finais. Os principais usos finais são: iluminação, equipamentos, condicionamento de ar e aquecimento de água (algumas tipologias onde este uso é importante)”, informa Lamberts.

Conforto térmico, qualidade do ar e equipamentos

Leonilton Tomaz Cleto, coordenador do Comitê de Eficiência Energética da Abrava, detalha as novas diretrizes para a classe de eficiência energética nas edificações.

“Em relação ao conforto térmico, este deverá atender os requisitos da nova versão da ABNT NBR 16401 Parte 2 (2019). Além disso, deverá haver uma definição pelo proprietário, arquiteto e projetista do sistema de AC sobre as condições de conforto e de que modo o projeto vai atender e garantir as condições de conforto previamente definidas. O PBE Edifica trata de maneira específica os aspectos de eficiência energética do sistema de ar condicionado. Porém, na nova versão será requerido o atendimento aos requisitos da ABNT NBR 16401 Partes 1, 2 e 3. É importante observar que, mesmo para projetos com equipamentos certificados pelo Inmetro (Splits), será obrigatório o atendimento aos requisitos da NBR 16401. Portanto, as questões de renovação de ar e de filtragem (ou filtração) deverão ser respeitadas e incluídas na análise o consumo de energia dos equipamentos necessários para garantir a qualidade do ar; ou seja, na análise do SPLV, por exemplo, deverá ser incluso, além do consumo de energia dos equipamentos splits, o consumo de energia dos ventiladores e/ou demais equipamentos necessários para atender os requisitos da NBR 16401 Parte 3. Outro aspecto importante é o atendimento às condições de conforto, conforme requerido na NBR 16401 Parte 2. Isso desfavorecerá projetos com cálculo de carga térmica superdimensionado (com equipamentos e sistema superdimensionados) e ambientes com baixas temperaturas de conforto (por exemplo, 22ºC ou menor em escritórios), deverão ser ainda respeitadas as faixas limites de umidade relativa (40% a 60%) em ambientes sem controle de umidade. No tocante à qualidade do ar interno, os projetos deverão atender os requisitos da nova versão da NBR 16401 Parte 3 (2019) que trata da renovação de ar e de filtração. Os requisitos mínimos para a eficiência de equipamentos do sistema de ar condicionado serão os mesmos do Ashrae Standard 90.1, em suas últimas versões, com diferentes valores para as várias faixas de capacidade nominal dos equipamentos. Para o nível A, vale a versão 2016; nível B, de 2010; nível C, de 2007. O nível D será o valor de referência, que foi estimado como sendo a média dos sistemas atuais instalados no Brasil, nas diferentes faixas de capacidade dos equipamentos. As condições de operação de referência para os índices mínimos serão as do AHRI Standard 551/591 SI, que são um pouco diferentes da versão mais conhecida no Brasil – AHRI 550/590 IP, pois não se trata apenas de conversão de unidades. Para equipamentos não etiquetados, inicialmente, o PBE EDIFICA não tem nenhum requisito para avaliação. No entanto, há uma proposta da Abrava para que o Inmetro reconheça a certificação de entidades internacionais de modelos de equipamentos importados, como equipamentos etiquetados, com o nível de eficiência conforme a versão do ANSI/Ashrae Standard 90.1. Caso esta solicitação seja aceita, trará um aumento substancial na lista de equipamentos de AC etiquetados no PBE e contribuirá em muito para a melhoria da qualidade dos projetos, com relação aos requisitos de eficiência na especificação dos equipamentos. Vale lembrar que o PBE Edifica não possui requisitos que privilegiam uma determinada solução de projeto ou tipos de equipamentos a serem utilizados. No entanto, é evidente que para determinadas aplicações alguns equipamentos trarão melhores resultados de desempenho (e até de custos) melhores que outros. Por exemplo, será muito difícil obter níveis de eficiência elevados com uma solução que utilize equipamentos do tipo self contained ou split para um edifício com carga térmica máxima de 7000 kW. Há requisitos de eficiência para alguns equipamentos como torres de resfriamento e fancoils, por exemplo, mas para outros, como bombas e ventiladores, os requisitos serão indiretos, e influirão na eficiência geral do sistema”, explica Cleto.

Ele destaca também o papel do projeto para a determinação da eficiência das edificações: “Com a nova versão, o projeto terá um papel fundamental na determinação dos níveis de eficiência do sistema. No sistema de ar condicionado, um mau projeto, ou um projeto “feijão com arroz”, com equipamentos de nível A, certamente não resultará em um sistema de ar condicionado nível A. No entanto, com as ferramentas de apoio para análise da eficiência do sistema de ar condicionado, o consultor poderá comparar várias alternativas e otimizar cada uma delas de modo a obter um resultado final mais eficiente, que lhe permita alterar a solução final para atender o nível de eficiência desejável para aquele projeto. Além do mais, a determinação dos índices mínimos de eficiência dos vários equipamentos do sistema de ar condicionados será de acordo com os do ANSI/ASHRAE Standard 90.1 SI, em várias de suas versões.  Para projetos que buscam um sistema de ar condicionado com nível A, todos os equipamentos do sistema deverão atender os requisitos do Ashrae 90.1 versão 2016. Para projetos que buscam um sistema de ar condicionado com nível B, todos os equipamentos do sistema deverão atender os requisitos do Ashrae 90.1 versão 2010. Para projetos que buscam um sistema de ar condicionado com nível C, todos os equipamentos do sistema deverão atender os requisitos do Ashrae 90.1 versão 2007. Deve-se observar que o nível D serve apenas de referência e o mínimo requerido será um sistema com nível C. Também é importante observar que o nível C já será considerado um sistema eficiente. Para o sistema de ar condicionado estes valores serão variáveis e definidos em função da faixa de carga térmica, do horário de funcionamento do sistema e do local da edificação. Por exemplo, no Rio de Janeiro, por ser uma cidade mais quente, os índices de eficiência mínimos do sistema para cada nível serão menores do que os índices para uma edificação localizada em Curitiba, que possui um clima mais ameno”.

Para Lamberts as novas diretrizes de eficiência energética, o conforto térmico deve ser garantido, mas aceita-se os limites de conforto propostos no ASHRAE Standard 55-2017, que vem sedo incorporados na NBR 16401-2. Para qualidade do ar interno, a NBR 16401-3 deve ser respeitada.

“Conforto térmico é obrigatório junto com qualidade do ar para conseguir um prédio eficiente. Prédios operados em modo misto (parte do ano condicionado e parte do ano em ventilação natural) também podem ser avaliados e são muito interessantes em climas do Sul e Sudeste. Quanto aos equipamentos, para os etiquetados temos que usar os níveis do Inmetro, que infelizmente não apresentam níveis de eficiência tão altos como gostaríamos. Para os não etiquetados, o Ashrae 90.1. Dos não etiquetados, ainda aceitamos a declaração do projetista, mas com as discussões em andamento entre Abrava e MME deve-se implantar um método de medição a ser aceito, iniciando com medições feitas em laboratórios do exterior até que se monte uma infraestrutura nacional. A Abrava propôs passarmos a avaliar o sistema todo, incluindo bombas, ventiladores e torres. Isto é um grande avanço, pois poderíamos ter um projeto com um chiller muito eficiente num sistema secundário mal projetado que seria considerado eficiente. No novo método isto não será possível. A eficiência é do sistema como um todo. No fundo, é o sistema que vai transformar a energia em conforto e devemos avaliar ele como um todo e, neste caso, o papel do projetista para a determinação da eficiência das edificações passa a ser muito importante, não apenas para especificar a máquina eficiente”, enfatiza.

Valores referenciados na carga parcial do sistema

Outra mudança comentada por Lamberts é sobre a determinação dos índices de eficiência dos equipamentos e os valores referenciados na carga parcial do sistema, que também passam a ser considerados na classificação da eficiência dos equipamentos e seus níveis aceitáveis: “Com a planilha proposta pela Abrava teremos o perfil de carga de edifícios de escritórios, inicialmente e, em seguida, de todas as tipologias para todos os climas. Estamos usando 24 grupos climáticos, atualmente em processo de discussão para o próximo zoneamento climático brasileiro (tabela 1), hoje composto por 8 zonas. Logo, estaremos analisando o equipamento muito próximo das condições de uso. Já o nível de eficiência dos edifícios com a nova versão do regulamento continua sendo avaliado por um OIA – Organismo de Inspeção Acreditado. Para grandes edifícios é importante manter assim devido à complexidade. Para pequenos edifícios e para residencial devemos acreditar pessoas, no futuro, para reduzir o custo”.

Tabela 1: Grupos Climáticos das capitais estaduais e maiores cidades de cada estado da federação

Grupo Climático

 

Quantidade de municípios Principais Municípios
1 – A 133 Araucária (PR), Cascavel (PR), Guarulhos (SP), Juiz de Fora (MG), Mauá (SP), Pinhais (PR), Santo André (SP), São Bernardo do Campo (SP), São Paulo (SP)
1 – B 28 Florianópolis (SC), Fazenda Vilanova (RS), Imbituba (SC), Magé (RJ), Santa Leopoldina (ES)
2 172 Barueri (SP), Campos do Jordão (SP), Curitiba (PR), Ouro Preto (MG), São Carlos (SP)
3 194 Pato Branco (PR), Petrópolis (RJ), Ponta Grossa (PR), São José dos Campos (SP)
4 159 Poços de Caldas (MG), Toledo (PR)
5 198 Caxias do Sul (RS), Gravataí (RS), Novo Hamburgo (RS), Pelotas (RS), São Francisco do Sul (SC), São Leopoldo (RS), Xaxim (SC)
6 145 Balneário Camboriú (SC), Bento Gonçalves (RS), Chuí (RS), Criciúma (SC), Farroupilha (RS), Porto Alegre (RS)
7 298 Canoas (RS), Chapecó (SC), Joaçaba (SC), Lajeado (RS), Vacaria (RS)
8 82 Santa Maria (RS)
9 296 Cabo Frio (RJ), Governador Valadares (RJ), Ilhéus (BA), Joinville (SC), Linhares (ES), Niterói (RJ), Porto Seguro (BA), Vila Velha (ES)
10 331 Belo Horizonte (MG), Brasília (DF), Campina Grande (PB), Campo Grande (MS), Caruaru (PE), Ribeirão das Neves (MG), Rio Verde (GO), Uberlândia (MG), Vitória da Conquista (BA)
11 363 Aparecida de Goiânia (GO), Ji-Paraná (RO), Parnamirim (RN), Santa Cruz (PE), Santana do Ipanema (AL)
12 314 Anápolis (GO), Goiânia (GO), Jataí (GO), Sete Lagoas (MG)
13 357 Angra dos Reis (RJ), Blumenau (SC), Campos dos Goytacazes (RJ), Duque de Caxias (RJ), Eldorado (MS), Itajaí (SC), Macaé (RJ), Nova Iguaçu (RJ), Paranaguá (PR), Rio de Janeiro (RJ), Vitória (ES)
14 197 Belford Roxo (RJ), Dourados (MS), Maringá (PR), Ourinhos (SP), Paraty (RJ), Ponta Porã (MS), São João do Meriti (RJ), Sorocaba (SP), Três Lagoas (MS), Volta Redonda (RJ)
15 251 Campinas (SP), Foz do Iguaçu (PR), Londrina (PR)
16 242 Divinópolis (MG)
17 251 Alto Alegre (RR), Ananindeua (PA), Barcarena (PA), Belém (PA), Boa Vista (RR), Fortaleza (CE), Iracema (RR), Laranjal do Jari (AP), Recife (PE), Santa Rita (PB), São Luís (MA),

 

18 190 Camaçari (BA), Feijó (AC), Macapá (AP), Manaus (AM), Natal (RN), Porto Velho (RO), Santana (AP)
19 310 Cruzeiro do Sul (AC), Macaíba (RN), Sena Madureira (AC)
20 278 Barras (PI), Cacoal (RO), Imperatriz (MA), Palmas (TO), Rio Branco (AC), Sinop (MT), Sobral (CE), Teresina (PI)
21 183 Aracaju (SE), João Pessoa (PB), Maceió (AL), Monte Alegre (RN), Olinda (PE), Paulistana (PI), Salvador (BA)
22 171 Feira de Santana (BA), Juazeiro do Norte (CE), Mossoró (RN), Parintins (AM), Parnaíba (PI), Patos (PB), Petrolina (PE), Santa Cruz (RN), São Gonçalo (RJ)
23 239 Campo Alegre (AL), Jabotão dos Guararapes (PE), Maragogi (AL), Nossa Senhora do Socorro (SE), Picos (PI)
24 183 Cuiabá (MT), Paranaíba (MS), Rondonópolis (MT), Várzea Grande (MT)

 

Cleto acrescenta que o RTQ-C oferece algumas alternativas de análise de eficiência do sistema de ar condicionado. “A simulação energética do sistema e de toda a edificação (incluindo envoltória e iluminação) é a mais completa e melhor ferramenta para análise da eficiência energética, pois permite uma verificação do perfil de operação e desempenho da edificação nas 8760 horas do ano. A segunda opção é a análise simplificada, mas que permite uma análise global do sistema de ar condicionado, com o conceito de SPLV (System Part Load Value – Valor Ponderado de Eficiência de todo Sistema), que considera quatro condições de carga – 25%, 50%, 75% e 100%, um método parecido com o IPLV dos equipamentos, mas que abrange todo o sistema de ar condicionado (incluindo chillers, bombas, torres de resfriamento, fancoils e ventiladores e/ou sistemas de expansão direta) e de maneira particular para o perfil de carga ao longo do ano, de acordo com as horas de funcionamento do sistema e com as condições climáticas anuais do local da edificação. Há ainda uma terceira opção de análise, com base apenas em valores de COP com plena carga dos equipamentos, porém com uma penalidade tal que não será possível classificar qualquer sistema como de nível A, utilizando este método. A análise é complexa e varia para cada projeto e faixa de carga térmica máxima do sistema”, comenta.

Exemplo de aplicação do novo método simplificado para avaliação da classe de eficiência energética

Ana Paula Melo, do LabEEE/UFSC, exemplifica os novos procedimentos para a definição da Classe de Eficiência Energética de Edificações Comerciais, de Serviços e Públicas, através de uma edificação modelo na qual aplicou-se um passo-a-passo considerando todos os sistemas de avaliação presentes no novo método simplificado (envoltória, iluminação, condicionamento de ar e aquecimento de água). Foram considerados também os procedimentos para a verificação da geração local de energia, uso racional de água e emissões de CO2 (sendo estes dois últimos apenas informativos). A edificação exemplo é de uso comercial, abrigando salas de escritórios. Sua geometria é retangular e composta por 5 pavimentos. Suas fachadas são voltadas para as 4 orientações principais (N, S, L e O), e a edificação não possui abertura zenital. O exemplo foi testado nas cidades de São Paulo – SP (Grupo Climático – GCL: 1b), Belém – PA (GCL: 17) e Brasília – DF (GCL: 10).

– Sistema de iluminação: iluminação com lâmpadas fluorescentes T5 sem aproveitamento da luz natural. Potência instalada total de 24250W.

– Sistema de condicionamento de ar: edifício completamente condicionado que utiliza equipamentos do tipo split.

– Ventilação natural: na edificação não foi considerada a contribuição da ventilação natural.

– Geração local de energia elétrica: geração de energia elétrica fotovoltaica em toda a cobertura do edifício.

– Uso racional da água: cada pavimento possui um banheiro masculino e um feminino. O banheiro masculino possui 2 vasos sanitários e 1 mictório, e o feminino 3 vasos sanitários. Ambos possuem 3 pias. Os vasos são dotados de controlador de vazão e as torneiras de arejadores. A edificação possui sistema para aproveitamento de água de chuva equivalente a 20% da demanda.

– Envoltória: definição do uso dos espaços divididos pelo seu principal uso, de acordo com as atividades desenvolvidas na edificação, separando-se ainda as áreas condicionadas das áreas não condicionadas artificialmente. Neste exemplo de aplicação, considerou-se que todos os pavimentos da edificação são condicionados. Divisão das zonas divididas em 5 pavimentos, todos tipos, sendo que o primeiro pavimento está em contato com o solo; entre o 2º e o 4º pavimentos, o piso não possui contato com o solo e a cobertura não possui contato com o exterior; no 5º pavimento a cobertura possui contato com o exterior e determinação dos parâmetros de entrada da edificação real por tipo de zona térmica. No caso da edificação exemplo o principal uso é o de escritório. Para fins comparativos devem ser analisadas as cargas térmicas para resfriamento utilizando os parâmetros de entrada da edificação real (parâmetros com base nos valores observados em projeto) e da condição de referência com base no texto do novo método de avaliação energética com base em energia primária de edificações comerciais, de serviços e públicas. A Figura 1  apresenta o conceito da avaliação por consumo de energia primária na condição real versus condição de referência. A avaliação da aplicabilidade do método simplificado é aplicável apenas nas edificações que apresentam parâmetros construtivos com valores compreendidos entre os intervalos utilizados na proposição do método, conforme a Tabela 2.

Ana Paula Basile Pinheiro – anapaula@nteditorial.com.br

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