Com uma abordagem inovadora em projetos de sistemas prediais, o Waterloo Region Police Service Investigative Services construiu um edifício que obteve economias de energia de mais de 60% em relação ao edifício de referência
(crédito: Divulgação)
Stephen Carpenter*
Net zero energia é a última palavra da moda na indústria da construção verde. A implicação é que devemos nos esforçar para ter edifícios que consomem apenas a energia gerada no próprio local. O programa canadense Living Building Challenge (Desafio Edifício Vivo) estabeleceu esta meta e o Challenge 2030 tem o objetivo de zerar as emissões de carbono dos edifícios até 2030. Mas este objetivo final é o mais correto? A conquista do net zero é extremamente louvável, mas em determinados climas, particularmente no Canadá, este pode ser um alvo tecnicamente irrealista ou, na melhor das hipóteses, financeiramente impraticável, por causa do significativo investimento de capital necessário à geração de energia renovável no local.
Se o net zero energia não é uma meta realista, qual deveria ser o objetivo de hoje? Para responder a esta pergunta, devemos primeiro perceber como estão os edifícios convencionais e verdes. Atualmente o edifício canadense comercial ou institucional médio utiliza cerca de 400 kWh/m2 [1440MJ/m2] em uma base anual. Escolas, escritórios e residências estão do lado mais baixo de consumo, dentro deste número, e hospitais, instalações desportivas e centros de varejo estão no lado mais alto.
Olhando para seus 100 projetos com certificação LEED, a Enermodal Engenharia percebeu que o uso real de energia dos projetos monitorados é de 45% inferior à média canadense, ou pouco mais de 200 kWh/m2. Em sua maior parte, essas economias foram atingidas, concentrando-se em algumas áreas críticas: envelope hermético, iluminação eficiente e equipamentos de alto desempenho mecânico, incluindo a recuperação de calor de ventilação.
Uma meta realista
Se o zero net energia não é realista hoje, com base nos edifícios convencionais e verdes, então o que seria? Nós acreditamos que uma meta realista e rentável seria 100 kWh/m2. Há três razões para fazer disto o objetivo central:
1. É exequível
De 100 projetos LEED acompanhados pela Enermodal , 10 iriam cumprir este objetivo, tornando-se uma meta desafiadora, mas realizável, para a maioria dos projetos. Escolhendo a meta de zero net existe o risco real de se prometer mais do que é possível entregar, colocando em causa a credibilidade da comunidade de construção verde.
2. É um desafio digno
É interessante notar que na cópia final do 2030 Challenge, esse programa permite que 20% da energia a ser comprado possa vir de fontes renováveis. Em outras palavras, o consumo real de energia nos edifícios dentro do objetivo net zero precisa ser de 20% dos valores atuais ou, em outras palavras, 80 kWh/m2, o que é muito parecido com os 100 mencionados acima. Neste sentido, 100 kWh/m2 não é uma realização tão mais baixa do que a estipulada no objetivo net zero: apenas um punhado de edifícios no Canadá alcançariam este nível de desempenho.
3. Construção de bases para o futuro desempenho net zero
Um edifício com menos de 100 kWh/m2 está perfeitamente configurado para atender o consumo de energia através da geração local renovável, ou através da conexão com os edifícios vizinhos para fazer uso do aquecimento excedente ou rejeitado. Mas 200 kWh/m2 é apenas a média. E sobre os edifícios de melhor desempenho do ponto de vista energético?
Alcançar 100kWh/m2 de consumo de energia
Atingir esta meta de energia irá requerer um processo diferente de projeto, incluindo quatro etapas que não são parte da prática convencional:
• Conceito de workshops em projetos - processo de projeto integrado e uma cesta de características de eficiência energética criada por modelagem de energia, permitindo que a equipe de projeto tome decisões conscientes sobre os melhores sistemas de construção a incorporar no projeto
• Equipe de projeto com experiência no fornecimento de edifícios com os requisitos de baixa energia (falaremos mais sobre isso depois) e comprometida com uma concepção simples e elegante.
• Extensão do comissionamento, incluindo a revisão meticulosa do projeto e treinamento das equipes de operação.
• Medição e verificação para ver se realmente foram alcançadas as metas previstas de economia de energia e água, permitindo a correção dos problemas caso não o sejam.
Desempenho superior com projeto elegante e simples
Apenas três palavras: projeto simples e elegante. O problema é que é extremamente difícil de fazer projetos simples. Engenheiros são propensos a superdimensionar equipamentos, aumentar desnecessariamente a complexidade de controles e usar velhas regras desenvolvidas no tempo que reduzir o consumo de energia não era uma prioridade.
Alcançar projetos abaixo de 100 kWh/m2 exige um completo repensar sobre como temos feito nossos projetos de edifícios. E não apenas os projetos eletro mecânicos, mas também o arquitetônico: orientação adequada, pisos, relação ideal de janela e parede, entre outros são muito importantes. Estes são recursos que utilizamos em nossa nova sede, A Grander View, que está utilizando 69 kWh/m2. Para registro, ela teve um custo de cerca de US $ 830/m2 de construção, incluindo as instalações. Aqui estão três exemplos de como o projeto elegante e simples funciona na prática:
1) Jogue fora as antigas regras de projeto
Uma das principais causas que impedem um projeto sustentável é a mentalidade apegada a regras de engenharia desatualizadas e práticas comuns que não são reconsideradas a partir de uma perspectiva de eficiência energética. Por exemplo, é prática comum encher as cisternas de coleta de água da chuva (usada em sanitários ou irrigação), quando vazias, com água da permissionária. Isto requer que a água seja despressurizada na cisterna, utilizando energia.
Em muitos de nossos projetos, incluindo o Waterloo Region Police Service Investigative Services Building, nós fizemos um bypass para a água da permissionária, com a cisterna e o sistema de encanamento do prédio atuando conjuntamente, mantendo a pressão de origem para o edifício.
2) Eliminar o máximo possível de equipamentos
Se você ligá-lo, ele irá usar energia. Com este lema em mente, devemos eliminar o maior número possível de partes desnecessárias de equipamentos mecânicos. Por exemplo, o nosso próprio escritório é construído em uma colina. A inclinação cria problemas de drenagem, sendo a solução típica uma bomba d´água. Para eliminar a necessidade da bomba, e o consequente consumo de energia, decidimos por um paisagismo ao redor do edifício para permitir a drenagem por gravidade para bueiros e eliminar a necessidade de uma bomba.
3) Sem resíduos
A abordagem tradicional para salas de servidores é a instalação de um condicionador de ar dedicado para lidar com a incrível quantidade de calor gerado pelos equipamentos eletrônicos. Isto não só é um equipamento extra que não serve a nenhum outro propósito, mas a própria energia do calor gerado pelo equipamento é desperdiçada.
Em vez disso, a Northlands Park Collegiate, em Manitoba, a bomba de calor com fluxo variável de refrigerante do edifício (integrada ao loop da bomba de calor) irá fornecer aquecimento e arrefecimento para a sala de informática e sala de servidores que têm um padrão de carga diferente do resto da escola. A maior parte do calor removido dessas salas será usada para aquecer a água quente para uso sanitário.
Outra solução para a Northlands, foi olhar para a cozinha com o objetivo de poupar energia. Cozinhas comerciais são muitas vezes esquecidas como parte da carga e consideradas "não regulamentadas”, portanto não incorporadas nos requisitos LEED. No entanto, a demanda elétrica nesta cozinha superou a do resto da escola. Portanto, o grupo de projeto eletro mecânico da Enermodal trabalhou com baixo fluxo de deslocamento, velocidade variável de ventilação para as coifas, sistema dedicado de aquecimento de alta eficiência para a máquina de lavar louça, painéis de isolamento duplo para os corredores frios, central de resfriamento de água conectada a trocadores de trocador de calor do solo, alta eficiência de degelo e controle para a refrigeração, e piloto eletrônico para acender o gás de cozinha.
Conclusão
Iniciativas recentes na indústria de projetos sustentáveis estabeleceram metas de desempenho que incluem novas metas de consumo de energia líquida. Percebendo os parâmetros econômicos de operação da grande maioria dos projetos de construção, é discutível se tais metas de desempenho terão o efeito desejado, pois podem ser vistas como irrealistas ou inatingíveis. Mais prático seria o objetivo de reduzir o consumo de energia para cerca de 100 kWh/m2 por ano, em vez de pretender uma meta inatingível de net zero. Uma demanda mais modesta de energia poderia ser atendida imediatamente através de uma variedade de opções renováveis.
*Stephen Carpenter é LEED Felow e presidente da Enermodal Engenharia, uma das maiores empresas de consultoria em Green Building do Canadá. Fundada em 1980, tem escritórios em Kitchener, Calgary, Edmonton, Winnipeg, Halifax, Vancouver e Toronto.
A reclassificação do site e da utilização de valas de drenagem de águas pluviais para controle de escoamento eliminou a necessidade de bombas na Sede da Enermodal, A Grander View
Comunidade solar em Drakes Landing, Alberta. A intenção dos edifícios net zero é reduzir o consumo de energia onde a geração renovável local seja uma opção viável
Via SabMag