Relatório Digital
Transcrição
Relatório Digital
HEMORREDE SUSTENTÁVEL HEMOPA FUNDAÇÃO DE HEMATOLOGIA E HEMOTERAPIA DO PARÁ LaSUS POLÍTICA NACIONAL DE SANGUE E HEMODERIVADOS SUS Ministério da Saúde P R O J E T O HEMORREDE SUSTENTÁVEL - H E M O P A HEMOPA RELATÓRIO TÉCNICO Relatório técnico de projeto de pesquisa para reabilitação ambiental sustentável de três edifícios da rede de hemocentros coordenadores / projeto: 00038.1740001/12-055 Marta Adriana Bustos Romero Coordenadora Geral BRASÍLIA, NOVEMBRO DE 2014 i P R O J E T O HEMORREDE SUSTENTÁVEL - H E M O P A EQUIPE EXECUTORA Coordenação Geral Marta Adriana Bustos Romero (UnB) Fase Avaliação Pós Ocupação – APO e Etiquetagem de Eficiência Energética Marta Adriana Bustos Romero (Coordenação, Profa. FAU/UnB) Caio Frederico e Silva (Prof. FAU/UnB) Marcos Thadeu Queiroz Magalhães (Prof. FAU/UnB) José Marcelo Medeiros (Prof. FAU/UFAP) Ederson Oliveira Teixeira (Arq.) Gustavo de Luna Sales (Arq.) Ana Carolina C. Correia Lima (Arq.) Aline Curvello da Costa Nemer (Arq.) Humberto Dias Xavier (Arq.) Bianca Leite Gregório (Est. Arq.) Jeferson Carlos da Silva Santos (Est. Arq.) Moira Nunes Costa Neves (Est. Arq.) Nathália Lemes Jorge dos Santos (Est. Arq.) Yves Luan Antunes de Amorim (Est. Info) Fase Retrofit Marco Antonio Saidel (Coordenação) Prof. Dr. Alberto Hernandez Neto Eduardo Kanashiro Fase Projeto de Pesquisa Marta Adriana Bustos Romero (Coordenação) Márcio Augusto Roma Buzar Caio Frederico e Silva Ederson Oliveira Teixeira Gustavo de Luna Sales Gustavo A. Cardoso Cantuária Ana Carolina C. Correia Lima Aline Curvello da Costa Nemer Fase Análise e Consolidação de parâmetros de saúde e qualidade de vida Humberto Dias Xavier e Equipe Apoio Técnico Operacional ao Projeto de Pesquisa Valmor Cerqueira Pazos (Coordenação) Flávio Rocha de Souza Britoaldo Martins do Vale Junior Diego Macedo Dantas Soemes Barbosa de Sousa Diego Macedo Dantas Imelda Mendes Santos Ministério da Saúde Coordenação Geral - Sangue e Hemoderivados / CGSH/SAS / MS) Fundação de Hematologia e Hemoterapia do Pará - HemoPA ii P R O J E T O HEMORREDE SUSTENTÁVEL - H E M O P A Lista de Figuras Figura 1 - Localização do edifício do HemoPA, contextualização urbana. ............................... 14 Figura 2 – Edifício do HemoPA ................................................................................................. 14 Figura 3 - Levantamento fotográfico do entorno do HemoPA. ................................................ 15 Figura 4 - Localização do edifício do HemoPA no contexto das Zonas Urbanas. ..................... 15 Figura 5 - A Carta Bioclimática de Givoni relaciona a temperatura seca do ar (A), razão de umidade (B) e a temperatura úmida do ar (C). ........................................................................ 16 Figura 6 – Mapa do Zoneamento Bioclimático brasileiro......................................................... 17 Figura 7 - Zona Bioclimática 8 e a Carta Bioclimática representando as cidades desta zona (Belém – PA)............................................................................................................................. 18 Figura 8 -– Carta Solar com indicação das temperaturas ao longo do dia e ao longo do ano. . 19 Figura 9 - Velocidade e Frequência dos ventos predominantes na cidade de Belém. ............. 19 Figura 10 – Distribuição de Temperaturas e Umidades ........................................................... 20 Figura 11 – Distribuição de ventos com temperaturas e umidades elevadas .......................... 20 Figura 12 – Equipamentos de Coleta de Dados ........................................................................ 25 Figura 13 - Equipe LaSUS realizando o levantamento de dados e medições ........................... 25 Figura 14 - Recepção dos Doadores Planta de Locação ........................................................... 26 Figura 15 – Planta da Recepção dos Doadores ........................................................................ 26 Figura 16 – Imagens da recepção dos doadores ...................................................................... 27 Figura 17 - Representação das Curvas Isolux com o apoio do Software: Surfer-9 ................... 27 Figura 18 – Etiqueta Nacional de Conservação de Energia (ENCE). ......................................... 28 Figura 19 – Intervalos de eficiência a partir do indicador de consumo da envoltória do edifício. ................................................................................................................................................. 29 Figura 20 – Elevações ............................................................................................................... 30 Figura 21 – Orientações de Fachada ........................................................................................ 30 Figura 22 – Nível de Eficiência Energética sem pré-requisitos - HemoPA. ............................... 31 Figura 23 – Nível de Eficiência Energética sem pré-requisitos - HemoPA. ............................... 31 Figura 24 - Medição do quadro de alimentação das cargas essenciais do Hemocentro de Belém. Figura 25 - Analisador MARH-21. .............................................................................................36 Figura 26 - Locais de medições de parâmetros elétricos. .........................................................37 Figura 27 - Curva de carga dos circuitos essenciais. .................................................................37 Figura 28 - Curva de carga do sistema central de condicionamento ambiental. ......................37 Figura 29 - Curva de carga da câmara fria. ...............................................................................38 Figura 30 - Consumo mensal registrado nas faturas de energia. .............................................38 Figura 31 - Matriz de consumo desagregado do Hemocentro. ................................................38 Figura 32 - Modelo virtual do Hemocentro. .............................................................................39 Figura 33 - Exemplo de relatório de saída de dados da simulação realizada pelo EnergyPlus. 39 Figura 34 - Potencial de redução das estratégias propostas. ...................................................40 Figura 35 - Divisão aleatória dos circuitos de iluminação.........................................................42 Figura 36 - Comparação entre motores do tipo padrão e alto rendimento .............................43 Figura 37 - Correntes A, B e C medidas no circuito de alimentação das cargas essenciais do HemoPA. ..................................................................................................................................48 Figura 38 - Correntes A, B e C medidas no circuito de alimentação das cargas essenciais do HemoPA. ..................................................................................................................................48 Figura 39 - Medição de harmônicos de tensão na saída do transformador. ............................50 Figura 40 – Análise de sombreamento do cenário atual. .........................................................52 Figura 41 – Análise de sombreamento do cenário com o Anexo II do HemoPA. .....................53 Figura 42 – Caixas, armários e comunicação visual interferem no aproveitamento ideal da iluminação natural. ..................................................................................................................53 Figura 43 – Revestimentos internos com cores escuras reduzem o potencial de aproveitamento da iluminação natural. ..............................................................................................................54 Figura 44 – Curvas isolux do ambiente “recepção dos doadores” – distribuição não uniforme da luz e o potencial de iluminação natural próximo às janelas. ...............................................54 Figura 45 – Incidência da ventilação predominante no HemoPA .............................................55 Figura 46 – Destaca para o local de inserção do Anexo II (tracejado em vermelho) em relação aos ventos predominantes. ......................................................................................................55 ................................................................................................................................................. 35 3 P R O J E T O HEMORREDE SUSTENTÁVEL - H E M O P A Figura 47 – Escoamento do fluxo de ar visto em planta. Perpendicular à fachada sudeste (A), e Figura 72 – Sistema eólico de fachadas e o aproveitamento dos ventos rápidos nas coberturas. perpendicular à fachada nordeste (B). ..................................................................................... 56 .................................................................................................................................................71 Figura 48 – Sombra de vento gerada pela inserção do Anexo II do HemoPA em planta (A), e em Figura 73 – Painel de sistema eólico e estrutura com geradores eólicos. ................................71 corte (B). .................................................................................................................................. 56 Figura 74 – Estudo preliminar da reabilitação arquitetônica do HemoPA - Proposta ..............74 Figura 49 – Círculo Bioclimático com os parâmetros ambientais analisados por orientação. . 56 Figura 75 – Situação atual da implantação do HemoPA. ..........................................................75 Figura 50 – Cenário atual da incidência de radiação solar no terreno do HemoPA. ................ 57 Figura 76 – Croqui do estudo preliminar de implantação. .......................................................75 Figura 51 – Cenário com a implantação do Anexo II ao lado do edifício atual. ........................ 57 Figura 77 – Estudo Preliminar de implantação. ........................................................................75 Figura 52 – Análise da incidência de radiação solar nas fachadas do HemoPA. ...................... 58 Figura 78 – Perspectiva do estudo preliminar de implantação. ...............................................76 Figura 53 – Análise das máscaras de sombra no cenário atual do HemoPA. ........................... 58 Figura 79 – Análise do percentual de abertura buscando o nível máximo de etiquetagem do Figura 54 – Análise das máscaras de sombra no cenário com a inserção do Anexo II do HemoPA. nível de eficiência energética do edifício. ................................................................................76 ................................................................................................................................................. 59 Figura 80 – Estudo de esquadrias (perspectiva). ......................................................................77 Figura 55 – Exemplo de Torre de Vento. .................................................................................. 66 Figura 81 – Estudo de ventilação de esquadrias (perspetiva). .................................................77 Figura 56 – Efeito Venturi / Efeito Chaminé. ............................................................................ 66 Figura 82 – Membrana Têxtil na fachada Sudeste. ..................................................................78 Figura 57 – Projeto: GSW highrise by Sauerbruch Hutton ....................................................... 67 Figura 83 - Especificações técnicas do fabricante da membrana têxtil. ...................................78 Figura 58 – Projeto: Friedrichstrasse 40 Office Building / Petersen Architekten ..................... 67 Figura 84 - Sede do CONFEA na cidade de Brasília. ..................................................................79 Figura 59 – Parque linear elevado em Nova Iorque - High Line. .............................................. 68 Figura 85 - Arena Pantanal na cidade de Cuiabá. .....................................................................79 Figura 60 – High Line, NY - Novo uso para trilho de trem desativado. ..................................... 68 Figura 86 - Projeto da Sede do Clube Curitibano, na cidade de Curitiba. .................................79 Figura 61 – Praça em níveis e diferentes usos de vegetação. .................................................. 68 Figura 87 – Delimitação da área que receberá o recuo de dois (02) metros. ...........................80 Figura 62 –Usos de escada intercalada por rampa diagonal .................................................... 69 Figura 88 – Demarcação do recuo no 1º pavimento. ...............................................................81 Figura 63 – Usos de escada intercalada por rampa diagonal. .................................................. 69 Figura 89 – Demarcação do recuo no 2º pavimento. ...............................................................81 Figura 64 – Piso integrado com vegetação............................................................................... 69 Figura 90 – Demarcação do recuo no 3º pavimento. ...............................................................81 Figura 65 – Piso intertravado de formato não retilíneo. .......................................................... 69 Figura 91 – Nova proposta de marquises buscando a integração com a nova identidade da Figura 66 – Direita: Piso intertravado retangular; Esquerda: Esquema de sistema de drenagem. edificação. ................................................................................................................................82 ................................................................................................................................................. 69 Figura 92 – Sistema de captação da ventilação natural. ..........................................................82 Figura 67 – Fachada de Hospital na Cidade do México, placas de dióxido de Titânio. ............ 70 Figura 93 – Escoamento da ventilação natural no cenário com o uso do dispositivo proposto. Figura 68 – Detalhe dos módulos de dióxido de titânio ........................................................... 70 .................................................................................................................................................82 Figura 69 – Sistema fotovoltaico maleável e seu uso em edificações. ..................................... 70 Figura 94 – Área de cobertura analisada. .................................................................................83 Figura 70 – Células fotovoltaicas e seu uso em fachadas. ........................................................ 71 Figura 95 - Proposta para a área de coleta. ..............................................................................84 Figura 71 – Geradores eólicos em cobertura de edifício. ......................................................... 71 Figura 96 - Colônia de miritis na praça do Aeroporto de Belém. .............................................84 4 P R O J E T O HEMORREDE SUSTENTÁVEL - H E M O P A Figura 97 - Paisagismo do Parque Mangal das Garças. ............................................................ 84 Gráfico 13 – Normais climatológicas: temperatura do ar absoluta (°C). ..................................24 Figura 98 - Palmeiras para a área externa: miritizeiro e açaizeiro e para o jardim interno e Gráfico 14 - Consumo e demanda máxima mensais de energia do HEMOPA. .........................46 canteiros menores: palmeira laca e licuala. ............................................................................. 85 Gráfico 15 – Qualidade do ar dos usuários ...............................................................................60 Figura 99 - Recomendação de espécies arbóreas para a área externa: ipês,chuva de ouro e oiti. Gráfico 16 – Problemas respiratórios dos usuários ..................................................................60 ................................................................................................................................................. 85 Gráfico 17 – Iluminação artificial dos ambientes .....................................................................60 Figura 100 - Recomendação de espécies arbustivas para a área externa: agave, cavalinha, Ixora, Gráfico 18 – Iluminação natural ...............................................................................................60 patchouli e russélia. ................................................................................................................. 85 Gráfico 19 – Ruído advindo dos outros ambientes ..................................................................60 Figura 101 - Recomendação de espécies forrageiraspara os jardins internos e canteiros Gráfico 20 – Ruído dos ambientes............................................................................................60 menores: lírios, filodendros, marantas, calatéiase orquídeas epífitas. .................................... 86 Gráfico 21 – Ruído externo (rua) ..............................................................................................61 Figura 102 - Perspectiva externa, fachada principal. ............................................................... 87 Gráfico 22 – Ruído no ambiente interno ..................................................................................61 Figura 103 - Perspectiva externa - fachada lateral. .................................................................. 88 Gráfico 23 – Temperatura no verão .........................................................................................61 Figura 104 - Perspectiva externa – vista aérea......................................................................... 89 Gráfico 24 – Interferência do ruído interno .............................................................................61 Figura 105 - Perspectiva externa – vista lateral. ...................................................................... 90 Gráfico 25 – Frequência do uso do ar-condicionado ................................................................61 Figura 106 - Perspectiva externa - acesso principal. ................................................................ 91 Gráfico 26 – Frequência de uso – calefação .............................................................................61 Figura 107 - Perspectiva externa - fachada principal. .............................................................. 92 Gráfico 27 – Segurança contra acidentes .................................................................................62 Gráfico 28 – Segurança contra roubos .....................................................................................62 Lista de Gráficos Gráfico 1 - Normais climatológicas: pressão ao nível da estação (hPa). .................................. 21 Gráfico 29 – Qualidade do refeitório dos doadores .................................................................62 Gráfico 30 – Qualidade do refeitório dos funcionários ............................................................62 Gráfico 31 – Qualidade do repouso dos funcionários ..............................................................62 Gráfico 2 – Normais climatológicas: precipitação (mm). ......................................................... 21 Gráfico 32 – Qualidade das áreas de lazer ...............................................................................62 Gráfico 3 – Normais climatológicas: precipitação máxima em 24h (mm). ............................... 21 Gráfico 33 – Acessibilidade ao edifício .....................................................................................63 Gráfico 4 – Normais climatológicas: temperatura média (°C). ................................................. 21 Gráfico 34 – Acesso ao edifício em relação à cidade ................................................................63 Gráfico 5 – Normais climatológicas: temperatura máxima (°C). .............................................. 22 Gráfico 6 - Normais climatológicas: temperatura mínima (°C). ............................................... 22 Gráfico 7 – Normais climatológicas: temperatura máxima absoluta (°C). ............................... 22 Gráfico 8 – Normais climatológicas: temperatura mínima absoluta (°C). ................................ 22 Gráfico 9 – Normais climatológicas: evaporação (mm)............................................................ 23 Gráfico 10 – Normais climatológicas: umidade relativa do ar (%). .......................................... 23 Gráfico 11 – Normais climatológicas: insolação (horas)........................................................... 23 Gráfico 12 – Normais climatológicas: nebulosidade. ............................................................... 23 5 P R O J E T O HEMORREDE SUSTENTÁVEL - H E M O P A SUMÁRIO 4.5.2. Recomendações .....................................................................................................42 4.6. Sistemas de Climatização ..............................................................................................43 APRESENTAÇÃO ......................................................................................................................... 8 1. INTRODUÇÃO E CONTEXTUALIZAÇÃO .................................................................................... 9 1.1. Objetivos ....................................................................................................................... 12 1.2. Procedimentos Metodológicos ..................................................................................... 12 1.3. Contextualização de Belém/PA ..................................................................................... 13 1.3.1. Localização Urbana e Entorno ................................................................................ 13 1.3.2. Plano Diretor .......................................................................................................... 15 1.3.3. Arquitetura Bioclimática e Caracterização do Clima .............................................. 16 1.3.4. Caracterização das Normais Climatológicas ........................................................... 20 2. AVALIAÇÃO PÓS-OCUPAÇÃO (APO) ..................................................................................... 25 2.1. Metodologia .................................................................................................................. 25 3. ETIQUETAGEM DO NÍVEL DE EFICIÊNCIA ENERGÉTICA ........................................................ 27 3.1. A Etiquetagem de Edificações no Brasil ........................................................................ 27 3.2. Objetivo da Avaliação do Nível de Eficiência Energética ............................................... 28 3.3. Método Utilizado .......................................................................................................... 28 3.4. Etiquetagem do Nível de Eficiência Energética da Envoltória ....................................... 29 3.4.1. Caracterização do Edifício para a Etiquetagem ...................................................... 29 3.4.2. Extração dos dados ................................................................................................ 30 3.4.3. Resultado da Etiqueta ............................................................................................ 31 4. RETROFIT .............................................................................................................................. 33 4.1. Contexto ........................................................................................................................ 33 4.2. Objetivos ....................................................................................................................... 33 4.3. Metodologia .................................................................................................................. 34 4.4. Análise da Instalação ..................................................................................................... 36 4.4.1. Medições de Energia .............................................................................................. 36 4.4.2. Medições e Consumo Desagregado ....................................................................... 37 4.4.3. Simulação Energética da Edificação ....................................................................... 38 4.5. Sistemas de Iluminação ................................................................................................. 41 4.6.1. Recomendações .....................................................................................................43 4.7. Sistemas de Refrigeração ..............................................................................................43 4.7.1. Recomendações .....................................................................................................43 4.8. Sistemas Matrizes ..........................................................................................................43 4.9. Motor de Alto Rendimento: ..........................................................................................44 4.9.1. Recomendações .....................................................................................................44 4.10. Estudo Tarifário ...........................................................................................................44 4.11. Avaliação .....................................................................................................................45 4.12. Qualidade de Energia Elétrica......................................................................................46 4.12.1. Perturbações elétricas ..........................................................................................46 4.12.2. Harmônicos ..........................................................................................................48 4.12.3. Fator de Potência .................................................................................................50 4.12.4. Recomendações ...................................................................................................50 4.13. Considerações Finais ...................................................................................................51 5. AVALIAÇÃO BIOCLIMÁTICA DO EDIFÍCIO ..............................................................................52 5.1. Percurso Aparente do sol ..............................................................................................52 5.2. Iluminação Natural ........................................................................................................53 5.3. Ventilação Natural .........................................................................................................54 5.4. Análise do Círculo Bioclimático .....................................................................................56 5.5. Análise da Radiação Solar ..............................................................................................57 5.6. Análise da Eficiência dos Brises .....................................................................................58 5.7. Análise dos questionários aplicados aos usuários .........................................................59 5.8. Considerações específicas .............................................................................................63 6. DIRETRIZES DO ESTUDO PRELIMINAR ..................................................................................65 6.1. Introdução .....................................................................................................................65 6.2. Estudos de Repertório ...................................................................................................65 6.2.1. Uso da ventilação natural .......................................................................................65 6.2.2. Proteções Solares ...................................................................................................66 4.5.1. Integração com a Iluminação Natural .................................................................... 41 6 P R O J E T O HEMORREDE SUSTENTÁVEL - H E M O P A 6.2.3. Acessibilidade – Integração de Usos ...................................................................... 68 9. CONSIDERAÇÕES FINAIS .......................................................................................................93 6.2.4. Materiais permeáveis ............................................................................................. 69 REFERÊNCIAS ............................................................................................................................95 6.2.5. Inovações Tecnológicas .......................................................................................... 70 6.3. Diretrizes da Avaliação Ambiental Integrada ................................................................ 71 6.4. Diretrizes da APO .......................................................................................................... 71 6.4.1. Térmico .................................................................................................................. 72 6.4.2. Luminoso ................................................................................................................ 72 6.4.3. Sonoro .................................................................................................................... 72 6.4.4. Ambiental: .............................................................................................................. 72 6.5. Diretrizes da Etiquetagem da Envoltória ....................................................................... 73 6.6. Diretrizes do Retrofit Energético: .................................................................................. 73 6.6.1. Sistema de Iluminação Artificial ............................................................................. 73 6.6.2. Climatização e Refrigeração ................................................................................... 73 6.6.3. Sistemas Motrizes .................................................................................................. 73 7. ESTUDO PRELIMINAR ........................................................................................................... 74 7.1. Implantação - Integração .............................................................................................. 75 7.2. Aumento das aberturas ................................................................................................. 76 7.3. Esquadrias ..................................................................................................................... 76 7.4. Proteção Solar - Membrana .......................................................................................... 77 a) Especificações Técnicas do Fabricante: ........................................................................ 78 b) Antecedentes de obras que já utilizam esse material:................................................. 78 7.5. Recuo da Fachada ......................................................................................................... 80 7.8. Marquises ...................................................................................................................... 81 7.9. Captação da ventilação natural ..................................................................................... 82 7.10. Cobertura .................................................................................................................... 83 7.11. Recursos naturais ........................................................................................................ 83 7.13. Otimização do fluxo do doador ................................................................................... 83 7.14. Paisagismo................................................................................................................... 84 7.15. Projeto Paisagístico para o HEMOPA .......................................................................... 85 8. RESULTADOS FINAIS ............................................................................................................. 87 7 P R O J E T O HEMORREDE SUSTENTÁVEL - H E M O P A APRESENTAÇÃO Este Relatório Técnico apresenta a Avaliação Ambiental Integrada do Edifício do Centro de Hematologia e Hemoterapia do Estado do Pará. As atividades foram desenvolvidas no âmbito do projeto Hemorrede Sustentável - Ministério da Saúde pelo Laboratório de Sustentabilidade Aplicada a Arquitetura e ao Urbanismo – LaSUS da Faculdade de Arquitetura e Urbanismo da Universidade de Brasília e parte do diagnóstico pelo Departamento de Engenharia de Energia e Automação Elétricas da Escola Politécnica da Universidade de São Paulo (USP). Este documento está organizado em nove tópicos: introdução, sete capítulos técnicos, e considerações finais. Aborda-se nos tópicos de 1 a 5 os procedimentos de trabalho utilizados para o diagnóstico ambiental e reabilitação do edifício do Centro de Hematologia e Hemoterapia do Pará – HemoPA. Apresenta-se a contextualização ambiental de Belém, a Avaliação Pós-Ocupação (APO), os procedimentos de Etiquetagem de Eficiência Energética e o Retrofit energético. Em um segundo momento, nos tópicos 6, 7 e 8, o relatório dedica-se a apresentar: estudos de repertório, diretrizes gerais e estudo preliminar para os edifícios. Este estudo é resultante dos indicativos encontrados por meio da aplicação de cada método. Aqui, são apresentadas diretrizes de projeto visando a humanização, sustentabilidade e eficiência energética do espaço construído, assim como, o conforto ambiental dos usuários do edifício. 8 P R O J E T O HEMORREDE SUSTENTÁVEL - H E M O P A 1. INTRODUÇÃO E CONTEXTUALIZAÇÃO ironizada como dócil subproduto da indústria do vidro mancomunada com o intensivo uso industrial, comercial e caseiro do ar condicionado, quando teria havido meios e modos – até mesmo aproveitando a lição da arquitetura dos povos primitivos – de reduzir o excessivo gasto A importância da climatização por meios naturais está amplamente documentada, os de energia requerido pelo partido arquitetônico então universalmente adotado nas antecedentes podem ser datados desde os das épocas dos antigos gregos e romanos, assim edificações de grande porte”. Ainda Lucio Costa a propósito da invenção do ar condicionado como nos nossos ancestrais pré-colombianos. É interessante notar que tanto na época dos quando benéfica e não quando desperdício, ”o desenvolvimento cientifico e tecnológico não gregos quanto na dos romanos foram construídas cidades com estrutura urbanística de modo se contrapõe a natureza, de que é, na verdade, a face oculta – com todas as suas a que todos tivessem acesso a um condicionamento natural de suas residências. Mas na época potencialidades virtuais – revelada por meio do intelecto do homem, vale dizer, através da do petróleo barato, 1955-1973, a ilusão foi de que o arquiteto pudesse conceber o edifício não própria natureza no seu estado de lucidez e de consciência”. Lucia Mascaró definia a a partir do conhecimento do ambiente senão a partir de teorias estéticas de sua escolha. O arquitetura bioclimática como arquitetura energética e dizia “que o objetivo do projeto projeto assim concebido tanto poderia ser construído como em Suécia ou em Rio de Janeiro. bioclimático consiste em aumentara complexidade organizativa do sistema, mantendo elevada Seguindo esta teoria, o arquiteto brasileiro foi convencido de que a orientação do edifício sua confiabilidade e reduzindo o consumo de energia ao mínimo. Grande parte da poderia ser qualquer, não importando o homem que o habitaria, ou o clima, só o terreno complexidade característica da implantação tem sido transferida à envolvente do edifício disponível ou o visual. (paredes, coberturas e aberturas) com o uso desse novo critério de desenho”. Até hoje esses A proposta da arquitetura bioclimática não é voltar ao passado, quer é harmonizar novamente o edifício ao clima e características locais, pensando no homem que morará ou trabalhará nele, tendo em conta a tecnologia e os conhecimentos atuais, os materiais e suas características físicas, químicas, óticas, mecânicas, e estéticas, tendo em conta uma perspectiva global quanto a disponibilidade humana, de materiais e energia de que dispõe um país. Muito se fala que as crises de abastecimento no setor elétrico trouxeram consequências positivas para a valorização da eficiência no uso da energia. Algumas iniciativas foram marcantes tais como o Seminário de Arquitetura Bioclimática realizado em Rio de Janeiro em conceitos permeiam nossas bases de projetos e considera que a arquitetura bioclimática e uma forma de desenho lógica que reconhece a persistência do existente, é culturalmente adequada ao lugar e às matérias locais e utiliza a própria concepção arquitetônica como mediadora entre o homem e o meio. No contexto brasileiro, a crise de abastecimento no setor elétrico do ano de 2001 impactaram a produção arquitetônica e o mercado da construção civil. Duas consequências positivas sobressaíram desta crise: a forte participação da sociedade na busca da sua solução e a valorização da eficiência no uso de energia. 1983, patrocinado pela CPFL de São Paulo, por contar entre os participantes grandes nomes Em decorrência desse processo involuntário de aprendizagem, vem se formando uma pioneiros na área Ambiental acadêmica como Lucia e Juan Mascaró, Oscar Corbella, Ennio Cruz consciência de que a eficiência energética não pode estar vinculada apenas a questões da Costa e Lucio Costa. Nesse Seminário segundo as palavras de apresentação de José conjunturais. Deve, sim, fazer parte, de forma definitiva, da política energética nacional, Goldemberg, outro dos grandes pesquisadores nacionais da área energética, se reuniram mediante a promoção de medidas que permitam agregar valor às iniciativas já em andamento, arquitetos físicos engenheiros para identificar técnicas de projeto arquitetônico que como o desenvolvimento de produtos e processos mais eficientes e a intensificação de propiciaram o uso mais racional da energia nos edifícios. Lucio Costa inicia sua fala com as programas que levem à mudança de hábitos de consumo. seguintes palavras “a arquitetura tal como se desenvolveu no pós-guerra, foi severamente 9 P R O J E T O HEMORREDE SUSTENTÁVEL - H E M O P A Sendo assim, de modo geral, as edificações públicas apresentam oportunidades significativas A APO é composta pela caracterização climática do local e demais atributos do microclima de redução do consumo de energia e, portanto, de custos operacionais por meio do onde a edificação está inserida; avaliação sensorial dos ambientes; aplicação de questionários aprimoramento do projeto, de um melhor gerenciamento da instalação, da adoção de e realização de entrevistas com usuários do edifício; avaliação da qualidade ambiental dos equipamentos tecnologicamente mais eficientes e alterações dos hábitos dos usuários. recintos considerando o conforto térmico, luminoso e sonoro. Nesta fase também foram Muitas vezes, oportunidades interessantes de ganhos de eficiência não são possíveis, pois ferem compromissos assumidos no projeto da edificação. Assim, a possibilidade de avaliar as realizadas simulações computacionais nos programas ENVI-met e Ecotect Analisys 2011, destinados à avaliação ambiental tanto na escala urbana como ao nível dos ambientes. soluções adotadas, ainda na etapa de projeto, apresenta-se como uma excelente Após a realização das avaliações e análise dos dados obtidos, foram estabelecidas diretrizes oportunidade de seu refinamento. tendo como enfoque o aumento da sustentabilidade e qualidade ambiental do espaço Cabe destacar que muitos refinamentos de projeto, que buscam a eficiência energética, já são contemplados nos projetos atuais, tornando-os mais aderentes às necessidades da sociedade. A análise aqui desenvolvida compreende uma revisão dos conceitos utilizados buscando construído. O trabalho de APO teve diferentes etapas, agrupadas da seguinte forma: identificar ganhos adicionais de eficiência. Planejamento: levantamento de normas; definição dos equipamentos para medições in loco; definição dos programas computacionais a serem utilizados; Combater o desperdício de energia é vantajoso para todos os envolvidos. Ganha o consumidor, definição de ambientes-tipo analisados na APO; levantamento e definição de neste caso a sociedade, que passa a comprometer menor parcela de seus custos e ganha o indicadores de desempenho ambiental; condicionantes bioclimáticas locais; logística setor elétrico, que posterga investimentos necessários ao atendimento de novos clientes e a e planejamento para a execução do trabalho. sociedade como um todo, pois além dos recursos economizados, as atividades de eficiência Diagnóstico: análise dos resultados obtidos e elaboração das diretrizes de projeto. energética contribuem para a conservação do meio ambiente evitando agressões inerentes à Projeto: proposições técnicas em formato de estudo preliminar de arquitetura. construção de usinas hidrelétricas ou térmicas. Retrofit é levantar e analisar informações sobre o consumo de energia elétrica, hábitos de Neste contexto, defende-se uma abordagem de análise mais sistêmica, que aborde o edifício consumo, características ocupacionais, situação operacional das instalações e equipamentos e a cidade em todas as suas complexidades. A abordagem energética não deve priorizar a de usos finais, identificando oportunidades de melhoria na eficiência do uso da energia elétrica análise tecnicista dos equipamentos, assim como a análise do grau da sustentabilidade não e de redução do seu custo. pode abrir mão das estratégias tecnológicas que visam a eficiência energética. Defende-se, portanto, uma análise integrada no que se referem os problemas de ordem ambiental. A Avaliação Ambiental Integrada compreende uma visão bioclimática da arquitetura, e do urbanismo, fundamentais para uma conformação mais sustentável dos lugares, segundo premissas de Romero (2001). Neste estudo, a integração soma os saberes da Avaliação PósOcupação – APO, Retrofit e Etiquetagem de Eficiência Energética em Edifícios. O Retrofit é importante devido ao constante desenvolvimento tecnológico em que nossa sociedade está inserida. Afirma-se que o Retrofit deve ser realizado periodicamente, para manter-se o mais eficiente possível e com melhor qualidade de conforto. Podem-se organizar as etapas de avaliação do Retrofit em: Levantamentos de Dados: medição de consumo individualizada; contas de energia, etc.; 10 P R O J E T O HEMORREDE SUSTENTÁVEL - H E M O P A Aplicação do método de Retrofit: simulação computacional, análise do perfil de causaram um gradativo e elevado crescimento de consumo energético. O grande aporte de consumo, etc.; energia necessário para manutenção desse modelo de edificação, extremamente dependente Diagnóstico energético do edifício: medidas possíveis e impactos em relação ao de mecanismos artificiais de energia para garantia do conforto ambiental, só passou a ser consumo anual. reconhecido como problemático com a crise do petróleo, em 1973. Até esta época, as questões A Etiquetagem do nível de eficiência energética é obtido por meio do método prescritivo, que consiste em uma série de parâmetros predefinidos ou a calcular que indicam a eficiência do sistema. Neste caso, os procedimentos de etiquetagem podem ser organizados em: Levantamento e Organização do Projeto: dados da área útil; área de vidro; área opaca; etc.; Cálculo da Eficiência Energética da Envoltória: aplicação das fórmulas do RTQ-C; Identificação de Possíveis Melhorias: cenários de possíveis etiquetas. Para a aplicação da Avaliação Ambiental Integrada, tem-se como o objeto de estudo o edifício sede do Centro de Hemoterapia e Hematologia do Estado do Pará - HemoPA, localizado na cidade de Belém, capital do estado do Pará, tem em sua área metropolitana mais de 2,5 milhões de habitantes, sendo a maior área metropolitana da região norte (IBGE, 2012). A Avaliação Ambiental Integrada é de fundamental importância para a redução dos impactos ambientais que o ambiente construído promove na sua implantação e manutenção. Atualmente, as questões ambientais em geral têm sido colocadas como preponderantes e direcionadoras para quase todas as áreas de conhecimento. Na arquitetura, o meio ambiente, o contexto onde se constrói e os condicionantes locais, historicamente, sempre foram considerados pelos projetistas na criação dos espaços construídos, uma vez que para existir energéticas e ambientais não eram entendidas como urgentes, porque o custo da energia era irrisório e não havia uma conscientização consolidada sobre a poluição ambiental gerada pela produção da energia (PNEF, 2010). A construção de uma edificação que se insere no contexto de desenvolvimento sustentável é aquela que modifica o ambiente natural de maneira a produzir um ambiente confortável, adequado ao clima local, energeticamente eficiente e com baixo custo de manutenção. Conforto ambiental e eficiência energética são, portanto, premissas do novo modelo construtivo. Com a finalidade de aprofundar a articulação com a Hemorrede Pública Nacional, o Ministério da Saúde, por meio da Coordenação Geral de Sangue e Hemoderivados – CGSH definiu a “Atenção aos Pacientes Portadores de Doenças Hematológicas” em parceria com a “Qualificação dos Serviços Públicos de Hemoterapia e Hematologia”, como um dos eixos prioritários de gestão, a ser continuado, para o período de 2011/2014. A situação encontrada junto à Hemorrede pública do país, ainda persiste na necessidade de avançarmos em grandes desafios, tais como: a integração e articulação entre os serviços de hemoterapia; a racionalização de procedimentos, investimentos, compras e demais procedimentos inerentes ao processo de trabalho. conforto e segurança era imprescindível a correta adaptação ao clima. Sendo assim, quando A Qualificação dos Serviços envolve processos de trabalho que agregam qualidade ao ciclo do não se podia contar com o condicionamento de ar e iluminação artificial, as únicas opções para sangue e a atenção aos pacientes portadores de doenças hematológicas, permitindo avanços as edificações eram a ventilação natural, a iluminação natural, o correto uso dos materiais de e melhoria significativa dos serviços e produtos ofertados pela Hemorrede. construção para o condicionamento passivo. O resultado do trabalho inicial de diagnóstico da Hemorrede, realizado por meio do Programa Neste sentido, as facilidades proporcionadas pelo uso da energia, principalmente a Nacional de Qualificação – PNQH, voltado aos Hemocentros Coordenadores, demonstra a possibilidade de construir padrões arquitetônicos independentes do clima local, rapidamente necessidade da continuidade de ações de melhoria e a implantação de alguns processos, 11 P R O J E T O HEMORREDE SUSTENTÁVEL - H E M O P A dentre eles: a elaboração de projeto de estudo e pesquisa com vistas à adequação da estrutura física do conjunto de edifícios que compõem a Hemorrede Nacional, cujos resultados transportamos para a ação de “Atenção aos Pacientes Portadores de Doenças Hematológicas”. 1.1. Objetivos O objetivo geral deste trabalho é apresentar os procedimentos metodológicos e diretrizes gerais no contexto da avaliação ambiental integrada do edifício do HemoPA. As diretrizes Tendo em vista os estudos já desenvolvidos até o presente momento, a reabilitação ambiental propostas neste estudo foram desenvolvidas dentro da fase de estudo preliminar de sustentável dos edifícios dos Hemocentros Coordenadores representa propostas para a arquitetura; após a incorporação das contribuições identificadas nas etapas de Diagnóstico melhoria das condições da oferta de serviço, aumento da qualidade de trabalho dos Energético - Retrofit e Etiquetagem de Eficiência Energética. Estas duas etapas serão funcionários, otimização dos processos desenvolvidos, o conforto ambiental dos usuários e abordadas ao longo deste relatório. ocupantes da edificação e a redução dos impactos ambientais por meio da eficiência dos sistemas componentes do espaço construído. Recursos Humanos necessários à execução do projeto: Nível Nacional, com equipe composta por profissionais técnicos e de nível superior com experiência nas respectivas áreas, com ênfase nos processos a serem Aplicar o modelo de projeto de estudo e pesquisa de referência para edificações da rede de saúde já implementadas no Hemocentro do Amazonas e do Rio Grande do Sul, com vistas à reabilitação ambiental sustentável tendo como base a aplicação dos métodos Suporte técnicocientífico para resultados de saúde e qualidade de vida, Avaliação Pós-Ocupação – APO, Retrofit Energética, e Etiquetagem de Eficiência Energética PROCEL. trabalhados durante o período de vigência do projeto; Nível Médio e Estagiários com experiência nas respectivas áreas objeto do estudo e para apoio das atividades de Administração, web designer, desenho técnico, 1.2. Procedimentos Metodológicos simulação computacional, programação visual e diagramação dos relatórios para Para a realização deste trabalho foram aplicados os métodos da Avaliação Pós-Ocupação publicação. (APO); Diagnóstico Energético – Retrofit; e Etiquetagem do Nível de Eficiência Energética de Preferencialmente utilizaremos nesse projeto, os profissionais selecionados por Edifícios; compondo um importante instrumento de Avaliação Ambiental Integrada que meio do edital LaSUS-FAU-UnB 01/2010 que atuaram no Projeto intitulado: desenvolvemos. “Segurança Transfusional e qualidade do sangue e hemoderivados/aperfeiçoamento A utilização deste instrumento se justifica tendo em vista a redução dos impactos sociais, e avaliação de serviços de hemoterapia e hematologia” - “Projeto de Estudo e econômicos e ambientais inerentes ao ciclo de vida de edifícios. Os métodos empregados para Pesquisa para Adequação do Edifício de Serviço de Hemocentro Público, apoiadas a realização deste trabalho são pautados, principalmente, pela avaliação de variáveis do nas premissas de APO/Retrofit, Etiquetagem Predial e Procel”, por terem experiência projeto arquitetônico. Neste sentido, toda a análise se inicia a partir dos impactos desde a sua e know-how adquiridos durante o projeto de pesquisa realizado. Se necessário, caso implantação no sítio. Quanto aos aspectos arquitetônicos, podemos citar que a análise foi feita o banco de profissionais do LaSUS-FAU-UnB não seja suficiente para o projeto em a partir da adequação quanto à orientação das fachadas, materiais superficiais, componentes questão, faremos nova seleção pública para contratação de novos profissionais. construtivos e suas relações com as condições climáticas locais. Na dimensão climática, ressalta-se a peculiaridade climática da cidade de Belém, cidade em que o projeto está instalado. 12 P R O J E T O HEMORREDE SUSTENTÁVEL - H E M O P A Em decorrência da interação entre os elementos do edifício e o clima local, surgem importantes balizadores da qualidade do espaço; por exemplo: a percepção dos usuários (física, emocional e sensorial). Desta forma, os métodos de avaliação escolhidos para o desenvolvimento do trabalho se caracterizam como importantes ferramentas de identificação dos aspectos mencionados. De um modo didático, estão listadas as atividades e metas alcançadas com a finalização deste projeto de pesquisa: 1.3. Contextualização de Belém/PA Neste tópico, será apresentada a cidade de Belém em seu contexto amazônico. A seguir, é apresentado o plano diretor da cidade, com destaque para a zona urbana onde está inserido HemoPA, objeto de estudo desta pesquisa aplicada. O ecossistema amazônico tem uma peculiaridade: o solo é pobre em nutrientes e é sua camada superficial de húmus que dá suporte à biodiversidade. O solo amazônico possui muitos fungos que se unem em uma permuta natural às raízes das árvores, fazendo com que a matéria Elaboração de roteiro de avaliação das características dos edifícios com base em orgânica seja aproveitada em sua plenitude antes do evento chamado lixiviação, que é o parâmetros de sustentabilidade; escoamento de substâncias através da água das abundantes chuvas. As copas das árvores não Seleção das Hemorredes Estaduais a serem classificadas para o estudo/pesquisa com permitem a passagem plena da luz solar, ajudando a manter a qualidade do solo e a proteger base nos resultados do 1º e 2º ciclos de visitas do PNQH e que atendam a uma grande diversidade de espécies vegetais. metodologia desenvolvida em conjunto pela CGSH e pelo LaSUS-FAU-UnB; Assessoramento e visitas técnicas aos estados pré-classificados, para identificação Dentro do bioma amazônico existem feições vegetais com características diferentes. As do edifício objeto do projeto; florestas de igapó (em tupi, “transvasamento de rio”) são típicas dos alagados amazônicos, Levantamento, consolidação e análise de dados referentes às visitas técnicas, realizados aos edifícios dos Hemocentros Públicos Coordenadores identificados; Elaboração, aplicação e análise dos dados coletados por meio de formulário modelo para pesquisa de Suporte técnico-científico para resultados de saúde e qualidade de vida. Elaboração, aplicação e análise dos dados coletados por meio de formulário modelo para pesquisa de “Análise Pós Ocupação - APO” dos edifícios identificados. Elaboração, aplicação e análise dos dados técnicos sobre a estrutura física desses edifícios, com foco nas premissas de um RETROFIT; onde a vitória-régia (Victoria amazonica) é encontrada. As florestas de várzea têm semelhanças com as de igapó, mas ocorrem apenas nas margens dos rios que geralmente inundam sazonalmente. Muitas árvores frutíferas endêmicas ocorrem em suas margens, como o buriti (Mauritia flexuosa). Já as florestas de terra firme são as que aparecem nas terras mais altas, que nãos são inundadas. As copas altas de suas árvores e sua evapotranspiração ajudam na manutenção do clima da América do Sul. Neste contexto, a cidade de Belém tem sua arborização urbana bastante exuberante nas praças e, em alguns trechos da cidade, também em suas ruas, revelando a riqueza do ecossistema em que está inserida. Elaboração, aplicação e análise dos dados técnicos sobre a estrutura física dos edifícios, com foco nas premissas da Etiquetagem Predial; Elaboração de modelo de adequação final aos princípios da reabilitação ambiental sustentável, nos edifícios de HEMOCENTROS PÚBLICOS COORDENADORES selecionados. 1.3.1. Localização Urbana e Entorno O HemoPA encontra-se na parte central da cidade de Belém, numa área com forte presença de praças urbanas e áreas de preservação histórica (cemitério, por exemplo). O conjunto 13 P R O J E T O HEMORREDE SUSTENTÁVEL - H E M O P A urbano é de altura uniforme um caixa de rua de projeções que ainda preservam uma ambiência adequada. Figura 2 – Edifício do HemoPA Figura 1 - Localização do edifício do HemoPA, contextualização urbana. Fonte: Google Earth. O entorno do edifício é apresentado a partir da ferramenta gratuita Google Earth em seu comando “Street View” onde são mapeadas as perspectivas geradas a partir das ruas paralelas ao edifício. Observe a indicação da direção da foto no canto superior direito da imagem. 14 P R O J E T O HEMORREDE SUSTENTÁVEL - H E M O P A Para esta zona, o Plano Diretor pretende manter os níveis de adensamento construtivo, condicionadas à possibilidade de infraestrutura e serviços e à sustentabilidade urbanística e ambiental. Também pretende prever a ampliação da disponibilidade e recuperação de equipamentos e espaços públicos. E, como estratégias de construção da cidade: pode-se afirmar que o Plano Diretor tem também pretende prevenir e/ou corrigir efeitos de degradação do ambiente urbano que comprometam a qualidade de vida da população. Figura 3 - Levantamento fotográfico do entorno do HemoPA. Adaptado de Google Earth (Street View) 1.3.2. Plano Diretor O edifício do HemoPA está localizando na zona do ambiente urbano 06 (ZAU 06). Esta zona caracteriza-se pela sua centralidade, e pela destinação de uma série de serviços urbanos que devem ser providenciados para preservar o potencial urbanístico da área. Figura 4 - Localização do edifício do HemoPA no contexto das Zonas Urbanas. Fonte: Prefeitura de Belém. Algumas diretrizes da Zona do Ambiente Urbano 61 – Setor I, destacam que deve-se: 1 Diretrizes extraídas do Plano Diretor da cidade de Belém. 15 P R O J E T O HEMORREDE SUSTENTÁVEL - H E M O P A Conter o processo de adensamento construtivo; outros fatores como, por exemplo, o efeito resfriamento evaporativo do vento, região, sexo, Investir na melhoria da mobilidade e acessibilidade; idade, vestimenta. Investir na recuperação e manutenção dos espaços públicos de uso coletivo; Proporcionar a construção vertical mediante outorga onerosa; informações sobre a zona de conforto térmico, clima local e as estratégias de projeto indicadas Investir na melhoria da infraestrutura, potencializando atividades de turismo e de para cada período do ano (Figura 5). São enumeradas 9 (nove) zonas onde são lançadas negócios afins; estratégias bioclimáticas que podem ser classificadas em naturais (sistemas passivos) e Promover atividades de cultura e lazer nas áreas de uso coletivo. artificiais (sistemas ativos). As zonas naturais são as que não gastam energia para seu As Cartas Bioclimáticas, principalmente a desenvolvida por Givoni (1994), associam funcionamento: ventilação natural, resfriamento evaporativo, massa térmica (que aumenta Esta zona, portanto, caracteriza-se pela tendência a não predominância de uso, infraestrutura inércia térmica da construção), aquecimento solar passivo, etc. Os sistemas artificiais de uso consolidada, terrenos ocupados com densa verticalização, passando por processo de mais comum na arquitetura são ventilação mecânica, aquecimento e refrigeração. renovação urbana, com remembramento de lotes e apresentando congestionamento do sistema viário. (Nazaré / São Brás / Batista Campos / Umarizal). São objetivos da ZAU 06: Controle e manutenção dos atuais níveis de ocupação do uso do solo; Promoção e manutenção da qualidade ambiental; Dinamização de atividades de cultura, lazer, comércio, serviços e negócios, visando o incremento do turismo. 1.3.3. Arquitetura Bioclimática e Caracterização do Clima A arquitetura bioclimática baseia-se na correta aplicação dos elementos arquitetônicos com o objetivo de fornecer ao ambiente construído um alto grau de conforto hidrotérmico com baixo consumo de energia. O conforto hidrotérmico está relacionado à produção de calor pelo corpo humano relativo ao metabolismo. Esse calor é dissipado continuamente para o ambiente. Quando a velocidade de produção de calor é exatamente igual à velocidade de perda, diz-se Figura 5 - A Carta Bioclimática de Givoni relaciona a temperatura seca do ar (A), razão de umidade (B) e a temperatura úmida do ar (C). Fonte: NBR 15220 – Desempenho térmico de edificações - Parte 3. que a pessoa está em equilíbrio térmico. Quando essa troca de calor entre o corpo humano e o meio acontece de forma equilibrada, diz-se que o indivíduo encontra-se na Zona de Conforto. É definida por um intervalo nos valores A norma brasileira para o Desempenho Térmico de Edificações (NBR 15220), em sua parte 3, propõe um Zoneamento Bioclimático para o Brasil que contêm oito zonas. Cada Zona de umidade (30% e 70%) e temperatura (entre 23°C – 27°C), podendo variar, dependendo de 16 P R O J E T O HEMORREDE SUSTENTÁVEL - H E M O P A Bioclimática (ZB) apresenta diferentes características climáticas das regiões brasileiras (Figura 5). Além disso, para cada ZB são indicadas estratégias para melhorar as condições de conforto térmico no ambiente construído. Essas recomendações baseiam-se justamente na Carta Bioclimática de Givoni (1994) adaptada para as características climáticas brasileiras. As estratégias sugeridas na NBR 15220-3 estão dividias em: aquecimento artificial (calefação), aquecimento solar, massa térmica para aquecimento, desumidificação, resfriamento evaporativo, massa térmica para resfriamento, ventilação, refrigeração artificial e umidificação do ar. Segunda esta metodologia, a cidade de Belém encontra-se presente na ZB 8, na qual NBR 15220-3 estabelece as seguintes estratégias: Ventilação cruzada permanente; Sombreamento de fachadas; Paredes leves e refletoras; Coberturas leves e refletora. Figura 6 – Mapa do Zoneamento Bioclimático brasileiro. Fonte: NBR 15220 – Desempenho térmico de edificações - Parte 3. A ventilação cruzada permanente é essencial para a promoção do efeito de resfriamento evaporativo e desumidificação do ar no interior dos ambientes. É importante destacar que o condicionamento passivo será insuficiente durante as horas mais quentes do ano. Além disso, o sombreamento das aberturas, principalmente as áreas envidraçadas, utilização de superfícies leves e refletoras são estratégias fundamentais para as edificações na ZB 82. Belém encontra-se a 1°S do Equador, na zona de máxima radiação solar. Takeda (2005) afirma que não são observadas, em Belém, flutuações na duração dos dias e noites ao longo do ano e das estações, a não ser pela presença de um período chuvoso (“inverno”) um período seco (“verão”). Os dados oficiais do INMET – Instituto Nacional de Meteorologia indicam que o total 2 Belém pertence à Zona Bioclimática 8, onde as diretrizes bioclimáticas para projetos são agrupadas. No documento da norma, a cidade de Belém é escolhida para representar a Zona 8. 17 P R O J E T O HEMORREDE SUSTENTÁVEL - H E M O P A pluviométrico anual da região varia de 1600 a 3000 mm, sendo que em Belém, o mês de março é o mais chuvoso com 450 mm e o de outubro é o mais seco com 120 mm, o que permanece Takeda (2005) destaca três fatores fundamentais a serem considerados para o clima com alto para a média brasileira. características amazônicas como o da cidade de Belém: o sol, o vento e as chuvas. Diante Loureiro et al (2002) interpretam a carta bioclimática de Belém que indica necessidade do uso desses fatores, enumera estratégias a serem perseguidas: de condicionamento do ar, mas, de acordo com a análise de frequências de temperaturas, 74% dos pontos estão sobrepostos sobre a área abaixo de 28°C, na zona 2 (ventilação), indicando Quadro 1 – Estratégias Bioclimáticas para Clima Quente e Úmido Estratégias sua grande necessidade para a cidade. Com o uso de parede dupla isolada por ventilação permanente e de baixa inércia térmica. Parede interna feita com placa estrutural OSB (Oriented Stand Board), composto de tiras de madeira e resina e baixo custo. Externamente tábuas de madeiras serradas. Diminuição da condução do calor através do envelope (parede, piso e cobertura) Otimização da Ventilação Controle da Radiação Solar Incidente Utilização de vegetação Figura 7 - Zona Bioclimática 8 e a Carta Bioclimática representando as cidades desta zona (Belém – PA). Diretrizes de sustentabilidade Fonte: NBR 15220 – Desempenho térmico de edificações - Parte 3. Os autores ainda destacam que, na cidade de Belém, as horas de conforto são quase zero, de acordo com os parâmetros estabelecidos por Givoni. As estratégias indicadas para proporcionar condições de conforto são a ventilação, a utilização de sistemas mecânicos de resfriamento e sombreamento em todo o ano. O uso de inércia térmica associado ao sombreamento também pode ser indicado, sendo porém, passível de estudos e medições em campo que confirmem sua eficiência para o clima da cidade. Reutilização da Água da Chuva, Reuso de águas servidas (água cinza): As coberturas serão aceitas coberturas com transmitância térmicas acima dos valores tabelados desde que atendam às seguintes exigências: a) Contenham aberturas para ventilação em, no mínimo, dois beiras opostos; b) As aberturas para ventilação ocupem toda a extensão das fachadas respectivas. Criação de captador de vento que promova a circulação de ar interno através da diferença de pressão atmosférica, criando o efeito chaminé. Ventilação cruzada e permanente em áreas de uso comum. Por meio de sombreamento de janelas e beirais largos e Quebra Sol / Quebra Chuva Com o plantio de árvores, arbustos e forrações. As áreas vegetadas tendem ao estabilizar a temperatura e evitar os extremos por serem bons absorventes de calor. Plantar árvores na fachada leste/oeste, a fim de diminuir a incidência solar. Utilização de material de Baixo Impacto Ambiental com ênfase na Tecnologia Apropriada como: Placas de OSB: de Impacto Ambiental Reduzido, onde não são utilizadas árvores adultas no fabrico da placa. A sua matéria-prima é constituída unicamente por madeira de pequena dimensão, proveniente de florestas geridas de forma sustentável. Além disso, é totalmente reciclável. Madeira proveniente de floresta de manejo da própria região. Criação de captação de calha, passando por filtragem e armazenamento em cisternas próprias. Deve ser dado um novo uso às águas provenientes de chuveiro e lavatório e tanque, filtradas, armazenadas e reutilizadas para lavagem de calçadas, carros, irrigação de horta e manutenção do jardim. Fonte: Adaptado de Takeda (2005, p. 01). Para o início da Avaliação Pós-Ocupação com vistas à melhoria ambiental e energética da edificação, é fundamental a caracterização do clima do local. Para tanto, será apresentada a Carta Solar para a cidade de Belém. 18 P R O J E T O HEMORREDE SUSTENTÁVEL - H E M O P A Observa-se Figura 8 a distribuição dos níveis de radiação ao longo do dia, mesmo com as pequenas diferenças entre as cidades, as distribuições dos extremos climáticos ao longo do dia são equivalentes, pois tratam-se de cidades com o clima tropical. Figura 9 - Velocidade e Frequência dos ventos predominantes na cidade de Belém. Fonte: Software Ecotect, 2014 Com a utilização de algumas ferramentas digitais é possível descobrir a distribuição das temperaturas do ar e umidade relativa ao longo do ano (em semanas). Características de climáticas que indicam o uso de condicionamento térmico ativo (ar condicionado) nós horários de 10h às 16h, e possibilidade de uso de condicionamento térmico passivo (ventilação natural) Figura 8 -– Carta Solar com indicação das temperaturas ao longo do dia e ao longo do ano. no início da manhã e final da tarde (Figura 10). Identificação da orientação crítica dos ventos Fonte: Software Ecotect, 2014 mais úmidos e quentes. No contexto climático de Belém essa orientação é a Sudeste (Figura 11). 19 P R O J E T O HEMORREDE SUSTENTÁVEL - H E M O P A Em relação a pressão atmosférica estudada, é possível observar que no mês de Novembro obteve-se o valor mínimo encontrado de 1002,3 hPa. E no mês de Julho, o valor máximo (1005,4 hPa). Tabela 1 – Dados Climatológicos de Belém Figura 10 – Distribuição de Temperaturas e Umidades O clima em Belém é quente e úmido, com chuvas abundantes durante o ano todo. O índice pluviométrico é de 2921,7mm (ano). O período mais quente vai de julho a novembro, quando a temperatura pode chegar a 35 graus, porem a média anual é de 25,9°C. De acordo com os dados do Instituto Nacional de Meteorologia (INMET), referente ao período de 1961 a 1964 e de 1967 a 2013, a menor temperatura registrada em Belém foi de 18,5 °C em 26 de agosto de 1984 e a maior atingiu 37,3 °C nos dias 26 de dezembro de 1977 e 12 de dezembro de 2003. O maior acumulado de chuva em 24h foi de 200,8 milímetros em 25 de abril de 2005 e o menor indicie de umidade do ar foi de 43% em 19 de julho de 2003. Segundo pode ser verificado do Gráfico 1 ao Gráfico 12. Os gráficos apresentam respectivamente os dados de pressão atmosférica, precipitação, precipitação, temperatura média, temperatura máxima, Figura 11 – Distribuição de ventos com temperaturas e umidades elevadas temperatura mínima, temperatura máxima absoluta, temperatura mínima absoluta, evaporação, umidade relativa do ar, insolação e nebulosidade. 1.3.4. Caracterização das Normais Climatológicas A cidade de Belém possui clima tropical quente e úmido. Apresenta duas estações distintas ao longo do ano, em relação às temperaturas médias e umidade do ar (Tabela 1). 20 P R O J E T O HEMORREDE SUSTENTÁVEL - H E M O P A Gráfico 1 - Normais climatológicas: pressão ao nível da estação (hPa). Gráfico 2 – Normais climatológicas: precipitação (mm). Gráfico 3 – Normais climatológicas: precipitação máxima em 24h (mm). Gráfico 4 – Normais climatológicas: temperatura média (°C). 21 P R O J E T O HEMORREDE SUSTENTÁVEL - H E M O P A Gráfico 5 – Normais climatológicas: temperatura máxima (°C). Gráfico 7 – Normais climatológicas: temperatura máxima absoluta (°C). Gráfico 6 - Normais climatológicas: temperatura mínima (°C). Gráfico 8 – Normais climatológicas: temperatura mínima absoluta (°C). 22 P R O J E T O HEMORREDE SUSTENTÁVEL - H E M O P A Gráfico 9 – Normais climatológicas: evaporação (mm) Gráfico 11 – Normais climatológicas: insolação (horas). Gráfico 10 – Normais climatológicas: umidade relativa do ar (%). Gráfico 12 – Normais climatológicas: nebulosidade. 23 P R O J E T O HEMORREDE SUSTENTÁVEL - H E M O P A A partir das informações estudadas sobre a temperatura do ar de Belém. Obteve-se: em relação a temperatura máxima, o maior valor foi encontrado no mês de março (37,3 C°) já o menor valor, nos meses de Maio e Setembro (34 C°). Em relação a temperatura do ar mínima, o maior valor foi encontrado no mês de Junho (20 C°) já o menor valor, no mês de Abril (11 C°). Sobre as informações sobre os valores sobre a umidade relativa do ar ao decorrer do ano, a média do mês de Março é a maior encontrada (91 %), enquanto entre os meses de Agosto e Setembro, apresenta-se o menor valor (83 %). Sendo uma das capitais brasileiras com os maiores valores de umidade relativa média. Em relação a informação sobre os valores de evaporação ao decorrer do ano, os meses de Agosto, Outubro e Novembro são aqueles com a maior taxa de evaporação (82 mm), em fevereiro, o valor é abaixo de 40 mm. Em março e abril a taxa não supera os 42 mm. Os valores de evaporação seguem a lógica da taxa de precipitação, que, entre fevereiro e março supera os 400 mm de água, superando o índice da cidade de Manaus. Em relação aos níveis de insolação, assim como Manaus, o mês de Agosto é o que apresenta o maior valor encontrado (250h) já nos meses de fevereiro e março os menores valores anuais são registrados, na faixa de 100 horas. Com relação a nebulosidade, destaca-se que o valor máximo encontrado o maior valor encontrado é entre os meses de fevereiro e março que fica na faixa de 80%. No mês de Agosto a taxa de nebulosidade encontra seu menor valor anual com o valor de 50%. Nota-se, portanto, que o céu da cidade de Belém é sempre parcialmente encoberto ou totalmente encoberto. Gráfico 13 – Normais climatológicas: temperatura do ar absoluta (°C). Não há céu claro durante o ano. A partir da análise das normais climatológicas da cidade, pode-se afirmar que as estratégias bioclimáticas para Belém, se resumem em estratégias para o período de Verão, são elas: Ventilação Cruzada; Refrigeração artificial; Sombreamento das aberturas. 24 P R O J E T O HEMORREDE SUSTENTÁVEL - H E M O P A 2. AVALIAÇÃO PÓS-OCUPAÇÃO (APO) A APO é uma comparação dos dados provenientes da avaliação efetuada pelos técnicos, com os dados obtidos junto aos usuários, possibilitando um diagnóstico fundamentado. Para estudos de sustentabilidade e conforto, os pontos de avaliação giram em torno de dados de umidade, ventilação, temperaturas e níveis de iluminâncias. Figura 12 – Equipamentos de Coleta de Dados 2.1. Metodologia Os procedimentos metodológicos podem ser esquematizados: 1. Avaliação urbana: análise de entorno 2. Análise dos Condicionantes Bioclimáticos Locais: análise sensorial e simulação computacional 3. Definição de Ambientes-Tipo: análise in loco de espaços semelhantes 4. Definição de indicadores de Desempenho Ambiental: análise sensorial; Matriz de indicadores, aplicação de questionário e medições in loco. 5. Levantamento das Normas: para realização das medições in loco A partir da interpolação dos resultados da avaliação técnica com o feedback dos usuários, obtém-se um diagnóstico dos fatores analisados. Com base nesse diagnóstico, elabora-se uma Figura 13 - Equipe LaSUS realizando o levantamento de dados e medições diretriz projetual que visa aumentar o desempenho e adequar os ambientes às atividades desenvolvidas trazendo maior nível de conforto ao usuário. Nas medições in loco, alguns equipamentos são necessários para a coleta de dados de temperatura e umidade do ar (termo higrômetro); níveis de iluminâncias (luxímetro); e níveis Junto com a coleta de dados, são apreciados pelos pesquisadores as sensações ambientais quanto ao conforto térmico, luminoso e sonoro, que ficam documentadas em quadro que registra as intensidades percebidas (Quadro 2). de ruído (decibelímetro) (Figura 12 e Figura 13). 25 P R O J E T O HEMORREDE SUSTENTÁVEL - H E M O P A - ANÁLISE Quadro 2QUADRO – Modelo01de Quadro SENSORIAL da Análise Sensorial AMBIENTE: RECEPÇÃO DE ESPERA DOADORES algumas fotografias do ambiente, a análise do conforto luminoso feita no ambiente e os valores de temperatura, umidade e ruído mapeadas no ambiente. Este trabalho foi HORA: 08:30 desenvolvido para diversos ambientes-tipo do edifício do HemoPA (Figura 14 a Figura 17). CONFORTO LUMINOSO A & N menor q a externa muito abaixo do necessário agradável abaixo do necessário quente adequado CONFORTO SONORO x RADIAÇÃO UMIDADE acúmulo de umidade presença de bolor adequado seco acima do necessário uniforme desuniforme x áreas de sombras áreas de níveis excessíveis áreas de reflexão x x x x fora do ambiente x difuso x inteligível acima do aceitável uniforme desuniforme aceitável esforço na fala x RUÍDOS sem ventilação x INTERNOS pouco ventilado acima do aceitável x aceitável do próprio ambiente ofuscamento do usuário ofuscamento do visitante contrastes altos contrastes médios contrastes baixos x conversação penetração direta plano de trabalho transparente x alta (sala viva) ganhos de por vedações verticais ganhos de calor pela cobertura ganhos de calor pela ocupação x inércia térmica boa inércia térmica x x contínuo com poucas variações contínuo com flutuações e picos contínuo e altas intensidades penetração direta face translúcida não existe agradável indesejável toda a face muito pequena x Figura 14 - Recepção dos Doadores Planta de Locação impulso ou intermitente x medianamente viva x desagradável desejável x inteligível muito seco ganhos de calor equipamentos x esforço na fala x TIPO ventilado N x x REVERBERAÇÃO VENT. bem ventilado ILUMINÂNCIA x INTENSIDADE E DISTRIBUIÇÃO frio LUMINÂNCIA muito quente VISIBILIDADE DO EXTERIOR TEMP. A EXTERNOS CONFORTO TÉRMICO média medianamente surda x baixa (sala surda) prejuízo na inteligibilidade prejuízo do conforto Figura 15 – Planta da Recepção dos Doadores esforço na fala OBS: A - relativo à luz artificial e N - relativo à luz natural Como exemplo de medições de análise sensorial, apresenta-se o ambiente: Recepção e Espera dos Doadores que neste relatório recebe o título de: Ambiente Tipo 01 – Recepção dos Doadores. Neste ambiente apresenta-se a planta de localização, a planta baixa levantada, 26 P R O J E T O HEMORREDE SUSTENTÁVEL - H E M O P A 3. ETIQUETAGEM DO NÍVEL DE EFICIÊNCIA ENERGÉTICA 3.1. A Etiquetagem de Edificações no Brasil O Regulamento Técnico da Qualidade do Nível de Eficiência Energética de Edifícios Comerciais, de Serviços e Públicos (RTQ-C) (BRASIL, 2009), foi publicado em 2009, em sua primeira versão, Figura 16 – Imagens da recepção dos doadores de caráter voluntário e apresenta dois métodos para a determinação da eficiência: método prescritivo e método de simulação. O método prescritivo consiste em uma série de parâmetros predefinidos ou a calcular que indicam a eficiência do sistema. O método de simulação define parâmetros para modelagem e simulação, mas permite mais flexibilidade na concepção do edifício. Em 2014, o Governo Federal publicou a Instrução Normativa 02 na qual torna obrigatória a etiquetagem de edifícios federais, com uso de verba federal ou para fins federais. O Figura 17 - Representação das Curvas Isolux com o apoio do Software: Surfer-9 Observou-se a possibilidade de utilização da iluminação natural, apontando-se a necessidade documento exige ainda que o edifício seja etiquetado com classificação A em sua Etiqueta PBE Edifica (Figura 17). de troca da cor dos revestimentos internos e melhoria do sistema de iluminação artificial Os edifícios de serviços, comerciais e públicos elegíveis para a etiquetagem devem ter área (eficiência energética). Valores registrados: Identificado no período da manhã, tendo como mínima de 500 m2 e/ou tensão de abastecimento maior que 2,3 Kv. É possível etiquetar o fontes principais a ocupação (conversas) e equipamentos (TV). projeto de um edifício, sendo a etiqueta válida por 3 anos, ou um edifício construído, cuja Tabela 2 – Valores de Temperatura, Umidade e Ruído etiqueta tem validade de 5 anos. Os procedimentos para etiquetagem de projeto e edifício são distintos, tendo a etiquetagem do edifício construído que passar por uma inspeção. A diferença Temperatura (°C) Umidade % Manhã = 24,3 Manhã = 68% Tarde = 24,7 Tarde = 67% Ruído (máx.) 62 B de consumo entre as etiquetas A e E (melhor e pior classificação, respectivamente), pode representar uma economia de mais de 35% (SINDUSCON/MA, 2010). Em edificações novas, a economia de energia elétrica pode chegar a 50% quando a mesma tiver etiqueta A. No caso de um Retrofit, ou seja, aqueles prédios que fizerem uma reforma que contemplem os conceitos de eficiência energética em edificações, a economia pode ser de 30%. No RTQ-C, o edifício é avaliado em 3 quesitos, com pesos diferenciados na classificação geral do edifício: envoltória (30%), sistema de iluminação (30%) e sistema de condicionamento de ar (40%). O edifício pode receber a Etiqueta Nacional de Conservação de Energia (ENCE) para 27 P R O J E T O HEMORREDE SUSTENTÁVEL - H E M O P A o edifício completo, contemplando os 3 sistemas, ou etiquetas parciais para avaliações dos sistemas de iluminação e condicionamento. No entanto, a etiquetagem da envoltória é sempre obrigatória e deve ser feita primeiramente. Isto porque o desempenho da envoltória influencia as necessidades de iluminação e condicionamento artificiais. 3.2. Objetivo da Avaliação do Nível de Eficiência Energética O objetivo desta etapa é desenvolver a análise e extração dos dados do projeto de arquitetura da edificação para o cálculo do seu nível da eficiência energética. É feita também uma verificação das propriedades térmicas dos materiais e sistemas construtivos das fachadas e coberturas, definidas nas especificações do projeto ou visitas in loco. 3.3. Método Utilizado Para a realização dos cálculos do Nível de Eficiência Energética da Envoltória HemoPA foram seguidos os seguintes passos: Visitas in loco para registro fotográfico e levantamento dos dados; Atualização dos projetos arquitetônicos (plantas, cortes e fachadas); Determinação da orientação do edifício segundo o RTQ-C; Extração dos dados do projeto da edificação necessários para o método prescritivo do RTQ-C; Preenchimento da planilha (webprescritivo) para cálculo do nível de eficiência energética da envoltória o método prescritivo do RTQ-C; Figura 18 – Etiqueta Nacional de Conservação de Energia (ENCE). absortância das paredes e cobertura para a obtenção da classificação de eficiência Fonte: ENCE, 2014. Recentemente no Brasil, a crescente preocupação com a eficiência energética das edificações culminou na obrigatoriedade do selo para edifícios públicos federais, por meio da Normativa IN02/2014, publicada no Diário Oficial da União, em 04 de junho de 2014, pela Secretaria de Logística e Tecnologia, que obriga edificações novas ou em processo de reformas a serem “etiquetadas”. A normativa dispõe sobre regras para a aquisição ou locação de máquinas e aparelhos consumidores de energia pela Administração Pública Federal direta, autárquica e fundacional, e uso da Etiqueta Nacional de Conservação de Energia (ENCE) nos projetos e respectivas edificações públicas federais novas ou que recebam Retrofit. Verificação dos pré-requisitos estimados relativos à transmitância térmica e energética definitiva; Diretrizes para otimização da classificação do nível de eficiência energética da envoltória do edifício HemoPA. O método prescritivo para classificação do nível de eficiência energética da envoltória de edifícios, segundo o RTQ-C (BRASIL, 2009), faz-se a partir da determinação de um conjunto de índices referentes às características físicas do edifício. Estes compõem a envoltória da edificação (cobertura, fachadas e aberturas), e são complementados pelo volume, pela área de piso do edifício e pela orientação das fachadas. 28 P R O J E T O HEMORREDE SUSTENTÁVEL - H E M O P A Na avaliação da envoltória, os valores de Absortância (α) e Transmitância (U) dos componentes Após a identificação do Indicador de Consumo da Envoltória do Edifício, enquadra-se o mesmo opacos são pré-requisitos, e as seguintes variáveis da edificação são utilizadas em equações: em uma das classificações possíveis correspondente a uma etiqueta de eficiência energética, de A (mais eficiente) a E (menos eficiente). AVS: Ângulo Vertical de Sombreamento (em graus) AHS: Ângulo Horizontal de Sombreamento (em graus) Neste contexto insere-se esta parte do trabalho, que tem como objetivo geral a avaliação do Ape: Área de projeção horizontal do edifício (m2) desempenho energético da envoltória dos blocos do Hemocentro da Pará, por meio da Apcob: Área de projeção da cobertura (m2) classificação do nível de eficiência energética pelo método prescritivo do RTQ-C. Atotal: Área total de piso (m2) De forma específica busca-se: Fator de Altura (FA): Ape/Atot Fator de Forma (FF): Aenv/Vtot Fator Solar (superfícies transparentes ou translúcidas) (em %) PAFt: Percentual de Aberturas na Fachada (%) Avaliar as variáveis arquitetônicas da edificação que mais influenciam no desempenho energético da envoltória dos blocos; Gerar diretrizes para retrofit da envoltória, com propostas de alteração que possibilitem a otimização do nível de eficiência energética, buscando o nível A para O método prescritivo calcula o Indicador de Consumo da Envoltória (IC), que é um parâmetro a Etiqueta de Eficiência Energética em cada bloco. adimensional para avaliação comparativa de eficiência energética da envoltória. As equações que determinam o IC são equações de regressão multivariada específicas, para cada uma das 8 zonas bioclimáticas brasileiras. 3.4. Etiquetagem do Nível de Eficiência Energética da Envoltória O Indicador de Consumo estabelece o comportamento da envoltória quanto ao consumo 3.4.1. Caracterização do Edifício para a Etiquetagem energia da edificação. A avaliação do edifício é feita comparando o IC da envoltória (ICenv) em relação ao ICmin e ICmax do próprio edifício, ou seja, o edifício é comparado com ele mesmo (o máximo e o mínimo de eficiência que ele poderia ter). A partir da definição do IC env, do ICmin e do ICmax, são estabelecidos os intervalos de classificação das etiquetas de eficiência energética (Figura 2). O edifício atual do HemoPA é morfologicamente retangular e possui quatro pavimentos. Para o desenvolvimento do processo de etiquetagem, foi avaliada apenas a edificação existente, com a intenção de diagnosticar o desempenho da envoltória. Os principais aspectos da envoltória que serão considerados na análise do edifício são: Aberturas: serão analisados a quantidade de abertura (PAF), e em especial a quantidade com orientação Oeste (PFo) e característica dos vidros, pelo Fator Solar. Proteções Solares: serão estudados os ângulos de proteção (AVS e AHS) que os brises e o próprio edifício provocam sobre as aberturas. Figura 19 – Intervalos de eficiência a partir do indicador de consumo da envoltória do edifício. Fechamentos Opacos: serão observados os índices de absortância e transmitância dos materiais da envoltória. 29 P R O J E T O HEMORREDE SUSTENTÁVEL - H E M O P A paredes e cobertura. Assim, para o Fator Solar dos vidros, transmitância térmica e absortância de paredes e coberturas foram usados dados de norma ou catálogo de fabricantes. 3.4.2. Extração dos dados Na extração dos dados, primeiramente deve-se determinar a orientação das fachadas segundo o RTQ-C, que classifica nas quatro principais orientações: norte, sul, leste e oeste. Assim, o edifício do HemoPA, segundo sua implantação, passa a ter as orientações de fachada conforme indicado na Figura 4. Figura 21 – Orientações de Fachada A extração dos dados do projeto arquitetônico do edifício HemoPA relevantes para a classificação do nível de eficiência energética da envoltória foram organizadas na Tabela 1 abaixo, que resume os dados extraídos. Figura 20 – Elevações Por tratar-se de um edifício existente, alguns parâmetros relacionados às especificações de materiais foram estimados, pela inviabilidade de levantamento in loco, que exigiria quebra de Tabela 3 – Dados extraídos dos blocos do HemoPA 30 P R O J E T O HEMORREDE SUSTENTÁVEL - H E M O P A HemoPA Ape 1192,41m² Apcob 1348,70m² Atot 5690,05m² Aenv 3463,29m² Vtot 5690,05m³ PAFt 14,93% PAFo 11,95% AVS 14,61° AHS 25,95° FS * 0,85 Absortância Paredes * 23% Absortância Coberturas * 8% Transmitância Paredes * 2,43W/(m²K) Transmitância Coberturas * 2,06W/(m²K) Materiais da Envoltória Aspectos Morfológicos Parâmetro a) HemoPA sem análise de pré-requisitos. Figura 22 – Nível de Eficiência Energética sem pré-requisitos - HemoPA. b) HemoPA com análise de pré-requisitos. 3.4.3. Resultado da Etiqueta A partir da extração de todos os dados da envoltória, foi avaliado seu desempenho utilizando a ferramenta gratuita webprescritivo, para cálculo da etiqueta: http://www.labeee.ufsc.br/sites/default/files/webprescritivo/index.html) Foram feitas duas avaliações, uma considerando os pré-requisitos e outra não: Figura 23 – Nível de Eficiência Energética sem pré-requisitos - HemoPA. 31 P R O J E T O HEMORREDE SUSTENTÁVEL - H E M O P A As características gerais da envoltória da edificação não apresentaram problemas quanto à eficiência energética, logo, sem considerar materiais de parede e cobertura a edificação conseguiria obter uma etiqueta A. Contudo, considerando os pré-requisitos da edificação relacionados à cobertura (absortância e transmitância), o edifício obteve a etiqueta E, o nível mais baixo de qualidade em relação a eficiência energética. As diretrizes para a eficiência energética do edifício visam a melhoria do nível de etiqueta com o atendimento dos pré-requisitos, ou seja, alteração dos materiais da cobertura. Tabela 4 – Etiquetas e considerações para o edifício do HemoPA. Avaliação Etiqueta Considerações Avaliação A: Situação 1, sem prérequisitos A O edifício atende ao nível A de etiqueta, sem os pré-requisitos. Avaliação B: Situação 2, com prérequisitos E O edifício não atende aos pré-requisitos para o nível A (transmitância da cobertura é muito alta) 32 P R O J E T O HEMORREDE SUSTENTÁVEL - H E M O P A 4. RETROFIT soluções adotadas, ainda na etapa de projeto, apresenta-se como uma excelente oportunidade de seu refinamento. Pode ser considerado um retrofit uma readequação dos sistemas elétricos e energéticos do edifício, com foco na eficiência energética e preservando a qualidade das ofertas dos serviços elétricos do edifício. Assim, são os objetivos do retrofit levantar e analisar informações sobre o consumo de energia elétrica, hábitos de consumo, características ocupacionais, situação Cabe destacar que muitos refinamentos de projeto, que buscam a eficiência energética, já são contemplados nos projetos atuais, tornando-os mais aderentes às necessidades da sociedade. A análise aqui desenvolvida compreende uma revisão dos conceitos utilizados buscando identificar ganhos adicionais de eficiência. operacional das instalações e equipamentos de usos finais, identificando oportunidades de Combater o desperdício de energia é vantajoso para todos os envolvidos. Ganha o consumidor, melhoria na eficiência do uso da energia elétrica e de redução do seu custo. neste caso a sociedade, que passa a comprometer menor parcela de seus custos e o setor elétrico, que posterga investimentos necessários ao atendimento de novos clientes e a 4.1. Contexto Em 2001, o Brasil vivenciou uma crise de abastecimento no setor elétrico. Duas consequências sociedade como um todo, pois além dos recursos economizados, as atividades de eficiência energética contribuem para a conservação do meio ambiente evitando agressões inerentes à construção de usinas hidrelétricas ou térmicas. positivas sobressaíram desta crise: a forte participação da sociedade na busca da sua solução e a valorização da eficiência no uso de energia. Em decorrência desse processo involuntário de aprendizagem, vem se formando uma 4.2. Objetivos consciência de que a eficiência energética não pode estar vinculada apenas a questões Este trabalho tem por objetivo levantar e analisar informações sobre o consumo de energia conjunturais. Deve, sim, fazer parte, de forma definitiva, da política energética nacional, elétrica, hábitos de consumo, características ocupacionais, situação operacional das mediante a promoção de medidas que permitam agregar valor às iniciativas já em andamento, instalações e equipamentos de usos finais do Hemocentro de Belém, identificando o desenvolvimento de produtos e processos mais eficientes e a intensificação de programas oportunidades de melhoria na eficiência do uso da energia elétrica e de redução do seu custo. que levem à mudança de hábitos de consumo. Desta forma, aplicou-se uma metodologia de diagnóstico energético específica, ressaltando Sendo assim, de modo geral, as edificações públicas apresentam oportunidades significativas que cada instalação apresenta peculiaridades próprias e que merecem, muitas vezes, de redução do consumo de energia e, portanto, de custos operacionais por meio do tratamento específico. aprimoramento do projeto, de um melhor gerenciamento da instalação, da adoção de equipamentos tecnologicamente mais eficientes e alterações dos hábitos dos usuários. Muitas vezes, oportunidades interessantes de ganhos de eficiência não são possíveis, pois ferem compromissos assumidos no projeto da edificação. Assim, a possibilidade de avaliar as 33 P R O J E T O HEMORREDE SUSTENTÁVEL - H E M O P A 4.3. Metodologia Levantamento de dados, documentos, plantas e cadastro dos equipamentos da instalação. Os procedimentos metodológicos do retrofit energético podem ser organizados assim: 1.Levantamentos de Dados Medições de grandezas elétricas utilizando-se analisadores de energia. Medição de consumo individualizada; contas de energia, etc. Análise e tabulação dos dados e informações levantadas. 2.Aplicação do método de Retrofit Estudo de viabilidade técnica e econômica de alternativas para os usos finais encontrados e determinação dos respectivos potenciais de conservação de energia. Simulação computacional, análise do perfil de consumo, etc. 3.Diagnóstico energético do edifício A visita de inspeção foi realizada com o objetivo de ter contato com a instalação e de conhecer Medidas possíveis e impactos em relação ao consumo anual o pessoal encarregado de dar apoio à equipe técnica no que diz respeito à locomoção, ao fornecimento de documentos e demais informações durante todo o processo de diagnóstico energético. Devido ao constante desenvolvimento tecnológico, o RETROFIT é de extrema importância e deve ser realizado periodicamente, para manter-se o mais eficiente possível e com melhor qualidade de conforto. A partir da visita de inspeção, foi possível ter uma visão macroscópica da instalação, fato que permitiu traçar a estratégia de levantamento de dados, através da escolha dos pontos de medição no sistema elétrico. A realização de diagnósticos energéticos envolve um conjunto bastante diversificado de atividades, variáveis conforme a finalidade e o tipo de ocupação da instalação. Tal fato implica Entre todas as etapas do processo de diagnóstico energético, o levantamento de dados é, sem na existência de diversas metodologias de análise energética, cada qual com suas dúvida, um dos mais importantes, uma vez que todos os resultados e conclusões obtidos estão peculiaridades necessárias à determinação correta dos potenciais de conservação daquela baseados nas informações levantadas nessa fase. Dessa forma, todos os dados devem ser instalação. obtidos e tratados com o maior rigor possível, desconsiderando as informações mais duvidosas. Devido à extensão e à importância dessa fase, foi conveniente a sua segmentação No caso da instalação em questão, com todas as suas peculiaridades, incluindo também em duas etapas: diversos ambientes de escritórios e atendimento ao público, a metodologia aplicada pode ser dividida nas seguintes etapas: Visita de inspeção preliminar. Planejamento das atividades de levantamento de dados. Medições das grandezas elétricas de interesse. Inspeção de ambientes segundo os usos finais de energia. As medições das grandezas elétricas de interesse foram realizadas utilizando-se equipamentos analisadores de energia com memória de massa, instalados em pontos importantes do sistema 34 P R O J E T O HEMORREDE SUSTENTÁVEL - H E M O P A elétrico da instalação, mais especificamente nos quadros de distribuição e nos equipamentos períodos de falta de energia, uma vez que eles também são dotados de baterias internas de grande consumo de energia elétrica. recarregáveis. As informações fornecidas pelos analisadores de energia são essenciais e indispensáveis para a realização de diagnósticos energéticos precisos. A partir dessas informações, também é possível determinar irregularidades na operação de sistemas e equipamentos, por meio da detecção de baixos fatores de potência, de altas distorções harmônicas e de desequilíbrios entre fases. Por outro lado, a inspeção de ambientes tem por objetivo levantar as características mais particulares dos usos finais presentes na instalação, complementando as informações obtidas através da medição direta de grandezas elétricas. Dessa forma, foram vistoriados todos os ambientes da instalação, onde foram anotados todos os dados relevantes para a análise de cada uso final. No caso do sistema de iluminação, foram verificadas e anotadas as tecnologias atualmente utilizadas. Além disso, também foram levantados os tempos de utilização do sistema em cada ambiente (horário de expediente, utilização no período noturno), de forma a permitir uma estimativa do consumo de energia elétrica desse uso final. Os dados levantados foram analisados e tratados de forma a determinar as características de consumo do Hemocentro. As visitas de inspeção ocorreram nos dias 18, 19 e 20 de novembro de 2013. Neste mesmo Figura 24 - Medição do quadro de alimentação das cargas essenciais do Hemocentro de Belém. Os analisadores de energia correspondem a equipamentos digitais microprocessados capazes período, foram realizadas as medições de grandezas elétricas utilizando-se analisadores de energia. de realizar medições monofásicas e trifásicas com precisão de todas as grandezas elétricas relevantes em diagnósticos energéticos, como por exemplo: tensão, corrente, potências ativa e reativa, consumos de energia ativa e de reativa com período de integração programável, fator de potência e distorção harmônica. Além disso, eles possuem considerável capacidade de armazenamento de dados em sua memória de massa interna, registrando, inclusive, 35 P R O J E T O HEMORREDE SUSTENTÁVEL - H E M O P A 4.4. Análise da Instalação Estudos de demanda e otimização do uso de energia. As instalações elétricas do Hemocentro encontram-se em bom estado de conservação. Simulações para estudos de correção do fator de potência. Análise de desligamentos e falhas causados por variações nas características da Durante as visitas constatou-se a preocupação com a manutenção de painéis elétricos, bem como de equipamentos em geral, mantendo-se um bom nível de atendimento aos usuários. tensão. 4.4.1. Medições de Energia As medições das grandezas elétricas foram realizadas por meio de equipamentos analisadores de energia instalados em pontos importantes do sistema elétrico da instalação. Obtenção de curvas de partida de motores elétricos. Monitoramento de processos visando à obtenção de curvas de temperatura, pressão e vazão, juntamente com as grandezas elétricas como tensão, corrente, demanda e energia. O analisador de energia, harmônicos e oscilografia de perturbações fabricado pela RMS Sistemas Eletrônicos MARH-21, utilizado neste diagnóstico, é um registrador portátil, trifásico, programável, destinado ao registro de tensões, correntes, potências, energias, harmônicos e oscilografia de perturbações em sistemas de geração, consumo e distribuição, bem como circuitos que alimentam motores elétricos em geral. O MARH-21 possui mostrador e teclado alfanumérico permitindo efetuar a programação diretamente no equipamento. O equipamento registra os dados de medição em sua memória interna do tipo RAM e possui também porta serial para a transferência dos dados registrados para um computador. O software denominado ANAWIN possibilita a análise dos dados em forma de gráficos e relatórios. A Figura 25 apresenta o analisador MARH-21. O equipamento possui as seguintes aplicações: Figura 25 - Analisador MARH-21. Registro das formas de onda das tensões e correntes, distorções harmônicas e variações de frequência. As medições das grandezas elétricas foram realizadas no alimentador das cargas essenciais do Hemocentro de Belém e em duas de suas principais cargas, sistema central de ar condicionado Análise dos harmônicos. e na câmara fria: 36 P R O J E T O HEMORREDE SUSTENTÁVEL - H E M O P A Medição 1: Cargas essenciais do Hemocentro. Este conjunto de cargas apresentou uma demanda máxima de 336kW e uma demanda média de 210kW em um período de 24 horas em um dia útil. Medição 3: Câmara fria. A Figura 3.2 ilustra os pontos onde foram realizadas medições de parâmetros elétricos nas instalações elétricas do Hemocentro. Concessionária 400 350 300 250 200 150 100 50 0 11:00 13:00 15:00 17:00 19:00 21:00 23:00 01:00 03:00 05:00 07:00 09:00 11:00 13:00 15:00 17:00 19:00 21:00 23:00 01:00 03:00 05:00 07:00 09:00 11:00 13:00 15:00 Transformador Demanda de Energia [kW] Medição 2: Sistema central de ar condicionado. Figura 27 - Curva de carga dos circuitos essenciais. Medição 1 A Figura 28 apresenta a curva de carga do sistema central de condicionamento ambiental, regulado para manter os ambientes em 23°C. Em um período de 24 horas apresentou uma 10 14:00 12:00 0 10:00 concessionária. 20 08:00 essenciais do Hemocentro e que podem ser supridos pelo grupo gerador em caso de falha na 30 06:00 A Figura 27 apresenta a curva de carga medida no barramento que alimenta os sistemas 40 04:00 4.4.2. Medições e Consumo Desagregado 50 02:00 Figura 26 - Locais de medições de parâmetros elétricos. 60 00:00 Demais Cargas Essenciais 22:00 Outras Cargas 20:00 Câmara Fria 70 18:00 Chiller demanda média de 54kW e solicitou uma demanda máxima de 63kW. 16:00 3 14:00 Medição 2 Demanda de Energia [kW] Medição Figura 28 - Curva de carga do sistema central de condicionamento ambiental. 37 P R O J E T O HEMORREDE SUSTENTÁVEL - H E M O P A Foi realizado também, um levantamento dos equipamentos existentes no Hemocentro e seus controle é de -40°C e na antecâmara +5°C. Sua demanda média diária é de 14kW e apresentou respectivos períodos de utilização e assim, foi possível construir a matriz de consumo uma demanda máxima de 34kW. desagregado do Hemocentro, conforme apresenta a Figura 31. 70 Consumo Desagregado - HEMOPA 60 50 Ar Condicionado 40 Refrigeração Equipamentos Iluminação Outros 1900ral 30 1900ral 20 10 1900ral 13:00 11:00 09:00 07:00 05:00 03:00 01:00 23:00 21:00 19:00 17:00 15:00 13:00 0 11:00 Demanda de Energia [kW] A Figura 29 apresenta a curva de carga da câmara fria do Hemocentro. Sua temperatura de 1900ral Figura 29 - Curva de carga da câmara fria. 1900ral A Figura 30 apresenta os valores de consumo registrados nas faturas de energia do Hemocentro, onde se pode calcular um consumo mensal médio de 218MWh. 250.000 200.000 4.4.3. Simulação Energética da Edificação 150.000 100.000 Com base nas medições realizadas e nos levantamentos de dados durante as visitas técnicas, 50.000 desenvolveu-se um modelo virtual da edificação do Hemocentro (Figura 5.1), onde foi possível out/13 set/13 ago/13 jul/13 jun/13 mai/13 abr/13 mar/13 fev/13 jan/13 dez/12 nov/12 - out/12 Consumo de Energia [kWh] Figura 31 - Matriz de consumo desagregado do Hemocentro. 300.000 inserir dados relativos à envoltória e usos finais de seus diversos setores. Este modelo adotou algumas hipóteses simplificadoras visando fornecer uma estimativa preliminar do desempenho energético da edificação em análise. Fora Ponta Figura 30 - Consumo mensal registrado nas faturas de energia. 38 P R O J E T O HEMORREDE SUSTENTÁVEL - H E M O P A Para os sistemas de climatização unitários, foi definido o valor médio de COP de 2,8 e o seu perfil de operação foi estipulado como sendo o mesmo definido para a ocupação das pessoas na edificação. Para os ambientes servidos pelo sistema central definiu-se um COP de 4,0. Foi definida como temperatura de controle de todos os sistemas de climatização o valor de 23°C. A edificação assim simulada será considerada para fins deste relatório como a edificação de referência (REF). Com base nos relatórios de saída do EnergyPlus, como os mostrados na Figura 33, podemos avaliar a contribuição de cada uso final no consumo total da edificação ao longo de um ano de operação. Figura 32 - Modelo virtual do Hemocentro. Utilizando a ferramenta de simulação EnergyPlus®, simulou-se o modelo virtual do Hemocentro para as condições climáticas de Belém. Foram utilizados dados típicos para os materiais da edificação, a saber: • Paredes externas: painéis wall e acabamento com espessura total de 100 mm. • Paredes internas: divisórias de madeira ou dry wall. • Cobertura: forro com espaço de ar, telha canalete e platibandas com telha de fibrocimento. • Vidros: vidro simples de 3 mm. • Portas: madeira com 40 mm de espessura. Foi definido que o perfil de ocupação da edificação seria das 7:00h às 18:00h de segunda a sexta, das 7:00h às 12:00h no sábado e sem expediente no domingo. Estes perfis foram utilizados para a presença de pessoas, iluminação e equipamentos e calibrados com base nas Figura 33 - Exemplo de relatório de saída de dados da simulação realizada pelo EnergyPlus. Os sistemas de climatização correspondem a 59% do consumo total da edificação e, portanto ações para a redução do consumo de energia destes sistemas podem ter um impacto razoável no perfil de consumo total de energia da edificação. avaliações feitas nas visitas técnicas realizadas. A potência das câmaras frigoríficas foi definida Nesse sentido, foram simuladas as seguintes estratégias visando a redução do consumo de com base nos levantamentos feitos e o seu funcionamento foi estipulado como ininterrupto. energia dos sistemas de climatização: 39 P R O J E T O HEMORREDE SUSTENTÁVEL - H E M O P A Estratégia 1 (EST_01): Modificação da temperatura de controle dos sistemas de Após a simulação de cada uma destas estratégias, podem-se verificar na Figura 34 as reduções climatização de 23°C para 25°C: esta estratégia foi sugerida para mostrar o potencial do consumo anual obtidas por cada estratégia e que podem ser comparadas com a situação de redução, caso os usuários da edificação modifiquem o seu comportamento atual (REF). quanto a definição da temperatura de controle do sistema de climatização. Esta 2650 modificação só deve ser realizada nos setores em que a demanda de climatização 2600 para conservação do sangue e demais produtos manipulados no Hemocentro. 2550 Estratégia 2 (EST_02): Retrofit dos sistemas unitários de climatização para equipamentos com selo PROCEL A: esta ação visa mostrar o impacto da redução se os equipamentos a serem instalados adotassem níveis de eficiência de equipamentos etiquetados com selo PROCEL A (COP=3,3). Estratégia 3(EST_03): retrofit no sistema central de água gelada com condensação a água com a troca do resfriador com compressores para resfriador com compressores Consumo de energia elétrica anual [MWh] seja apenas para conforto térmico e não seja necessário controle de temperatura centrífugos (COP=5,6). 0,5% 1,2% 1,7% 2500 2450 2400 11,0% 2350 11,7% 11,6% 12,1% EST_06 EST_07 2300 2250 2200 2150 Estratégia 4 (EST_04): aplicação das estratégias 2 e 3 para avaliação do retrofit de 2100 REF todos os sistemas de climatização. EST_01 EST_02 EST_03 EST_04 EST_05 Figura 34 - Potencial de redução das estratégias propostas. Estratégia 5 (EST_05): aplicação das estratégias 1 e 2 para avaliação do retrofit dos sistemas de climatização unitários e a mudança no setpoint de controle da temperatura ambiente. Pode-se concluir que: A estratégia EST_01 apresenta uma redução pequena e cuja implementação demandaria uma conscientização por parte do usuário, podendo ser aplicada de Estratégia 6 (EST_06): aplicação das estratégias 1 e 3 para avaliação do retrofit do imediato. A combinação desta estratégia com as demais estratégias propostas sistema central e a mudança no setpoint de controle da temperatura ambiente. (EST_05, EST_06 e EST_07) promove uma redução adicional de consumo de energia aos níveis atingidos pelas estratégias aplicadas isoladamente (EST_02 e EST_03); Estratégia 7 (EST_07): aplicação das estratégias 1 e 4 para avaliação do retrofit de todos os sistemas de climatização da edificação e a mudança no setpoint de controle da temperatura ambiente. A estratégia EST_02 implica em um investimento menor que a estratégia EST_03 e, devido a sua menor contribuição na capacidade total de sistema de climatização, promove uma menor redução no consumo total de energia da edificação. 40 P R O J E T O HEMORREDE SUSTENTÁVEL - H E M O P A A estratégia EST_03 tem um impacto maior que a estratégia EST_02 e terá um custo Propicia um bom ambiente visual, por ser a melhor reprodutora de cores. alto para sua implantação, devendo-se avaliar o retorno de investimento desta estratégia para definir a sua implantação. A presença de aberturas também é importante por possibilitar o contato visual com o exterior e desta forma informar as condições adversas do mesmo. A estratégia EST_04 promove uma redução no consumo de energia pois combina o retrofit dos dois tipos de sistemas de climatização, devendo-se avaliar o retorno de investimento desta estratégia para definir a sua implantação. É importante observar que, ao se falar em luz natural ou aproveitamento da iluminação natural, faz-se referência apenas a luz natural difusa, sem a presença da radiação direta. Desta forma, o uso de elementos externos nas fachadas é sempre recomendado, pois propiciam proteção solar reduzindo a carga térmica interna, diminuindo o contraste de níveis 4.5. Sistemas de Iluminação A luz é um elemento indispensável em nossas vidas, sendo encarada de forma familiar e de iluminância internos e externos. Os brises são vantajosos também, pois direcionam luz natural difusa para o interior do edifício. natural. Analisando a configuração espacial, orientação solar e os elementos externos de proteção dos Ao longo dos anos, as tecnologias que envolvem os sistemas de iluminação se desenvolveram bastante, sendo que atualmente têm-se diversos tipos de equipamentos disponíveis para Edifícios do Hemocentro, nota-se potencial para o aproveitamento de iluminação natural nas áreas periféricas do mesmo. diversas aplicações. Durante a visita notou-se que, apesar do potencial para aproveitamento da iluminação natural No campo da iluminação, sabe-se que a qualidade da luz é decisiva, tanto no que diz respeito ao desempenho das atividades, como na influência que exerce no estado emocional e no bem- nas áreas periféricas, os ambientes apresentam acionamento inadequado das luminárias, pois não existe segmentação de circuitos para as luminárias próximas às janelas. estar das pessoas. Assim, diante do potencial para aproveitamento da iluminação natural, sugerem-se algumas medidas para racionalização do sistema de iluminação artificial: 4.5.1. Integração com a Iluminação Natural Segmentar o sistema elétrico das luminárias próximas às janelas e disponibilizar A luz natural possui grande importância nos ambientes, não apenas por possibilitar a economia interruptores para estas luminárias, permitindo que fiquem apagadas quando existir de energia, mas por proporcionar uma série de vantagens aos usuários: iluminação natural suficiente. Confere senso de especialidade. Propicia vivacidade ao edifício. Implantar sistemas de controle de iluminação com sensores de luminosidade e reatores eletrônicos dimerizáveis nas luminárias próximas às janelas. 41 P R O J E T O HEMORREDE SUSTENTÁVEL - H E M O P A Caso sejam adotados sensores de luminosidade e reatores eletrônicos dimerizáveis, o controle da iluminação artificial deve ser automático e gradual, conforme os níveis de iluminância provenientes da luz natural. Neste caso, o sistema de controle utiliza a iluminação natural disponível, mantendo a iluminância requerida para cada atividade no plano de trabalho constante. Além dos sistemas de controle mencionados, estão disponíveis no mercado sistemas mais complexos, que integram todos os recursos citados a um sistema de gerenciamento predial. Esses sistemas permitem: Controle automático dos horários de acionamento / desligamento. Controle automático e individual das funções do ambiente. Criação de cenários apropriados para diversas situações de uso do ambiente, Figura 35 - Divisão aleatória dos circuitos de iluminação. Prosseguir na substituição gradativa do sistema de iluminação fluorescente atual (40W) pelos sistemas que utilizam lâmpadas de 32 e 28 W. ambientes amplos, dividindo-os por linhas de luminárias próximas e afastadas das inclusive para economia de energia. Facilidade de operação. Controle dinâmico da iluminação. Segmentar os circuitos em grupos menores de luminárias, principalmente em janelas e de forma a criar pequenos grupos independentes de trabalho. Segmentar o sistema elétrico das luminárias próximas às janelas, permitindo que estas fiquem apagadas quando os níveis de iluminância forem aceitáveis. Disponibilizar aos usuários acesso aos interruptores a todas as salas que não o possuem ou sistemas de controle de iluminação por meio de sensores de presença. 4.5.2. Recomendações A principal recomendação real para o novo projeto luminotécnico do edifício é evitar a Alterar o layout das estações de trabalho de modo que as telas dos computadores fiquem sempre que possível em posição lateral às janelas, evitando-se ofuscamentos segmentação aleatória dos circuitos de iluminação, uma vez que esta atitude não favorece o nestas áreas de trabalho, permitindo a utilização da iluminação natural. aproveitamento da iluminação natural (Figura 35). Adotar programas para conscientização e educação dos funcionários sobre a importância de se conservar energia e de que forma podem-se evitar desperdícios. 42 P R O J E T O HEMORREDE SUSTENTÁVEL - H E M O P A 4.6. Sistemas de Climatização 4.7.1. Recomendações O HemoPA utiliza um sistema central de ar condicionado, com condensação a água, que Manutenção preventiva dos sistemas e retrofit das unidades de resfriamento com vida útil mantém praticamente todo o interior do edifício em 23°C. Nos laboratórios do 1º andar, pela maior que 20 anos. necessidade de manipulação de componentes sanguíneos, a temperatura de controle é regulada para 19°C. Utiliza-se também um complemento com unidades independentes tipo “split” em laboratórios que demandam uma temperatura diferenciada ou em salas não atendidas pelo sistema central. 4.8. Sistemas Matrizes Há mais de uma década os fabricantes de motores elétricos desenvolvem equipamentos mais Nota-se, no entanto, que nas unidades tipo “split” não houve a preocupação em adquirir eficientes, de forma que, além de fabricarem motores do tipo padrão, apresenta também uma somente equipamentos eficientes (selo A do PROCEL), deixando de explorar um potencial de linha de produtos denominada alto rendimento. economia na maior carga existente no Hemocentro. Aumentando os custos de fabricação, foi possível desenvolver equipamentos mais eficientes (diminuindo as perdas no motor elétrico), de forma que, um motor de alto rendimento gasta menos energia elétrica do que um motor do tipo padrão, para a mesma aplicação industrial, 4.6.1. Recomendações Mudança da temperatura de controle dos ambientes de 23°C para 25°C. Retrofit do sistema central de ar condicionado. Aquisição de novos equipamentos tipo split com selo A do Procel. desde que bem dimensionado à carga. Desta forma, o custo adicional de aquisição é compensado pelo menor custo operacional, sendo que, em muitos casos, o Tempo de Retorno do Investimento possui valor atrativo, considerando que um motor pode durar mais de 12 anos. A Figura 36 apresenta uma comparação entre motores do tipo padrão e alto rendimento. 4.7. Sistemas de Refrigeração Verificou-se no hemocentro a existência de diversas unidades de refrigeração com temperaturas de controle variando de +6°C a -80°C com capacidades de armazenamento e de consumo de energia também diversas. Estas unidades estão distribuídas pelos diversos setores do Hemocentro. Constatou-se também que a vida útil das unidades é bem diversa, sendo este, o uso final de grande importância para o Hemocentro. Figura 36 - Comparação entre motores do tipo padrão e alto rendimento 43 P R O J E T O HEMORREDE SUSTENTÁVEL - H E M O P A Uma das causas mais comuns de operação ineficiente é o superdimensionamento de motores provocando maiores gastos com energia, tendência está muito comum, propositalmente ou elétricos. Os motivos mais frequentes para essa ocorrência são: por desconhecimento, sob a alegação de se manter uma potência reserva que poderia aumentar a confiabilidade do acionamento. Desconhecimento das características da carga. Desconhecimento de métodos para dimensionamento adequado. Expectativa de aumento de carga. Não especificação de fator de serviço maior que 1 para motores que trabalham Verificou-se no Hemocentro a existência de motores para acionamento de elevadores de pessoas e monta-carga. 4.9.1. Recomendações esporadicamente sobrecarregados. Substituição gradativa por motores de alto rendimento, corretamente dimensionados. Aplicação de sucessivos fatores de segurança. Aquisição de equipamentos com motores de alto rendimento. 4.9. Motor de Alto Rendimento: Realização permanente de serviços de manutenção. Os motores da linha de alto rendimento lançados no mercado interno pelos maiores Observação dos aspectos de qualidade de energia e das instalações elétricas para o fabricantes nacionais de motores elétricos são, em média, 35 a 50 % mais caros que os da linha bom funcionamento dos motores. padrão, fato este que deve ser considerado no estudo de viabilidade para a substituição de tecnologias. Estudos mostram que, quando comparado ao motor padrão, o motor de alto rendimento pode 4.10. Estudo Tarifário apresentar um rendimento superior, da ordem de 2 a 6 %, sendo este aumento devido a menor A estrutura tarifária foi observada no edifício HemoPA. A partir da Resolução 414/2010 da quantidade de perdas, para a mesma potência mecânica. ANEEL e com o início da vigência do terceiro Ciclo de Revisão Tarifária Periódica (CRTP) para a A decisão em se escolher motores mais caros com custos de operação mais baixos e motores mais baratos com maior consumo de energia pode ser baseada em um critério financeiro de retorno do capital. Este critério considera como principal parâmetro o número de horas por Centrais Elétricas do Pará - CELPA, em agosto de 2011, a estrutura tarifária de seus consumidores sofreu algumas alterações em suas modalidades, explicadas a seguir. GRUPO A ano de funcionamento do motor. a) Tarifa Convencional Porém, deve-se salientar que não existe vantagem nenhuma na utilização de um motor de alto rendimento e acoplá-lo a um equipamento ineficiente ou trabalhar sob redimensionado, 44 P R O J E T O HEMORREDE SUSTENTÁVEL - H E M O P A Aplicada em unidades consumidoras atendidas em tensão inferior a 69kV e demanda Demanda [kW]: uma tarifa para o posto horário ponta; uma tarifa para o posto horário fora de contratada menor que 300 kW. Entretanto, esta modalidade será gradualmente extinta ao ponta. longo do terceiro CRTP, inicialmente para os consumidores com demanda contratada maior ou igual a 150kW, que deverão optar por uma das modalidades horárias, azul ou verde, até o final do primeiro ano de vigência do terceiro CRTP. Ao final deste Ciclo, os demais Consumo de energia [kWh]: uma tarifa para o posto horário ponta; uma tarifa para o posto horário fora de ponta. consumidores também deverão optar por uma das modalidades horárias. A modalidade tarifária convencional considera os seguintes critérios: GRUPO B Demanda de potência [kW]: tarifa única sem distinção horária. a) Consumo de energia [kWh]: tarifa única sem distinção horária. Aplicado de forma compulsória e automática às unidades consumidoras atendidas em tensão Tarifa Convencional inferior a 2,3kV, com tarifa que considera o seguinte critério: b) Tarifa Horária Verde Consumo de energia [kWh]: tarifa única, sem distinção horária. Aplicada em unidades consumidoras atendidas em tensão inferior a 69kV, com demanda contratada até 2.500kW. A modalidade tarifária horária verde considera os seguintes critérios: b) Demanda de potência [kW]: tarifa única sem distinção horária. Aplicado conforme opção do consumidor, somente após a publicação da resolução específica Consumo de energia [kWh]: uma tarifa para o posto horário ponta; uma tarifa para o posto horário fora de ponta. Tarifa Branca e considera o seguinte critério: Consumo de energia [kWh]: uma tarifa para o posto horário de ponta, uma tarifa para o posto horário intermediário e uma tarifa para o posto horário fora de ponta. c) Tarifa Horária Azul Aplicada compulsoriamente às unidades consumidoras atendidas em tensão igual ou superior 4.11. Avaliação a 69kV e opcionalmente para as demais unidades. A modalidade tarifária horária azul O HemoPA é alimentado em média tensão e a modalidade tarifária aplicada é a Horária Verde, considera os seguintes critérios: com demanda contratada de 550kW. 45 P R O J E T O HEMORREDE SUSTENTÁVEL - H E M O P A de energia, onde é possível observar que o consumo alterou pouco mês a mês. de corrente, em uma instalação elétrica: 300.000 600,0 250.000 500,0 200.000 400,0 150.000 300,0 100.000 200,0 50.000 100,0 Demanda de Energia [kW] Esta pode ser definida em função de quatro perturbações elétricas em um sinal de tensão ou Consumo de Energia [kWh] O Gráfico 14 apresenta o consumo mensal de energia do HemoPA, obtido através das faturas Perturbações na amplitude da tensão. Perturbações na frequência do sinal. Desequilíbrios de tensão ou de corrente em sistemas trifásicos. Perturbações na forma de onda do sinal. Para a concessionária, é muito importante a ausência de variações de tensão, bem como de desligamentos. Para o consumidor, a qualidade de energia elétrica está relacionada à ausência relativa de Consumo out/13 set/13 ago/13 jul/13 jun/13 mai/13 abr/13 mar/13 fev/13 jan/13 dez/12 nov/12 - out/12 - Demanda Gráfico 14 - Consumo e demanda máxima mensais de energia do HEMOPA. Observa-se também que as demandas máximas mensais registradas estão próximas da demanda contratada e que não há registros de ultrapassagem de demanda maiores que os 5% permitidos pela Resolução 414/2010 da ANEEL. variações de tensão no ponto de entrega de energia. Muitas vezes, as perturbações podem ser causadas pelo próprio consumidor, por meio da utilização de equipamentos com tecnologia moderna ou por cargas não lineares, que possuem funcionamento baseado em eletrônica de potência. A partir da década de 90, com o aumento da utilização de equipamentos eletrônicos nos setores residencial, comercial e industrial, a situação tornou-se ainda mais grave. Na medida em que estes equipamentos exigem uma rede elétrica de boa qualidade para seu correto funcionamento, também são os principais causadores de perturbações. 10.3. Recomendações Manter o enquadramento tarifário e a demanda contratada atuais. 4.12.1. Perturbações elétricas A variação na amplitude da tensão ocorre quando sobre um sinal senoidal produz-se: 4.12. Qualidade de Energia Elétrica Afundamentos ou elevações momentâneas de tensão. Sobretensão e subtensão. Em todas as áreas, muito se discute sobre qualidade de energia elétrica. 46 P R O J E T O HEMORREDE SUSTENTÁVEL - H E M O P A Interrupções de tensão. Flutuações de tensão. Cintilações. Equipamentos com eletrônica de potência e fontes de alimentação de computadores são bem mais sensíveis que o motor, podendo ser danificados em sua totalidade. A sobretensão pode ser definida como sendo uma perturbação com valor eficaz superior ao Afundamentos de tensão, ou “sags”, são caracterizados por uma diminuição no valor da valor de tensão nominal (10%) e pode ser de curta ou longa duração. Muitas vezes, as de curta duração possuem intensidade bem superior às de longa duração. amplitude, de forma brusca, entre 0,1 a 0,9 p.u., restabelecendo-se após um curto período de tempo. A sobretensão pode ocorrer devido à entrada em operação de grupos geradores ou rejeição de cargas com elevada potência. Em alguns países, tem-se buscado melhorar o fornecimento de energia, através de programas essenciais para a redução do número e duração de interrupções sofridas pelos consumidores. Já os desequilíbrios de tensão são produzidos devido à existência de diferenças significativas entre valores eficazes das tensões ou correntes presentes em um sistema trifásico. O tempo de afundamento de tensão está compreendido entre 0,5 e 30 ciclos e pode ser ocasionado por elevações bruscas de corrente, seja por curto circuito, partida de motores de Geralmente, tal ocorrência pode ser devido à abertura de uma das fases do sistema de grande porte ou comutação de cargas com elevada potência. alimentação trifásico, bem como cargas monofásicas desigualmente distribuídas. Equipamentos modernos utilizados em instalações industriais são extremamente sensíveis aos Observa-se que a presença de tensões ligeiramente desbalanceadas pode provocar alterações afundamentos de tensão, uma vez que podem deixar de exercer corretamente suas funções. nas características de desempenho de equipamentos de uso final. As elevações momentâneas de tensão são de curta duração e apresentam um forte Por exemplo, para o motor elétrico, devido aos desequilíbrios de tensão, este pode sofrer amortecimento em sua forma de onda. São causadas pela comutação de bancos de acréscimo das perdas e desequilíbrio das correntes de linha, redução dos valores de conjugado, capacitores, conexões e desconexões de equipamentos, operação de retificadores redução do rendimento e aumento dos níveis de ruído e vibração, podendo ser considerado controlados, variadores de velocidade, atuação de dispositivos de proteção, descargas uma das causas da queima deste tipo de máquina. atmosféricas, entre outros. Sendo assim, é importante a determinação do valor do Grau de Desequilíbrio de Tensão (GDT), Para ser considerada elevação momentânea de tensão, o valor da sobretensão transitória, ou um dos fatores relacionados à qualidade da tensão da rede elétrica, fornecida pela “swell”, deve estar na faixa de 1,1 a 1,8 p.u. concessionária. Este valor não deve ser maior do que 1%. Dentro de certos limites, os equipamentos de uso final podem suportar impulsos transitórios Na prática, o grau de desequilíbrio de tensão pode ser calculado de acordo com a seguinte de tensão, porém, dependendo da intensidade e quantidade dos eventos, sua vida útil pode equação: ser afetada. 47 P R O J E T O HEMORREDE SUSTENTÁVEL - H E M O P A Desequilíbrio de tensão Máximo valor da tensão - Valor médio das tensões .100 Valor médio das tensões Ia(A) 1200 Ib(A) Ic(A) A Figura 11.1 apresenta as tensões medidas na saída do transformador. Os valores encontramse dentro dos limites permitidos. 240 Vab(V) Vbc(V) Vca(V) CORRENTE [A] 1000 800 600 400 200 230 0 TENSÃO [V] 11:00 13:00 15:00 17:00 19:00 21:00 23:00 01:00 03:00 05:00 07:00 09:00 11:00 13:00 15:00 17:00 19:00 21:00 23:00 01:00 03:00 05:00 07:00 09:00 11:00 13:00 15:00 235 225 220 Figura 38 - Correntes A, B e C medidas no circuito de alimentação das cargas essenciais do HemoPA. 215 4.12.2. Harmônicos 210 As perturbações ocasionadas por harmônicos tornaram-se importantes na década de 80, 11:00 13:00 15:00 17:00 19:00 21:00 23:00 01:00 03:00 05:00 07:00 09:00 11:00 13:00 15:00 17:00 19:00 21:00 23:00 01:00 03:00 05:00 07:00 09:00 11:00 13:00 15:00 205 Figura 37 - Correntes A, B e C medidas no circuito de alimentação das cargas essenciais do HemoPA. quando se iniciou a substituição de equipamentos elétricos e eletromecânicos por equipamentos eletrônicos. As cargas chamadas lineares, como motores elétricos e iluminação incandescente, possuem corrente proporcional a tensão, ou seja, senoidais, mesmo estando defasadas ou não, em No transformador do Hemocentro de Belém, determinou-se o valor do Grau de Desequilíbrio função de sua natureza: resistiva, indutiva ou capacitiva. de Tensão menor que 0,5%, de forma que se considera um sistema equilibrado. Nas cargas não lineares, essa proporcionalidade não existe, pois se pode conduzir corrente A Figura 38 apresenta as correntes medidas no circuito que alimenta as cargas essenciais. durante apenas uma parte do ciclo, e mesmo que a tensão seja senoidal, a corrente não será. Verifica-se que a presença de cargas monofásicas não distribuídas uniformemente proporciona um desequilíbrio nas correntes sem, no entanto, comprometer o equilíbrio das tensões. 48 P R O J E T O HEMORREDE SUSTENTÁVEL - H E M O P A As correntes harmônicas são responsáveis por elevar a temperatura dos condutores, dos 6 360 rotores de motores elétricos, e também provocarem sobretensões em locais onde estão h h.60 instalados capacitores, através do efeito de ressonância. Estas correntes geradas são somadas vetorialmente com as correntes originadas pelas cargas A situação desejada seria aquela com a existência de somente o harmônico de ordem 1, com residenciais, industriais, entre outras, que lentamente estão adquirindo valores significativos, 60 Hz, chamado de fundamental. devido à utilização cada vez maior de equipamentos eletrônicos. Pode-se observar a existência de harmônicos de ordem ímpares, encontradas em instalações Chama-se ordem de um harmônico, um número inteiro obtido pelo quociente da frequência elétricas em geral, e de ordem pares, encontradas somente em casos de assimetrias. desse harmônico, pela frequência do componente fundamental: As sequências podem ser positivas, negativas ou nulas. No caso de motores elétricos, os harmônicos de sequência positiva superiores a fundamental, tendem a girá-lo em velocidade f h h f1 superior à nominal, provocando aquecimento devido à sobrecorrentes, reduzindo sua vida útil. As de sequência negativa tendem a girá-lo no sentido inverso ao do campo girante provocado pela fundamental, produzindo ação de frenagem, reduzindo o conjugado e provocando também aquecimentos indesejáveis. Os harmônicos de sequência zero somam-se de forma Onde: algébrica em circuitos com a presença de condutor neutro, provocando correntes elevadas, h = ordem harmônica. algumas vezes superiores aos valores das correntes de fase. fh = frequência harmônica de ordem h [Hz]. Os harmônicos são expressos em termos de seu valor eficaz, pois o aquecimento produzido f1 = frequência da fundamental [Hz]. pela onda distorcida está relacionado ao mesmo. Os harmônicos podem ser classificados segundo a sua ordem e frequência conforme a Tabela O desenvolvimento da eletrônica de potência trouxe novas possibilidades de utilização de 5. máquinas elétricas, sendo possível com essa tecnologia, controlar com precisão o fluxo de Tabela 5 -Classificação dos harmônicos de acordo com sua ordem e frequência. energia elétrica, aumentando o desempenho eletromecânico de motores, tornando-se uma Ordem Frequência [Hz] 1 60 2 120 Porém, os harmônicos gerados na tensão de alimentação, afetam a dinâmica de magnetização 3 180 do núcleo das máquinas, provocando o aumento das perdas magnéticas. 4 240 5 300 opção eficiente em termos de conservação de energia. Harmônicos de quinta ordem produzem um conjugado de sentido oposto ao de rotação do motor, reduzindo o conjugado resultante e a capacidade de acionamento da carga mecânica. 49 P R O J E T O HEMORREDE SUSTENTÁVEL - H E M O P A Neste caso, ocorre um acréscimo na corrente de alimentação, podendo ocasionar a queima do motor, uma vez que o aumento das perdas Joule no extrator provoca a estabilização da temperatura em um valor superior à classe térmica do enrolamento. A Figura 39 apresenta os valores dos harmônicos de tensão medidos na saída do transformador. Valores encontram-se dentro dos limites permitidos. 4.12.3. Fator de Potência O Fator de Potência (FP) de um sistema elétrico qualquer, que está operando em corrente alternada, é definido pela razão da potência real ou potência ativa pela potência total ou potência aparente. De acordo com a Resolução Normativa ANEEL 414/2010, que estabelece as condições gerais de fornecimento de energia elétrica, o fator de potência da unidade consumidora, para efeito hVa hVb hVc 4,5 de faturamento, deve ser verificado pela distribuidora por meio de medição permanente, de forma obrigatória para clientes do Grupo A. De acordo com a Resolução, o fator de potência 4,0 de referência, indutivo ou capacitivo, tem como limite mínimo permitido, para as unidades 3,5 consumidoras, o valor de 0,92. 3,0 2,5 O HEMOPA possui um banco de capacitores de 40kVAr para corrigir o fator de potência de sua 2,0 instalação, mas verifica-se através das faturas de energia que ainda há um consumo excedente 1,5 de energia reativa. 1,0 0,5 0,0 11:00 13:00 15:00 17:00 19:00 21:00 23:00 01:00 03:00 05:00 07:00 09:00 11:00 13:00 15:00 17:00 19:00 21:00 23:00 01:00 03:00 05:00 07:00 09:00 11:00 13:00 15:00 DISTORÇÃO HARMÔNICA DE TENSÃO [%] 5,0 4.12.4. Recomendações Atentar para os desequilíbrios de corrente nos painéis elétricos do Hemocentro, procurando sempre manter as correntes de fase equilibradas (melhor distribuição de cargas). Figura 39 - Medição de harmônicos de tensão na saída do transformador. Neste caso, em nenhum momento os valores ultrapassaram 5%, de forma que o Hemocentro não possui problemas de qualidade de energia relacionados aos harmônicos. Os valores de fator de potência também foram verificados por meio das medições realizadas. Utilização de equipamentos eletrônicos com fator de potência dentro dos limites normalizados (> 0,92). Avaliação do dimensionamento do banco de capacitores existente. Realizar manutenção adequada no banco de capacitores. 50 P R O J E T O HEMORREDE SUSTENTÁVEL - H E M O P A 4.13. Considerações Finais As instalações do Hemocentro encontram-se em bom estado de conservação, sendo que durante as visitas constatou-se a preocupação com a manutenção de painéis elétricos, bem como de equipamentos em geral, mantendo-se um bom nível de atendimento aos usuários. Foram realizadas 3 medições utilizando-se equipamentos analisadores de energia instalados em pontos importantes do sistema elétrico do Hemocentro. Foi possível também, desenvolver um modelo virtual da edificação utilizando-se o software de simulação EnergyPlus, onde foram simuladas as seguintes estratégias visando a redução do consumo de energia: Estratégia 1: Modificação da temperatura de controle dos sistemas de climatização de 23°C para 25°C. Estratégia 2: Retrofit dos sistemas de climatização tipo split para equipamentos com selo Procel A. Verificou-se também a necessidade de segmentar os circuitos em grupos menores de luminárias, principalmente em ambientes amplos, bem como segmentar o sistema elétrico das luminárias próximas às janelas permitindo que estas fiquem apagadas quando os níveis de iluminância forem aceitáveis. Quanto aos sistemas de climatização, recomenda-se que quando novas aquisições forem realizadas, que o aspecto selo energético seja considerado e sejam adquiridos apenas equipamentos nível A. Além disso, o retrofit dos compressores do sistema de resfriamento central teria um impacto significativo no consumo total da edificação. No tocante aos sistemas de refrigeração, recomenda-se a manutenção preventiva dos equipamentos e o retrofit progressivo das unidades que tenham acima de 20 anos de vida útil. Quanto ao estudo tarifário, atualmente o Hemocentro é tarifado em média tensão na modalidade Horária Verde com demanda contratada de 550kW que são adequados ao seu perfil de consumo. Recomenda-se manter essas condições de contrato. Para os aspectos de qualidade de energia elétrica, recomenda-se atentar para os desequilíbrios Estratégia 3: retrofit no sistema de climatização central com a troca do resfriador de corrente nos painéis elétricos, procurando sempre manter as correntes de fase equilibradas com compressores para resfriador com compressores centrífugos. (melhor distribuição de cargas). Recomenda-se também a utilização de equipamentos eletrônicos com fator de potência dentro dos limites normalizados (> 0,92) e a avaliação do Estratégia 4: aplicação das estratégias 2 e 3. Estratégia 5: aplicação das estratégias 1 e 2. Estratégia 6: aplicação das estratégias 1 e 3. Estratégia 7: aplicação das estratégias 1 e 4. Estratégia 8: retrofit do sistema de refrigeração com vida útil acima de 20 anos. dimensionamento do banco de capacitores para correção do fator de potência. No tocante aos sistemas de iluminação, recomenda-se prosseguir a substituição gradativa do sistema fluorescente atual (40W) pelos sistemas que utilizam lâmpadas de 32 e 28W. 51 P R O J E T O HEMORREDE SUSTENTÁVEL - H E M O P A 5. AVALIAÇÃO BIOCLIMÁTICA DO EDIFÍCIO 5.1. Percurso Aparente do sol A análise do percurso aparente do sol foi realizada com a utilização do software Autodesk A avaliação bioclimática do HemoPA foi desenvolvida por meio de coleta de dados relativos ao clima local, visita in loco, e simulações computacionais com programas específicos para a análise dos aspectos ambientais. Especificamente para as simulações computacionais, foram utilizados três programas tanto para análise ambiental urbana quanto para a análise ambiental de edifícios, são eles: ENVI-met 3.1, Autodesk ECOTECT Analysis 2011, e ANSYS (CFD). Para as análises referentes à escala urbana da edificação em estudo, foi desenvolvido um modelo computacional tridimensional no programa ENVI-met, representando as condições ambientais características da cidade de Belém, a composição da superfície do solo, e as características dos volumes edificados presentes no recorte do entorno imediato. Após a definição do recorte urbano a ser simulado e construção do modelo, foram simulados os aspectos de temperatura do ar, velocidade dos ventos, e umidade relativa do ar. ECOTECT Analysis. Foram desenvolvidos dois cenários de análise: cenário atual, e cenário considerando a implantação do Anexo II do HemoPA. No cenário atual (Figura 40 e Figura 41) é possível identificar que o entorno existente possui pouca interferência em termos de geração de sombras para o edifício do HemoPA – devido ser constituído de edificações de até 2 pavimentos. Os resultados do cenário que considera a inserção do edifício “Anexo II” apontam que este novo volume irá gerar sombras para a fachada sudeste do edifício existente durante a primeira metade do dia (06:00h às 11:00h), com apresentado na Figura 40. Diante do fato de que as proteções solares existentes na fachada sudeste do atual HemoPA já são dimensionadas de forma generosa, o possível sombreamento extra – decorrente do espaçamento reduzido entre volume a ser construído e o edifício existente – pode gerar problemas pela não exposição desse espaço à incidência de sol e o consequente excesso de umidade nesta fachada. Para as análises de percursos aparente do sol, incidência de radiação e iluminação natural no edifício, foi utilizado o programa ECOTECT Analysis. Desta forma, com base no levantamento arquitetônico realizado, foi desenvolvido o modelo virtual do edifício para a verificação dos níveis de radiação solar direta incidente das fachadas, dimensionamento das proteções solares (verificação da eficiência dos elementos propostos), e verificação do potencial de aproveitamento da iluminação natural em determinados ambientes. A verificação do potencial de aproveitamento da iluminação natural se deu no âmbito da análise da Autonomia de Lux do Dia – DA; que representa (em porcentagens de horas ao longo do ano) a manutenção de um determinado nível de iluminação natural. A Figura 40 apresenta os resultados do modelo computacional desenvolvido, onde o parâmetro analisado no software ECOTECT foi o percurso aparente do sol. Figura 40 – Análise de sombreamento do cenário atual. 52 P R O J E T O HEMORREDE SUSTENTÁVEL - H E M O P A Fonte: ECOTECT Analysis – Autodesk. Desta forma, o uso de elementos externos nas fachadas é sempre recomendado, pois propiciam proteção solar reduzindo a carga térmica interna, diminuindo o contraste de níveis de iluminâncias internos e externos. Os brises são vantajosos também, pois direcionam luz natural difusa para o interior do edifício. Analisando a configuração espacial, orientação solar e os elementos externos de proteção dos edifícios do HemoPA, nota-se potencial para o aproveitamento de iluminação natural tanto nas áreas periféricas das fachadas voltadas para o espaço externo, quanto dos ambientes voltado para o átrio central do edifício. No entanto, durante as visitas técnicas e medições in loco pode-se comprovar que alguns fatores interferem no aproveitamento ideal da iluminação natural. Proteções solares excessivas, revestimentos internos inadequados (cores escuras), e elementos que obstruem a distribuição das iluminâncias no interior dos ambientes foram identificados (Figura 42 e Figura 43). Figura 41 – Análise de sombreamento do cenário com o Anexo II do HemoPA. Fonte: ECOTECT Analysis – Autodesk. 5.2. Iluminação Natural A luz natural possui grande importância nos ambientes, não apenas por possibilitar a economia de energia, mas por proporcionar uma série de vantagens aos usuários: Confere senso de especialidade. Propicia vivacidade ao edifício. Propicia um bom ambiente visual, por ser a melhor reprodutora de cores. A presença de aberturas também é importante por possibilitar o contato visual com o exterior Figura 42 – Caixas, armários e comunicação visual interferem no aproveitamento ideal da iluminação natural. e desta forma informar as condições adversas do mesmo. É importante observar que, ao se falar em luz natural ou aproveitamento da iluminação natural, faz-se referência apenas à luz natural difusa, sem a presença da radiação direta. 53 P R O J E T O HEMORREDE SUSTENTÁVEL - H E M O P A Figura 43 – Revestimentos internos com cores escuras reduzem o potencial de aproveitamento da iluminação natural. Os resultados das medições realizadas in loco, nos ambientes-tipo analisados, identificam que áreas com altos níveis de iluminâncias próximo as janelas, quando estas se encontram livres de películas ou qualquer outro elemento de obstrução. A Figura 44 refere-se ao ambiente de “recepção dos doadores”, exemplifica esse quadro apresentando o resultado das medições em Figura 44 – Curvas isolux do ambiente “recepção dos doadores” – distribuição não uniforme da luz e o potencial de iluminação natural próximo às janelas. curvas isolux. Pode-se perceber, também, uma não uniformidade na distribuição dos níveis de iluminação – fato que poderia ser melhor trabalhado com um projeto de iluminação que integrasse a contribuição de iluminação natural com um sistema artificial mais adequado. 5.3. Ventilação Natural Por meio do levantamento das informações relativas à característica da ventilação natural, como a velocidade, frequência de ocorrência, e orientação predominante no clima local (Figura 45 e Figura 46), foi traçado um diagnóstico das condições de incidência e potencial de aproveitamento da ventilação natural no edifício do HemoPA. Primeiramente identificou-se que as fachadas sudoeste e nordeste recebem a ventilação predominante na cidade de Belém. Assim, buscou-se identificar a existência de elementos de obstrução da incidência da ventilação natural nessas fachadas. Para tanto, dois cenários foram considerados: cenário com o entorno atual, e cenário com a construção do Anexo II do HemoPA. 54 P R O J E T O HEMORREDE SUSTENTÁVEL - H E M O P A Os dois cenários foram simulados na extensão CFD do programa ANSYS – extensão utilizada para a análise de escoamento de fluidos. No primeiro cenário (Figura 45), pode-se observar que a atual configuração do entorno possui pouca influência na incidência do fluxo do ar nas fachadas sudoeste e nordeste, uma vez que apresentam volumes com altura reduzida (até 6 metros aprox.). Quando a incidência do fluxo de ar for perpendicular à fachada sudeste, a zona central da fachada do primeiro pavimento do HemoPA sofre com obstrução gerada pelas edificações no entorno (Figura 47). No entanto, quando a direção do fluxo é perpendicular à fachada noroeste pode-se perceber que ambas fachadas (nordeste e sudeste) recebem a ventilação natural sem obstruções significativas (Figura 48) Figura 46 – Destaca para o local de inserção do Anexo II (tracejado em vermelho) em relação aos ventos predominantes. Os resultados do cenário que considera a inserção do Anexo II do HemoPA ao lado do edifício existente indicam que o volume a ser construído irá interferir na incidência do fluxo de ar principalmente na fachada sudeste. Considerando a passarela de ligação entre os dois edifícios, a metade direita da fachada sudeste será a principal área onde ocorrerá sombra de vento (Figura 47). Essa obstrução ocorre de forma significante quando a incidência do fluxo de ar é perpendicular à fachada sudeste, interferindo no potencial da ventilação natural em todos os pavimentos / ambientes localizados nesse trecho (Figura 48). Figura 45 – Incidência da ventilação predominante no HemoPA 55 P R O J E T O HEMORREDE SUSTENTÁVEL - H E M O P A O Círculo Bioclimático também auxilia na realização das simulações computacionais dos parâmetros ambientais – servindo de guia para a elaboração de cenários e propostas de diretrizes para a melhoria do desempenho do edifício. Figura 47 – Escoamento do fluxo de ar visto em planta. Perpendicular à fachada sudeste (A), e perpendicular à fachada nordeste (B). Figura 48 – Sombra de vento gerada pela inserção do Anexo II do HemoPA em planta (A), e em corte (B). 5.4. Análise do Círculo Bioclimático Foi utilizado o Círculo Bioclimático como ferramenta de análise conjunta dos parâmetros ambientais por orientação (Figura 49). Assim, esta ferramenta objetiva tornar legível em uma única leitura as condicionantes ambientais significantes no local onde está implantado o edifício do HemoPA – ruídos, insolação, ventilação, etc. Assim, foi possível identificar que as fachadas N, NO, O, e SO, possuem grande incidência de ruído vindo do tráfego de veículos, maior incidência de carga térmica (radiação solar), e Figura 49 – Círculo Bioclimático com os parâmetros ambientais analisados por orientação. disponibilidade reduzida de aproveitamento da ventilação natural enquanto entrada de ar. O oposto ocorre com as fachadas NE, L, e SE, sendo estas mais propícias para a localização de ambientes de maior permanência, e que possibilitam o aproveitamento da ventilação natural. 56 P R O J E T O HEMORREDE SUSTENTÁVEL - H E M O P A 5.5. Análise da Radiação Solar Foram feitas simulações quanto à incidência de radiação solar no edifício em estudo com o auxílio do programa ECOTECT Analysis. Dessa forma, pode-se identificar as áreas de maior e menor incidência de radiação solar. Para esta análise, foram considerados dois cenários: cenário atual, e cenário com a implantação do edifício Anexo II do HemoPA. Dessa forma, verificou-se no cenário atual que os volumes do entorno e o edifício do HemoPA, Os resultados do cenário que considera a inserção do Anexo II do HemoPA apontam uma redução maior na incidência da radiação solar no trecho da rua de serviço, entre os dois volumes. Essa redução chega apenas 13% do total de radiação total incidente (Figura 51). Somado a falta de circulação de ar nesta área (sombra de vento identificada no tópico anterior), a pouca incidência de radiação solar pode gerar problemas relacionados ao excesso de umidade (surgimento de mofo e proliferação de bactérias, etc.) - indesejáveis, principalmente, em edifícios de saúde. geram as maiores interferências (redução de carga térmica incidente) onde está localizada a rua de serviço (Figura 50). Nesse trecho apresentou valores de W/h aproximadamente 50% menor em relação a incidência total de radiação solar. Figura 51 – Cenário com a implantação do Anexo II ao lado do edifício atual. Figura 50 – Cenário atual da incidência de radiação solar no terreno do HemoPA. A análise da radiação solar também foi realizada sobre as fachadas do edifício do HemoPA (Figura 51). Pode-se observar que as fachadas noroeste e sudoeste recebem grandes 57 P R O J E T O HEMORREDE SUSTENTÁVEL - H E M O P A quantidades de carga térmica, principalmente por estarem expostas ao período de insolação de sombreamento nas janelas. Novamente foram analisados dois cenários: cenário atual, e da tarde. A fachada noroeste possui sua maior exposição nos meses de maio à agosto, cenário com a inserção do Anexo II do HemoPA. enquanto que a fachada sudoeste possui maior período de exposição nos meses de novembro à fevereiro. Destaca-se que a superfícies horizontais expostas são as que mais recebem a incidência da radiação solar. Dessa forma, a cobertura do HemoPA deve possuir materiais superficiais adequados ao clima e que proporcionem o melhor desempenho térmico do edifício (Figura 52). As análises do cenário atual apontaram que as proteções solares existentes estão dimensionadas de forma adequada na fachada sudeste e em parte da fachada noroeste. Ou seja, o sistema de proteções impede a incidência excessiva da radiação solar sem bloquear completamente o potencial de aproveitamento da luz natural com o sombreamento excessivo (Figura 53). As análises das máscaras de sombra da fachada sudeste, considerando o cenário com a inserção do Anexo II de HemoPA, apontaram um excesso de sombreamento – tendo em vista a soma do auto sombreamento feito pelo volume do edifício a ser construído, com o sombreamento gerado pelas proteções solares existentes (Figura 54). Esse excesso de sombreamento aliado aos fatores como alta temperatura e umidade do ar, além da reduzida aeração naquele trecho pode contribuir para a proliferação de microrganismos indesejados e para a redução do potencial de aproveitamento da ventilação/iluminação natural nos ambientes voltados para esta fachada. Figura 52 – Análise da incidência de radiação solar nas fachadas do HemoPA. 5.6. Análise da Eficiência dos Brises Figura 53 – Análise das máscaras de sombra no cenário atual do HemoPA. A partir do modelo tridimensional desenvolvido no programa ECOTECT Analysis foram realizadas análises da eficiência das proteções solares do edifício (principalmente brises e marquises) em termos proteção da envoltória contra o excesso de radiação solar ou excesso 58 P R O J E T O HEMORREDE SUSTENTÁVEL - H E M O P A coleta do sangue. Segundo os questionários, mais de 40% dos respondentes já tiveram alguma doença respiratória que atribuem ao ambiente de trabalho. Com relação às condições de iluminação, 44% dos respondentes indicaram que existem problemas no sistema de iluminação artificial (seja pelo excesso ou por baixos níveis de iluminâncias). Quanto a iluminação natural, mais de 53% dos funcionários gostaria de que seu ambiente de trabalho fosse iluminado naturalmente, no entanto, o ambiente não permite (28%) ou não possibilita (25%). O ruído também foi um aspecto negativo observado pelos funcionários nos ambientes de trabalho, 46% responderam que a sala é “muito ruidosa”, e 26% Figura 54 – Análise das máscaras de sombra no cenário com a inserção do Anexo II do HemoPA. responderam que esse ruído interfere no desempenho do trabalho. Outro destaque nas respostas dos funcionários aos aspectos ambientais foi com relação ao 5.7. Análise dos questionários aplicados aos usuários conforto térmico nos ambientes de trabalho – 34% informaram que sentem desconforto para o “quente” durante o verão, e durante o inverno esse percentual cai para apenas 9,62%. No O método ideal para a aplicação de questionários para a Avaliação Pós-Ocupação é, segundo entanto, os ambientes serão condicionados artificialmente durante todo o ano (98% dos Roméro e Ornstein (2003), verificar o universo de usuários do edifício em questão. Nesse caso, funcionários utilizam o ar condicionado com frequência). Ou seja, estes resultados apontam a aplicação dos questionários se deu individualmente, a partir da escolha das salas tipo. Dessa inconsistência nas respostas desse aspecto. forma, o resultado passou a ser analisado particularmente em virtude da quantidade mínima de usuários por ambiente analisado. Aponta-se que em cada ambiente analisado, pelo menos dois usuários foram questionados sobre a qualidade ambiental daquele recinto. A interpretação dos dados dos questionários permitiu concluir que os ambientes necessitam principalmente de tratamento contra o ruído e para melhorar os níveis de iluminâncias. Considerando os aspectos relacionados à estrutura de apoio aos funcionários, 75% responderam que existem problemas quanto a segurança contra roubos no edifício, e 53% responderam que o refeitório dos funcionários não atende à demanda do edifício. Além disso, mais de 59% dos funcionários informaram que não existe local adequado para repouso, e 57% responderam que não existe área de lazer adequada. Estes aspectos são importantes para As respostas obtidas na APO feita no estudo de caso são apresentadas do Gráfico 15 ao Gráfico justificar possíveis melhorias nos ambientes internos no que tange a humanização dos 34, por meio do tratamento das informações coletadas dos questionários aplicados a 53 ambientes. funcionários do edifício, ocupantes de ambientes representativos ou de grande uso. O diagnóstico também elaborou uma série de questionários com os usuários dos principais Com relação aos parâmetros ambientais de Qualidade do Ar, 50% dos respondentes ambienteis do edifício. Após levantamento sensorial, e do preenchimento dos questionários consideram a qualidade do ar em seu ambiente de trabalho “ruim”, sendo nos ambientes do pelos funcionários, os dados podem ser compilados assim: andar térreo a maior concentração das queixas – considerado como ruim por 77% dos respondentes. Destaca-se que nesse andar é onde estão localizadas as principais áreas de 59 38,46 % P R O J E T O HEMORREDE SUSTENTÁVEL - H E M O P A 1,92% 5,77% 25 % BOA 28,85% 48,08% RUIM ILUMINAÇÃO NATURAL 1,92% 50 % QUALIDADE DO AR NÃO RESPONDEU ADEQUADA EXCESSIVA NÃO EXISTE GOSTARIA QUE EXISTISSE Gráfico 15 – Qualidade do ar dos usuários NÃO EXISTE ATIVIDADE NÃO POSSIBILITA NÃO RESPONDEU Gráfico 18 – Iluminação natural NÃO 55,77% ILUMINAÇÃO ARTIFICIAL SIM, MAS NÃO INTERFERE NO TRABALHO SIM, INTERFERE NO TRABALHO NÃO NÃO RESPONDEU Gráfico 19 – Ruído advindo dos outros ambientes 11,54% ADEQUADA 26,92% R ESP O NDEU Gráfico 16 – Problemas respiratórios dos usuários ESCURA 1,92% NÃO RUÍDO NA SALA POUCO MUITO 7,69% SIM FR EQ UENTEMENTE 46,15% - AL G UMAS VEZ ES 46,15% SIM 3,85% 5,77% R AR AMENTE 32,69% - 26,92% 23,08% 11,54% SIM RUÍDO DE OUTROS AMBIENTES 44,23% 55,77% PROBLEMA RESPIRATÓRIO DEVIDO AO AR MUITO CLARA Gráfico 17 – Iluminação artificial dos ambientes SILENCIOSO Gráfico 20 – Ruído dos ambientes 60 40,38% SIM, INTERFERE NO TRABALHO NÃO SIM EQUIPAMENTOS DIVERSOS SIM - AR CONDICIONADO Gráfico 21 – Ruído externo (rua) NÃO RESPONDEU 98,08% 40,38% NÃO RESPONDEU DURANTE TODO O ANO 0,00 NÃO DURANTE PARTE DO ANO (VERÃO) NUNCA 1,92% FREQUÊNCIA DE USO - AR CONDICIONADO 1,92% 9,62% 13,46% 34,62% NÃO Gráfico 24 – Interferência do ruído interno RUÍDO INTERNO - INTERFERÊNCIA SIM SIM - AR SIM - COLEGAS EQUIPAMENTOS CONDICIONADO DE SALA DIVERSOS SIM - COLEGAS DE SALA 0,00 SIM, MAS NÃO INTERFERE NO TRABALHO 1,92% 13,46% RUÍDO INTERNO - INTERFERÊNCIA 9,62% 26,92% 32,69 % RUÍDO EXTERNO 34,62% 40,38% P R O J E T O HEMORREDE SUSTENTÁVEL - H E M O P A NÃO TEM AR CONDICIONADO NO AMBIENTE TEMPERATURA AMBIENTE - VERÃO FREQUÊNCIA DE USO - CALEFAÇÃO Gráfico 23 – Temperatura no verão DURANTE TODO DURANTE O ANO PARTE DO ANO (INVERNO) 19,23% 3,85% NÃO RESPONDEU 0,00 DESAGRADÁVEL (FRIO) 9,62% 1,92% 61,54% AGRADÁVEL 1,92% DESAGRADÁVEL (QUENTE) 67,31% Gráfico 25 – Frequência do uso do ar-condicionado 34,62 % Gráfico 22 – Ruído no ambiente interno NUNCA NÃO TEM CALEFAÇÃO NO AMBIENTE NÃO RESPONDEU Gráfico 26 – Frequência de uso – calefação 61 69,23% P R O J E T O HEMORREDE SUSTENTÁVEL - H E M O P A 53,85% REFEITÓRIO DOS FUNCIONÁRIOS 9,62% 30,77% 36,54 % SEGURANÇA CONTRA ACIDENTES BOA RUIM ADEQUADO Gráfico 27 – Segurança contra acidentes 59,62% REPOUSO DOS FUNCIONÁRIOS 9,62% ADEQUADO INADEQUADO NÃO EXISTE NÃO RESPONDEU Gráfico 31 – Qualidade do repouso dos funcionários 57,69% REFEITÓRIO DOS DOADORES ÁREAS DE LAZER NÃO ATENDE A DEMANDA NÃO RESPONDEU 7,69% ADEQUADO 3,85% 5,77% 28,85% 34,62% 59,62% Gráfico 28 – Segurança contra roubos 3,85% 3,85 NÃO RESPONDEU 26,92% 76,92 19,23 RUIM NÃO EXISTE Gráfico 30 – Qualidade do refeitório dos funcionários SEGURANÇA CONTRA ROUBOS BOA NÃO ATENDE A DEMANDA Gráfico 29 – Qualidade do refeitório dos doadores SUFICIENTES INSUFICIENTES NÃO EXISTEM NÃO RESPONDEU Gráfico 32 – Qualidade das áreas de lazer 62 P R O J E T O HEMORREDE SUSTENTÁVEL - H E M O P A 9,62% 44,23% 46,15% ACESSIBILIDADE ACESSÍVEL POUCO ACESSÍVEL NÃO RESPONDEU Gráfico 33 – Acessibilidade ao edifício 1,92% 9,62% 9,62% 26,92% 30,77% ACESSO - LOCALIZAÇÃO ACESSÍVEL PARA TODOS POUCO ACESSÍVEL PARA USUÁRIOS DE TRANSPORTE PÚBLICO POUCO ACESSÍVEL PARA USUÁRIOS DE TRANSPORTE PRIVADO POUCO ACESSÍVEL PARA TODOS NÃO RESPONDEU • Biblioteca. • Espaço para pesquisa. • Melhoria da segurança das instalações tanto para funcionários quanto para usuários. • Modificar os pisos - pisos são muito escorregadios e perigosos para PNE. • Banheiros mais adequados. • Melhoria acústica dos ambientes. • Rede bife para doadores. • Ampliação da sala de coleta. • Humanização da sala de coleta. • Substituição da poltrona do doador. • Utilização de cores mais vivas para os ambientes. • Maior espaço físico e funcional para cada sala. • Melhoria do espaço para almoxarifado. 5.8. Considerações específicas O método de avaliação APO desenvolvido para este trabalho mostrou-se adequado para aplicação em edificações singulares, como o objeto de estudo, tanto pelas características do Gráfico 34 – Acesso ao edifício em relação à cidade Diante dos questionários desenvolvidos, foram listadas as seguintes recomendações: • Adequação das bancadas de uso técnico. • Instalação de mini copas para atender os funcionários. • Ampliação dos jardins. • Aproveitamento da luz natural nas salas. • Espaço de descanso para os funcionários. edifício em si, quanto pela necessidade de proporcionar respostas imediatas à administração que gerencia o uso e a ocupação do HemoPA. Assim, após a aplicação do método de trabalho obteve-se informações suficientes para gerar as Diretrizes de Adequação Ambiental. As diretrizes geradas, por sua vez, serão transformadas em proposições técnicas de projeto preliminar de arquitetura mantendo assim o foco na melhoria da qualidade ambiental integrada do edifício: ambiência, conforto e eficiência energética conjugadas num estudo sólido e prospectivo. 63 P R O J E T O HEMORREDE SUSTENTÁVEL - H E M O P A A partir da avaliação sensorial realizada foi possível perceber algumas inadequações dos ambientes, como a elevada carga térmica em algumas orientações, pela excessiva exposição à radiação solar; deficiência da luz natural, abaixo do recomendado para as atividades desenvolvidas; e ambientes expostos a excessivos ruídos externos devido ao isolamento insuficiente e equipamentos defasados. As visitas técnicas in loco reforçaram os registros da avaliação sensorial, mostrando a valiosa contribuição da pesquisa com o usuário – fruto da APO – para a requalificação ambiental do edifício. Nesse sentido, as intervenções nas fachadas visarão também uma melhoria das condicionantes internas. 64 P R O J E T O HEMORREDE SUSTENTÁVEL - H E M O P A 6. DIRETRIZES DO ESTUDO PRELIMINAR 9. Revitalização das Áreas Verdes: Áreas verdes internas e externas ao edifício. 10. Otimização dos Fluxos: Estudo adequado dos fluxos, humanização dos espaços de doação. 6.1. Introdução A partir da consolidação de todas as análises das etapas anteriores, que consistem nos Antecedentes (dados gerais da cidade, localização do edifício, plantas técnicas, condicionantes 6.2. Estudos de Repertório bioclimáticos, dentre outros), na Avaliação Pós-Ocupação, no Retrofit e na Etiquetagem do Os estudos de repertório para a reabilitação do HemoPA incluem uma vasta gama de propostas Nível Energético, foi possível definir as Diretrizes para Reabilitação Ambiental Sustentável, que arquitetônicas, urbanísticas, baseadas em tecnologias atuais ou mesmo técnicas vernáculas e consiste principalmente em propor soluções de intervenção para as áreas específicas. ícones da cultura local como elementos que influenciam o projeto em questão. Na busca por soluções para o diagnóstico elaborado, foram selecionados exemplos para o Destaca-se a dimensão ambiental do estudo de repertório, que foi incorporada neste relatório estudo de intervenção do HemoPA, agrupados em dez (10) Diretrizes para Reabilitação, criadas motivada pela complexidade que é projetar num contexto amazônico. No Hemocentro de a partir da junção de elementos de sustentabilidade e de humanização, sendo elas: Belém, pretende-se modificar o impacto gerado pelo edifício a partir de elementos que 1. Inserção urbana: Praças, estar, feiras e abertura do edifício para a cidade. contribuam para a preservação do ambiente natural. Neste sentido, indica-se como possíveis soluções intervenções que visem a purificação do ar, sobretudo no contexto de edifícios de 2. Identidade e Comunicação Visual: Acessos, elementos da cultura local, elementos de fachada, marquises. saúde. Assim, a principal diretriz deste estudo de repertório é o uso de dióxido de titânio, que promove a fotossíntese artificial, alinhado a diretriz de redução da emissão dos gases do efeito 3. Segurança: Controle nos acessos do edifício. estufa na cobertura dos módulos sombreadores. 4. Acessibilidade: Rampas, escadas e plataformas elevatórias garantindo De modo didático, agrupamos as pesquisas de repertório em subgrupos, os quais serão acessibilidade universal. facilmente relacionados às ações projetuais. Cada um destes grupos foi pesquisado visando 5. Priorização do Pedestre: Melhorias das calçadas e humanização dos percursos. atender às Diretrizes para Reabilitação Ambiental Sustentável, adotando como princípios elementos utilizáveis no HemoPA. 6. Humanização: Revitalização e inserção de áreas verdes internas e externas ao edifício, aumento das aberturas, tratamento de pisos e materiais, áreas de convivência para funcionários. 6.2.1. Uso da ventilação natural 7. Conforto Ambiental: Revitalização e inserção de áreas verdes internas e externas Foram destacados dois usos específicos para o aproveitamento da ventilação natural no ao edifício, aumento das aberturas, proteções solares (membrana). interior do edifício. 8. Aproveitamento dos Recursos Naturais: Dispositivo para captação de ventilação natural na cobertura, reaproveitamento das águas pluviais, placas fotovoltaicas. 65 P R O J E T O HEMORREDE SUSTENTÁVEL - H E M O P A 1. Torre de Vento: As torres de vento são soluções adequadas para as trocas de ar no ambiente interno, são adequadas para as casas de tijolos ou blocos, e muito utilizado na arquitetura islâmica. Funcionam também quando não há brisa, pois a temperatura no interior da torre é diferente do ar externo. O vento entra por um lado da torre e sai pelo outro, sugando o ar quente interno do ambiente, fazendo que o ar fresco entre por aberturas localizadas na parte inferior da edificação. Figura 56 – Efeito Venturi / Efeito Chaminé. Fonte: http://imoveis.sempreantenados.com/dicas/ventilacao-natural 6.2.2. Proteções Solares Destacam-se exemplos soluções de projeto que amenizam as ações da carga térmica incidente no edifício. Dentre as soluções, novos estudos de brises, marquises e membranas especiais que criam uma pele dupla ao edifício. Figura 55 – Exemplo de Torre de Vento. Fonte: http://sustentarqui.com.br/dicas/importancia-da-ventilacao-natural-para-arquitetura-sustentavel/ 2. Efeito Chaminé: O ar interno sai pelas aberturas mais altas e o ar externo penetra pelas aberturas mais baixas. O fluxo será intenso quanto mais altas forem as aberturas de saída. 66 P R O J E T O HEMORREDE SUSTENTÁVEL - H E M O P A Figura 57 – Projeto: GSW highrise by Sauerbruch Hutton Fonte: http://architecture.mapolismagazin.com Figura 58 – Projeto: Friedrichstrasse 40 Office Building / Petersen Architekten Fonte: http://archdaily.com 67 P R O J E T O HEMORREDE SUSTENTÁVEL - H E M O P A 6.2.3. Acessibilidade – Integração de Usos A acessibilidade permite o direito de ir e vir de todos os usuários, sem interferências do espaço construído. Desta forma, busca uma integração de usos a partir da utilização de escadas, rampas, passeios cobertos, dentre outros espaços, sem que existam obstáculos de nenhuma espécie para nenhuma incapacidade funcional. As Figura 59 e Figura 60 mostram o parque criado a partir de um trilho elevado em Nova York. Aqui a vegetação foi utilizada num solo artificial criado a 12m de altura. As Figura 62 e Figura 63 e mostram a mistura de rampa e escada num mesmo conjunto, eliminando dessa forma a separação às vezes constrangedora dos diferentes usuários. Figura 60 – High Line, NY - Novo uso para trilho de trem desativado. Fonte: HIGUTI, André. The High Line Park. Disponível em: < http://arktetonix.com.br/2011/12/urbano-2-the-high-linepark/>. Figura 61 – Praça em níveis e diferentes usos de vegetação. Fonte: Imagens diversas, Google Imagens, acessado em julho de 2014. Figura 59 – Parque linear elevado em Nova Iorque - High Line. Fonte: HIGUTI, André. The High Line Park. Disponível em: < http://arktetonix.com.br/2011/12/urbano-2-the-high-linepark/>. 68 P R O J E T O HEMORREDE SUSTENTÁVEL - H E M O P A Figura 62 –Usos de escada intercalada por rampa diagonal Fonte: Imagens diversas, Google Imagens, acessado em julho de 2014. Figura 64 – Piso integrado com vegetação. Fonte: Imagens diversas, Google Imagens, acessado em julho de 2014. Figura 65 – Piso intertravado de formato não retilíneo. Fonte: Imagens diversas, Google Imagens, acessado em julho de 2014. Figura 63 – Usos de escada intercalada por rampa diagonal. Fonte: Imagens diversas, Google Imagens, acessado em julho de 2014. 6.2.4. Materiais permeáveis Os materiais permeáveis estão cada vez mais sendo utilizados nos espaços de pavimentação. Seu uso indica que nessa área deve ser prevista a declividade necessária para que as águas superficiais sejam coletadas e armazenadas se assim desejar (Figura 64). Figura 66 – Direita: Piso intertravado retangular; Esquerda: Esquema de sistema de drenagem. Fonte: Imagens diversas, Google Imagens, acessado em julho de 2014. 69 P R O J E T O HEMORREDE SUSTENTÁVEL - H E M O P A 6.2.5. Inovações Tecnológicas Entre as inovações de interesse destacamos os materiais superficiais, especificamente, os que podem ser utilizados nas paredes como forma de painéis. Os painéis compostos de dióxido de titânio são responsáveis pela promoção da purificação do ar, uma vez que a partir da radiação solar desempenham o papel das árvores quanto ao processo de fotossíntese. Figura 68 – Detalhe dos módulos de dióxido de titânio Fonte: Imagens diversas, Google Imagens, acessado em julho de 2014. Algumas estratégias de inovações tecnológicas são facilmente incorporadas ao edifício. Como bons exemplos dessas estratégias têm-se sistemas fotovoltaicos e micro eólicos, conforme apresentado nas Figura 66 e Figura 68. Figura 67 – Fachada de Hospital na Cidade do México, placas de dióxido de Titânio. Fonte: Imagens diversas, Google Imagens, acessado em julho de 2014. Figura 69 – Sistema fotovoltaico maleável e seu uso em edificações. Fonte: Imagens diversas, Google Imagens, acessado em julho de 2014. 70 P R O J E T O HEMORREDE SUSTENTÁVEL - H E M O P A Figura 70 – Células fotovoltaicas e seu uso em fachadas. Fonte: Imagens diversas, Google Imagens, acessado em julho de 2014. Figura 73 – Painel de sistema eólico e estrutura com geradores eólicos. Fonte: Imagens diversas, Google Imagens, acessado em julho de 2014. 6.3. Diretrizes da Avaliação Ambiental Integrada A Avaliação Ambiental Integrada que inclui a Avaliação Pós-Ocupação - APO, a Eficiência Energética e o Retrofit, deu origem ao Diagnóstico consubstanciado dos elementos avaliados, do qual foram extraídas Diretrizes pautadas na avaliação dos aspectos funcionais e humanizadores avaliados in loco. Tendo como base essas Diretrizes, foram realizadas Figura 71 – Geradores eólicos em cobertura de edifício. propostas de intervenção para a Reabilitação Sustentável do HemoPA. Fonte: Imagens diversas, Google Imagens, acessado em julho de 2014. 6.4. Diretrizes da APO As análises da APO, com foco no conforto térmico efetuadas, bem como as ferramentas de trabalho utilizadas na avaliação pós-ocupação buscaram coerência com o diagnóstico energético, assim foi possível elaborar uma única proposta de projeto preliminar de arquitetura que englobasse todas as definições propostas. De modo resumido, o foco do projeto esteve nos seguintes eixos temáticos: Figura 72 – Sistema eólico de fachadas e o aproveitamento dos ventos rápidos nas coberturas. Fonte: Imagens diversas, Google Imagens, acessado em julho de 2014. Protetores solares para as fachadas; Desenvolvimento de módulos sombreadores para grande área pública descoberta; Criação de jardins verticais para a proteção solar das paredes; Taludes vegetados; 71 P R O J E T O HEMORREDE SUSTENTÁVEL - H E M O P A Micro bacias de retenção de água, contribuindo com a drenagem natural Utilizar vidros seletivos (luz visível, sem ofuscamento e calor); sustentável, Buscar a iluminação no plano de trabalho otimizando a qualidade da luz, e a Abertura no bloco A, promovendo a ventilação natural; criação de espaço de integração entre o Hospital Psiquiátrico e Hospital do Sangue, promovendo uma eficiência energética; interação saudável entre os usuários do edifício. Da análise dos resultados da Avaliação Pós-Ocupação – APO são obtidas diretrizes gerais para o edifício Hemocentro de Belém, que foram divididas nos aspectos térmico, luminoso, sonoro controle individualizado) Garantir vista agradável para o exterior; Implantar sistemas de automação da iluminação artificial, a fim de integrar o sistema mecânico à luz natural. e ambiental. 6.4.1. Térmico Estudar a integração com a iluminação artificial (acendimento paralelo à janela e 6.4.3. Sonoro Reduzir os ganhos de carga térmica pelas fachadas, com proteções solares Reduzir os níveis de ruído em ambientes críticos; adequadas às orientações (estudos de ângulo de incidência solar) Tratar acusticamente os ambientes onde existe a interferência de ruídos indesejados que cerceiem o desempenho de tarefas; Reduzir os ganhos de carga térmica através da cobertura (alteração de materiais, vegetação, cores claras e alta capacidade refletora); Reduzir os níveis de ruídos dos equipamentos externos; Promover o resfriamento evaporativo (água e/ou vegetação) Aumentar o fator de rugosidade do meio externo, a fim de recolher ruídos Buscar, sempre que possível, o aproveitamento da ventilação natural; Buscar a uniformidade dos níveis de temperatura e umidade do ar nos ambientes condicionados artificialmente por meio do Retrofit dos equipamentos atuais (que estejam obsoletos ou defasados) tendo em vista os níveis de conforto estabelecidos nas normas que regem o assunto; Criar sombreamentos nas áreas comuns, reduzindo a carga térmica radiante das superfícies externas. indesejáveis, reduzindo o seu nível ao acessar o edifício. 6.4.4. Ambiental: Integrar o edifício do Hemocentro aos hospitais vizinhos; Criar ambientes de convivência; Reabilitar espaços insalubres; Implantar vegetação como elemento de requalificação ambiental e humanização; Implantar micro bacias de contenção de água das chuvas, promovendo uma maior 6.4.2. Luminoso eficiência à drenagem natural; Melhorar a uniformidade da iluminação artificial do edifício tendo em vista os valores Tornar os espaços acessíveis (especificação de pisos, uso de rampas, etc.); de iluminâncias estabelecidos para cada atividade na norma NBR 5413 - Tratar os espaços internos e externos do edifício visando à humanização e otimização das atividades; Iluminâncias; Melhorar a distribuição das luminárias (malha); Buscar, sempre que possível, o correto aproveitamento da iluminação natural; Garantir a ambiência urbana harmônica eliminando barreiras na forma de muros e outros elementos opacos. 72 P R O J E T O HEMORREDE SUSTENTÁVEL - H E M O P A 6.5. Diretrizes da Etiquetagem da Envoltória A partir da etiquetagem de eficiência energética da envoltória do edifício do HemoPA, que teve desempenho “E”, gerou-se as seguintes diretrizes para atingir o nível A: Verificar a vedação das portas dos refrigeradores. 6.6.3. Sistemas Motrizes Substituição gradativa por motores de alto rendimento; Cumprir os pré-requisitos para os fechamentos opacos das fachadas e cobertura para Aquisição de equipamentos com motores de alto rendimento; ser nível A (transmitância e absortância das paredes e cobertura), quais sejam Realização permanente de serviços de manutenção; superiores aos limites recomendados; Observação dos aspectos de qualidade de energia e das instalações elétricas para o Para os demais edifícios, reduzir o percentual de abertura de Fachada (PAFT) por bom funcionamento dos motores. meio de elementos sombreadores fixos e; Substituir o tipo de vidro das esquadrias para um de melhor eficiência (fator solar abaixo de 0,5). 6.6. Diretrizes do Retrofit Energético: A partir do diagnóstico energético, gerou-se as seguintes diretrizes, separadas em três (03) grupos: 6.6.1. Sistema de Iluminação Artificial Retrofit da iluminação artificial utilizando sistemas mais eficientes; Segmentar os circuitos em grupos menores de luminárias próximas às janelas; Alterar o layout das estações de trabalho, para evitar o ofuscamento dos usuários; Adotar programas para conscientização e educação dos funcionários. 6.6.2. Climatização e Refrigeração Quando da aquisição de novos equipamentos, procurar aqueles com selo A do Procel, tanto para climatização, quanto para refrigeração; Realizar manutenções periódicas nos equipamentos, garantindo seu pleno funcionamento; Limpar os filtros dos condicionadores de ar; 73 P R O J E T O HEMORREDE SUSTENTÁVEL - H E M O P A 2. Aumento das aberturas 3. Esquadrias 4. Proteção Solar - Membrana As propostas de reabilitação arquitetônica para o HemoPA foram organizadas de diferentes 5. Recuo da Fachada modos. Foram desenhados dispositivos bioclimáticos especiais que visam à incorporação de 6. Marquises novas estratégias ambientais para o edifício, promovendo um uso eficiente das energias 7. Captação da ventilação natural renováveis, assim como um aumento do nível de conforto ambiental. 8. Cobertura 9. Recursos naturais 7. ESTUDO PRELIMINAR Para o desenvolvimento correto do estudo preliminar, faz-se necessário realizar estudos iniciais de todas as etapas que envolvam as Diretrizes para Reabilitação Ambiental Sustentável 10. Otimização do fluxo do doador do HemoPA. Desta forma, tomando como base Romero (2001), traçam-se como princípios O resultado destas intervenções pode ser observado na Figura 74, porém, será melhor iniciais de desenho, três análises ambientais da edificação. São elas: apresentado em cada um dos seus respectivos tópicos. Características do Entorno: orientação (sol, ventos, som), continuidade da massa, Vale ressaltar que todas as intervenções propostas foram desenvolvidas visando a melhoria do grau de adjacência/compacidade, altura do espaço cotado, condução dos ventos do edifício existente. Não foram propostas intervenções no novo bloco que será construído, tendo entorno imediato; em vista que durante o desenvolvimento do estudo preliminar, este novo edifício já estava em Características da Base: equilíbrio da radiação e luz natural, natureza dos elementos processo licitatório, impossibilitando qualquer tipo de alteração na sua estrutura existente. superficiais, albedo (reflexão e absorção da radiação incidente), elementos componentes do espaço público (coberturas, pavimentos, vegetação, mobiliário, água); Características da Superfície Fronteira: convexidade, continuidade da superfície, grau de adjacência, porosidade, detalhes edificatórios que afetam as condições externas, textura, propriedades tensão/progressão/regressão da físicas fachada, dos tipologia materiais, aberturas, arquitetônica, cores, transparência, opalescência, céu, número de lados do espaço, grau de confinamento. Com estas características definidas, desenvolveu-se o estudo preliminar. Foram desenvolvidas intervenções específicas, seguindo todo o diagnóstico realizado pela união dos Antecedentes, Avaliação Pós-Ocupação, Retrofit e Etiquetagem do Nível Energético. Aliando este diagnóstico com as dez (10) Diretrizes para Reabilitação Ambiental Sustentável, têm-se como intervenções: 1. Implantação Figura 74 – Estudo preliminar da reabilitação arquitetônica do HemoPA - Proposta 74 P R O J E T O HEMORREDE SUSTENTÁVEL - H E M O P A 7.1. Implantação - Integração Na Figura 75 encontramos a situação da implantação atual do HemoPA, demonstrando as áreas de passeio, áreas edificadas, áreas de estacionamento e áreas verdes. Figura 75 – Situação atual da implantação do HemoPA. Figura 76 – Croqui do estudo preliminar de implantação. Iniciando com os estudos de implantação, percebe-se a evolução da proposta de acordo com as necessidades, principalmente, de aperfeiçoamento da priorização do pedestre, humanização dos espaços públicos, conforto ambiental e otimização dos fluxos. A evolução da proposta pode ser observada nas Figura 76 e Figura 77. Figura 77 – Estudo Preliminar de implantação. 75 P R O J E T O HEMORREDE SUSTENTÁVEL - H E M O P A 7.2. Aumento das aberturas Com o intuito de melhorar a ventilação natural e a qualidade do ar nos espaços internos, foi desenvolvido um estudo buscando aumentar o percentual de aberturas existentes nas fachadas. Desta forma, utilizou-se o levantamento da etiquetagem do nível de eficiência energética do edifício, verificando que pode-se aumentar em 8% o percentual de aberturas (área de vidro) tanto na fachada oeste quanto nas demais fachadas sem alterar o nível de eficiência energética da envoltória do edifício. No entanto, deve-se considerar e calcular o percentual de redução da área translúcida com a inserção da membrana proposta. Figura 78 – Perspectiva do estudo preliminar de implantação. Estes estudos iniciais têm como fundamento as características entorno, base e superfície fronteira para a definição das novas zonas de ocupação. Nota-se, como principais pontos de intervenção: 1. Humanização do acesso principal e abertura para a comunidade, com o intuito de aproximar o usuário do hemocentro ao público externo, optou-se pela humanização do acesso principal e a retirada do gradil de proteção, criando um espaço público que servirá de espaço de convivência entre todos os usuários e a comunidade local. 2. Figura 79 – Análise do percentual de abertura buscando o nível máximo de etiquetagem do nível de eficiência energética do edifício. Humanização no acesso pela Rua dos Caripunas, proposto de acordo com os novos estudos do fluxo do doador (ver capítulo 2). 3. Retirada do muro lateral para inserção de um gradil permeável, permitindo uma 7.3. Esquadrias maior inserção do edifício no meio urbano. O estudo de esquadrias se deu a partir da análise e diagnóstico de todas as etapas anteriores Nota-se, que por se tratar de uma implantação já estabelecida, não foram modificadas as áreas e simulações computacionais, principalmente visando o aproveitamento da ventilação natural. de estacionamento existentes. A proposta teve como princípio a utilização de módulos, que pudessem ser repetidos em todo o edifício, substituindo as esquadrias existentes. Os módulos teriam dimensões de 76 P R O J E T O HEMORREDE SUSTENTÁVEL - H E M O P A aproximadamente 1,00 m x 1,70 m, com três janelas tipo basculante, possuindo abertura individual de até 90° (Figura 80). PVC: Isolamento térmico e acústico e facilidade de limpeza. Custo inicial elevado, porém o custo de instalação e manutenção após 5 anos, supera os gastos de esquadrias de Madeira e esquadrias de Alumínio. Além disso, possui pouca perda de refrigeração entre ambientes internos e externos; Vidro duplo: Isolamento térmico e acústico, aproveitamento máximo da luz natural e controle da luminosidade. Tela mosqueteira: Embutida na abertura da esquadria. 7.4. Proteção Solar - Membrana A Membrana Têxtil é um sombreamento em estruturas leves, instaladas paralelamente às Figura 80 – Estudo de esquadrias (perspectiva). Este estudo teve como prioridade promover a ventilação natural, para quando os climatizadores de ar não estiverem em uso, será possível permitir o uso da ventilação para a troca do ar, melhorando a qualidade do ambiente interno (Figura 81). As aberturas independentes permitem uma adequada ventilação nos espaços internos. fachadas do edifício. Recomenda-se o uso das membranas (Marca de referência: Soltis) de alto desempenho térmico, uma vez que, segundo o fabricante, reduzem cerca de até 70% (setenta por cento) da radiação solar direta, e permitem grande visibilidade do exterior por parte dos usuários do edifício. Além disso, proporcionam o aproveitamento da iluminação natural nos ambientes sem, por outro lado, permitir a entrada da alta incidência de radiação solar. Atuam, portanto, como proteção e como um filtro de equilíbrio na relação do edifício com o clima. As membranas também podem ser incorporadas às fachadas com uso de cores, trazendo o componente lúdico ao projeto. Neste caso, recomenda-se o uso da tonalidade branca, diminuindo reduzindo a incidência de carga térmica nas fachadas, e diminuindo os impactos na estética da edificação, buscando manter sua identidade original. As Membranas Têxteis são constituídas de perfis metálicos divididos em módulos retos, compondo uma estrutura “ziguezague” na forma vertical por toda a extensão das fachadas Noroeste e Sudeste (Figura 82). Figura 81 – Estudo de ventilação de esquadrias (perspetiva). Os materiais adotados seriam: Como especificação das membranas têxteis, sugere-se: Soltis 86 Tecnologia: Précontraint Peso: 380 g/m² 77 P R O J E T O HEMORREDE SUSTENTÁVEL - H E M O P A Espessura: 0,43 mm Largura: 177 ou 267 cm Resistência à ruptura: 230/160 daN/5cm Resistência ao rasgo: 45/20 daN Figura 82 – Membrana Têxtil na fachada Sudeste. Figura 83 - Especificações técnicas do fabricante da membrana têxtil. a) Especificações Técnicas do Fabricante: Além disso, no Brasil, existem revendedores em todos os estados, disponibilizando o produto As membranas têxteis possuem características de flexibilidade (material leve aplicável às edificações existentes sem necessidade de reforço estrutural), durabilidade (garantia no mercado nacional de 5 anos), alta eficiência (proteção contra raios UV, possibilidade de aproveitamento da ventilação e iluminação natural), além de ser 100% reciclável (atendendo as demandas mundiais por sustentabilidade na construção). O material é impermeável à água, e sua manutenção. Não havendo, portanto, impactos ambientais significativos relacionados ao transporte (importação) do produto ao local de destino. A membrana foi desenvolvida para ser aplicada em qualquer clima, possuindo uma garantia de 5 anos no Brasil, e caso seja solicitado, poderão ser desenvolvidas análises específicas de resistência do material em testes nos laboratórios do fornecedor. resistente ao vento, com durabilidade testada em laboratório (ISO 9001 e ISO 14001) (STAMISOL, 2001). Quanto à limpeza, o material é auto-limpante. Em determinados casos já construídos, a limpeza ocorreu após 11 anos da aplicação da membrana (FERRARI, 2008) b) Antecedentes de obras que já utilizam esse material: O edifício sede do CONFEA, em Brasília, construído em 2010, utilizou o sistema de membrana têxtil perfurada para criar um filtro entre o meio externo e os ambientes internos. Permite a utilização da iluminação natural dos ambientes sem a incidência direta da radiação solar nas superfícies envidraçadas. Além disso, o sistema de membrana compõe uma segunda pele à envoltória do edifício, reduzindo o impacto calorífico e tornando o sistema de climatização mais eficiente. A utilização da membra têxtil foi devidamente calculada, sendo considerado o percentual de abertura (permeabilidade) do material. 78 P R O J E T O HEMORREDE SUSTENTÁVEL - H E M O P A Figura 85 - Arena Pantanal na cidade de Cuiabá. Fonte: www.brasil.gov.br A nova Sede do Clube Curitibano, em Curitiba-PR, utiliza membrana têxtil micro-perfurada, na cor branco gelo, visando o aproveitamento da ventilação natural e a adequação do edifício ao processo de certificação ambiental – buscando a maior eficiência energética. Figura 84 - Sede do CONFEA na cidade de Brasília. Fonte: www.vitruvios.com.br. A arena Pantanal, na cidade de Cuiabá-MT, utiliza 25.300 m² de membrana têxtil perfurada em sua fachada. A membrana atende as necessidades do projeto que prevê o aproveitamento da ventilação natural das suas áreas internas e a máxima permeabilidade da estrutura visando evitar o acúmulo de calor no local. O material é composto de 50% PVC e 50% de fibra têxtil, sendo aplicada tecnologia anti-chamas. Figura 86 - Projeto da Sede do Clube Curitibano, na cidade de Curitiba. Fonte: www.revistaarqdesign.com.br 79 P R O J E T O HEMORREDE SUSTENTÁVEL - H E M O P A 7.5. Recuo da Fachada o mesmo tratamento de recuos, conforme observado da Após a análise do diagnóstico, notou-se que a proximidade da construção do novo bloco irá prejudicar a qualidade do ambiente interno de ambos os edifícios, tanto na ventilação quanto na iluminação natural. Desta forma, buscou-se criar um recuo no limite interno do bloco existente, criando grandes terraços que possibilitarão uma melhor ambiência na região entre blocos, e uma melhoria nos espaços internos. Além disto, a criação destes terraços servirá também como espaços de convivência para todos os funcionários, devendo inclusive receber uma área para copa. Na Figura 87 observa-se a área demarcada em que ocorrerá o recuo proposto. Vale ressaltar que os primeiros módulos nas fachadas Nordeste e Sudoeste serão preservados, mantendo com isto a identidade presente no edifício. Com um recuo de dois (02) metros, será possível garantir que ocorra uma troca no ar existente a partir da ventilação natural, aproveitada ainda pelo dispositivo de captação inserido na cobertura (Figura 87). Figura 88 a Figura 90. Figura 87 – Delimitação da área que receberá o recuo de dois (02) metros. Além disto, o recuo proporcionará um terraço que servirá como espaço de convivência para os usuários, com áreas para copa. O pavimento térreo, por se tratar de um novo estudo do fluxo do doador, receberá um recuo diferenciado, assim como o último pavimento, onde há a presença do auditório e do refeitório. Os demais pavimentos (1º e 2º Pavimentos) receberão 80 P R O J E T O HEMORREDE SUSTENTÁVEL - H E M O P A Acesso ao Acesso ao novo bloco novo bloco Área de recuo Área de recuo Figura 90 – Demarcação do recuo no 3º pavimento. Figura 88 – Demarcação do recuo no 1º pavimento. Acesso ao novo bloco 7.8. Marquises Área de recuo Buscando criar uma nova identidade para o edifício, além de permitir uma melhoria na humanização dos espaços de convívio público, optou-se pela modificação das marquises existentes por uma proposta de sombreamento a partir do uso de membranas têxteis (Figura 91), conforme opção de intervenção adotada nas fachadas. Figura 89 – Demarcação do recuo no 2º pavimento. 81 P R O J E T O HEMORREDE SUSTENTÁVEL - H E M O P A Figura 91 – Nova proposta de marquises buscando a integração com a nova identidade da edificação. 7.9. Captação da ventilação natural Proposta de intervenção com a aplicação de sistema de captação dos ventos predominantes visando reduzir o impacto e a obstrução gerada pela inserção do novo prédio do HemoPA, a partir da utilização de princípios bioclimáticos. Figura 92 – Sistema de captação da ventilação natural. Na Figura 92 é possível observar um estudo da simulação da ventilação natural, verificando com isto a melhoria proporcionada pelo uso do dispositivo. Figura 93 – Escoamento da ventilação natural no cenário com o uso do dispositivo proposto. 82 P R O J E T O HEMORREDE SUSTENTÁVEL - H E M O P A O sistema básico de aproveitamento de água da chuva prevê a captação para a recarga de 7.10. Cobertura Nas análises realizadas no edifício, foi possível identificar que grande parte da perda da qualidade ambiental dos ambientes internos diz relação ao uso de materiais inadequados na aquíferos em calhas do telhado, uma pré-filtragem na calha para impedir o acúmulo de resíduos nos canos e conexões, a filtragem e o armazenamento final. cobertura. Desta forma, foram propostos novos materiais nas coberturas de todos os blocos, Além disto, foram propostos também na cobertura a utilização de placas fotovoltaicas, para o conforme observado na Figura 94. armazenamento da energia solar em baterias e sua utilização em momentos de hora-pico da energia elétrica, aumentando a eficiência energética da edificação. 7.13. Otimização do fluxo do doador Para a área da coleta, foram pensados espaços amplos e integrados, conforme observado na Figura 95. A iluminação e ventilação natural são contempladas como fatores essenciais para a humanização de tais espaços. As esperas estão todas voltadas para grandes áreas verdes, tanto internas quanto externas, permitindo visuais harmônicas e acolhedoras para os doadores. Os fluxos foram pensados seguindo as recomendações do Guia para Elaboração de Projetos Hemoterapia e Hematologia do Ministério da Saúde. Além disto, conectadas com a área de Figura 94 – Área de cobertura analisada. doação de sangue, foram contempladas áreas para a ouvidoria, serviço social e chefia, visando O uso de telhas termo acústicas promove uma redução da carga térmica e um conforto também o atendimento ao doador. A área de descanso e a área de convivência externa são acústico-ambiental nos ambientes internos. Essas telhas são fabricadas no sistema essenciais para o conforto e bem-estar dos funcionários. “sanduíche”, ou seja, composição de telha + isolante + telha. O componente interno isolante, Todos os detalhamentos de projeto devem seguir as premissas de humanização de espaços de pode ser fabricado em duas opções, sendo Poliestireno (EPS – Isopor) ou Poliuretano (PU). saúde, visando o conforto visual, lumínico, sonoro e térmico do usuário. 7.11. Recursos naturais O reaproveitamento de águas pluviais foi uma das tecnologias adotadas no HemoPA. Estendese além da importância do uso consciente da água, mas a partir de ações de economia a partir do uso de aparelhos economizadores em banheiros e outras áreas molhadas, de reuso de águas servidas e do aproveitamento eficiente da água das chuvas. 83 P R O J E T O HEMORREDE SUSTENTÁVEL - H E M O P A Figura 96 - Colônia de miritis na praça do Aeroporto de Belém. Fonte: Skycrapercity.com Entre as espécies mais comumente utilizadas no paisagismo amazônico estão diversas espécies de palmeiras (como o açaí e o buriti), bromélias, filodendros e diversas forrações (marantas e calatéias). Também existe uma variedade de espécies que são de outras áreas do mundo de clima quente e úmido e que já estão adaptadas às características locais. Figura 95 - Proposta para a área de coleta. 7.14. Paisagismo A seleção das espécies a serem utilizadas no paisagismo da região amazônica deve passar pela adaptação ao clima quente e úmido. Existe uma alta pluviosidade que se concentra nos meses de dezembro a maio. No contexto urbano muitos jardins recebem a incidência solar direta Figura 97 - Paisagismo do Parque Mangal das Garças. durante todo o dia, sem haver o filtro das copas das árvores, comuns nas florestas. Muitas Fonte:leonardomendonca.com.br/v01/ e www.flickr.com/photos espécies consagradas no paisagismo no Brasil não seriam capazes de sobreviver neste O paisagismo é uma especialidade da arquitetura e pode ser definido como a arte e técnica de ambiente. Para áreas públicas dá-se prioridade há espécies com o ciclo de vida maior, ou seja, promover o projeto, planejamento, gestão e preservação de espaços livres. Recentemente espécies anuais ou bianuais devem ser descartadas. Os grandes polos produtores de mudas tem-se trabalhado com o conceito de paisagismo sustentável que consiste em buscar integrar amazônicas se encontram na região sudeste, e essa distância pode encarecer o preço do ao paisagismo as dimensões da sustentabilidade, ou seja, uso de plantas nativas, redução da projeto. manutenção e atração de ave-fauna selvagem. A sustentabilidade significa o uso dos recursos naturais de forma responsável e consciente, não prejudicando sua renovação pelas gerações futuras, pois conscientizar as pessoas que o paisagismo serve para manter o equilíbrio do ecossistema destruído pelo homem (Queiroz, 2013). 84 P R O J E T O HEMORREDE SUSTENTÁVEL - H E M O P A 7.15. Projeto Paisagístico para o HEMOPA O objetivo principal do projeto paisagístico do HemoPA foi o de ampliar os olhares na concepção do paisagismo sustentável no ambiente de trabalho humano. Buscou-se adotar princípios da ecologia e a compreensão ambiental, pois é um meio que aumenta as relações da sociedade e natureza, objetivando um ambiente urbano mais equilibrado. A vegetação configura-se como um elemento da maior importância para o projeto paisagístico. A forma, a cor e a textura das plantas são elementos da composição, equivalentes aos materiais utilizados na construção civil, com a diferença que, na qualidade de material vivo, as plantas têm uma evolução e exigências de conservação específicas. A vegetação proposta para as áreas externas poderá conter palmeiras nativas da Amazônia como o miritizeiro (Mauritia flexuosa) e o açaizeiro (Euterpeoleraceae). Para o jardim interno e canteiros menores propõem-se palmeiras exóticas adaptadas ao clima local como as palmeiras lacas (CyrtostachysLakka) e a licuála (Licualagrandis). Figura 99 - Recomendação de espécies arbóreas para a área externa: ipês,chuva de ouro e oiti. Quanto às espécies arbustivas usadas nos canteiros estão: agaves(Agaveaatenuata), cavalinha-gigante (Equisetumgiganteum) e a ixóra (Ixora coccínea). Opatchouli (Andropogonmuricatus)e a russélia (russelia-equisetiformis) pode ser usado em maciços, para delimitar ou camuflar espaço. Todas as espécies vegetais apresentam uma estrutura foliar rígida que, no conjunto, dialogando com a arquitetura moderno do edifício do HemoPA. Figura 98 - Palmeiras para a área externa: miritizeiro e açaizeiro e para o jardim interno e canteiros menores: palmeira laca e licuala. Figura 100 - Recomendação de espécies arbustivas para a área externa: agave, cavalinha, Ixora, patchouli e russélia. Como recomendação de espécies arbóreas existem aquelas com uma bela floração, servindo como ponto focal: ipês (Tabebuia avellanedae) e a chuva de ouro (Lophanteralactescens). Para o sombreamento do estacionamento recomenda-se o oiti (Licania tomentosa). Dentre as espécies vegetais de forração sugeridas, foram escolhidas aquelas que identificam a paisagem amazônica, como: lírio da paz do Amazonas (Spathiphyllumcannaefolium); filodendros (Philodendronmellinonii), marantas, calatéias e orquídeas epífitas. Elas serão 85 P R O J E T O HEMORREDE SUSTENTÁVEL - H E M O P A utilizadas em áreas de sombreamento, como nos jardins internos do hemocentro e canteiros menores. Figura 101 - Recomendação de espécies forrageiraspara os jardins internos e canteiros menores: lírios, filodendros, marantas, calatéiase orquídeas epífitas. 86 P R O J E T O HEMORREDE SUSTENTÁVEL - H E M O P A 8. RESULTADOS FINAIS Este capítulo apresenta as perspectivas do projeto de reabilitação do HemoPA, conforme observado entre a Figura 102 e Figura 107. Figura 102 - Perspectiva externa, fachada principal. 87 P R O J E T O HEMORREDE SUSTENTÁVEL - H E M O P A Figura 103 - Perspectiva externa - fachada lateral. 88 P R O J E T O HEMORREDE SUSTENTÁVEL - H E M O P A Figura 104 - Perspectiva externa – vista aérea. 89 P R O J E T O HEMORREDE SUSTENTÁVEL - H E M O P A Figura 105 - Perspectiva externa – vista lateral. 90 P R O J E T O HEMORREDE SUSTENTÁVEL - H E M O P A Figura 106 - Perspectiva externa - acesso principal. 91 P R O J E T O HEMORREDE SUSTENTÁVEL - H E M O P A Figura 107 - Perspectiva externa - fachada principal. 92 P R O J E T O HEMORREDE SUSTENTÁVEL - H E M O P A 9. CONSIDERAÇÕES FINAIS principalmente os doadores, permitindo uma sensação de um prazeroso bem estar, importantes percepções que geralmente teimam ser ignorados em espaços de saúde. Essa sensação de relaxamento e descontração, irradiados através do verde e da luz, busca ser o O objeto de pesquisa aplicada apresentado neste relatório é o receptáculo de grandes intervenções arquiteturais e de infraestrutura. No entanto, a maior mudança que este estudo deve proporcionar ao HemoPA representa uma mudança de paradigma, em que o ambiente de trabalho e que cumpre uma função chave na rede pública de assistência à saúde possa também ser um exemplo de edifício sustentável. Apresentamos, portanto, as premissas que seguiram o partido do projeto de reabilitação do HemoPA. Duas premissas básicas nortearam as intervenções no projeto existente para o HemoPA, sustentabilidade e a humanização dos espaços. cartão de visitas apresentado à sociedade bem como um convite para um breve retorno. A otimização dos fluxos, sugerido através de estudos, também cooperam para a humanização dos espaços como a doação. Fazem parte dessas melhorias e do conceito de reabilitação ambiental sustentável, a plena acessibilidade, introduzindo assim rampas, escadas e plataformas elevatórias que garantem a plena locomoção. Melhorias essas que não se limitam apenas internamente à edificação, mas também externamente, com a humanização dos percursos e calçadas repaginadas. Além da revitalização e inserção de áreas verdes internas e externas a edificação, de aberturas Os aspectos de sustentabilidade foram pensados em diversos pontos. Primeiramente buscou- e consequente incremento de ventilação e luz natural, da proteção solar através da membrana, se convidar a edificação para uma melhor inclusão na malha urbana. Uma escala transitória outras estratégias foram utilizadas para um melhor aproveitamento dos recursos naturais. Foi com verde, rampa e abertura, transforma a rua em retalhos urbanos de estar e recepcionam incluído ainda dispositivos para captação de ventilação natural na cobertura, placas o transeunte pra uma integração. fotovoltaicas, além de um sistema de reaproveitamento das águas pluviais. Todos estes Ao edifício, que apesar de novo tem sua concepção nascida na arquitetura brutalista brasileira, buscou-se afirmá-la ao novo momento de espaço, tempo e função, aplicando o conceito de elementos elevam a edificação para a responsabilidade e conscientização ambiental vitais e obrigatórios do século vinte e um. Reabilitação Ambiental Sustentável. Com isso foi apresentado literalmente e simbolicamente Busca-se assim com os novos Hemocentros aplicar um conceito de Reabilitação Ambiental uma segunda pele a edificação permitindo assim uma nova identidade. A membrana amarela, Sustentável, que produzam recomendações inovadores tendo em vista a otimização dos trabalhada em ângulos, parece pousar e decolar na fachada, como uma dança de pipas espaços; eficiência energética do edifício; e redução dos impactos ambientais advindos desde amarelas beijando a brisa. Esta membrana além de ser uma eficiente aliada do controle solar, a implantação até a manutenção do edifício. Adotando novos conceitos de sustentabilidade é também uma alada fonte de rejuvenescimento. Como uma fênix, o novo prédio surge na atualizados com inovação tecnológica, busca-se ainda fazer da rede Hemocentro uma paisagem, novo mas portando a vivência da vida embutida. referência de equilíbrio ecológico e que contribua com a fidelização de usuários doadores Internamente, a humanização dos espaços foi o aspecto norteador, revitalizando com a através da qualidade dos ambientes e da qualificação da força de trabalho inserção de área verde, tratamento de piso e materiais e áreas de convivência para os Para o alcance de alto nível de qualidade, o MS vem orientando a Hemorrede Pública Nacional funcionários. O átrio que forma o jardim interno permite jorrar de luz natural todos os espaços a buscar a Certificação dos seus serviços, como forma de garantir qualidade. Nisto consiste o adjacentes, contagiando de descanso e tranquilidade todos que usufruem dessas áreas, desafio: avançar nas questões de gestão da qualidade, permitindo a busca da excelência dos 93 P R O J E T O HEMORREDE SUSTENTÁVEL - H E M O P A serviços e a garantia da segurança transfusional aos usuários do SUS. Para tanto, a Coordenação Geral de Sangue e Hemoderivados do Ministério da Saúde, vem desenvolvendo o Programa Nacional de Qualificação da Hemorrede– PNQH. O desenvolvimento deste trabalho visa à melhoria contínua dos serviços, bem como a possibilidade de colaborar efetivamente com o processo de certificação externa dos mesmos. O escopo deste projeto, evidencia as ações a serem desenvolvidas junto a Hemorrede Pública Nacional com o objetivo de ampliar e melhorar a cobertura hemoterápica e hematológica e garantir a segurança transfusional à população usuária do Sistema Único de Saúde do estado do Pará. 94 P R O J E T O HEMORREDE SUSTENTÁVEL - H E M O P A ASHRAE HANDBOOK HVAC SYSTEMS AND EQUIPMENT, ASHRAE inc., Atlanta, GA, 1996. REFERÊNCIAS BRASIL, Plano Nacional de Eficiência Energética (PNEF) 2010-2030. Ministério de Minas e ABNT – ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS, NBR 15220-3 – Desempenho térmico Energia / Secretaria de Planejamento e Desenvolvimento Energético / Departamento de de edificações – Parte 3: Zoneamento Bioclimático brasileiro e diretrizes construtivas para Desenvolvimento Energético. Brasília, 2010 habitações unifamiliares de interesse social. Rio de Janeiro, 2005. BRASIL. Instituto Nacional de Metrologia, Normalização e Qualidade Industrial (INMETRO). ABNT – ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS, Rio de Janeiro. NBR 15215-2: Portaria 163, de 08 de junho de 2009. Regulamento Técnico da Qualidade do Nível de Eficiência Iluminação Natural – Parte 1. Rio de Janeiro, 2005. Energética de Edifícios Comerciais, de Serviços e Públicos. Rio de Janeiro, 2009. Disponível em: <http://www.inmetro.gov.br/legislacao/rtac/pdf/RTAC001462.pdf>. Acesso em: 03 mar. ABNT – ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS, Rio de Janeiro. NBR 5413: Iluminação 2009. de Interiores. Rio de Janeiro, 1992. Eletrobrás. Conservação de energia: eficiência energética de instalações e equipamentos. 2. ABNT – ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 17094-1: MÁQUINAS ELÉTRICAS Ed. Itajubá: unifei, 2003. P. 349-376. GIRANTES - MOTORES DE INDUÇÃO – PARTE 1: TRIFÁSICOS. RIO DE JANEIRO, 2008. GIVONI, Baruch. Passive and low energy cooling of buildings. Van Nostrand Reinhold, New AIR CONDITIONING AND REFRIGERATION CENTER, MECHANICAL ENGINEERING, UNIVERSITY York, 1994. OF ILLINOIS. http://acrc.me.uiuc.edu. 2010. IBGE. Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística. Relatório do Censo Demográfico de 2012. AMAZONAS, Governo do Estado do Amazonas, Manaus. Disponível INEE, Instituto Nacional de Eficiência Energética. Protocolo Internacional para Medição e em:www.amazonas.gov.br, acessado em março de 2014. Verificação de Performance. Rio de Janeiro, 2007. AMERICAN COUNCIL FOR AN ENERGY EFFICIENT ECONOMY, Washington, d.c. http://www.aceee.org. INMET, Instituto Nacional de Meteorologia. Dados das Normais Climatológicas da Cidade do Rio de Janeiro. 1962 a 1991. Disponível em: www.inmet.gov.br Acessado em 02/08/2012. AMERICAN SOCIETY OF HEATING, REFRIGERATING, AND AIR CONDITIONING ENGINEERS (ASHRAE), ATLANTA, GEORGIA. http://www.ashrae.org. INMETRO - Instituto Nacional de Metrologia, Qualidade e Tecnologia. Regulamentação para etiquetagem voluntária do nível de eficiência energética de edifícios comerciais, de serviços e ANEEL, AGÊNCIA NACIONAL DE ENERGIA ELÉTRICA. EFICIÊNCIA ENERGÉTICA. Manual para públicos. Procel Edifica. Rio de Janeiro: Eletrobrás, 2008. Elaboração do Programa de Eficiência Energética. Brasília, 2008. Disponível em: http://www.aneel.gov.br 95 P R O J E T O HEMORREDE SUSTENTÁVEL - H E M O P A INMETRO, Instituto Nacional de Metrologia, Qualidade e Tecnologia. REGULAMENTAÇÃO Saidel, m. A. ; ramos, m. C. E. S. ; alves, s. S. Assessment and optimization of induction electric PARA ETIQUETAGEM VOLUNTÁRIA DO NÍVEL DE EFICIÊNCIA ENERGÉTICA DE EDIFÍCIOS motors aiming energy efficiency in industrial applications. In: xix international conference on COMERCIAIS, DE SERVIÇOS E PÚBLICOS. PROCEL EDIFICA. RIO DE JANEIRO: ELETROBRÁS, 2008. electrical machines – roma, 2010. INMETRO. Instituto Nacional de Metrologia, Qualidade e Tecnologia, Etiqueta Nacional de SAIDEL, M. A. JANNUZZI, G. M., HADDAD, J., POOLE, A. 2007. Avaliação dos Programas de Conservação de Energia de Edifícios, Rio de Janeiro, 2014. Eficiência Energética das Concessionárias de Distribuição de Eletricidade e Sugestões para a Revisão da sua Regulamentação. Brasília: Banco Mundial e ANEEL. INSTITUTO NACIONAL DE EFICIÊNCIA ENERGÉTICA. 2010. http://www.inee.org.br SAIDEL, M. A., LAPA, C. Importância da Medição de Energia para a Eficiência Energética -- São LOUREIRO, C. AMORIM, L. M. D.. Estudos de Estratégias Bioclimáticas para a cidade de Manaus Paulo: LUMIÈRE, 2010. P. 64-72. Anais... ENTAC – IX Encontro Nacional de Tecnologia do Ambiente Construído, Foz do Iguaçu, 2002. SAIDEL, M. A.; RAMOS, M. C. E. S.; ALVES, S. S. Assessment and Optimization of Induction Electric Motors Aiming Energy Efficiency In Industrial Applications. In: XIX International QUEIROZ,Talita. Paisagismo. ISSN 2179-5568 – Revista Especialize On-line IPOG - Goiânia - 5ª Conference on Electrical Machines – Roma, 2010. Edição nº 005 Vol.01/2013 – julho/2013. Instituto de Pós –Graduação e Graduação- IPOG TAKEDA, Neli Ikue. Habitação Popular – Concurso Público Nacional de Anteprojetos no Estado RMS equipamentos para medição. Http://www.rms.ind.br do Amazonas. Disponível em www.vitruvius.org.br. 2005. ROMÉRO, Marcelo de Andrade e ORNSTEIN, Sheila Walbe (coord.). Avaliação Pós-Ocupação: métodos e técnicas aplicados à habitação social. Porto Alegre, ANTAC (Coleção Habitare), 2003. ROMERO, Marta Adriana Bustos. Arquitetura Bioclimática do Espaço Público, Editora UnB, Brasília, 2001. ROMERO, Marta Adriana Bustos. Tecnologia e Sustentabilidade para a Humanização dos Edifícios de Saúde. 1 ed. Brasília, 2011. SAIDEL ET AL. Energy Actions to Sustainable Campus: The Brazilian Case of University of São Paulo - GOTHENBURG, 2010. p. 1-9. 96