avaliação do desempenho térmico em projeto de unidade ...

Universidade Federal do Rio de Janeiro

AVALIAÇÃO DO DESEMPENHO TÉRMICO EM PROJETO DE UNIDADE

HABITACIONAL MULTIFAMILIAR COM BASE NA METODOLOGIA DA ABNT

NBR 15.220/2005 E NOS REQUISITOS DA ABNT NBR 15.575/2013

Bruna Moreira Serra de Sousa

2014





Projeto de Graduação apresentado ao curso de

Engenharia Civil da Escola Politécnica, Universidade

Federal do Rio de Janeiro, como parte dos requisitos

necessários à obtenção do título de Engenheiro.

Orientador: Elaine Garrido Vazquez

Rio de Janeiro

Agosto de 2014

ii





PROJETO DE GRADUAÇÃO SUBMETIDO AO CORPO DOCENTE DO CURSO DE

ENGENHARIA CIVIL DA ESCOLA POLITÉCNICA DA UNIVERSIDADE FEDERAL DO

RIO DE JANEIRO COMO PARTE DOS REQUISITOS NECESSÁRIOS PARA A

OBTENÇÃO DO GRAU DE ENGENHEIRO CIVIL.

Examinado por:

_______________________________________

Elaine Garrido Vazquez

Profª. Adjunta, POLI/UFRJ (orietadora)

________________________________________

Ana Catarina Jorge Evangelista

Profª. Associado, D. SC, POLI/UFRJ

________________________________________

Assed Naked Haddad

Profº. Associado, D. SC, POLI/UFRJ

RIO DE JANEIRO, RJ – BRASIL

AGOSTO de 2014

iii

de Sousa, Bruna Moreira Serra

Avaliação do Desempenho Térmico em Projeto de

Unidade Habitacional Multifamiliar com Base na Metodologia

da ABNT NBR 15.220/2005 e nos Requisitos da ABNT NBR

15.575/2013/ Bruna Moreira Serra de Sousa. – Rio de Janeiro:

UFRJ/ Escola Politécnica, 2014.

XI, 40 p.: il.; 29,7 cm.


Projeto de Graduação – UFRJ/ Escola Politécnica/ Curso

de Engenharia Civil, 2014.

Referências Bibliográficas: p. 36-37.

1. Introdução. 2. Desempenho Térmico. 3. Aplicação da

Metodologia. 4. Considerações Finais. I. Vazquez, Elaine

Garrido. II. Universidade Federal do Rio de Janeiro, Escola

Politécnica, Curso de Engenharia Civil. III. Titulo.

iv

Dedicado à minha mãe Maria Lucia, pela

força e garra com que lida com a vida

desde o início.

v

AGRADECIMENTOS

A conclusão da graduação em engenharia civil representa uma vitória e um

sonho realizado. A trajetória percorrida para chegar até este ponto foi difícil e não teria

sido possível concluí-la sozinha. Fizeram parte desse caminho pessoas maravilhosas

com as quais pude contar e eu agradeço à Deus a presença delas nessa longa

viagem.

Agradeço à minha mãe Maria Lucia, pelo amor incondicional dedicado a mim e

esforço comprometido com a minha criação e formação acadêmica. Você foi essencial

em cada pequena vitória conquistada ao longo da minha existência, não teria sido

possível sem você.

À minha família, pelo apoio e exemplo dado ao longo de toda a minha vida. Eu

não seria a mesma sem a influência de cada um de vocês, me ensinaram a perseverar

e não desistir, a sempre buscar o meu melhor e me passaram valores importantes

para a formação do meu caráter.

À minha orientadora Elaine Garrido Vazquez, por toda a paciência,

disponibilidade e palavras de amizade. Você é um exemplo de professora e

profissional e eu sou muito feliz por ter podido contar com você sempre que precisei.

Aos meus amigos de faculdade, que tanto me ajudaram nessa viagem. A

engenharia civil sem a presença de vocês teria sido muito mais difícil e muito menos

agradável e eu agradeço todos os dias por vocês existirem. Vocês estiveram lá, nas

provas mais difíceis, nos maiores trabalhos, nos momentos de exaustão e nos

momentos de alívio e alegria. Contem comigo sempre.

À minha amiga Bianca Fonseca Bellas, por estar do meu lado nos melhores e

piores momentos, por ser minha parceira em todos os trabalhos realizados nestes 6

anos de Escola Politécnica, por me apoiar e por acreditar em mim. A sua amizade

tornou-se indispensável ao longo destes anos e não seria tão bom sem você.

Aos meus companheiros de Fluxo Consultoria, empresa onde eu aprendi tanto.

Cada um de vocês, desde aqueles que eu considerei praticamente meus irmãos até os

que simplesmente conviveram comigo, é responsável por uma parcela da minha

formação. Com vocês aprendi o que é trabalho em equipe, que a luta nunca acaba e

que quem tem bons amigos nunca está sozinho.

Aos meus amigos do colégio, Filipe Maggessy, Renato Holetz e Suellen

Fernandes, por serem os melhores que eu encontrei até então. Não importa o tempo

que passemos separados, vocês sempre serão meu porto seguro.

À minha equipe de trabalho da RJZ Cyrela, em especial ao meu gestor

Gustavo Trindade, por ter acreditado no meu potencial e ter contribuído tanto para

hoje me tornar engenheira civil. Não poderia deixar de agradecer também aos meus

chefes mais que especiais, Daniel Peva e Tássia Machado, por estarem sempre do

meu lado e nunca negarem ajuda. Tive muita sorte de ter vocês no meu caminho.

vi

Resumo do Projeto de Graduação apresentado à Escola Politécnica/ UFRJ como parte

dos requisitos necessários para a obtenção do grau de Engenheiro Civil.





Agosto / 2014


Curso: Engenharia Civil

A elaboração da ABNT NBR 15.575, desde 2008, vem mobilizando esforços em todo o

setor da construção civil para adequação das construções nacionais segundo os

requisitos propostos pela norma. Sua publicação em 2013 representa um marco para

o Brasil no que diz respeito à preocupação com as necessidades do usuário em

termos de desempenho, sendo assim motivação da confecção deste estudo. O

desempenho térmico, um dos temas que mais gerou discussão na fase de consulta

pública da norma, é o foco deste trabalho. Sendo assim, por recomendação da norma

de desempenho, uma das metodologias necessárias para a obtenção dos parâmetros

de análise deste item fica a cargo da ABNT NBR 15.220. O conforto térmico é um

ganho para o consumidor visto que influencia diretamente a satisfação do homem, a

performance humana em atividades intelectuais, manuais e perceptivas e a

conservação de energia, ajudando na manutenibilidade da edificação. O presente

estudo aplica o procedimento simplificado encontrado na ABNT NBR 15.220 e utiliza

os requisitos propostos pela ABNT NBR 15.575 para análise do desempenho térmico

em projeto de unidade habitacional multifamiliar, especificamente para os sistemas de

vedações verticais externas e de cobertura, sendo discutido posteriormente a

conformidade da edificação em questão com os critérios presente na norma de

desempenho. Os principais resultados esperados são a conscientização sobre a

relevância do conforto térmico na rotina do usuário, a importância do mesmo na

elaboração de projetos e o posicionamento do cenário nacional no que concerne ao

nível de desempenho térmico obtido nas edificações.

vii

Palavras-chave: Norma de desempenho, desempenho térmico, NBR 15.220/2005,

NBR 15.575/2013.

Abstract of Undergraduate Project presented to POLI/UFRJ as a partial fulfillment of

requirements for the degree of Engineer.

THERMAL PERFORMANCE EVALUATION AT A UNIT HABITACIONAL MULTI

FAMILY PROJECT BASED ON ABNT NBR 15.220/2005 METODOLOGY AND ABNT

NBR 15.575/2013 REQUIREMENTS


August / 2014

Advisor: Elaine Garrido Vazquez

Course: Civil Engineering

Since 2008 the formulation of ABNT 15.575 has mobilizing construction industry efforts

for the national constructions adequation in the standard requirements. Its publication

in 2013 is the motivation to making this work and represents a mark for the thermal

performance concern and user needs in Brazil. The thermal performance, one of the

most discussed themes in the public consulting phase of the standard, is the focus of

this work. The standard of performance recommends the use of methodology found in

ABNT NBR 15.220 to obtain the analysis parameters. The thermal comfort is a gain

consumer that influences directly in the human satisfaction, human performance in

intellectual, manual and perceptual activities and energy conservation helping the

building maintainability. This study applies the simplified procedure contained in ABNT

NBR 15.220 and uses the requirements of ABNT NBR 15.575 for analysis to thermal

performance at a unit habitacional multi family project into external vertical elements

and roofing systems, after discussing the building conformity and the thermal standard

complaints. The principal expected results are the awareness about the thermal

comfort relevance in the user routine, the importance of thermal performance in project

elaboration and the position of national thermal performance buildings.

Keywords: Standard of performance, thermal performance, NBR 15.220/2005, NBR

15.575/2013.

viii

SUMÁRIO

1. INTRODUÇÃO....................................................................................................... 1

1.1. Apresentação do tema .................................................................................... 1

1.2. Objetivo .......................................................................................................... 6

1.3. Justificativa ..................................................................................................... 6

1.4. Metodologia .................................................................................................... 7

1.5. Descrição dos capítulos .................................................................................. 7

2. DESEMPENHO TÉRMICO .................................................................................... 8

2.1. Variáveis climáticas ........................................................................................ 8

2.2. Variáveis humanas ....................................................................................... 10

2.3. Variáveis arquitetônicas ................................................................................ 10

2.4. ABNT NBR 15.220 – Desempenho térmico de edificações ........................... 12

2.5. ABNT NBR 15.575 – Edificações Habitacionais – Desempenho ................... 17

3. APLICAÇÃO DA METODOLOGIA ....................................................................... 23

3.1. Caracterização do empreendimento ............................................................. 23

3.2. Caracterização da construtora ...................................................................... 24

3.3. Escolha da unidade a ser analisada ............................................................. 25

3.4. Análise dos requisitos de sistemas de vedações verticais externas .............. 27

3.5. Análise dos requisitos de sistemas de coberturas......................................... 31

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ............................................................................ 35

ANEXOS ..................................................................................................................... 37

ix

LISTA DE FIGURAS

Figura 1 - Trocas de calor em edifícios: [1] radiação solar direta (onda curta), [2]

radiação solar difusa (onda curta), [3] radiação solar refletida pelo solo e pelo entorno

(onda curta), [4] radiação térmica emitida pelo solo aquecido e pelo céu (onda longa) e

[5] radiação térmica emitida pelo edifício. ..................................................................... 9

Figura 2 - Desenho esquemático de vedação com camadas não homogêneas. ......... 15

Figura 3- Zoneamento bioclimático brasileiro. ............................................................. 17

Figura 4 - Layout da fachada do empreendimento. ..................................................... 23

Figura 5 - Localização do empreendimento. ............................................................... 24

Figura 6 - Planta humanizada do primeiro pavimento da cobertura duplex 501 do

edifício Vita. ................................................................................................................ 25

Figura 7 - Planta humanizada da dependência da cobertura duplex 501 do edifício

Vita. ............................................................................................................................ 26

Figura 8 - Localização da unidade 501 do Ed. Vita no empreendimento. .................... 26

Figura 9 - Desenho esquemático da vedação externa, considerando fluxo de calor

horizontal. ................................................................................................................... 27

Figura 10 - Desenho esquemático do elemento individual, mostrando alvenaria e

argamassa. ................................................................................................................. 27

Figura 11 - Desenho esquemático das camadas da cobertura. .................................. 31

x

LISTA DE TABELAS

Tabela 1 - Resistência térmica superficial interna e externa ....................................... 13

Tabela 2 - Resistência térmica de câmara de ar não ventiladas, com largura muito

maior que a espessura ............................................................................................... 14

Tabela 3 - Transmitância térmica de paredes externas. .............................................. 19

Tabela 4 - Capacidade térmica de paredes externas. ................................................. 20

Tabela 5 - Área mínima de ventilação em dormitórios e salas de estar....................... 20

Tabela 6 - Critérios e níveis de desempenho de coberturas quanto à transmitância

térmica. ....................................................................................................................... 22

xi

LISTA DE QUADROS

Quadro 1 – Requisitos da ISO 6241 ............................................................................. 2

Quadro 2 - Propriedades térmicas dos materiais ........................................................ 11

1

1. INTRODUÇÃO

1.1. Apresentação do tema

O Brasil viveu, desde o início dos anos 2000, uma grande expansão no setor

da construção civil decorrentes, dentre outros fatores, do crescimento econômico, da

estabilidade do país, da melhoria crescente dos índices macroeconômicos brasileiros

e da grande capitalização do setor através da abertura de capital de diversas

incorporadoras e construtoras (BORGES E SABBATTINI, 2008).

Visto este cenário, o mercado buscou diminuir os custos e agilizar o processo

de construção e, consequentemente, percebe-se uma queda na qualidade das

edificações brasileiras. Sendo assim, faz-se importante o estudo, entendimento e

discussão deste momento de crescimento do mercado, vivido principalmente no ano

de 2008, e o desempenho mínimo das novas unidades habitacionais a serem

construídas.

Nos países desenvolvidos, desde a década de 60, o desempenho de

edificações está associado ao comportamento das mesmas em utilização. O edifício é

um produto que deve apresentar determinadas características que o capacitem a

cumprir objetivos e funções para os quais foi projetado, quando submetido a

determinadas condições de exposição e uso (BORGES, 2010).

Na década de 70, nos Estados Unidos, foi patrocinado um grande programa

chamado de Operation Breakthrough vinculado ao National Institute of Standards. Este

tinha o objetivo de desenvolver critérios para projetos e avaliação de sistemas

inovadores voltados à construção de casas, sendo seu resultado um documento

contendo a definição de critérios de desempenho em 1977.

Nas últimas décadas, várias entidades importantes no mundo estudaram o

tema desempenho, dentre elas o CIB (International Council for Research and

Innovation in Building and Construction). Em 1982, o CIB definiu que a abordagem de

desempenho é primeiramente e acima de tudo, a prática de se pensar em termos de

fins e não de meios. A preocupação é com os requisitos que a construção deve

atender e não com a prescrição de como essa deve ser construída (GIBSON, 1982).

Um marco importante para a aplicação do conceito de desempenho foi a

elaboração da ISO 6241, em 1984, que definiu uma lista mestra de requisitos

funcionais dos usuários de imóveis. Apesar de ter sido publicada há 24 anos, a ISO

6241 ainda é válida como referência para a consideração de quais requisitos de

desempenho devem ser atendidos nas edificações (BORGES, 2010).

2

O quadro 1 apresenta categorias de desempenho contempladas na ISO 6241.

Pode-se observar a preocupação inicial com requisitos de estabilidade, segurança

contra incêndio, térmicos, acústicos e de durabilidade. Estas mesmas preocupações

seriam objeto de discussão, mais tarde, na confecção da ABNT NBR 15.575.

Quadro 1 – Requisitos da ISO 6241

CATEGORIA EXEMPLOS

Requisitos de

estabilidade

Resistência mecânica a ações estáticas e dinâmicas, tanto

individualmente quanto em combinação.

Resistência a impactos, ações abusivas intencionais ou não, ações

acidentais, efeitos cíclicos.

Requisitos de

segurança contra

incêndio

Riscos de irrupção e de difusão de incêndio, respectivamente.

Efeitos psicológicos de fumaça e calor.

Tempo de acionamento de alarme (sistemas de detecção e de

alarme).

Tempo de evacuação da edificação (rotas de saída).

Tempo de sobrevivência (compartimentalização do fogo).

Requisitos de

segurança em uso

Segurança relativa a agentes agressivos (proteção contra explosões,

queimaduras, pontas e bordas cortantes, mecanismos móveis, descargas

elétricas, radioatividade, contato ou inalação de substâncias venenosas,

infecção).

Segurança durante movimentação e circulação (limitação de

escorregamento nos pisos, vias não obstruídas, corrimões e etc.).

Segurança contra a entrada indevida de pessoas e/ou animais.

Requisitos de vedação Vedação contra água (de chuva, do subsolo, de água potável, de

águas servidas etc.).

Vedação de ar e de gás.

Vedação de poeira e de neve.

Requisitos térmicos e

de umidade

Controle de temperatura do ar, da radiação térmica, da velocidade do

ar e da umidade relativa (limitação de variação em tempo e no espaço,

resposta de controles).

Controles de condensação.

Requisitos de pureza

do ar

Ventilação.

Controle de odores.

Requisitos acústicos Controle de ruídos internos e externos (contínuos e/ou intermitentes).

Inteligência sonora.

Tempo de reverberação.

Requisitos Visuais Iluminação natural e artificial (iluminação necessária, estabilidade,

contraste luminoso e proteção contra luz muito forte).

Luz solar (insolação).

Possibilidade de escuridão.

Aspectos de espaços e de superfícies (cor, textura regularidade,

3

nivelamento, verticalidade, horizontalidade, perpendicularidade etc.).

Contato visual, internamente e com o mundo exterior (encadeamentos

e barreiras referentes à privacidade, proteção contra distorção ótica).

Requisitos táteis Propriedades das superfícies, aspereza, secura, calor, elasticidade.

Proteção contra descargas de eletricidade estática.

Requisitos dinâmicos Limitação de vibrações e acelerações de todo o conjunto (transientes

e contínuas).

Comodidade dos pedestres nas áreas expostas ao vento.

Facilidade de movimentação (inclinação das rampas, disposição dos

degraus de escadas).

Margem de manobras (manipulação de portas, janelas, controle sobre

equipamentos etc.).

Requisitos de higiene Instalação para cuidados e higiene do corpo humano.

Suprimento de água.

Condições de feitura de limpeza.

Liberação de águas servidas, materiais servidos e fumaça.

Limitação de emissão de contaminantes.

Requisitos para a

conveniência de

espaços destinados a

usos específicos

Quantidade, tamanho, geometria, subdivisão e inter-relação de

espaços.

Serviços e equipamentos.

Condições (capacidade) de mobiliamento e flexibilidade.

Requisitos de

durabilidade

Conservação (permanência) de desempenho com relação à

necessária vida útil de serviços sujeitos à manutenção regular.

Requisitos econômicos Custos de manutenção, operacionais e de capital.

Custos de demolição.

Fonte: Borges, 2010.

No Brasil, inicia-se então a elaboração da Norma de Desempenho ABNT NBR

15.575, desde 2008, a fim de atender as necessidades de mercado, dos projetistas,

dos engenheiros e dos consumidores das atuais edificações brasileiras.

Apesar de no ano de 2013 ser notado uma desaceleração das construções, a

utilização da norma é justificada pelo legado que será deixado pelo boom da

construção. De um lado, o empresário vê a economia frear, com redução da previsão

de crescimento, inflação surgindo, dólar em alta e juros crescentes. Do outro lado, as

bases do mercado imobiliário ainda acenam com otimismo: desemprego estável,

crescimento real da renda, crédito forte e bom desempenho das vendas (MARIANE,

2013).

A NBR em questão foi idealizada a partir de uma solicitação da Caixa

Econômica Federal, sendo sua concepção inicial para edifícios residenciais de até

cinco pavimentos, a fim de servir como guia de uma análise qualitativa das

construções. Porém, sua proposta abrangente poderia ser aplicada a qualquer edifício

4

residencial, exceto nos quesitos influenciados pela altura (TAMAKI, 2011). Após a

norma entrar em consulta pública e tendo-se o entendimento de que ela acabaria

influenciando qualquer edificação a ser construída, decidiu-se expandir o conceito e

abrangência da mesma, sendo esta intitulada ABNT NBR 15.575 – Edificações

Habitacionais – Desempenho.

O ano de 2013 foi marcado pelo início do vigor da Norma de Desempenho da

associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT). O texto institui nível de

desempenho mínimo ao longo de uma vida útil para os elementos principais de toda e

qualquer edificação habitacional, sendo eles: estrutura, vedações, instalações elétricas

e hidrossanitárias, pisos, fachada e cobertura. A norma é dividida em 6 partes

descritas a seguir.

A parte 1 compreende os Requisitos Gerais. Com um caráter de orientação

geral, funciona como um índice de referência remetendo, sempre que possível, às

partes específicas. Aspectos de natureza geral e critérios que envolvem a norma como

um todo também são tratados aqui. Além disso, são apresentados o conceito de vida

útil do projeto, definição de responsabilidades e parâmetros de desempenho mínimo,

intermediário e superior.

Os requisitos destinados à estrutura são apresentados na parte 2. A norma

estabelece quais são os critérios de estabilidade e resistência do imóvel, indicando

métodos para medir quais os tipos de impacto que a estrutura deve suportar sem que

apresente falhas ou rachaduras.

Os sistemas de piso são contemplados na parte 3. Estes requisitos foram os

que mais sofreram modificações durante o processo de revisão. A versão final

publicada não normatiza somente os sistemas de pisos internos, mas também os

externos e deixa claro o sistema de pisos como a combinação de diversos elementos.

A parte 4 estabelece o desempenho das vedações verticais, que constitui o

conjunto de paredes e esquadrias. Junto com a parte 3, foi a que mais sofreu

alterações desde a primeira versão publicada em 2008. Basicamente, os requisitos

referem-se à estanqueidade ao ar, á água, à rajadas de vento e ao conforto acústico e

térmico.

A quinta parte trata dos sistemas de coberturas. Entre os principais requisitos

estão os que tratam da reação ao fogo dos materiais de revestimento e acabamento e

da resistência do sistema de cobertura.

Por fim, a sexta parte refere-se aos sistemas hidrossanitários. Compreende os

sistemas prediais de água fria e de água quente, de esgoto sanitário e ventilação,

além dos sistemas prediais de águas pluviais. A norma explora conceitos como

durabilidade dos sistemas, a previsão e antecipação de critérios para a manutenção

5

de edificação e suas partes, bem como o funcionamento dos sistemas

hidrossanitários.

Dentre os requisitos que motivaram a revisão da norma, está o conforto

térmico, objeto do presente estudo. É determinado como conforto térmico, um estado

de espírito que reflete a satisfação com o ambiente térmico que envolve a pessoa. Se

o balanço de todas as trocas de calor a que está submetido o corpo for nulo e a

temperatura da pele e suor estiverem dentro de certos limites, pode-se dizer que o

homem sente conforto térmico (LAMBERTS, 1997).

Os primeiros indícios em que o homem aproveitou características desejáveis

do clima, evitando as indesejáveis, encontra-se na antiga Roma. Nas cidades romanas

antigas, era possível encontrar sistemas para aquecimento de água e para

aquecimento de ambientes compostos de túneis subterrâneos onde uma fornalha

aquecia o ar, que por sua vez aquecia os ambientes. Na China, em climas muito

severos, as edificações foram construídas subterrâneas. A temperatura abaixo da

superfície do solo é mais amena, compensando os extremos da temperatura do ar

(LAMBERTS, 2004).

O século XIX, através da Revolução Industrial, traz um novo elenco de

materiais, como o aço e o concreto armado, desafiando a tradição de construir em

alvenaria de pedra. Estas novas técnicas basearam novos conceitos arquitetônicos

como o Estilo Internacional. Le Corbusier lança então ideias como o esqueleto

estrutural, o terraço-jardim, a planta livre e os pilotis que relacionavam as proporções

entre o homem e o espaço arquitetônico projetado (LAMBERTS, 2004).

Paralelamente, Mies van der Rohe, com suas cortinas de vidro, criou um

verdadeiro ícone de edifícios de escritórios. Seu formalismo clean foi seguido por

várias gerações de profissionais que internacionalizaram o que era distinto para

algumas economias. O consequente edifício “estufa” foi então exportado como

símbolo de poder, assim como sistemas sofisticados de ar condicionado e

megaestruturas de aço e concreto, sem sofrer readaptações às características

culturais e climáticas do local de destino (LAMBERTS, 2004).

Já o século XX, mostra uma maior preocupação com a melhoria da qualidade

das edificações considerando aspectos de eficiência energética e conforto ambiental.

Porém, embora existam vários edifícios que respondem às necessidades de

desempenho térmico e visual, também existem muitos exemplos ruins. Um melhor

aproveitamento do clima pode ser obtido pelo planejamento apropriado de detalhes da

edificação. O paisagismo, a orientação e a escolha da tipologia arquitetônica são

fundamentais na adequação do edifício ao clima (LAMBERTS, 2004).

6

No Brasil, o desempenho térmico é normatizado a partir da ABNT NBR 15.220

– Desempenho térmico de edificações. A norma conta com o esclarecimento de

conceitos térmicos, metodologias de cálculo para as principais propriedades e

estratégias de tratamento térmico. No que tange o conforto térmico, esta se torna uma

importante ferramenta para projetistas.

1.2. Objetivo

O presente trabalho tem por objetivo aplicar o procedimento simplificado

presente na NBR 15.220 – Desempenho térmico de edificações e utilizar os requisitos

propostos na NBR 15.575 – Edificações habitacionais – Desempenho, a fim de

analisar o projeto de uma edificação residencial multifamiliar segundo a norma de

desempenho, tratando especificamente dos requisitos de conforto térmico encontrados

nas partes 1, 4 e 5 da NBR 15.575. Será apresentado um estudo de caso avaliando o

desempenho previsto em projeto para o sistema de vedações verticais e cobertura da

edificação em questão e, posteriormente, a análise dos resultados do mesmo e

proposição de resoluções para as não conformidades encontradas.

1.3. Justificativa

A publicação em fevereiro de 2013 da Norma de Desempenho pela Associação

Brasileira de Normas Técnicas (ABNT) motivou a realização deste trabalho. Após anos

de revisão e debates, entra em vigor a norma que institui níveis de desempenho

mínimos para os elementos principais de toda e qualquer edificação, estimulando a

adequação de novos projetos segundo os requisitos apresentados.

Todo o processo de revisão da ABNT NBR 15.575 foi, dentre outras questões,

motivada principalmente pelos requisitos relativos ao conforto térmico, conforto

acústico, vida útil de projeto e também, à escassez de laboratórios e profissionais

qualificados para a realização de ensaios. É notório que a normativa ainda gera muitas

dúvidas no dia a dia dos arquitetos, projetistas e engenheiros de obra.

Para contemplar os requisitos da NBR 15.575 - Edificações Habitacionais, a

chamada Norma de Desempenho, as faculdades de engenharia e arquitetura têm

criado novas disciplinas e atualizado o conteúdo de seus cursos (BÉRGAMO, 2014).

Estes fatos ilustram a importância da norma no atual cenário da construção civil

brasileira.

O estudo do conforto térmico torna-se importante a partir do momento que este

influencia a satisfação do homem; a performance humana em atividades intelectuais,

7

manuais e perceptivas e a conservação de energia, ajudando na manutenibilidade da

edificação.

Os requisitos da NBR 15.575 associados à metodologia presente na NBR

15.220 – Desempenho térmico de edificações dão base para a análise do conforto

térmico das edificações nacionais, tornando-se importantes ferramentas para o

desenvolvimento do assunto no setor da construção civil.

1.4. Metodologia

A metodologia utilizada no presente estudo constitui na aplicação do

procedimento encontrado na norma ABNT NBR 15.575 para análise do desempenho

térmico em projeto de edificação multifamiliar. Serão estudadas as conformidades e

não conformidades do desempenho da edificação em questão, levando em

consideração os níveis mínimos, intermediários e superiores propostos pela norma,

sendo analisadas possíveis soluções a serem utilizadas em cada caso.

Para o cálculo dos coeficientes necessários para análise da edificação serão

utilizadas normas auxiliares citadas na norma supracitada, sendo a ABNT NBR 15.220

base para a metodologia de cálculo.

1.5. Descrição dos capítulos

O primeiro capítulo refere-se à introdução do tema, contendo um breve

histórico da normatização do desempenho e em específico da preocupação com o

desempenho térmico ao longo da história. Além disso, são apresentados o objetivo, a

justificativa do tema e a metodologia utilizada.

O segundo capítulo é responsável pela revisão bibliográfica necessária para o

entendimento do trabalho. Serão abordados conceitos básicos de conforto térmico,

nomenclaturas utilizadas na normatização, a metodologia de cálculo utilizada para

análise de projeto no capítulo seguinte, bem como o desempenho térmico no contexto

brasileiro.

O terceiro capítulo é destinado ao estudo de caso. Serão aplicados os critérios

presentes na ABNT NBR 15.575, utilizando a metodologia da NBR 15.220, em projeto

de edificação multifamiliar. Ao final será exposta análise crítica dos resultados e

possíveis medidas mitigadoras para os problemas encontrados.

Por fim, no quarto capítulo é apresentada a conclusão do trabalho, abordando

e retomando os pontos mais importantes citados e os resultados relevantes obtidos.

8

2. DESEMPENHO TÉRMICO

2.1. Variáveis climáticas

Quando o objeto de estudo é o desempenho térmico, deve-se ter em conta de

que ele é resultado de uma junção de fatores, dentre eles as variáveis climáticas.

Trata-se do estudo do clima e do local do projeto a fim de satisfazer às necessidades

de conforto. Os fatores climáticos terão influência no espaço arquitetônico construído,

visto que a ação simultânea das variáveis climáticas atua de forma intrínseca na

natureza.

O clima pode ser analisado em três escalas distintas, o macroclima, o

mesoclima e o microclima. Esta divisão visa facilitar o entendimento da atuação do

mesmo no ambiente construído.

2.1.1. Macroclima

As variáveis do macroclima descrevem as características gerais de uma região

em termos de sol, nuvens, temperatura, ventos, umidade e precipitações.

A radiação solar é umas variáveis a ser analisada quando se trata de

macroclima, podendo ser dividida em direta e difusa. Após sua penetração na

atmosfera, a radiação sofre interferências no seu trajeto em direção à superfície

terrestre, sendo a parcela que atinge diretamente o planeta chamada direta e a

parcela que sofre espalhamento, tendo sua direção alterada, denominada difusa. A

parcela direta da radiação é a principal influência nos ganhos térmicos em uma

edificação, enquanto a parcela difusa é proporcionalmente maior quanto mais nublado

for o céu.

Outra variável a ser tratada é a temperatura. A variação da temperatura na

superfície da Terra é resultado dos fluxos das grandes massas de ar e da recepção da

radiação solar distinta em diferentes localidades. Em posse da temperatura média,

mínima e máxima mais prováveis para cada período do ano, o projetista tem a

ferramenta necessária para a identificação dos períodos de maior probabilidade de

desconforto a fim de poder intervir a nível de projeto. Porém a sensação de conforto

térmico para uma mesma temperatura pode ser diferente em função de varáveis como

o vento e a umidade.

9

2.1.2. Mesoclima e microclima

O mesoclima e o microclima são escalas mais próximas da edificação. É no

mesoclima que são consideradas variáveis como vegetação, topografia, tipo de solo e

a presença de obstáculos naturais ou artificiais que irão influenciar nas condições

locais de clima. Já o microclima engloba as variáveis específicas de determinado

empreendimento, podendo ser modificado pelo projetista.

Nestas escalas, a radiação solar pode ser dividida em cinco tipos de

transferência de calor: radiação solar direta (onda curta), radiação solar difusa (onda

curta), radiação solar refletida pelo solo e pelo entorno (onda curta), radiação térmica

emitida pelo solo aquecido e pelo céu (onda longa) e radiação térmica emitida pelo

edifício (onda longa), como pode ser observado no desenho esquemático da figura 1.

Figura 1 - Trocas de calor em edifícios: [1] radiação solar direta (onda curta), [2] radiação solar difusa (onda curta), [3] radiação solar refletida pelo solo e pelo entorno (onda curta), [4] radiação térmica emitida

pelo solo aquecido e pelo céu (onda longa) e [5] radiação térmica emitida pelo edifício.

Fonte: Lamberts, 2004.

Os dois primeiros tipos de radiação, direta e difusa, são variáveis

macroclimáticas. O terceiro tipo, refletida pelo solo e pelo entorno, depende

diretamente das características da superfície refletora. Já as duas últimas, ocorrem

após o solo e a edificação se aquecerem.

10

A classificação dos tipos de radiação ajuda a entender um efeito comum, o

fenômeno do efeito estufa. A radiação solar de onda curta que entra por uma abertura

no edifício aquecem os corpos no interior do mesmo, estes por sua vez emitem

radiação de onda longa. Como o vidro é praticamente opaco à radiação de onda

longa, não permite que o calor encontre passagem para o exterior, superaquecendo o

ambiente interno.

As condições de vento local também influenciam estas escalas climáticas. O

movimento do ar depende da rugosidade da superfície e, em geral, a velocidade do

vento aumenta com a altitude. Quanto maior a presença de obstáculos, como

encontrados tipicamente nas cidades, mas baixa a velocidade média do vento.

2.2. Variáveis humanas

O grupo de variáveis humanas está diretamente ligado á sensação de conforto

térmico. Sendo o homem um ser homeotérmico, a temperatura interna do organismo

tende a permanecer constante independente das condições do clima. Porém, ocorrem

trocas térmicas entre o corpo humano e o meio, sendo o conforto térmico obtido

quando o balanço destas trocas é nulo.

2.3. Variáveis arquitetônicas

O desempenho térmico de uma edificação depende da adequação

arquitetônica ao local. A forma, a função e os fechamentos utilizados são responsáveis

por atingir o desempenho desejado.

A influência da forma arquitetônica se dá ao considerar o posicionamento do

volume projetado em relação ao fluxo de ar predominante e à radiação solar que

incide em cada superfície. A orientação da edificação em relação ao fluxo de ar pode

canalizá-lo em benefício do conforto térmico. Já o conhecimento da incidência solar

auxilia na definição dos materiais a serem utilizados nos fechamentos externos a fim

de minimizar os efeitos das trocas de calor.

A função arquitetônica interage com a forma e com a eficiência do projeto.

Fatores como horário de funcionamento e tempo de permanência no cômodo podem

mudar a estratégia utilizada para alcançar o conforto térmico.

Já o material utilizado nos fechamentos vão determinar as propriedades

resultantes das trocas de energia entre o meio interno e externo. Os fechamentos

podem ser divididos entre opacos e transparentes, sendo a diferença entre eles sua

capacidade ou incapacidade de transmitir a radiação interna para o ambiente. Para

11

alcançar o desempenho térmico desejado faz-se necessário o entendimento de

conceitos de transmissão de calor e comportamento térmico dos fechamentos

presentes no quadro 2.

Quadro 2 - Propriedades térmicas dos materiais

Propriedades

Térmicas

Definição

Absortância

térmica ( )

A radiação incidente no fechamento opaco terá uma parcela refletida

e outra absorvida. A absortância térmica representa o percentual da

parcela de radiação que determinada superfície irá absorver. Esta

propriedade é determinada pela cor do material.

Condutividade

térmica ( )

A condutividade térmica representa a capacidade de determinado

material conduzir maior ou menor quantidade de calor por unidade

de tempo. Quanto maior o valor de , maior a quantidade de calor

transferida entre as superfícies.

Emissividade

( )

A emissividade é a propriedade física dos materiais que representa a

quantidade de energia térmica emitida por unidade de tempo de uma

superfície em contato com camada de ar.

Resistência

térmica (R)

A resistência térmica é o quociente da diferença de temperatura

verificada entre as superfícies de um elemento ou componente

construtivo pela densidade de fluxo de calor, em regime

estacionário. Este conceito representa a propriedade do material em

resistir à passagem de calor.

Transmitância

térmica (U)

A transmitância térmica é determinada pelo inverso da resistência

térmica total do fechamento. É através desta variável que se pode

avaliar o comportamento de um fechamento opaco frente à

transmissão de calor.

Fluxo térmico

(q)

Quociente do fluxo de calor que atravessa uma superfície pela área

dessa superfície. Quando se trata de conforto térmico, o objetivo na

especificação de um tipo de fechamento é evitar as perdas de calor

excessivas no inverno e os ganhos elevados no verão.

Capacidade

térmica (C)

Quantidade de calor necessária para variar em uma unidade a

temperatura de um sistema.

Inércia Os fechamentos absorvem calor tanto do meio externo quanto

12

térmica

interno, dependendo de onde o ar tem a maior temperatura. Ao

conduzir o calor, o material retém uma parte no seu interior em

consequência de sua massa térmica. Quanto maior a massa

térmica, maior o calor retido, e este será devolvido ao interior

quando a temperatura do ar for menor que a superfície. A esta

característica dá-se o nome de inércia térmica.

Fonte: ABNT NBR 15.220-1, 2005 / Corbella, 2011 / Lamberts, 2004

2.4. ABNT NBR 15.220 – Desempenho térmico de edificações

Ao tratar de desempenho térmico no Brasil, a ABNT NBR 15.220 –

Desempenho térmico de edificações é a principal referência. Esta norma é dividida em

cinco partes e é responsável pela definição e metodologia de cálculo do desempenho

térmico. A ABNT NBR 15.575 – Desempenho utiliza esta norma como base para toda

a metodologia de cálculo necessária para obtenção dos parâmetros de comparação

entre os níveis de projeto e os níveis mínimos aceitos pela norma.

A primeira parte da norma supracitada estabelece as definições e os

correspondentes símbolos e unidades de termos relacionados com o desempenho

térmico de edificações. Nesta parte constam tabelas organizando os parâmetros e

suas respectivas unidades, facilitando a busca dos conceitos desejados.

Já o objetivo da segunda parte é apresentar os procedimentos para o cálculo

das propriedades térmicas de elementos e componentes de edificações. São

apresentadas todas as fórmulas, parâmetros e valores típicos necessários para

calcular propriedades como resistência, transmitância e capacidade térmica. Para

facilitar o entendimento dos cálculos, a norma conta também com exemplos

ilustrativos.

A terceira parte da norma introduz as diretrizes do zoneamento bioclimático

brasileiro, abrangendo um conjunto de recomendações e estratégias construtivas

destinadas às habitações unifamiliares de interesse social. Para o entendimento do

presente trabalho, é essencial a compreensão do zoneamento bioclimático, a ser

discutido posteriormente.

Por fim, as duas últimas partes da norma são destinadas a procedimentos de

ensaios de campo para medição da resistência de materiais. São respectivamente, a

medição da resistência térmica e da condutividade térmica pelo princípio da placa

quente protegida e a medição da resistência térmica e da condutividade térmica pelo

método fluximétrico.

13

2.4.1. Procedimento para o cálculo das propriedades térmicas

A NBR 15.220-2 apresenta o cálculo de importantes propriedades térmicas

para determinação do desempenho térmico.

A primeira propriedade a ser analisada é a transmitância térmica de

componentes, de ambiente a ambiente, que é representada pelo inverso da resistência

térmica total, como mostrado na equação 1.

eq. 1

Para o cálculo da resistência térmica total de ambiente a ambiente, é utilizada a

equação 2.

eq. 2

Onde:

Tabela 1 - Resistência térmica superficial interna e externa

Fonte: ABNT NBR 15220-2, 2005.

Já o cálculo da resistência térmica de superfície a superfície depende da

composição da vedação vertical.

Para um componente plano constituído de camadas homogêneas,

perpendiculares ao fluxo de calor, utiliza-se a equação 3.

eq. 3

14

Onde:

Tabela 2 - Resistência térmica de câmara de ar não ventiladas, com largura muito maior que a espessura

Fonte: ABNT NBR 15.220-2, 2005.

Por fim, a resistência térmica de cada camada é dada pela equação 4.

eq. 4

Sendo e a espessura da camada e os valores para condutividade térmica de

materiais de uso corrente encontrados na tabela de propriedades térmicas dos

materiais no anexo I.

Caso a vedação seja composta por camadas homogêneas e não homogêneas,

a resistência térmica de superfície a superfície, perpendiculares ao fluxo de calor é

dada pela equação 5.

eq. 5

15

Onde:

Figura 2 - Desenho esquemático de vedação com camadas não homogêneas.

Fonte: ABNT NBR 15.220-2, 2005.

Por fim, a absortância é dada pela tabela encontrada no anexo II.

Outra propriedade importante para a definição do desempenho térmico é a

capacidade térmica.

No caso de paredes que tenham na sua composição materiais isolantes

térmicos de condutividade térmica menor ou igual a 0,065 W/(m.K) e resistência

térmica maior que 0,5 (m².K)/W, o cálculo da capacidade térmica deve ser feito

desprezando-se todos os materiais voltados para o ambiente externo, posicionados a

partir do isolante ou espaço de ar.

A capacidade térmica de um componente plano constituído de camadas

homogêneas e não homogêneas, perpendiculares ao fluxo de calor, é determinada

pela equação 6.

eq. 6

16

Onde:

A capacidade térmica do componente é dada pela equação 7.

eq. 7

Onde:

2.4.2. Zoneamento bioclimático brasileiro

A norma propõe a divisão do território brasileiro em oito zonas relativamente

homogêneas quanto ao clima, e para cada uma destas zonas formulou-se um conjunto

de recomendações técnico-construtivas que otimizam o desempenho térmico das

edificações através de sua melhor adequação climática.

Para facilitar a busca do projetista, a norma conta com tabela contendo

trezentos e trinta cidades já catalogadas e suas respectivas zonas bioclimáticas. Para

cidades não catalogadas pode-se utilizar o mapeamento do território brasileiro

presente na figura 2.

17

Figura 3- Zoneamento bioclimático brasileiro.

Fonte: ABNT NBR 15.220-3, 2005.

2.5. ABNT NBR 15.575 – Edificações Habitacionais – Desempenho

A ABNT NBR 15.575 é a norma de desempenho em vigor no Brasil desde

2013. O foco desta norma está nos requisitos dos usuários para o edifício habitacional

e seus sistemas quanto ao seu comportamento em uso, independente dos seus

materiais constituintes e do sistema construtivo utilizado. A norma estabelece

requisitos mínimos a serem atendidos para o conforto do usuário e, além disso, ela

também disponibiliza valores comparativos para níveis intermediários e superiores.

No que concerne ao desempenho térmico, os sistemas contemplados são os

de vedações verticais externas e os de coberturas, que podem ser encontrados nas

partes 1, 2 e 3. Toda a metodologia de cálculo dos parâmetros é feita com base na

ABNT NBR 15.220 – Desempenho térmico de edificações.

18

2.5.1. Parte 1: Requisitos gerais

O item 11 da parte 1 da NBR 15.575 introduz os procedimentos de avaliação

do desempenho térmico. O texto mostra dois procedimentos para esta avaliação, o

procedimento 1 de caráter normativo e o procedimento 2 de caráter informativo.

O presente trabalho focará no procedimento 1 dito simplificado, onde o

atendimento aos requisitos e critérios para os sistemas de vedação e cobertura é dado

conforme as ABNT NBR 15.575-4 e ABNT NBR 15.575-5. A norma explicita que para

os casos em que a avaliação de transmitância térmica e capacidade térmica resultem

em desempenho térmico insatisfatório, o projetista deve avaliar o desempenho térmico

da edificação como um todo pelo método da simulação computacional.

2.5.1.1. Edificações em fase de projeto

A avaliação de projeto deve ser realizada para um dia típico de projeto, de

verão e/ou de inverno.

Para edifícios multipiso, a primeira regra a ser observada é selecionar uma

unidade do último andar, com cobertura exposta. Já para um conjunto habitacional de

edificações térreas, deve-se selecionar a unidade habitacional com o maior número de

paredes expostas.

O próximo passo é considerar as recomendações para a condição crítica do

ponto de vista térmico. É preciso levar em consideração que para o verão, deve-se

selecionar uma unidade com janela do dormitório ou da sala voltada para oeste e a

outra parede exposta voltada para norte. Caso não seja possível, o ambiente deve ter

pelo menos uma janela voltada para oeste.

Já para o inverno, deve-se selecionar uma unidade com janela do dormitório ou

da sala voltada para o sul e a outra parede exposta voltada pra leste. Caso não seja

possível, o ambiente deve ter pelo menos uma janela voltada para o sul.

Considera-se também que as paredes expostas e as janelas estão

desobstruídas, ou seja, sem a presença de edificações ou vegetação nas

proximidades que modifiquem a incidência de sol ou vento. Por outro lado, dispositivos

de sombreamento devem ser considerados na simulação.

2.5.2. Parte 4: Requisitos para os sistemas de vedações verticais externas

A ABNT NBR 15.575-4 apresenta os requisitos e critérios para verificação dos

níveis mínimos de desempenho térmico de vedações verticais externas, conforme

definições, símbolos e unidades das ABNT NBR 15.220.

19

Segundo o texto, os sistemas de vedações verticais externas podem ser

avaliados, em primeira fase, de acordo com os critérios de desempenho constantes

nesta parte, considerando o procedimento simplificado de análise. Caso o sistema de

vedação vertical externo não atenda aos critérios, é necessário aplicar o procedimento

de análise de acordo com a ABNT NBR 15.575-1, considerando o procedimento de

simulação do desempenho térmico ou procedimento de realização de medições em

campo.

2.5.2.1. Requisito: Adequação de paredes externas

A edificação deve apresentar transmitância térmica e capacidade térmica que

proporcionem pelo menos desempenho térmico mínimo de acordo com cada zona

bioclimática estabelecida na ABNT NBR 15.220-3.

A primeira propriedade a ser avaliada será a transmitância térmica. Os valores

máximos admissíveis para a transmitância térmica (U) das paredes externas são

apresentados na tabela 3.

Tabela 3 - Transmitância térmica de paredes externas.

Fonte: ABNT NBR 15.575-4, 2013.

Os cálculos devem estar conforme procedimentos apresentados na ABNT NBR

15.220-2.

A segunda propriedade a ser verificada é a capacidade térmica. Os valores

mínimos admissíveis para a capacidade térmica (CT) das paredes externas são

apresentados na tabela 4.

20

Tabela 4 - Capacidade térmica de paredes externas.

Fonte: ABNT NBR 15.575-4, 2013.

O cálculo deve estar conforme procedimentos apresentados na ABNT NBR

15220-2.

2.5.2.2. Requisito: Aberturas para ventilação

A edificação deve apresentar aberturas, nas fachadas das habitações, com

dimensões adequadas para proporcionar a ventilação interna dos ambientes. Este

requisito aplica-se somente aos ambientes de longa permanência: salas, cozinhas e

dormitórios.

Os ambientes de permanência prolongada devem ter aberturas para ventilação

com áreas que atendam à legislação específica do local da obra, incluindo Códigos de

Obras, Códigos Sanitários e outros.

Quando não houver requisitos de ordem legal, para o local de implantação da

obra devem ser adotados os valores indicados na tabela 5.

Tabela 5 - Área mínima de ventilação em dormitórios e salas de estar.

Fonte: ABNT NBR 15.575-4, 2013.

A análise do projeto arquitetônico deve ser feito considerando, para cada

ambiente de longa permanência, a relação apresentada na equação 8.

21

eq. 8

Onde:

é a área efetiva de abertura de ventilação do ambiente, sendo que para o

cálculo desta área somente são consideradas as aberturas que permitam a livre

circulação do ar, devendo ser descontadas as áreas de perfis, vidros e de qualquer

outro obstáculo; nesta área não são computadas as áreas de portas internas. No caso

de cômodos dotados de portas-balcão ou semelhantes, na fachada da edificação, toda

a área aberta resultante do deslocamento da folha móvel da porta é computada.

é a área de piso do ambiente.

2.5.3. Parte 5: Requisitos para os sistemas de coberturas

A ABNT NBR 15.575-5 apresenta os requisitos e critérios para verificação de

níveis mínimos de desempenho térmico de coberturas, conforme definições, símbolos

e unidades das ABNT NBR 15.220-1 e ABNT NBR 15.220-3.

2.5.3.1. Requisito: Isolação térmica da cobertura

A edificação deve apresentar transmitância térmica e absortância à radiação

solar que proporcionem um desempenho térmico apropriado para cada zona

bioclimática, de acordo com a tabela 6.

22

Tabela 6 - Critérios e níveis de desempenho de coberturas quanto à transmitância térmica.

Fonte: ABNT NBR 15.575-5, 2013.

Caso no projeto do sistema de cobertura haja previsão de isolação térmica,

este deve fazer referências às Normas Brasileiras pertinentes.

23

3. APLICAÇÃO DA METODOLOGIA

O estudo de caso consiste na análise do projeto de uma edificação multifamiliar

sobre o ponto de vista térmico utilizando a metodologia de cálculo de parâmetros da

ABNT NBR 15.220 aplicada às exigências de desempenho da ABNT NBR 15.575.

3.1. Caracterização do empreendimento

Trata-se de um empreendimento residencial de médio padrão situado em Vila

Isabel, zona norte do Rio de Janeiro. O condomínio compreende quatro torres

multifamiliares, cada uma contando com 7 pavimentos, sendo eles térreo, 5

pavimentos tipo e 1 dependência. O empreendimento terá 6.198,18 m² de área

construída, 180 unidades de 2 a 3 quartos e até 242 m².

Figura 4 - Layout da fachada do empreendimento.

Fonte: Empresa X, 2014.

O terreno cruza o quarteirão entre as Ruas Teodoro da Silva e Nossa Senhora

de Lurdes. Em questão de vizinhança, na divisa do terreno ao lado esquerdo trata-se

de uma vila de casas de baixo porte e até dois andares. Ao lado direito encontra-se

uma garagem de ônibus, como pode ser observado na figura 5. O sistema construtivo

utilizado é convencional e utiliza alvenaria modular a fim de melhorar a produtividade.

24

Figura 5 - Localização do empreendimento.

Fonte: Google maps, 2014.

3.2. Caracterização da construtora

A empresa X está entre as 50 marcas brasileiras mais valiosas, segundo

ranking das Marcas Mais Valiosas do Brasil da Revista Dinheiro e eleita a empresa

mais admirada na categoria Incorporadoras e Construtoras do ranking As empresas

mais adimiradas do Brasil da revista Carta Capital. A construtora e incorporadora X

atua em 16 estados e 66 cidades no Brasil. Tem em seu portfólio mais de 300

empreendimentos entregues e possui certificação ISO 9001.

25

3.3. Escolha da unidade a ser analisada

Segundo a ABNT NBR 15.220-3, a região está situada na zona bioclimática 8,

sendo assim, os únicos critérios a serem analisados serão referentes ao dia típico de

verão. Deve-se escolher uma unidade crítica do ponto de vista térmico, respeitando os

seguintes requisitos citados no item 2.5.1.1.

Por se tratar de um edifício multipiso, deve-se selecionar uma unidade no

último andar, com cobertura exposta. Além disso, as condições críticas de verão se

dão preferencialmente em unidades com janela do dormitório ou da sala voltada para

oeste e a outra parede exposta voltada para o norte.

Levando em consideração estas duas condições e a maior área exposta

possível, selecionou-se a unidade 501 do edifício Vita, localizado de frente para a Rua

Teodoro da Silva. Esta unidade duplex possui 3 quartos com suíte e 233,04 m² de

área, como pode-se observar nas plantas humanizadas de seu primeiro pavimento e

dependência nas figuras 6 e 7.

Figura 6 - Planta humanizada do primeiro pavimento da cobertura duplex 501 do edifício Vita. Fonte: Empresa X, 2014.

26

Figura 7 - Planta humanizada da dependência da cobertura duplex 501 do edifício Vita. Fonte: Empresa X, 2014.

A dependência da cobertura duplex 501 do edifício Vita possui uma suíte com

vedação externa voltada para oeste e sala com vedação externa voltada para norte,

como pode ser observado nas figuras 7 e 8. Estas características associado ao fato

de ter umas das maiores áreas expostas do empreendimento foram predominantes

para a escolha desta unidade.

Figura 8 - Localização da unidade 501 do Ed. Vita no empreendimento. Fonte: Empresa X, 2014.

27

3.4. Análise dos requisitos de sistemas de vedações verticais externas

As vedações verticais externas a serem analisadas são heterogêneas

compostas por uma camada externa de emboço em argamassa de 2,5 cm, bloco

cerâmico de 6 furos de tamanho 14 x 19 x 39 cm e uma camada interna de emboço

em argamassa de 2,5 cm, como mostrado nas figuras 8 e 9.

Figura 9 - Desenho esquemático da vedação externa, considerando fluxo de calor

horizontal.

Fonte: Autor, 2014.

Figura 10 - Desenho esquemático do elemento individual, mostrando alvenaria e

argamassa.

Fonte: Autor, 2014.

Para o cálculo dos parâmetros, a ABNT 15.220-2 recomenda que a resistência

térmica do tijolo seja calculada isoladamente para, em seguida, calcular a resistência

da parede.

28

3.4.1. Requisito: Adequação de paredes externas

3.4.1.1. Critério: Transmitância térmica de paredes externas

Para o cálculo da transmitância térmica, foi utilizada a vedação da suíte da

dependência do apartamento por se tratar da parede na direção oeste, portanto o

elemento que recebe maior incidência de raios solares.

O cálculo da resistência térmica do tijolo (Rtijolo) é dada segundo os cálculos a

seguir.

Seção 1 (tijolo):

Seção 2 (tijolo + câmara de ar + tijolo + câmara de ar):

Então:

O cálculo da resistência térmica da parede (Rt) é dada a seguir.

Seção A (emboço + argamassa + emboço)

29

Seção B (emboço + tijolo + emboço)

Portanto:

A resistência térmica total (RT) é então calculada.

Finalmente é possível calcular a transmitância térmica (U).

A absortância térmica ( ) depende da cor utilizada na face externa da

vedação. Para o caso em questão, a fachada será pintada em bege, portanto uma cor

clara. Segundo a NBR 15.575-1, o valor a ser considerado para absortância de cores

claras é de 0,30.

30

De acordo com a ABNT NBR 15.575-4, considerando a localização do

empreendimento na zona bioclimática 8, para valores de absortância ( ) menores

que 0,6, a vedação deve apresentar transmitância térmica (U) menor ou igual a 3,7

W/(m².K), como observado na tabela 1.

Os cálculos apresentados no presente estudo demonstram que o

empreendimento em questão encontra-se conforme à ABNT NBR 15.575, visto que

apresenta transmitância térmica igual a 2,14 W/(m².K).

3.4.1.2. Critério: Capacidade térmica de paredes externas

Segundo a ABNT NBR 15.575-4, não há valores mínimos exigidos para

capacidade térmica de vedações localizadas na zona bioclimática 8, como pode-se

observar na tabela 4.

3.4.2. Requisito: Aberturas para ventilação

Para o requisito de ventilação de ambientes de longa permanência foram

analisadas a suíte e a sala localizadas na dependência do apartamento.

A suíte possui 13,86 m² de área e esquadria com dimensões 1,40 x 2,17 m.

Portanto:

A sala possui 12,96 m² de área e esquadria com dimensões 2,20 x 2,17 m.

Portanto:

31

A ABNT NBR 15.575 exige que edificações localizadas na zona bioclimática 8,

na região sudeste, possuam aberturas grandes. A abertura de ventilação deve ser

maior ou igual a 8%, como pode ser observado na tabela 5. Visto que tanto a sala

quanto a suíte possuem abertura de ventilação 10,96% e 18,42% respectivamente, a

unidade está conforme a norma de desempenho.

3.5. Análise dos requisitos de sistemas de coberturas

3.5.1. Requisito: Isolação térmica da cobertura

A composição da cobertura do edifício em questão poder ser observada na

figura 10.

Figura 11 - Desenho esquemático das camadas da cobertura.

Fonte: Autor, 2014.

3.5.1.1. Critério: Transmitância térmica

O parâmetro (U) é calculado de acordo com a ABNT NBR 15.220-2,

considerando fluxo de calor descendente.

O cálculo da resistência térmica das camadas (Rt) é dado a seguir.

32

A resistência térmica total (RT) pode ser então calculada.

Em posso da resistência térmica total, calcula-se a transmitância térmica.

Segundo a NBR 15.220-3, o fator de ventilação (FV) para coberturas sem forro

é considerado igual a 1,0.

Já para cores escuras como a da placa cimentícia utilizada na parte externa da

cobertura, a ABNT NBR 15.575-1 indica o valor de 0,7 para a absortância térmica.

Para atingir o nível mínimo da ABNT NBR 15.575-5 neste requisito, para

valores de absortância maiores que 0,4, é necessário que a transmitância térmica seja

menor ou igual a 1,5 vezes o fator de ventilação. Portanto:

O cálculo demonstra que a cobertura em questão está conforme a ABNT NBR

15.575-5, já que o resultado obtido para a transmitância térmica, 0,9524 W/(m².K), é

menor que 1,5. Observando a tabela 6, a cobertura satisfaz o nível intermediário,

como esperado para um empreendimento de médio padrão.

33

4. CONSIDERAÇÕES FINAIS

O presente estudo apresentou o histórico da avaliação do desempenho

térmico no Brasil. Percebe-se que a preocupação e normatização do desempenho no

país é uma iniciativa recente, tendo seu início em 2008 com o início da elaboração da

ABNT NBR 15.575 - Edificações Habitacionais - Desempenho. Tal iniciativa é

justificada pela necessidade do usuário ter garantido níveis mínimos de desempenho

da unidade que recebe, já que após os anos 2000 houve grande expansão do setor

imobiliário culminando em uma queda de qualidade das edificações construídas a

partir deste período.

Foram esclarecidos conceitos importantes para o entendimento do

desempenho térmico de uma edificação e como eles caracterizam o empreendimento.

Parâmetros como a transmitância térmica, a capacidade térmica e a área mínima de

ventilação dão insumo para análise das condições relativas ao conforto térmico

oferecido ao usuário. A transmitância térmica demonstra a facilidade com que o calor

é transmitido através do sistema em questão, enquanto a capacidade térmica informa

a quantidade de energia necessária para aumentar em uma unidade a temperatura. É

necessário ter-se em conta a importância da área mínima de ventilação para o

conforto do usuário, proporcionando sempre que possível a ventilação cruzada.

Através do estudo de caso, aplicou-se os conceitos disponíveis nas normas

brasileiras a fim de se ter uma resposta prática para a discussão levantada.

Percebeu-se que todos os requistos propostos pela norma de desempenho foram

atendidos pelo empreendimento em citado. Vale ressaltar que a edificação será

construída em sistema estrutural convencional, sem preocupações específicas com o

conforto térmico, com exceção do tratamento térmico da cobertura. Este fato

demonstra que a ABNT NBR 15.575 está branda em relação aos seus parâmetros,

visto que, do ponto de vista do autor como usuário, em dias típicos de verão na

cidade do Rio de Janeiro é indispensável a utilização de condicionadores de ar.

Sabe-se que desde o início da elaboração da norma de desempenho,

passando pelo período de consulta pública, houveram modificações nos parâmetros

mínimos aceitos na norma. Principalmente no que diz respeito ao conforto térmico,

estes parâmetros foram rebaixados a fim de atender ao que usualmente é tido como

aceitável no mercado imobiliário brasileiro atual. O autor entende a importância da

ABNT NBR 15.575 como um primeiro passo no que concerne à preocupação com o

desempenho das edificações, tendo por principal função despertar no setor da

construção civil o hábito do conceito de desempenho. Porém, para que a norma seja

34

realmente efetiva, em suas próximas revisões os parâmetros devem ser

gradativamente melhorados.

Deve-se ter em vista as limitações desta pesquisa, sabendo-se que ela é

apenas válida para cidades, que como o Rio de Janeiro, encontram-se na zona

bioclimática 8 e para empreendimentos que possuam características similares às

apresentadas neste estudo. Para as demais zonas e características indica-se a

confecção de novos estudos a fim de verificar a validade e conformidade dos

parâmetros particulares destas edificações.

Outro ponto a ser considerado é o fato de as informações necessárias para a

obtenção dos parâmetros para comparação dos níveis mínimos da ABNT NBR 15.575

não estarem consolidadas em um único documento. A norma faz sempre referência à

outras normas, como a ABNT NBR 15.220, dispersando as informações e dificultando

a utilização do documento.

No que concerne à utilização da ABNT NBR 15.220 – Desempenho Térmico

de Edificações, não houve dificuldades relativas ao seu entendimento. A

compartimentalização da norma ajuda o acesso às informações, sendo provida de

diversos exemplos ilustrativos para a maior parte das tipologias construtivas

encontradas em cenário nacional. Nela são encontradas diversas estratégias e

recomendações para o tratamento térmico das edificações, separados por zona

bioclimática, ajudando a concepção de projetos voltados para a climatologia local. Um

ponto a ser atentado é sua última revisão possuir mais de 8 anos, sendo passível de

nova revisão por conta das mudanças climáticas ocorridas neste intervalo de tempo.

Por fim, o autor sugere a confecção de novos estudos sobre desempenho

térmico utilizando zonas bioclimáticas distintas e principalmente empreendimentos de

baixo custo, a fim de verificar o que está sendo produzido neste padrão. Outro

possível estudo é a medição in loco para conferência dos parâmetros calculados,

verificando a eficácia do que é proposto a nível de projeto pela ABNT NBR 15.575 e

se esta realmente atende às ansiedades do usuário no que diz respeito ao conforto

obtido da unidades vendidas atualmente.

35

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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ANEXOS

ANEXO I – Propriedades térmicas dos materiais, ABNT 15.220-2, 2005, p. 39 – 40.

ANEXO II – Absortância e emissividade, ABNT 15.220-2, 2005, p. 41

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ANEXO I

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ANEXO II

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