Roberto LambertsUniversidade Federal de Santa Catarina

Centro Brasileiro de Eficiência Energética em EdificaçõesLaboratório de Eficiência Energética em Edificações

Praticas atuais de projeto e construção (+operação) X praticas recomendadas

Sumário

• Energia no Brasil e no Mundo

• Etiquetagem de edificações PBE Edifica

–(Projeto e Construção)

• Desempenho operacional

–(Operação)

• ZEB

• Mudanças Climáticas

ENERGIA NO BRASIL E NO MUNDO

WE HAVE AP

R

O.

BM

LE

..

Keeping Track- UNEP new report

10000 BC 0 1000 2050

1

3

5

7

9

2012

1992

World Population since 10 000 BC

Tho

usa

nd

Mill

ion

Peo

ple

From Rio to Rio +20

(1992-2012)

+1.5 billion people

Keeping Track

Energy Consumption per Capita- Total -

TEP

pe

r C

apit

a

1992 1997 2002 2007 2009

0

2

4

6

8

12

10 Developed

WordDeveloping

Energy Use Per Capita

TEP

World Bank, World Development Indicators

MUNDO

Hidro

Oil

BioNuclear

Gas

Coal

IEA 2013

Fontes renováveis representam 13%do consumo energético global...

BRASIL

Hidro

Oil

Bio

NuclearGas

Coal

IEA 2013

Em 1970, fontes renováveis de energia (incluindo

biomassa) representavam 80% da matriz energética

brasileira, hoje representam menos de 47%...

0%

25%

50%

75%

100%

Brazil World

non-renewable renewable

BRASIL vs. MUNDO

Matriz energética Brasileira

53%

86%

47%

14%

BEN- 2014 & IEA - 2013

ENERGÉTICO11%

RESIDENCIAL 10%

COMERCIAL 3%

PÚBLICO2%

AGROPECUÁRIO4%

TRANSPORTES 34%

INDUSTRIAL36%

CONSUMO POR SETOR - BRASIL

TOTAL243.911 tep

ELETRICIDADE

18%

BEN- 2014

48%

15%

CONSUMO POR FONTE - BRASIL

1%

24%

27%

45%

2%

RESIDENCIAL23.730 tep

GÁS NATURAL LENHA

ÓLEO DIESEL ÓELO COMBUSTÍVEL

GLP QUEROSENE

ELETRICIDADE CARVÃO VEGETAL

2%1%

5%

90%

1%

COMERCIAL8.064 tep

7%

92%

PÚBLICO3.868 tep

BEN- 2014

ELETRICIDADE

ELETRICIDADE

ELETRICIDADE

GLP

LENHA

CONSUMO POR FONTE - MUNDO

IEA 2013

COOKING SPACE HEATING

WATER HEATING

APPLIANCES

LIGHTING

COOLING

RESIDENCIAL COMERCIAL

SPACE HEATINGOTHERS (IT...)

COOLING

LIGHTING

WATER HEATING

USO FINAL RESIDENCIAL

Source -Avaliação do Mercado de Eficiência Energética no Brasil: Pesquisa na Classe Residencial PROCEL-Eletrobras 2007

Wash machine0.4%

Microwave oven0.1%

Refrigerator22%

Freezer5% Lighting

14% Shower24%

HVAC20%

TV9%

Sound System

3%

Iron3%

Brasil – Consumo e casas por faixa de consumo

29,5 TWh/y

23,5 TWh/y

18,1 TWh/y

37,2 TWh/y

41

13

6

6

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45

0 5 10 15 20 25 30 35 40

0 to 100

101 to 200

201 to 400

over 400

Number of dwellings (million)

Total consumption (TWh/year)

Co

nsu

mp

tio

n b

and

(kW

h/m

on

th)

[TWh/year] [Million dwellings]

200

250

300

350

400

450

500

550

19

90

19

91

19

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19

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19

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19

95

19

96

19

97

19

98

19

99

20

00

20

01

20

02

20

03

20

04

20

05

20

06

20

07

20

08

20

09

20

10

20

11

20

12

20

13

Co

nsu

mo

an

ual

de

ener

gia

elét

rica

(G

Wh

)

Milh

ares

VANTAGENS DAS CRISESBORGSTEIN, 2014

Crise de Energia no Brasil 2014

• Desconto de 20% nas tarifas

• Ano seco

• Falta de gestão da crise- ano de eleições – 2001...

• Custo estimado – 100 Bi

• PROCEL ?

FATOR DE EMISSÃO DE CO2SIN (médio mensal)

0

0,02

0,04

0,06

0,08

0,1

0,12

0,14

0,16

0,18

jan

/09

ab

r/0

9

jul/

09

ou

t/0

9

jan

/10

ab

r/1

0

jul/

10

ou

t/1

0

jan

/11

ab

r/1

1

jul/

11

ou

t/1

1

jan

/12

ab

r/1

2

jul/

12

ou

t/1

2

jan

/13

ab

r/1

3

jul/

13

ou

t/1

3

jan

/14

ab

r/1

4

jul/

14

Fato

r d

e e

mis

são

(tC

O2

/MW

h)

BORGSTEIN, 2014

• Quatro datas por ano em intervalos trimestrais. (FEV, MAI, AGO, NOV)• Terças-feiras e não são feriados.• O horário de pico em MAI e AGO permaneceu constante de 2005 a 2014.• O horário de pico em NOV e FEV era cerca de 20:30 até nov 2009, e migrou para cerca de 15:30 a partir de fev 2010.• Infere-se que houve antecipação do horário de pico no verão mas não houve alteração do horário de pico no inverno.

12:00

14:00

16:00

18:00

20:00

22:00

00:00

ago

/05

no

v/0

5

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06

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/06

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no

v/0

6

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07

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/07

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no

v/0

7

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v/0

8

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9

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/10

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0

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/11

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v/1

1

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/12

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no

v/1

2

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mai

/13

ago

/13

no

v/1

3

fev/

14

mai

/14

ago

/14

Ho

ra d

e P

ico

MESES "QUENTES"

MESES "FRIOS"

MUDANÇA DA HORA DE PICOBORGSTEIN, 2014

CONFORTO TÉRMICO

Conforto Térmico

• Lareira em Manaus

• Edredons na Malásia

• University of California Berkeley – personal comfort

ASHRAE 55 - 2013

Source: Arens et al. 2009.

Source: ASHRAE 55-2013.

ASHRAE 55 - 2013

NBR 16401 aceitou as nossa sugestões.....

PROBLEMAS TÍPICOS DA CONSTRUÇÃO

Cores escuras....alta absortancia solar

Meia Janela....

Sem ventilação cruzada...

12 apartments per floor

NO CROSSVENTILATION

Ganhos de calor interno aumentando....

Vicio ou necessidade?

EFICIÊNCIA EM EDIFICAÇÕES

A Arquitetura e nós precisamos mudar

2. Natural ventilation

1. Confort zone

3. Directevaporativecooling

4. Thermalmass coolingefect

7. Thermalmass heatingefect

8. Passive solar heating

6. Indirectevaporative cooling

Mudança de comportamento

Arquitetura Bioclimática

Condicionamento de ar,Realmente necessário?

Walkie Talkie tower covered with giant net sunshade to tame 'death ray' glare

EFICIÊNCIA ENERGÉTICA

• Na arquitetura– Arquitetura bioclimática, redução de carga térmica

– Cores claras em climas quentes

– Sombra em áreas transparentes

– Ventilação natural

– Iluminação natural

Arquitetura - Lelé

Arquitetura - Lelé

Eficiência Energética

• Iluminação – Tecnologia (T5, LED?)

– Iluminação natural integrada com a artificial

• Condicionamento de ar– Split – etiqueta PBE – A e Selo Procel

– Centrais – COP , ASHRAE 90.1 (2013) e etiqueta PBE Edifica

– Renovação do ar – necessária NBR 16401 - mas recuperação de energia é importante

– Sistemas distritais

ABRAVA - Vendas de Splits 2012-2013

0%

10%

20%

30%

40%

ap. Janela Split

Crescimento do setor de AC Residencial (2012-2013

0,67 0,769

2,69

3,59

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

2012 2013

Milh

õe

s

Evolução das vendas em unidades, aparelhos de ar-condicionado residencial (2012-2013)

Aparelho de Janela Splits

Índices mínimos de desempenho de SPLITs

EFICIÊNCIA MÍNIMA CONDICIONADORES DE AR

3,2

5,25

7,52

3,33,76

2,39

3,172,87

2,32,87

Brasil Australia China UniãoEuropéia

Índia Indonésia EstadosUnidos

Mínimo para obter melhor classificação

Mínimo permitido por lei

CO

P (

W/W

)BORGSTEIN, 2014

Eficiência Energética

• Aquecimento de água– Solar

– Gás

– Cogeração (central de ar condicionado, geração de energia e calor)

ETIQUETAGEM PBE EDIFICA – POTENCIAL (ANTES DE ENTRAR EM OPERAÇÃO)

PBE – Programa Brasileiro de Etiquetagem

www.pbeedifica.com.br

DOCUMENTAÇÃO

Comerciais e públicos Residencial

2009 2010

VOLUNTARIO........

2014 Compulsório para Públicos?

IN02 2014 MPOG - SLTI

IN02 2014 MPOG - SLTI

Obrigatório comprar A•Eletrodomésticos •Geladeiras•Splits (Inverters)•Automóveis•Edificações

Licitação

Projeto CONSTRUÇÃO ENTREGA

Etiqueta de projeto

Etiqueta de edifício construído

Parciais:• Envelope• Envelope + Iluminação• Envelope+ HVAC

Global:• Edificação completa

VISÃO INTEGRADA

Etiqueta de predios comerciais (2009)

67 etiquetas para edificações COMERCIAIS – Projeto

36 de edifício construído54 projeto + 14 obra

2014...

Etiquetas de projeto Etiquetas de obra

0 5 10 15

Pará

Bahia

DF

Minas Gerais

Rio de janeiro

São Paulo

Paraná

Santa Catarina

Rio grande do Sul

Bahia

Minas Gerais

São Paulo

Paraná

Santa Catarina

0 5 10

COMERCIAL

Terminal rodoviário de Brasilia - DF

Edifício MUMA- RJImagem. Fonte: Roberta VG. Souza, Seminário CBCS

Fundação Oswaldo Cruz - RJ

Confea - Brasilia

Hangar Business Park- Salvador

Economia?

Comparação entre os consumos apontaram uma economia média de energia entre os modelos de referência nível “D” e “A” de aproximadamente 26%, variando entre 21% a 34% conforme a edificação e a zona bioclimática.

2036 etiquetas para unidades RESIDENCIAIS2033 projeto + 3 obra

2013...

Etiquetas de projeto Etiquetas de obra: 3

0 500 1000 1500 2000

Ceará

Pará

Bahia

Rio de janeiro

Espiritu Santo

São Paulo

Santa Catarina

Rio grande do Sul

RESIDENCIAL

Jardim das Perdizes, SP

RESIDENCIAL

Projeto Cresol Central ZB 3, Chapecó, SC. Paço verde, Fortaleza

Projeto SJ1 – São José, SC

Edifício Travertino –

Bloco A. Pedra Branca

Casa eficiente - Florianópolis

ENVOLTÓRIA

Desempenho verão

ENVOLTÓRIA

Desempenho inverno

AQUECIMENTO DE

ÁGUA

NÍVEL DE EFICIÊNCIA

DO EDIFÍCIO

Pontuação em

BONIFICAÇÕES

de até 1 ponto

MÉTODO de

avaliação:Prescritivo ou

simulação

PRÉ-REQUISITO

gerais

ENVOLTÓRIA se

condicionada artificialmente,

só informativo

RESIDENCIAL

Ponderação por zona bioclimática....

RESIDENCIAL

DESEMPENHO ENERGÉTICO OPERACIONAL"OPERATIONAL RATING”

Os edifícos certificados LEED economizam energia?

http://www.cbcs.org.br/website/benchmarking-energia/show.asp

Consumo de energia em agências

0

100

200

300

400

500

600

700

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900

1000

75

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0

12

5

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0

17

5

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0

22

5

25

0

27

5

30

0

32

5

35

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37

5

40

0

42

5

45

0

47

5

50

0

Mo

re

Fre

qu

ên

cia

kWh/(m².ano)

Simulação de consumo

Identificar o potencial para melhoria

0

50

100

150

200

250

300

350

400

Ineficiente Típica Eficiente Retrofit Nova

São Paulo

Belém

Consumo = 136,5 + 0,001984*CDHWB,15

Benchmark: agências

kWh/(m2.ano)

• Entender melhor o consumo

• Fornecer uma base de comparação

• Identificar agências com potencial para melhoria

• Reconhecer e bonificar desempenho bom

Escritórios Corporativos de alto padrão

• Levantamento remoto em 140 edifícios

• Oito edifícios selecionados para visitas

• Disponibilizaram dados para o projeto

• Como contrapartida, receberam relatórios energéticos

Consumo por uso final

- 50,00 100,00 150,00 200,00 250,00 300,00 350,00 400,00 450,00

kWh / ano / m² de área condicionada ocupada

Consumo Anual Específico

Refrigeração (Chillers, compressor...) Rejeição de Calor Ventilação (Insuflamento)

Exaustão Subsolos Iluminação Bombeamento de Água (para consumo)

Cargas de tomada Data centers UPS's para cargas de tomada

Cozinha Elevadores Outros

Consumo de áreas comuns

-400,00 0,00 400,00

kWh / ano / m² de área condicionada ocupada

Consumo Anual - Áreas Comuns e Áreas Privativas

Ar Condicionado e Ventilação Iluminação

Cargas de tomada Cargas Especiais

Áreas PrivativasÁreas Comuns

Área privativa desconhecida.

ZERO ENERGYBUILDINGS zero

Zero Energy Building - ZEB

• Processo de projeto– integrado

• Tecnologias– Eficiência Energética– Solar passivo– Aquecimento solar de água– Solar Fotovoltaico– Eólica

• Métrica de desempenho

Alta eficiência

Geração de energia local Conexão à rede

Casa Eficiente- Eletrobras Eletrosul

http://www.eletrosul.gov.br/casaeficiente/

606,55

346,93

266,30

164,43

0,00

100,00

200,00

300,00

400,00

500,00

600,00

700,00

Co

nsu

mo

mé

dio

me

nsa

l [kW

h]

Perfil 1 Perfil 2 Perfil 3 Perfil 4 Perfis de consumo de energia

geração mínima

268 kWh

144 kWh

Família Desperdício + Equipamentos ineficientes

Família Desperdício + Equipamentos eficientes

Família Consciente + equipamentos ineficientes

Família Consciente + equipamentos eficientes

CASA EFICIENTE = ZEB

Casa Éko Solar Decathlon Europe - Madrid

ekobrasil.org/

MCMV ZEB ?

• 1 kWp fotovoltaico – 100 kWh/mês

• Trocar subsidio por investimento

• Casa com geladeira A, lâmpadas PL e ventilador de teto

Informar o usuário...mudar comportamento

http://www.youtube.com/watch?v=6Cf7IL_eZ38http://us.sunpowercorp.com/homes/products-services/monitoring/

MUDANÇAS CLIMÁTICAS

18,00

20,00

22,00

24,00

26,00

28,00

30,00

32,00

34,00

36,00

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5

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6

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8

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0:0

0

São Paulo – 05 a 10 jan – Temperatura operative da sala

LIVING 1963

LIVING 2020

LIVING 2050

ZB

3

Caso Base frente às previsões de mudanças climáticas – ZB3

CONCLUINDO....

Futuro?

• Brasil é um pais em desenvolvimento e ainda consome pouca energia mas precisamos garantir que o nosso desenvolvimento seja sustentável e evitando o desperdício comum em países desenvolvidos.

• Precisamos projetar, construir e operar os nossos edifícios de forma mais eficiente.

http://www.footprintnetwork.org/en/index.php/GFN/page/fighting_poverty_our_human_development_initiative/

Brasil

Obrigado

Roberto Lambertsroberto.lamberts@ufsc.br

www.labeee.ufsc.br