MODELO PREDOMINANTE DE

EDIFÍCIOS DE ESCRITÓRIOS
PARA ANÁLISE ENERGÉTICA EM FLORIANÓPOLIS

TIAGO TAMANINI JUNIOR
ENEDIR GH...
UNIVERSIDADE	FEDERAL	DE	SANTA	CATARINA	
CENTRO	TECNOLÓGICO	
DEPARTAMENTO	DE	ENGENHARIA	CIVIL	
PROGRAMA	INSTITUCIONAL	DE	BO...
AGRADECIMENTOS	
Primeiramente,	 ao	 meu	 orientador,	 Enedir	 Ghisi,	 pela	 oportunidade	 de	
aceitar	e	acreditar	na	minha...
“O	propósito	existencial	do	construir	é	fazer	
um	sítio	tornar‐se	um	lugar,	isto	é,	revelar	os	
significados	presentes	de	...
SUMÁRIO	

AGRADECIMENTOS	....................................................................................................
5.1	Limitações	do	trabalho	..................................................................................................
LISTA	DE	FIGURAS	
Figura	1	–	Diagrama	esquemático	da	Análise	de	Ciclo	de	Vida	em	Edificações.	...............................
LISTA	DE	TABELAS	
Tabela	1	–	Consumo	de	materiais	e	energia	no	setor	da	construção	civil	....................................
SIGLAS	
ACV	 Análise	de	Ciclo	de	Vida	
ACVE	 Análise	de	Ciclo	de	Vida	Energético	
BIM	 Building	Information	Modeling	
CAD	...
RESUMO	
	
Diante	 do	 notável	 consumo	 de	 energia	 de	 um	 edifício	 de	 escritórios	 durante	 seu	
ciclo	de	vida,	este	...
INTRODUÇÃO	

	

	

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1 INTRODUÇÃO	
	
1.1 Considerações	iniciais	
A	 busca	 por	 suprir	 as	 necessidades	 humanas	 nos	...
INTRODUÇÃO	

	

	

11	

Tabela	1	–	Consumo	de	materiais	e	energia	no	setor	da	construção	civil	
Recurso	
Índice	de	uso	
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INTRODUÇÃO	

	

	

12	

A	 NBR	 ISO	 14040	 de	 2001	 identifica	 a	 ACV	 como	 uma	 técnica	 que	 estuda	 os	
aspectos	 a...
INTRODUÇÃO	

	

	

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empresarial.	Diversos	casos	a	partir	do	final	da	década	de	1980	apontam	100%	de	
áreas	 envidraçad...
INTRODUÇÃO	

	

	

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de	edifício	para	ut...
INTRODUÇÃO	

	

	

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No	quarto	capítulo,	Resultados,	é	apresentada	a	fase	de	saída	de	dados	do	método	
aplicado.	 Dessa...
REVISÃO	BIBLIOGRÁFICA	

	

	

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2 REVISÃO	BIBLIOGRÁFICA	
	
2.1 Introdução	
Neste	capítulo	são	abordados	quatro	temas	de...
REVISÃO	BIBLIOGRÁFICA	

	

	

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fontes	 de	 energia,	 os	 planos	 nacionais	 de	 governo	 têm	 tratado	 de	 ampliar	 os...
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Com	 a	 crise	 energética	 dos	 anos	 1970	 e	 posteriormente	 os	 interesses	 sociais	...
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Figura	4	–	Organograma	da	Análise	de	Ciclo	de	Vida.	

	

Fonte:	NBR	ISO	14040.	

	
A	Fi...
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A	 energia	 de	 desconstrução	 é	 obtida	 na	 etapa	 final	 do	 ciclo	 de	 vida.	 Os	 r...
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atribuído	 de	 informações	 (EASTMAN	 et	 al.,	 2008).	 No	 método	 tradicional	 de	
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Sistemas	de	abertura;	...
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Fonte:	Lambert...
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MÉTODO	

	

	

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3 MÉTODO	
	
	
3.1 Introdução	
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MÉTODO	

	

	

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3.5 Orientação	solar	dos	edifícios	
As	orientações	foram	obtidas	através	imagens	de	satélite	do	softwa...
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MÉTODO	

	

	

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3.9.5 Elementos	de	proteção	solar	
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MÉTODO	

	

	

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dos	analisados.	A	Figura	12	apresenta	as	possibilidades	de	entorno	estudadas	para	
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RESULTADOS	

	

	

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4 RESULTADOS	
	
4.1 Considerações	Iniciais	
Através	 dos	 dados	 fornecidos	 pela	 SUSP,	 puderam‐...
RESULTADOS	

	

	

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RESULTADOS	

	

	

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RESULTADOS	

	

	

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RESULTADOS	

	

	

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RESULTADOS	

	

	

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4.2.5 Quantidade	de	pavimentos	por	edifício	
Na	Figura	22,	nota‐se	que	a	quantidade	de	pavimentos	...
Modelo Predominante de Edifícios de Escritórios para Análise Energética em Florianópolis
Modelo Predominante de Edifícios de Escritórios para Análise Energética em Florianópolis
Modelo Predominante de Edifícios de Escritórios para Análise Energética em Florianópolis
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Modelo Predominante de Edifícios de Escritórios para Análise Energética em Florianópolis

  1. 1. MODELO PREDOMINANTE DE EDIFÍCIOS DE ESCRITÓRIOS PARA ANÁLISE ENERGÉTICA EM FLORIANÓPOLIS TIAGO TAMANINI JUNIOR ENEDIR GHISI ORIENTADOR ULISSES MUNARIM COLABORADOR PIBIC/CNPq BIPI/UFSC
  2. 2. UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA CENTRO TECNOLÓGICO DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL PROGRAMA INSTITUCIONAL DE BOLSAS DE INICIAÇÃO CIENTÍFICA PIBIC/CNPq – BIPI/UFSC 2012/2013 MODELO PREDOMINANTE DE EDIFÍCIOS DE ESCRITÓRIOS PARA ANÁLISE ENERGÉTICA EM FLORIANÓPOLIS Tiago Tamanini Junior ORIENTADOR Enedir Ghisi, PhD COLABORADOR Ulisses Munarim Florianópolis, 31 de agosto de 2013.
  3. 3. AGRADECIMENTOS Primeiramente, ao meu orientador, Enedir Ghisi, pela oportunidade de aceitar e acreditar na minha pesquisa que, acima de tudo, é mérito da continuidade de trabalhos precedentes e será fonte para outros futuros que assim o considerarem pertinente. Ao Ulisses Munarim, importante colaborador e fomentador da minha temática e base literária. Foi quem me ingressou neste meio e que tem me estimulado ainda mais a continuar sendo pesquisador. À Fernanda Sasse, minha esposa, a qual esteve do meu lado em diversos momentos da pesquisa, seja ouvindo minhas felicitações por novas descobertas, seja pelas frustrações dos caminhos não satisfatórios que a pesquisa científica gera ocasionalmente. Aos meus pais, Frida Lange e Tiago Tamanini, que acreditaram e me incentivaram nos estudos desde minha formação primária. A estes devo muito mais do que ainda poderei retribuir. Ao CNPq e à UFSC que me concederam a bolsa de pesquisa, a qual reconheci melhor após o ingresso e que, se houvesse nova oportunidade, novamente ingressaria. À Jonathan Raphael Vieira da Rosa, o qual concedeu para mim livre uso de sua fotografia do centro de Florianópolis para ilustrar a capa deste trabalho. Tentando fazer jus a todos que me auxiliaram de alguma forma nesta pesquisa, cito os nomes das instituições, empresas e profissionais, mesmo com questionável risco de cometer deslembrança dos que também tiveram importância neste trabalho: Cota Empreendimentos – Marco Aurélio Alberton (Diretor Técnico). Espaço Livre Arquitetura – Patrizia Chippari (Arqª). Hoepcke Administração e Construção – Adriano. RCD Participações – Andreza De Jesus e Gilnei João do Bem (Engº Civil). Labcon –Fernando Simon Westphal (Engº PhD.). LabEEE – Aline Schaefer (Arqª), Ariadne Marques de Mendonça (Engª Civil), Arthur Santos Silva (Engº Civil), Bruna Balvedi (Arqª), Cláudia Donald Pereira (Arqª Ma.), Karran Besen (Graduando em Ciências da Computação), Leonardo Mazzaferro (Engº Civil), Márcio Sorgato (Arqº Me.), Miguel Pacheco (Arqº Dr.), Renata De Vecchi (Arqªl Ma.) e Arquiteto Mestre Rogério Versage (Arqº Me.). SUSP – Eneda e Adam de Lima Cardoso (Estagiário).
  4. 4. “O propósito existencial do construir é fazer um sítio tornar‐se um lugar, isto é, revelar os significados presentes de modo latente no ambiente dado.” Christian Norberg‐Schulz
  5. 5. SUMÁRIO AGRADECIMENTOS ............................................................................................................................................. 2 LISTA DE TABELAS ............................................................................................................................................. 7 SIGLAS........... ......................................................................................................................................................... 8 RESUMO……. ......................................................................................................................................................... 9 . 1INTRODUÇÃO ................................................................................................................................................. 10 . 1.1 Considerações iniciais .......................................................................................................................... 10 1.2 Objetivos ................................................................................................................................................. 14 1.2.1Objetivo geral.... ................................................................................................................................................ 14 1.2.2Objetivos específicos ...................................................................................................................................... 14 1.3 Estrutura do trabalho ........................................................................................................................... 14 2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ........................................................................................................................... 16 2.1 Introdução .............................................................................................................................................. 16 2.2 Consumo Energético da Construção Civil no Brasil ....................................................................... 16 . 2.3 Análise de Ciclo de Vida Energético ................................................................................................... 18 2.3.1 Contexto Histórico ......................................................................................................................................... 18 . 2.3.2 Normalização.... ................................................................................................................................................ 19 2.3.3 Análise de Ciclo de Vida Energético (ACVE) em Edificações ....................................................... 20 2.4 Simulação Computacional ................................................................................................................... 22 2.4.1 BIM – Building Information Modeling .................................................................................................... 22 2.4.2 Simulação energética computacional .................................................................................................... 24 2.4.3 Interoperacionalidade entre BIM e simulação energética computacional ........................... 25 2.4.4 Integração entre BIM e simulação energética computacional .................................................... 27 2.5 Modelo predominante .......................................................................................................................... 27 2.6 Considerações finais ............................................................................................................................. 30 3 MÉTODO.... ...................................................................................................................................................... 32 3.1 Introdução .............................................................................................................................................. 32 3.2 Levantamento de dados ....................................................................................................................... 32 3.3 Distinção dos edifícios de escritório .................................................................................................. 32 3.4 Localização ............................................................................................................................................. 33 3.5 Orientação solar dos edifícios ............................................................................................................. 34 3.6 Forma ...................................................................................................................................................... 34 . 3.7 Elementos de proteção solar ............................................................................................................... 34 3.8 Relação solo‐edifício ............................................................................................................................. 34 3.9 Definição do modelo predominante .................................................................................................. 34 3.9.1 Número de pavimentos ..................................................................................................................... 35 3.9.2 Forma ................................................................................................................................................... 35 3.9.3 Dimensões ..................................................................................................................................... 35 3.9.4 Orientações das fachadas ........................................................................................................... 35 3.9.5 Elementos de proteção solar ..................................................................................................... 36 3.9.6 Detalhes construtivos ................................................................................................................. 36 . 3.9.7 Percentual de área de janela na fachada – PJF ....................................................................... 36 3.9.8 Relação solo‐edifício .................................................................................................................... 36 3.9.9 Entorno .......................................................................................................................................... 36 3.10 Considerações finais ........................................................................................................................... 37 4 RESULTADOS ................................................................................................................................................. 38 4.1 Considerações Iniciais .......................................................................................................................... 38 4.2 Análise de levantamento do parque edilício .................................................................................... 41 4.2.1 Tempo de execução das obras .................................................................................................................. 41 4.2.2 Localização dos edifícios ............................................................................................................................. 43 4.2.3 Orientação solar das Fachadas ................................................................................................................. 44 4.2.4 Forma das edificações .................................................................................................................................. 44 4.2.5 Quantidade de pavimentos por edifício ................................................................................................ 46 4.2.6 Pé‐direito dos escritórios ............................................................................................................................ 47 4.2.7 Áreas envidraçadas ........................................................................................................................................ 47 4.2.8 Relação solo‐edifício ..................................................................................................................................... 54 . 4.2.9 Obstrução de entorno ................................................................................................................................... 55 4.3 Modelo predominante .......................................................................................................................... 55 5 CONCLUSÕES .................................................................................................................................................. 61
  6. 6. 5.1 Limitações do trabalho ......................................................................................................................... 61 5.2 Sugestões para trabalhos futuros ...................................................................................................... 62 . REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ................................................................................................................. 64 APÊNDICES......... ................................................................................................................................................ 65 ANEXOS..................................................................................................................................................................96
  7. 7. LISTA DE FIGURAS Figura 1 – Diagrama esquemático da Análise de Ciclo de Vida em Edificações. .......................................... 11 Figura 2 – Produção de Energia Primária. .................................................................................................................... 17 Figura 3 – Participação da construção civil no PIB, emprego e energia consumida brasileira . .......... 18 Figura 4 – Organograma da Análise de Ciclo de Vida. ............................................................................................. 20 Figura 5 – Cronologia esquemática de uma ACVE para edifícios. ...................................................................... 21 Figura 6 – Diferença entre CAD e BIM para atribuição de informações em um projeto. ......................... 23 Figura 7 – Processo de gerenciamento de um modelo BIM para análise energética................................. 24 Figura 8 – Ilustração dos quatro parâmetros utilizados para definição de tipo predominante de edifícios conforme a metodologia DOE. ......................................................................................................................... 27 Figura 9 – Porcentagem de edifícios que possuem elementos de proteção solar. ...................................... 29 Figura 10 – Tipos de vidros utilizados em edifícios de escritórios. .................................................................. 30 Figura 11 – Região de estudo dos edifícios de escritório em Florianópolis. ................................................. 33 Figura 12 – Relação de estudo da obstrução do entorno. ...................................................................................... 37 Figura 13 – Número de Habite‐ses de edifícios de escritórios novos liberados por ano entre 2004 e 2012. .............................................................................................................................................................................. 40 Figura 14 – Tempo de execução dos edifícios por ano de início de construção. ......................................... 41 Figura 15 – Eficiência construtiva dos edifícios de escritórios em Florianópolis por tamanho de empreendimento...................................................................................................................................................................... 42 Figura 17 ‐ Ocorrência de edifícios de escritórios por bairro. ............................................................................. 43 Figura 18 ‐ Orientação da fachada principal. .............................................................................................................. 44 . Figura 19 ‐ Forma em planta dos edifícios. .................................................................................................................. 44 Figura 20 – Desenho arquitetônico em corte e respectiva fotografia do edifício Dall Center para representação de chanfro na volumetria do edifício. .............................................................................................. 45 Figura 21 – Desenho arquitetônico em corte e respectiva fotografia do edifício ACCR para demonstração de escalonamento na volumetria do edifício. ............................................................................... 45 Figura 22 – Quantidade de edifícios por número pavimentos. ........................................................................... 46 Figura 23 – Quantidade de pavimentos por edifício em detrimento do ano de alvará. ........................... 46 Figura 24 – Quantidade de edifícios por pé‐direito dos pavimentos‐tipo. .................................................... 47 . Figura 25 – Percentual de área envidraçada por fachada principal (2004‐2012). .................................... 48 Figura 26 – Percentual de área envidraçada por fachada principal (1974‐2003). .................................... 48 Figura 27 – Área envidraçada na fachada principal por ano de liberação de alvará da SUSP. .............. 49 Figura 28 – Variação de percentagem de área envidraçada nas fachadas principais no decorrer do tempo (datas por alvarás). ................................................................................................................................................... 50 Figura 29 – Percentual de área envidraçada por fachada secundária. ............................................................ 51 Figura 30 – Percentual de área envidraçada por fachada secundária. ............................................................ 52 Figura 31 – Percentual de área envidraçada por orientação e tempo. ............................................................ 53 Figura 32 – Quantidade de edifícios por pavimentos no subsolo. ..................................................................... 54 Figura 33 – Desenho arquitetônico em corte mostrando os pavimentos de subsolo do edifício Prime Tower. .............................................................................................................................................................................. 54 Figura 34 – Premier Office Center e Max & Flora Center, empreendimentos excepcionais aos resultados dos modelos predominantes. ...................................................................................................................... 58 Figura 35 – Maquete eletrônica do modelo predominante do Centro. ............................................................ 59 Figura 36 – Maquete eletrônica do modelo predominante da Bacia do Itacorubi. .................................... 59 Figura 37 – Características dos pavimentos nos modelos predominantes. ................................................... 60
  8. 8. LISTA DE TABELAS Tabela 1 – Consumo de materiais e energia no setor da construção civil ...................................................... 11 Tabela 2 – Capacidade de interoperacionalidade entre ferramentas BIM e de simulação energética computacional através de arquivos gbXML. ................................................................................................................ 26 Tabela 3 – Quantidade de edifícios ocupados por variação de anos. ................................................................ 38 Tabela 4 – Características dos edifícios analisados. ................................................................................................. 39 Tabela 5 – Quadro de áreas do edifício Premier Office Center com previsão de ganho de área construída por transferência do direito de construir e construção de obra de arte. ................................ 40 Tabela 6 – Características dos modelos predominantes. ....................................................................................... 57
  9. 9. SIGLAS ACV Análise de Ciclo de Vida ACVE Análise de Ciclo de Vida Energético BIM Building Information Modeling CAD Computer‐aided Design DOE Department of Energy EI Energia Incorporada IBPSA International Building Performance Simulation Association IEA International Energy Agency ISO International Organization for Standardization NBR Norma Brasileira Regulamentadora SETAC Society of Environmental Toxicology and Chemistry
  10. 10. RESUMO Diante do notável consumo de energia de um edifício de escritórios durante seu ciclo de vida, este trabalho avalia o parque edilício de escritórios de Florianópolis ‐ SC. Seu principal objetivo é elaborar um modelo predominante deste parque com início de ocupação entre 2004 e 2012, o qual possa ser utilizado para análise energética. Para isso, foram realizadas, a partir de dados da Secretaria de Urbanismo e Serviços Públicos (SUSP), análises de características físicas, geométricas e geográficas assim como a modelagem de maquetes eletrônicas que representassem o tipo predominante dessas edificações na cidade. O levantamento englobou 30 empreendimentos, dos quais 18 no Centro e 12 na Bacia do Itacorubi. Para complementar os dados da SUSP, foram consultados softwares de localização e geração de imagens de satélite assim como profissionais da construção civil envolvidos nos edifícios analisados. Constatou‐se assim que 57% do parque edilício total possuem mais de 50% de superfície envidraçada, tendo um aumento significativo no decorrer das últimas décadas. A pesquisa resultou também que a orientação de maior percentual de área envidraçada esteve sempre relacionada à visualização pela fachada principal ou secundária e não à vulnerabilidade do impacto da insolação pelas faces dos edifícios. Ainda foram apontados que os modelos predominantes do Centro e da Bacia do Itacorubi possuem áreas envidraçadas semelhantes, entretanto os edifícios do Centro possuem maior gabarito que os da Bacia do Itacorubi e estes maiores áreas construídas devido a implantações em lotes de maiores dimensões. Deste modo concluiu‐se que há pouca preocupação de órgãos públicos e parte dos projetistas na concepção e análise da eficiência energética das edificações. A finalidade estética visual e o dimensionamento de espaços conforme demandas econômicas foram os elementos determinantes do projeto de edifícios de escritórios em Florianópolis. Palavras‐chave: edifícios de escritórios, modelo predominante, análise energética.
  11. 11. INTRODUÇÃO 10 1 INTRODUÇÃO 1.1 Considerações iniciais A busca por suprir as necessidades humanas nos ambientes construídos sempre foi uma premissa básica da arquitetura. Os primeiros núcleos de civilização possuíam uma íntima integração com a natureza, onde a matéria‐prima extraída sofria poucos processos de transformação até a sua fase final de uso. Dessa forma, havia um baixo consumo de energia, que inicialmente era movido por força animal (incluindo a humana). A partir da era moderna, os processos de transformação da matéria‐prima passaram a ser industrializados, aumentando a extração de recursos naturais e o consumo de energia. A larga escala de produção de materiais para a construção civil se disseminou pelo mundo e tornou a máquina o centro de expectativas da humanidade. Durante meados do século XX foi reduzido o uso de variáveis ambientais como condicionantes de projetos para edificações, visto que os sistemas elétricos (ventiladores, condicionadores de ar) substituíram os sistemas passivos de conforto ambiental e os materiais naturais para construção foram substituídos por materiais manufaturados. Além disso, devido ao processo de globalização, a indústria levou ao mundo materiais de regiões específicas, aumentando as distâncias de transporte e desfavorecendo o balanço energético entre produção e consumo locais. Havendo a primeira crise energética nos anos 1970, com o aumento dos preços dos barris de petróleo no Oriente Médio, a origem das fontes energéticas foi questionada. Reduzir o consumo e substituir combustíveis fósseis por energias renováveis tornou‐se pauta de vários congressos e acordos internacionais, como a Rio 92 e o Tratado de Kyoto. A amplitude dessa problemática mundial chegou à construção civil posteriormente. Alguns segmentos do setor se voltaram para os processos de fabricação de materiais enquanto outras linhas de pesquisa discutiram os usos finais de equipamentos eletrodomésticos e de climatização. Houve neste momento um despertar para as questões relacionadas ao ciclo de vida das edificações (TAVARES, 2006). Além da crise energética, houve também preocupações relacionadas aos impactos da construção civil no meio ambiente e na saúde humana. Um exemplo da interferência que o setor tem gerado em escala global a estes casos pode ser observado na Tabela 1.
  12. 12. INTRODUÇÃO 11 Tabela 1 – Consumo de materiais e energia no setor da construção civil Recurso Índice de uso Efeitos Destruição do ambiente de mineração, geração 40% de resíduos tóxicos, remoção de florestas, Matéria‐prima Atividades de mineração Madeira Energia Água Resíduos Ar 25% Exploração de reservas 40% Fontes de energia poluição do ar e água do processamento Desflorestamento, perda da diversidade de fauna e flora, desertificação e comprometimento de mananciais de água Poluição do ar, chuva ácida, mudança de cursos de rios, lixo atômico e aumento do aquecimento global 16% Poluição de córregos e rios, escassez de água para consumo humano 50% Lixo municipal Acúmulo de resíduos com infiltrações de líquidos tóxicos e metais pesados para os lençóis freáticos 30% Aumento dos índices de doenças respiratórias e Recursos hídricos continentais perdas de 10 bilhões de dólares em Má qualidade interna do ar das produtividade das empresas novas edificações ou das reformadas Fonte: Roodman et al, 1995 apud Tavares (2006). Esses dados revelam, de uma forma geral, os principais impactos da construção civil, apontando conclusões da influência que as edificações geram ao longo de suas vidas. O estudo destes impactos ao longo da vida de um bem ou serviço está relacionado ao método da Análise de Ciclo de Vida. Esse método, a Análise de Ciclo de Vida, surgiu a partir de estudos de impactos de produtos manufaturados, onde se pôde chegar posteriormente à aplicação em edifícios. Deste modo, seu conceito baseia‐se na formação de uma base de dados – inventário – para posterior avaliação comparativa de entradas, saídas e impactos ambientais potenciais. O processo de Análise de Ciclo de Vida de Edificações pode ser compreendido de forma resumida através da Figura 1. Figura 1 – Diagrama esquemático da Análise de Ciclo de Vida em Edificações. Fonte: Tavares (2006).
  13. 13. INTRODUÇÃO 12 A NBR ISO 14040 de 2001 identifica a ACV como uma técnica que estuda os aspectos ambientais e os impactos potenciais ao longo da vida de um bem ou serviço. Os aspectos e impactos ambientais estudados na ACV são diversos e incluem o uso de recursos, a saúde humana e as consequências ecológicas. A partir da avaliação destes impactos, a ACV pode auxiliar na melhoria dos aspectos ambientais de bens ou serviços, na tomada de decisões de empresas e organizações governamentais, além da seleção de indicadores de desempenho ambiental (NBR ISO 14040, 2001). Apesar de a ACV possuir grande utilidade, exige considerável tempo e recursos para levantamento de dados (CHEHEBE, 1998). É recorrente que os impactos relativos ao consumo de energia são significativos nos estudos de ACV. Dessa forma, analisando tempo e recursos, esta pesquisa se foca apenas na modelagem de um edifício referencial que possa ser utilizado para análise energética, podendo incluir assim a Análise de Ciclo de Vida Energético – ACVE. A ACVE estuda, principalmente, o conceito de Energia Incorporada. Esta avalia a soma de todos os recursos energéticos consumidos na fabricação de um produto. O processo inicia‐se com a extração de matéria‐prima, a fabricação e montagem do produto, além de todo o ciclo de transporte necessário à consolidação e distribuição até a chegada ao consumidor final (NBR ISO 14040, 2001). No panorama brasileiro da construção civil todos os setores apontam para um contínuo crescimento do consumo de energia. O setor residencial contém o maior valor absoluto de consumo, enquanto o comercial, o maior valor de expansão. Entre 2001 e 2009, edifícios comerciais aumentaram em 32% o consumo de energia operacional, sendo que desta a elétrica superou sozinha 44% (BEN, 2011). Em Florianópolis, a eletricidade em edificações comerciais corresponde a um crescimento de 49% para o mesmo período, significativo para uma cidade que, sobretudo, tem sofrido igualmente um aumento do consumo de 28% em edifícios residenciais (CELESC, 2009). O acelerado crescimento econômico de Florianópolis aliado a um ecossistema insular e continental devem coexistir pacificamente. O setor de prestação de serviços, responsável por grande parte do PIB municipal (IBGE, 2009), merece atenção em meio às fragilidades ambientais da cidade. Sua inserção aflorada de um marketing dito sustentável deve provir de políticas de eficiência energética durante todo o ciclo de vida das edificações que o representam. A construção civil dentro do setor comercial, em especial os edifícios de escritórios, tem se alimentado da produção de edificações tecnologicamente mais sofisticadas. Florianópolis já aponta propagandas e investimentos de grandes corporações da construção civil para realização de arquiteturas corporativas, onde se tem repercutido estéticas de edifícios envidraçados como ideais do sucesso
  14. 14. INTRODUÇÃO 13 empresarial. Diversos casos a partir do final da década de 1980 apontam 100% de áreas envidraçadas em algumas fachadas dos edifícios de escritórios (SANTANA, 2006). Esses tipos predominantes de arquiteturas se mostram interessantes a serem analisadas, especialmente por contradizerem em alguns casos o uso de tecnologias modernas com impactos ambientais severos. O consumo de energia e de recursos naturais são fatores relevantes na análise de levantamento dos tipos predominantes de edificações comerciais em Florianópolis. Os profissionais que projetam estes edifícios possuem grande responsabilidade na tomada de decisões ao escolherem formas construtivas e especificação de materiais. Parâmetros construtivos como fundação, estrutura, paredes externas e cobertura influenciam na maior parte da energia incorporada em edificações (THORMARK, 2002). Embora a atual arquitetura de edifícios de escritórios apresente modernas e inteligentes tecnologias, pouco demonstra de uma preocupação real com a sustentabilidade. Dessa forma pode‐se ter um balanço do quanto realmente as tecnologias mais recentes da construção civil influenciam no processo de análise do projetista com o desenho de um envelope arquitetônico eficiente energeticamente. Devido à evolução tecnológica dos elementos construtivos, o projeto do edifício em si passa muitas vezes a ser um mero desenho estético e organizacional, não relevando o processo intelectual do projetista em realizar arquiteturas inteligentes do ponto de vista ambiental. Como já citado, desde a década de 1990 acordos e tratados ambientais mundiais têm pressionado a construção civil a melhorar seus índices de impacto ambiental. Devido a isso, o modo de projetar já inserido no meio computacional foi incorporado a novos processos de testes e simulações de edifícios. Ferramentas de computador que simulam o consumo de energia em edifícios e o conforto ambiental têm sido os mais comuns nos novos processos de projetação com ênfase em eficiência energética. Por isso, diversos estudos e pesquisas se lançaram especialmente na criação e desenvolvimento dessas plataformas. Organizações como a International Building Performance Simulation Association (IBPSA) e a International Energy Agency (IEA) têm amplamente divulgado e estimulado o uso de simulação energética computacional em edificações. Encontros internacionais como a Building Simulation Conference são as grandes apostas de possibilidades de avanço científico nos processos de projetação de edifícios mais sustentáveis (IBPSA, 2011). De modo contextualizado a esses estudos entre estéticas arquitetônicas e eficiência energética, esta pesquisa traz à tona a influência do envelope arquitetônico ao longo do ciclo de vida energético das edificações de escritórios. Através de levantamentos dos principais edifícios de escritórios de Florianópolis com início de
  15. 15. INTRODUÇÃO 14 ocupação entre 2004 e 2012, realizar‐se‐á a modelagem de um tipo predominante de edifício para utilidade posterior em simulações energéticas computacionais. 1.2 Objetivos 1.2.1 Objetivo geral Este trabalho tem como objetivo principal elaborar um modelo predominante de um grupo de edifícios de escritórios construídos em Florianópolis‐SC entre 2004 e 2012 que possa ser utilizado para análise energética. 1.2.2 Objetivos específicos Os objetivos específicos deste trabalho consistem em:  Definir o modelo predominante de edifícios de escritórios com início de ocupação entre 2004 e 2012 em Florianópolis – SC;  Obter um novo acervo edilício para futuras pesquisas acerca da análise energética dos mesmos;  Levantar as principais características construtivas dos edifícios estudados. 1.3 Estrutura do trabalho O presente trabalho encontra‐se divido em cinco capítulos: Introdução, Revisão Bibliográfica, Método, Resultados e Conclusões. No primeiro capítulo – Introdução – o tema do trabalho é apresentado e justificado, apontando brevemente a importância do assunto e os objetivos a serem alcançados. A Revisão Bibliográfica faz uma apresentação e explanação do método de análise de ciclo de vida energético em edificações. Revela‐se então um levantamento de formas de definição de tipo predominante para edifícios. Posteriormente são apresentados os programas computacionais para efetivação da pesquisa. O Método está englobado então no terceiro capítulo, onde se mostra inicialmente uma breve descrição dos métodos adotados seguidos da explicação de como se realizou o levantamento de dados das edificações existentes para posteriormente se fazer a definição do tipo predominante. Ao final é mostrado um subcapítulo com breves considerações sobre o método instituído.
  16. 16. INTRODUÇÃO 15 No quarto capítulo, Resultados, é apresentada a fase de saída de dados do método aplicado. Dessa forma, o tipo predominante é caracterizado para uso futuro de análises energéticas. Ao final do capítulo novamente são realizadas considerações sobre os resultados obtidos. São obtidas então no quinto capítulo as Conclusões, as quais são extraídas das análises obtidas a partir dos resultados expostos no quarto capítulo deste trabalho. Estas considerações finais apontam para um breve diagnóstico do envelope arquitetônico de edifícios de escritórios. Serão apresentadas ainda limitações da pesquisa e sugestões para futuros trabalhos.
  17. 17. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 16 2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 2.1 Introdução Neste capítulo são abordados quatro temas de importância para essa pesquisa: o consumo energético da construção civil no Brasil; a análise de ciclo de vida energético em edificações; a simulação computacional e a análise de tipos predominantes de edifícios. Referente à importância de se estudar eficiência energética em edificações, o subcapítulo sobre o consumo energético da construção civil no Brasil relaciona e descreve o alto consumo de energia por parte do setor com a baixa empregabilidade e participação do PIB se visto proporcionalmente a outros setores da economia. A literatura também percorre referências internacionais que mostram o impacto dos edifícios no globo e a preocupação de diversos países acerca do tema desde a década de 1970. Sequencialmente o subcapítulo da análise de ciclo de vida energético em edificações explica a origem e a importância dessa metodologia na avaliação potencial de impacto dos edifícios no meio ambiente. Na literatura da simulação computacional são levantadas as referências bibliográficas mais recentes nacionais e internacionais, principalmente às que relacionam atuais problemáticas de interoperacionalidade entre Building Information Modeling e Simulação Energética Computacional. Antes das considerações finais há um breve levantamento de pesquisas relacionadas a tipos predominantes de edifícios, em especial edifícios de escritórios para que se possam ser utilizadas informações construtivas na simulação e caracterização de elementos relevantes das edificações analisadas. 2.2 Consumo Energético da Construção Civil no Brasil Os países atingidos pela crise do petróleo durante a década de 1970 estão entre os maiores financiadores de políticas de eficiência energética em edificações. Segundo a International Energy Agency (IEA), as edificações contam por quase um terço da energia final consumida no mundo (IEA, 2011). Desta parte, aproximadamente metade do consumo energético em edificações é devido ao aquecimento e resfriamento de ambientes assim como ao aquecimento de água. Estes fatores tornam o desempenho energético em edifícios um critério essencial para políticas governamentais em países com escassez de energia. No panorama brasileiro, o crescimento econômico nas últimas décadas tem demandado uma expansão da matriz energética nacional. Para a expansão das
  18. 18. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 17 fontes de energia, os planos nacionais de governo têm tratado de ampliar os centros de produção de energia, em especial os derivados da cana‐de‐açúcar. A Figura 2 demonstra a variação da produção de energia primária no Brasil em quarenta anos. Figura 2 – Produção de Energia Primária. Fonte: MME, 2012. Contrário ao que se espera, o Brasil passou por um crescimento muito mais expressivo na produção de energia a partir do petróleo do que a partir de energias renováveis. Contudo, programas governamentais têm realizado grandes investimentos no setor energético renovável. Como exemplo, tem‐se a usina de Belo Monte e as usinas eólicas nordestinas. Além da produção de energia renovável, houve também um olhar para a eficiência energética dos setores da economia brasileira. Com a crise de energia em 2001, o Brasil se voltou a inserir leis que exigissem minimamente bons desempenhos energéticos de aparelhos e máquinas domésticas. A etiqueta Procel é o maior contribuinte para esses casos. No país, o consumo de energia elétrica em edificações, ou seja, nos setores residencial, comercial e público, correspondeu a 47% da eletricidade consumida em 2010 (BEN, 2011). Porém, de modo geral, o setor da construção civil ainda recebe pouca atenção quanto ao uso racional de energia. Além do uso de energia para operação das edificações, há também o impacto da própria construção para a sociedade. A exemplo disso, a construção civil ocupa um valor significativo no
  19. 19. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 18 âmbito ambiental, social e econômico brasileiro. Enquanto representa 5,7% do PIB brasileiro, consome 15% de toda a energia secundária e gera 7,6% de empregos no país. A Figura 3 demonstra o cruzamento dessas informações em dez anos. 16 14 12 10 8 6 4 Participação do PIB (%) Participação de Emprego (%) 2 Energia Consumida (%) 0 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 Figura 3 – Participação da construção civil no PIB, emprego e energia consumida brasileira. Fonte: IBGE, 2010. Apesar de considerável participação do PIB e da oferta de empregos, a construção civil responde por um índice muito elevado da energia total consumida no país. Segundo o Conselho Brasileiro de Construção Sustentável (CBCS), a construção civil poderia reduzir a energia consumida de 30% a 40%, o que significaria uma queda de aproximadamente 5% do total no país. 2.3 Análise de Ciclo de Vida Energético 2.3.1 Contexto Histórico No período pós‐guerra novas tecnologias para a geração de energia foram pesquisadas e balanceadas entre si. Um bom exemplo disso foram as usinas nucleares, estudadas por pesquisadores para um olhar além da sua energia produzida, onde também se levantou a geração do “bolo amarelo” e da mineração de urânio, a gestão de resíduos a longo prazo, e até mesmo os impactos de transporte. Desse modo se formou o precursor do que ficou conhecido como Análise de Ciclo de Vida, um processo sistemático orientado para identificar entradas energéticas na produção de serviços de energia para a época (HORNE et al., 2009).
  20. 20. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 19 Com a crise energética dos anos 1970 e posteriormente os interesses sociais e econômicos, pesquisas buscaram métodos de avaliar impactos ambientais. Por isso as pesquisas relacionadas aos ciclos de vida completos de serviços e produtos tornaram‐se de maior interesse para a comunidade científica. Durante meados dos anos 1980 novos termos apareceram para descrever esses estudos incluindo “balanço ecológico” e “análise do berço ao túmulo” – cradle‐to‐ grave analysis. Em 1990 o termo Avaliação de Ciclo de Vida foi proposto em um Congresso em Vermont, Estados Unidos, realizado pela SETAC (Society of Environmental Toxicology and Chemistry) (HORNE et al., 2009). Com o rápido crescimento do interesse por parte de cientistas e políticos internacionais, em 2002, a UNEP (United Nations Environment Programme) e a SETAC criaram a UNEP/SETAC Life Cycle Iniciative para acompanhar o desenvolvimento da ACV nas bases práticas de países europeus, dos Estados Unidos e do Japão. Posteriormente, o foco também se voltou para as indústrias da Ásia, África e América do Sul em detrimento do processo de globalização. Assim, profissionais da ACV aprimoraram técnicas e métodos para calcular impactos dos sistemas de produção e consumo (HORNE et al., 2009). 2.3.2 Normalização Conforme a NBR ISO 14040 de 2001, a ACV é uma técnica que estuda os aspectos ambientais e os impactos potenciais ao longo da vida de um produto. No caso de edificações, a ACV pode auxiliar nas seguintes questões:  Melhoria dos aspectos ambientais dos edifícios em vários pontos ao longo do seu ciclo de vida;  Na tomada de decisão de projetos técnicos por parte de arquitetos e engenheiros;  Na seleção de indicadores pertinentes de desempenho ambiental como instrumentos de medição padrões para edifícios;  No próprio marketing de um empreendimento – auxílio para certificação ambiental ou como uso comparativo entre um novo edifício e um convencional;  Ações governamentais para redução do consumo de energia, matéria‐prima, resíduos sólidos e substâncias tóxicas. Para uma melhor compreensão da metodologia da ACV, pode‐se resumi‐la como na Figura 4.
  21. 21. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 20 Figura 4 – Organograma da Análise de Ciclo de Vida. Fonte: NBR ISO 14040. A Figura 4 pode também ser descrita em quatro sentenças: A. Definição de objetivo e escopo – com clareza devem declarar a aplicação pretendida, as razões para conduzir o estudo e o público alvo, considerando e descrevendo‐os através de parâmetros como função e unidade funcional, fronteiras do sistema, requisitos da qualidade de dados, comparações entre sistemas e considerações sobre análises; B. Análise de inventário – define a captação de dados pertinentes com relação a entradas e saídas de um sistema de produto; C. Avaliação de impacto – é voltada para a análise de impactos ambientais potenciais, utilizando os resultados da análise de inventário do ciclo de vida; D. Interpretação – faz o desfecho da ACV, onde a análise de inventário e a avaliação de impacto são combinadas a fim de se alcançarem conclusões e recomendações para os tomadores de decisão. 2.3.3 Análise de Ciclo de Vida Energético (ACVE) em Edificações No sentido de buscar soluções para a redução do consumo de energia, verificou‐se que as emissões de gases de efeito estufa – C02 em especial – gases ácidos, VOCs (Volatile Organic Carbons) e outros poluidores atmosféricos poderiam ser avaliados a partir dos conceitos de Energia Incorporada (ou Energia Embutida), o que a tornou uma notável indicadora para a sustentabilidade de edificações (BUCHANAN e HONEY, 1994; COLE, 1999; FAY, 2000; TRELOAR et al, 2001; BROWN; BURANAKARN, 2003 apud TAVARES, 2006).
  22. 22. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 21 As análises energéticas tradicionais em edifícios comumente verificam a etapa operacional ao longo da sua vida útil – 50 anos – e sugerem alterações construtivas ou de instalações, tomando como diretrizes os padrões de uso de equipamentos e ocupação da tipologia em estudo (SANTANA, 2006). Contudo, descartam etapas pré‐operacionais, que podem chegar a 40% do consumo operacional da edificação (TAVARES; LAMBERTS, 2005). Ao se observar a considerável diferença com a inclusão da etapa pré‐operacional de Energia Incorporada nos edifícios, enxerga‐se a importância da mesma nas análises energéticas ao longo do seu ciclo de vida. Na Figura 5 a ACVE de uma edificação pode ser compreendida. É a partir dessa avaliação integral do berço ao túmulo que a ACV se torna uma das grandes razões que auxilia no desenvolvimento de políticas econômicas nacionais e internacionais voltadas para a gestão de matérias‐primas e recursos energéticos (EEA, 2002). Figura 5 – Cronologia esquemática de uma ACVE para edifícios. Fonte: Tavares (2006). Dessa forma, a soma dos recursos energéticos do berço ao túmulo de uma edificação é definida como energia total ou global (NBR ISO 14040, 2001). Esta é composta pela energia incorporada ou pré‐operacional, pela energia de manutenção ou operacional e pela energia de desconstrução ou pós‐operacional. A energia incorporada contempla todos os insumos energéticos diretos e indiretos para a construção de um edifício, contando também com os consumos de energia para fabricação de materiais na construção civil. A energia de manutenção é analisada durante a vida útil de um edifício. Algumas necessidades de operação e reforma consomem consideravelmente energia e insumos naturais. Para operação considera‐se o funcionamento adequado de equipamentos como sistemas de iluminação, climatização, cocção, entretenimento e ferramentas de trabalho. Nas reformas o consumo normalmente se dá pela readequação de ambientes depreciados ou alterações para fins estéticos.
  23. 23. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 22 A energia de desconstrução é obtida na etapa final do ciclo de vida. Os resíduos gerados na demolição ou desmontagem dos edifícios são contabilizados também para o consumo de energia. Eventualmente no processo de reutilização ou reciclagem de determinadas peças essa energia é balanceada no uso para novas edificações (TAVARES, 2006). 2.4 Simulação Computacional A computação tem revolucionado a forma de representar e projetar edifícios. No início surgiu com a tecnologia CAD ‐ Computer‐aided design – apenas como forma de representação gráfica e a possibilidade de multiplicação e maior precisão dos desenhos. Os softwares iniciais de cálculo para estruturas e eficiência energética trabalhavam numericamente e exigiam do usuário uma grande capacidade de integrar todas as informações de compatibilização de projetos. Estes procedimentos têm sido responsáveis por diversos problemas e atrasos na construção civil, o que a tornou um dos setores mais defasados dentro das ciências tecnológicas. A solução em viabilizar melhor a compatibilização de projetos surgiu com ferramentas computacionais de integração, dentre elas, a ferramenta BIM. 2.4.1 BIM – Building Information Modeling Os atuais processos de elaboração de projetos para a AEC (Arquitetura, Engenharia e Construção) permanecem fragmentados e dependem da comunicação entre as informações geradas. Erros e omissões nestas documentações frequentemente causam custos imprevistos, atrasos e eventuais processos judiciais entre membros de equipes de projeto. Esforços recentes têm incluído estruturas organizacionais alternativas para melhorar metodologias de concepção de edificações como o compartilhamento de documentos e projetos via Websites e a implementação de ferramentas 3D CAD (EASTMAN et al., 2008). Um dos problemas mais comuns associados ao papel da comunicação entre as documentações durante as fases de projeto é o considerável gasto financeiro e temporal para se analisar as informações sobre o projeto proposto, incluindo custos estimados, análise energética, detalhes estruturais, entre outros. Estas análises normalmente são realizadas entre as últimas etapas, quando os projetos permitem apenas pequenas alterações. Devido a essas ações não acontecerem nas etapas preliminares, consideráveis esforços por parte de equipes de projeto necessitam realizar mudanças emergenciais, o que frequentemente compromete o projeto base (EASTMAN et al., 2008). Visando apoiar a intercomunicação entre os processos de projeto, o conceito BIM – Building Information Modeling – permite a construção de um modelo de edifício
  24. 24. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 23 atribuído de informações (EASTMAN et al., 2008). No método tradicional de ferramentas CAD ‐ Computer‐aided design – cada vista é desenhada separadamente sem qualquer relação entre si. Os desenhos CAD são simplesmente uma coleção de dados gerados manualmente, onde o próprio usuário deve produzir as informações do projeto para construção. No sistema BIM, o foco e o esforço estão localizados no próprio modelo BIM. Este modelo tem a capacidade de gerar plantas, seções, detalhes e outras informações pertinentes ao projeto de forma integrada e automática, reduzindo erros futuros na compatibilização e construção das edificações (KRYGIEL; NIES, 2008). Pode‐se resumidamente afirmar que, enquanto no CAD informações são geradas a partir dos desenhos elaborados, no BIM as informações é que geram os desenhos – Figura 6. Figura 6 – Diferença entre CAD e BIM para atribuição de informações em um projeto. Fonte: Krygiel e Nies (2008). Da mesma forma que a integração entre projeto arquitetônico e projetos compatibilizados ocorre apenas em fases finais, a análise energética frequentemente tem sido realizada apenas após a concepção do projeto base (SCHLUETER; THESSELING, 2009). Esse equívoco gera uma análise que pouco altera o envelope arquitetônico, ficando responsável pela eficiência energética apenas as atribuições ao MEP (Mechanical, Electrical and Plumbing). A intercomunicação entre equipes de projeto para análise energética é facilitada com o BIM, principalmente nas etapas iniciais. Os dados parametrizados dentro de um modelo BIM servem para quantificação de elementos construtivos e posterior análise energética, gerando maior acesso aos profissionais da Arquitetura, Engenharia e Construção para que possam elaborar edifícios com menor escala de
  25. 25. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 24 impactos ambientais (GRAF et al., 2012). Estas análises são realizadas através do próprio BIM, de plugins internos ou ainda em plataformas externas. Além de novos projetos, as análises energéticas também podem ser realizadas a partir de modelos BIM de edificações existentes ou históricas. O correto levantamento da arquitetura, estrutura e instalações de um edifício existente geram ao BIM um completo modelo edificado, podendo posteriormente ser realizadas simulações energéticas. Os resultados das simulações, por sua vez, levantam as possíveis alterações a serem feitas na edificação em questão. Os aspectos a serem modificados no edifício são trabalhados novamente no modelo BIM, criando uma nova etapa da edificação, sem que se exclua a antiga no mesmo arquivo. A simultaneidade de modelos de edifícios em um só arquivo permite aos projetistas identificar quais as alterações mais pertinentes que devem ser prognosticadas ao projeto assim como a compatibilização entre as disciplinas. Deste modo, os conflitos são previstos com maior facilidade e precisão com gasto de tempo menor, garantindo redução de custos e erros em um processo de reabilitação ou reforma de uma construção (OSELLO et al., 2011). A síntese dessa metodologia pode ser averiguada na Figura 7. Figura 7 – Processo de gerenciamento de um modelo BIM para análise energética Fonte: Osello et al. (2011). 2.4.2 Simulação energética computacional Para as análises de performances energéticas em edificações é necessário saber quais os dados de entrada e saída que se desejam para que a partir destes o edifício
  26. 26. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 25 em estudo seja projetado de forma eficiente. Na simulação energética computacional os dados de entrada podem ser coletados do BIM, onde a geometria e as informações atribuídas ao desempenho são determinadas pelos projetistas. Com a simulação energética do edifício, o modelo BIM é posteriormente alterado conforme os resultados dos dados de saída. Após alterações, o projeto é novamente simulado até que se almeje um ponto ótimo entre desenho e eficiência energética para a equipe de projeto. Com o BIM, diversos estudos visando eficiência energética são facilmente incorporados à simulação. No Brasil, apesar da simulação energética computacional estar pouca atribuída ao BIM, ela tem sido uma ferramenta importante na evolução de projetos de edifícios eficientes. Desde a década de 1980 a simulação vem trazendo consigo programas computacionais importados para fins de pesquisa no país. Os grupos de pesquisa que vieram a desenvolver suas próprias plataformas para simulação se destacaram no estímulo de edificações de melhor desempenho (MENDES et al., 2005). Entretanto, o mercado da construção civil ainda tem utilizado em poucos casos a simulação. Na aplicação do BIM para a determinação de energia incorporada de um edifício, porém, estudos já comprovam viabilidade de uso. Graf et al. (2012) demonstraram que é possível realizar estudos de impactos ambientais a partir apenas de um modelo BIM e planilhas eletrônicas para cálculo de energia incorporada e emissão de CO2. Para o cálculo de energia incorporada, a pesquisa não apresentou erros no levantamento quantitativo de materiais realizados pelo BIM em relação a um levantamento convencional por planilha, o que comprova a viabilidade dessa metodologia de concepção de projeto para edificações. 2.4.3 Interoperacionalidade computacional entre BIM e simulação energética O BIM é uma ferramenta adequada para construção de geometrias complexas de edificações, entretanto ainda possui restrições como ferramenta de análise energética. Um programa não consegue suprir todas as necessidades de elaboração de um projeto, o que torna a interoperacionalidade com outras plataformas essencial para o seu bom desempenho (KRYGIEL; NIES, 2008). A capacidade de interoperacionar com ferramentas já existentes de análises de orçamentos, energia, conforto, iluminação e ciclo de vida em edificações é um desafio para o BIM. Em alguns casos, para realizar uma análise energética de um edifício em uma plataforma externa ao BIM é gasto em torno da metade do tempo apenas para se recriar um modelo tridimensional já produzido no próprio BIM (KRYGIEL; NIES, 2008).
  27. 27. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 26 A importância acerca da temática de interoperacionalidade entre BIM e simulação se mostrou enfaticamente na Building Simulation 2011 na Austrália. Dos artigos apresentados na conferência, mais de vinte tratavam apenas do uso da simulação energética para ferramentas BIM (IBPSA, 2011). A expectativa para os próximos anos entre BIM e simulação está no desenvolvimento de bibliotecas de materiais de construção compatíveis entre as plataformas para que os modelos geométricos do BIM sejam exportados com propriedades consistentes dos materiais para a análise de uma simulação energética computacional (CHAIRMAN, 2011). Moon et al. (2011) levaram à conferência uma publicação de um estudo comparativo de interoperacionalidade entre plataformas diversas de simulação e BIM. O principal critério de validação da pesquisa foi a capacidade das plataformas de simulação energética computacional aceitarem as informações geradas no modelo BIM com a maior precisão e quantidade informacional possível. As informações consideradas de importância para simulação foram as utilizadas em arquivos gbXML ‐ um tipo de linguagem computacional que permite comunicar informação entre BIM e simulação energética com pouca ou nenhuma interferência humana. As ferramentas BIM testadas foram o Revit Architecture e o Revit MEP, ambas da Autodesk, enquanto os simuladores de energia foram o EnergyPlus, E‐ quest, Ecotect e IES/VE. Nas plataformas BIM, o Revit MEP demonstrou melhor desempenho em aceitar informações relacionadas a aspectos termoenergéticos. Para a simulação, o EnergyPlus e o E‐quest apresentaram melhor compatibilidade, apesar do primeiro não conseguir importar corretamente informações da geometria do edifício em estudo. A Tabela 2 sintetiza essa comparação de interoperacionalidade entre BIM e simulação. Tabela 2 – Capacidade de interoperacionalidade entre ferramentas BIM e de simulação energética computacional através de arquivos gbXML. FERRAMENTAS DE SIMULADORES ENERGÉTICOS MODELAGEM BIM COMPUTACIONAIS (EXPORTAÇÃO) (IMPORTAÇÃO) VALIDAÇÃO DE CRITÉRIOS (INFORMAÇÕES GBXML) EQUEST REVIT ECOTECT IES/VE REVIT MEP ENERGYPLUS 3.64 (VIA ARCHITECTURE 2011 6.2 (2011) 6.0 (VIA GBS) GBS) (2011) O O Superfícies O O O O Geometria da edificação O O Aberturas X O O O O O Ambiente O X O O Composição espacial X O Zona X O X O X O Construção O O X X X O Layer O O X X Materiais de construção X O Materiais O O X X X O Tipos de janelas X O X X X O Pessoas O O X X X O Iluminação O O X X Carregamentos internos X O Equipamentos O O X X X O Ar externo X O X X X O Uso e ocupação geral O O X X Uso e ocupação X O Uso semanal O O X X X O Uso diário O O X X X X Ar condicionado ‐ O O X X Fonte: Moon et al. (2011).
  28. 28. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 27 2.4.4 Integração entre BIM e simulação energética computacional A Autodesk, companhia produtora do Revit, também tem trabalhado com a implantação sistemas de análise energética dentro do seu próprio BIM (AUTODESK, 2013). Contudo, o simulador ainda está em fase de estudos e sua função está voltada à concepção conceitual de análise de energia, o que não valida uma simulação específica como as que já ocorrem há anos com outras ferramentas de simulação energética computacional. 2.5 Modelo predominante A fim de obter resultados sobre ACVE a partir dos edifícios de escritórios em Florianópolis, o modelo predominante é um conjunto de características reduzidas de uma determinada população edilícia escolhida (CARLO; TOCCOLINI, 2005). Com o modelo caracterizado, pode‐se simulá‐lo nas mais diversas plataformas para comparações de ACVE, como nas ferramentas BIM e de simulação energética computacional. As características analisadas para a elaboração de um modelo referencial são inseridas conforme necessidades do estudo a ser realizado. O DOE (Department of Energy) utiliza um método com entrada informacional de quatro áreas de investigação: programa, forma, fabricação e equipamento. Corgnati et al. (2012) traduzem essa combinação para as edificações nos respectivos parâmetros: operação, forma, sistemas e envelope (Figura 8). Figura 8 – Ilustração dos quatro parâmetros utilizados para definição de tipo predominante de edifícios conforme a metodologia DOE. Fonte: Corgnati et al. (2012).
  29. 29. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 28 Há diversos métodos para formulações de modelos predominantes de edificações. O método utilizado está relacionado com a finalidade e dados disponíveis da pesquisa. Corrado, Ballarini e Corgnati (2012) classificam três formas de métodos de modelos predominantes de edifícios: O Edifício (Referencial) Exemplo tem a função de servir como modelo na inexistência de dados estatísticos ou impossibilidade de obtenção dos mesmos. O modelo levantado surge a partir do conhecimento técnico de especialistas e estudiosos do assunto. Os questionamentos apontam para uma combinação de elementos que mostram um edifício que é o mais provável de um grupo edilício, com uma localização selecionada e uma idade de existência. O uso do Edifício (Referencial) Real é aquele considerado o mais semelhante entre as médias estatísticas de uma determinada categoria levantada. O resultado provém de uma larga análise de amostras de um estoque edificado pesquisado. Por último, o Edifício (Referencial) Teórico consiste na obtenção de informações estatísticas de composição de um estoque edificado. O edifício é então modelado a partir de valores médios dos sistemas e materiais levantados. Na literatura brasileira as pesquisas por modelo predominante de edifícios apontaram para um uso maior do Edifício Referencial Teórico. Santana (2006) usou esse modelo de edifício para Florianópolis enquanto Lamberts, Ghisi e Ramos (2006) realizaram vastos levantamentos no país, onde a coleta de informações de edifícios reais gerou um modelo teórico baseado em todas as médias analisadas. Em Florianópolis, Minku et al. (2005) pesquisaram 47 edifícios de escritórios construídos entre 1974 e 2003. Destes, 73% tinham a área de janela entre 0 a 40% da área da fachada e 23% possuíam elementos de proteção solar. Apesar de haver um crescimento do número de edifícios com fachadas totalmente envidraçadas a partir do final da década de 1980, o levantamento geral concluiu que a área de janela média era condizente com o clima da região. Contudo, os elementos de proteção solar estiveram pouco presentes e, quando existentes, tinham por maior finalidade um refinamento estético da edificação. O trabalho de Santana (2006) utilizou a pesquisa Minku et al. (2005) em seu método para a definição física do modelo predominante, enquanto o levantamento de Moreira (2005) serviu para a obtenção de dados dos padrões de uso e ocupação. Ao final, Santana (2006) considerou diversas variáveis, entre elas:       Localização; Número de edifícios; Orientação solar; Número de pavimentos; Forma; Elementos de proteção solar;
  30. 30. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA         29 Percentual de área de janela na fachada (PJF); Sistemas de abertura; Paredes; Cor; Vidros; Coberturas; Padrão de uso de equipamentos; Padrão de ocupação. O método utilizado por Santana (2006) também foi semelhante ao utilizado por Lamberts, Ghisi e Ramos (2006) na avaliação de edifícios de escritórios nas oito zonas bioclimáticas brasileiras, definidas pela NBR 15220‐3. Usando os mesmo parâmetros já apresentados, o estudo concluiu haver homogeneidade nas características físicas das edificações. Fatores como forma, paredes, coberturas e sistemas de aberturas se mostraram semelhantes. Florianópolis, localizada na zona bioclimática 3, apresentou algumas diferenças das demais localidades. A existência de elementos de proteção solar foi identificada como a menor dentre todas as cidades, contudo os vidros especificados foram em maioria o fumê, uma excepcionalidade com os demais lugares onde vidros transparentes dominaram a pesquisa. As Figuras 9 e 10 abaixo demonstram essas duas diferenças. Figura 9 – Porcentagem de edifícios que possuem elementos de proteção solar. Fonte: Lamberts, Ghisi e Ramos (2006).
  31. 31. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA Figura 10 – Tipos de vidros utilizados em edifícios de escritórios. 30 Fonte: Lamberts, Ghisi e Ramos (2006). O levantamento de modelos predominantes de edifícios de escritórios é comumente utilizado para as etapas operacionais do ciclo de vida das edificações. Entretanto, para a determinação da energia incorporada, além dos parâmetros citados, o quantitativo total de materiais, o transporte dos insumos e mão‐de‐obra até a obra também devem ser inclusos. De forma geral, a literatura técnica relacionada à ACV utiliza estudos de caso particulares de edifícios, não havendo levantamento de grupos edilícios para a elaboração de um modelo predominante de edifício para análise. Entretanto, as características específicas da ACV para determinação do modelo predominante podem ser analisadas através de médias regionais. Isso porque diversos grupos edilícios em Florianópolis são construídos por um pequeno grupo de construtoras, onde a origem dos materiais e da mão‐de‐obra provém de forma semelhante dos mesmos lugares. 2.6 Considerações finais Os pontos levantados nesta revisão consideraram a importância da análise energética para o ciclo de vida das edificações. Como visto, algumas pesquisas mostraram contradições ao se inspecionar fases pré‐operacionais, pois em alguns casos a redução da energia incorporada inicial aumenta o consumo da energia operacional e vice‐versa. O grau de insustentabilidade da construção civil também foi claramente apresentado. O seu consumo de energia é muito alto em detrimento da pouca geração de empregos e participação do PIB se comparado a outros setores da
  32. 32. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 31 economia brasileira. O quadro de consumo da energia no Brasil pela AEC é um caso de formulação de novos programas de planejamento para a redução de consumo energético e consequentemente dos impactos ambientais e socioeconômicos. Apesar de existirem normas de desempenho energético, há pouca exigência ainda da eficiência energética dos materiais utilizados na construção civil, assim como o próprio processo de construção em si das edificações. A simulação computacional foi apresentada como um método importante para a projetação de edifícios novos ou existentes, pois declara a consciência e melhor preparação para os desafios da AEC. O BIM como novo compatibilizador de projetos e auxiliador de ferramentas de simulação energética foi discutido para se evidenciar sua atual posição dentro do setor de eficiência energética em edificações. Como apontou a literatura, sua existência ainda em fase provisória demonstra diversas novas dificuldades para projetistas assim como para o próprio mercado da construção civil. Com a pesquisa por literaturas relacionadas à determinação de modelos referenciais de edifícios, notou‐se a necessidade de investigação das características arquitetônicas gerais das edificações como a envoltória e suas proporções e os sistemas internos para o funcionamento da mesma. A caracterização de um tipo predominante de edifício é claramente a elaboração dos dados de entrada de uma análise energética, tanto relacionada à análise energética operacional quanto à análise energética pré‐operacional. Ao término desta revisão bibliográfica se inicia então o processo metodológico da pesquisa. Este trabalhará conjuntamente com os assuntos abordados neste capítulo em um processo linear: levantamento de dados dos edifícios de escritórios de Florianópolis e modelagem do tipo predominante que represente esse conjunto edilício.
  33. 33. MÉTODO 32 3 MÉTODO 3.1 Introdução Esta pesquisa apresenta um método para se levantar características comuns entre edificações de escritórios a fim de posteriormente realizar análises energéticas. Essas análises podem ser realizadas em simuladores energéticos computacionais e outras plataformas para que se possa avaliar a eficiência da envoltória, a quantidade de edifícios construídos na cidade, suas características estéticas e construtivas, análise de ciclo de vida, entre outros. Resumidamente, esse levantamento pode ser mostrado da seguinte forma: Distinção das características tipológicas dos edifícios a serem estudados; Definição do período de início de ocupação das edificações; Localização do grupo edilício; Levantamento das características de projeto da edificação na SUSP; Levantamento das mesmas características através dos construtores e incorporadores responsáveis pela execução dos edifícios;  Levantamento in loco de dados não disponíveis na SUSP e nas empresas de execução dos prédios;  Definição do modelo predominante através da aplicação de métodos estatísticos.      Estas etapas estão mais detalhadas nas seções a seguir. 3.2 Levantamento de dados Os dados foram obtidos de quatro fontes distintas: levantamentos na SUSP, questionários aos construtores, levantamentos in loco e complementações de mapas via satélite fornecidos pelo software Google Earth. 3.3 Distinção dos edifícios de escritório Com ênfase na análise de edifícios de múltiplos pavimentos‐tipo e considerável altura, foram selecionadas somente construções com existência de elevadores que, por consequência, possuíssem cinco ou mais pavimentos. O uso escolhido foi de ambientes para escritórios, podendo ser público ou privado. Edifícios exclusivos para finalidades médicas como prédios de clínicas foram excluídos por possuírem envelopes arquitetônicos e algumas dimensões distintas de edifícios de escritórios convencionais.
  34. 34. MÉTODO 33 3.4 Localização Segundo a NBR 15220 (ABNT, 2005), análises de desempenho térmico de edifícios em Florianópolis fazem parte da Zona Bioclimática 3. Na cidade a região de estudo escolhida foi toda a área central insular, incluindo a Bacia do Itacorubi, o Maciço do Morro da Cruz e a Baía Sul (Figura 11). Como estas duas últimas regiões não possuíam edificações comerciais, atentou‐se apenas para o Centro e a Bacia do Itacorubi. A região continental e demais bairros da ilha de Florianópolis foram excluídos da pesquisa por apresentarem pouca relevância quantitativa ou distinta forma de planejamento de empreendimentos. Ressalta‐se que, mesmo assim, o grupo edilício obtido representa mais de 75% dos edifícios de escritórios com início de ocupação entre 2004 e 2012 em Florianópolis. BRASIL FLORIANÓPOLIS AGRONÔMICA ITACORUBI MORRO DA CRUZ TRINDADE SANTA MÔNICA FLORIANÓPOLIS CONTINENTAL CENTRO CARVOEIRA PRAINHA SACO DOS LIMÕES CÓRREGO GRANDE PANTANAL JOSÉ MENDES Figura 11 – Região de estudo dos edifícios de escritório em Florianópolis. Fonte: adaptado a partir de Google Earth (2013).
  35. 35. MÉTODO 34 3.5 Orientação solar dos edifícios As orientações foram obtidas através imagens de satélite do software Google Earth. A partir das imagens foi possível obter os ângulos das fachadas em relação aos pontos cardeais. 3.6 Forma As formas foram classificadas visualmente em relação às proporções da planta do pavimento‐tipo. Os grupos seguiram as seguintes formas: quadrado, retângulo, trapézio, triângulo e L. 3.7 Elementos de proteção solar Elementos dispostos na fachada que sombreavam os edifícios de forma significativa foram considerados no levantamento, mesmo que sem este objetivo. Saliências para fins estéticos, como cornijas e frisos, foram desconsideradas por trazerem pouca ou nenhuma contribuição em modelos para análise energética. 3.8 Relação solo‐edifício Devido à importância da influência que o solo possui na redução do ganho térmico em edifícios, a relação solo‐edifício foi considerada no levantamento. O número de pavimentos abaixo do nível do solo e o modo de contato que possuía através da envoltória arquitetônica foram analisados. Estas informações foram obtidas a partir dos desenhos arquitetônicos e especificações de materiais disponibilizados nos arquivos da SUSP. 3.9 Definição do modelo predominante Para definir o modelo predominante que representasse o grupo edilício de escritórios de Florianópolis, os dados obtidos provieram de informações da SUSP, do software Google Earth, de construtoras, profissionais liberais e de visitas in loco. Dentre os métodos apresentados por Corgnati et al. (2012), utilizou‐se o de modelagem do Edifício Referencial Teórico. Os dados foram tratados de forma semelhante à Schaefer et al. (2012), com levantamento em campo, tratamento e análise e, por fim, determinação dos protótipos. A partir dos dados organizados em planilhas, calculou‐se a média da frequência dos parâmetros quantitativos levantados (área envidraçada, dimensões dos
  36. 36. MÉTODO 35 edifícios, tempo de construção, área construída, entre outros). Aos parâmetros qualitativos foi calculada a moda de modo que, quando houvesse empate em determinado parâmetro, fosse utilizado aquele que estivesse mais presente em grupos maiores de edifícios semelhantes entre si. Por fim, com a saída de dados para construção dos modelos, foi optado em utilizar de maneira subjetiva a composição das fachadas. Mesmo que baseado na disposição entre área opaca e transparente, os parâmetros subjetivos foram dispostos a se equivaler com alguns edifícios que utilizassem disposições semelhantes entre si. Para compreender cada parâmetro adotado na construção do modelo predominante, são descritos a seguir os métodos de tratamento e análise dos dados levantados. 3.9.1 Número de pavimentos O levantamento obteve uma amostra de edifícios com mais de cinco pavimentos que possuíssem elevador. O número de pavimentos foi contabilizado, incluindo subsolos, térreos, sobrelojas, pilotis, pavimentos‐tipo e áticos. A ênfase do estudo está nos pavimentos‐tipo, onde as características levantadas foram mais minuciosas. 3.9.2 Forma Através do levantamento das formas das plantas dos edifícios, a mais frequente foi utilizada para o modelo predominante. 3.9.3 Dimensões A partir das dimensões gerais do perímetro dos edifícios, pés‐direitos, medidas internas dos escritórios e proporções encontradas nos levantamentos da SUSP, foi definido o tamanho padrão do modelo referencial. 3.9.4 Orientações das fachadas Com auxílio do software Google Earth e das plantas de situação dos projetos das edificações foi levantada a orientação das fachadas para o modelo predominante. A frequência das orientações foi considerada e utilizada para o modelo predominante.
  37. 37. MÉTODO 36 3.9.5 Elementos de proteção solar Para incluir ou não os elementos de proteção solar foram analisadas as frequências de sua existência nas orientações dos edifícios. Quando encontrados em maioria, foram considerados na modelagem, quando não encontrados, foram desconsiderados. 3.9.6 Detalhes construtivos As especificações de materiais da envoltória foram contabilizadas e escolhidas por frequência de ocorrência. A partir dos materiais mais utilizados para cada parte da edificação, foi montado então o edifício modelo. 3.9.7 Percentual de área de janela na fachada – PJF Para cada fachada foi averiguado um quociente entre área envidraçada e área total, gerando um valor que foi convertido posteriormente em percentagem. O resultado final é uma síntese entre orientação da fachada e percentagem de área de janela. 3.9.8 Relação solo‐edifício A necessidade de construir andares no subsolo surge das vagas de garagens que não conseguem suprir a totalidade exigida de estacionamento pelos próprios pavimentos de garagens acima do andar térreo. Estes pavimentos têm pouca influência no consumo energético de operação do edifício, contudo possuem energia incorporada na construção do mesmo de forma considerável pelo volume de terra escavado e a estrutura necessária para implantação destes ambientes. Para a análise, foi de importância para a relação solo‐edifício a quantidade de pavimentos subsolo das edificações. A obtenção desses dados foi retirada a partir de desenhos arquitetônicos em corte das edificações. 3.9.9 Entorno A análise de entorno, apesar de grande importância, foi pouco encontrada em referências de literatura. Santana (2006) utilizou a Lei Complementar nº 1/97 do Código de Obras de Florianópolis para simular diferentes tipos de obstruções de entorno. De forma semelhante, o método de análise de entorno deste trabalho usou os seis casos de obstrução de Santana (2006) para quantificar os edifícios em volta
  38. 38. MÉTODO 37 dos analisados. A Figura 12 apresenta as possibilidades de entorno estudadas para este levantamento. Figura 12 – Relação de estudo da obstrução do entorno. Fonte: SANTANA, 2006. 3.10 Considerações finais Durante o método desta pesquisa foi apresentado o grupo edilício levantado, suas características e seu recorte dentre a totalidade existente em Florianópolis. Através dos dados obtidos, foi mostrado o método de tratamento e análise de dados que, por fim, foi utilizado para construir o modelo predominante. Apesar de existirem vastas literaturas para montagem de modelos referenciais de edifícios para análise de consumo energético, poucas abordam a temática da ACV. A diferença dessa abordagem pode apontar que, por exemplo, enquanto na análise energética computacional da fase de operação de edificações, os vidros duplos, normalmente mais eficientes, reduzem o consumo energético, na fase de construção dos edifícios a energia incorporada é muito maior, visto que a quantidade necessária de alumínio para sustentação de vidros duplos é maior que em vidros comuns. Como o alumínio é um dos materiais de maior consumo energético dentro da construção civil (Anexo A), ele incorpora muita energia em um edifício, o que conclui uma contradição entre construção e operação de edifícios em alguns casos. Deste modo, a concepção de modelos predominantes para ACV apresentam resultados de impactos energéticos mais reais que modelos para análise de consumo operacional, principalmente ao que tange ao consumo da matriz energética nacional e dos recursos naturais.
  39. 39. RESULTADOS 38 4 RESULTADOS 4.1 Considerações Iniciais Através dos dados fornecidos pela SUSP, puderam‐se extrair informações que moldaram o modelo predominante de edifícios de escritórios em Florianópolis. Foram perceptíveis também algumas características novas dos empreendimentos levantados nesta pesquisa em relação aos resultados de Santana (2006). Uma grande parte dos empreendimentos começou a ocupar regiões fora da área central, diferente de como havia sido até início dos anos 2000. Além disso, a quantidade de edifícios construídos anualmente também se elevou (Tabela 3). Enquanto de 1974 a 1989 foram construídos apenas onze edifícios, nas décadas de 1990 e 2000 foram erguidos 34 (dezessete para cada decênio somente na região central de Florianópolis). Tabela 3 – Quantidade de edifícios ocupados por variação de anos. Início da Quantidade total de Ocupação (Habite‐ Fonte edifícios se) 1974 ‐ 1979 1980 – 1989 1990 – 1999 2000 – 2003 2004 – 2009 2010 – 2012 8* 3* 17* 7* 15 (10)* 15 (8)* SANTANA, 2006 SUSP, 2012 *localizados somente no centro de Florianópolis. Para identificar melhor os edifícios analisados, a Tabela 4 apresenta seus respectivos nomes na época em que foram consultados (2012), seu código de inscrição quando receberam o alvará para construção da obra, as datas oficiais cedidas pela Prefeitura de Florianópolis para o Alvará e o Habite‐se e a área construída total do empreendimento. Além destes dados individuais de cada prédio, podem ser encontradas mais informações no Apêndice A, onde cada empreendimento é apresentado com todas as suas informações utilizadas neste trabalho.
  40. 40. RESULTADOS 39 Tabela 4 – Características dos edifícios analisados. Edifício Hoepcke Blue Center Ed. da Advocacia Geral da União Laguna Corporate Center Centro Executivo Atlantis Platinum Tower Madison Center Sede da Caixa Econômica Federal Ministério Público Comercial Kosmos Meridian Office Prime Tower Espaço Capital Centro Empresarial Mauro Ramos Galaxy Centro Executivo Wilmar Henrique Becker Max e Flora Center America Office Edifício Solesedie Hantei Office Building Dall Center Isola Sarezzo Multicorp Business Center Centro Empresarial Luiz Elias Daux Tractebel Energia Centro Executivo ACCR Royal Business Center Premier Office Center Santa Clara The Office Avenida Centro Executivo Verbena 45491 45581 49371 50167 50191 50889 52338 52984 53342 53777 53820 53870 Início da Construção (Alvará) 14/08/96 24/09/96 03/08/01 28/05/02 11/06/02 30/07/03 06/04/04 20/04/05 29/12/04 16/02/06 07/02/06 12/01/06 Início da Ocupação (Habite‐se) 16/12/2004 25/04/2008 01/10/2004 16/03/2005 20/07/2005 02/06/2006 05/05/2008 24/07/2007 27/03/2008 06/08/2009 28/01/2009 10/06/2008 Área Construída (m²) 6.471,59 3.247,62 6.264,02 4.140,69 7.825,38 8.914,42 15.797,04 1.409,80 3.958,33 8.534,46 6.587,27 3.660,29 54097 30/11/05 07/10/2008 5.023,30 54365 14/02/06 17/12/2010 8.529,93 54404 14/02/06 16/04/2010 8.633,94 54435 54880 55108 55292 55423 55529 55724 24/02/06 14/09/06 19/10/07 16/01/08 27/04/07 28/01/08 07/02/08 12/01/2010 05/12/2011 19/08/2009 07/05/2012 08/09/2009 11/07/2012 04/05/2010 18.957,37 18.321,12 5.704,20 23.496,99 6.730,85 6.899,08 5.493,27 55758 25/01/08 26/04/2011 21.660,64 55901 18/01/08 56332 04/06/08 56484 30/10/08 56551 26/01/09 57018 27/01/09 57116 29/09/09 57186 26/11/09 Fonte: SUSP, 2012. 14/07/2011 24/09/2010 20/07/2011 15/08/2012 26/12/2011 18/10/2012 10/02/2012 17.947,71 8.677,66 6.269,67 17.648,70 7.897,74 11.328,72 12.166,92 Cód. de Inscrição A liberação de Habite‐ses entre 2010 e 2012 tem elevado ainda mais a quantidade de edifícios novos ocupados (Figura 13), foram quinze, dos quais oito no Centro. Outra característica que se destacou nos novos edifícios, neste caso ainda dos encontrados fora da região central da cidade, é a existência de conjuntos de torres para cada empreendimento, que ocorreu nos bairros Agronômica, Trindade e Itacorubi. Este fator se deve à questão da Bacia do Itacorubi disponibilizar terrenos maiores e menor ocupação em relação ao bairro Centro. Contudo, ainda assim alguns edifícios do Centro obtiveram grandes áreas construídas, principalmente com auxílio da transferência do direito de construir e da construção de obras de arte disponibilizado pelo Plano Diretor de Florianópolis (exemplo de empreendimento na Tabela 5).
  41. 41. RESULTADOS 40 Quantidade de edifícios 6 5 4 3 2 1 0 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 Início de ocupação (Habite‐se) 2011 2012 Figura 13 – Número de Habite‐ses de edifícios de escritórios novos liberados por ano entre 2004 e 2012. Fonte: adaptado de SUSP, 2012. Tabela 5 – Quadro de áreas do edifício Premier Office Center com previsão de ganho de área construída por transferência do direito de construir e construção de obra de arte. Nível Área Coberta Área Descoberta Subtotal 2º Subsolo 1.729,43m² ‐ 1.729,43m² 1º Subsolo 1.742,63m² ‐ 1.742,63m² Térreo 1.287,44m² 525,46m² 1.812,90m² Sobreloja 507,51m² ‐ 507,51m² 1º Pvto Garagem 1.738,69m² ‐ 1.738,69m² 2º Pvto Garagem 589,78m² 1.083,61m² 1.673,39m² Tipo x 9 (589,54m²) 5.308,02m² ‐ 5.308,02m² 10º e 11º Pvto (519,54m²) 1.039,08m² 70,24m² 1.109,32m² 12º ao 14º Pvto (428,43m²) 1.285,29m² 92,30m² 1.377,59m² Ático 241,57m² 175,47m² 417,04m² Casa de Máquinas 79,52m² ‐ 79,52m² Barrilete 79,21m² ‐ 79,21m² Reservatório Superior 73,45m² ‐ 73,45m² Subtotal 15.701,62m² 1.947,08m² 17.648,70m² Total Construído 17.648,70m² Área do Terreno Titulado 2.140,09m² + 462,00m² = 2.602,09m² Atingido pelo sistema viário 303,38m² Remanescente 2.298,71m² Área a receber 2.247,18m² (através da transferência do direito de construir¹ e previsão de obra de arte²) ¹ Autorização expedida pelo município para que os proprietários de imóveis urbanos possam edificar em outro local, ou alienar mediante escritura pública, o potencial construtivo de determinado terreno (FLORIANÓPOLIS, 2010); ² Enquadrada como Área de Desenvolvimento Incentivado (ADI), as edificações de caráter privado que implantam obras de arte pública podem beneficiar‐se com um acréscimo de dois por cento no seu Índice de Aproveitamento (IA) (FLORIANÓPOLIS, 2010). Fonte: SUSP, 2012.
  42. 42. RESULTADOS 41 4.2 Análise de levantamento do parque edilício 4.2.1 Tempo de execução das obras Analisando a Tabela 4 é possível também apreender o tempo necessário de construção das edificações em Florianópolis. Considerando‐se a liberação do Alvará como ponto inicial da construção do edifício e o Habite‐se como a conclusão, essa avaliação pode contemplar o tempo em que cada unidade edilícia é erigida (Figura 14) e a capacidade média de metros quadrados construídos por dia em Florianópolis (Figura 15). 160 Número de meses de construção 140 120 100 80 60 40 20 0 1996 2001 2002 2004 2005 2006 2007 2008 2009 Início da construção (Alvará) Figura 14 – Tempo de execução dos edifícios por ano de início de construção. Fonte: SUSP, 2012. Nota‐se na Figura 14 que ao longo dos anos os edifícios não tiveram evoluções quanto à redução do tempo de construção. A média de tempo de construção foi de 1.279 dias – em torno de três anos e meio – exceto no Edifício Hoepcke Blue Center e no Edifício da Advocacia Geral da União (este último de caráter público), com 3.045 – oito anos e quatro meses – e 4.231 dias – onze anos e sete meses – respectivamente.
  43. 43. RESULTADOS 42 Ao que tange o tempo de execução dos empreendimentos, foi notável que o aumento da área construída total dos edifícios é proporcional ao aumento da quantidade de metros quadrados construídos por dia (Figura 14). Esta análise demonstra que a redução do tempo de construção se comprova com o aumento da reprodução de pavimentos‐tipo. O maior índice de produção construtiva esteve no Centro Empresarial Luiz Elias Daux, onde houve a construção de quatro torres com onze pavimentos cada, sendo três pavimentos comuns a todos (Subsolo, Térreo e Garagem 1) e um pavimento de garagem em pilotis, seis pavimentos‐tipo e um ático para cada torre. O empreendimento contou com 21.660,64 m² construídos e uma produção de 16,9 m² construídos por dia. A pior produção esteve com o Edifício da Advocacia Geral da União, com 0,8 m² construído por dia em uma obra de 3.247,62 m² de área construída total. 18 y = 0.3975x + 1.0357 R² = 0.7734 16.9 Área construída por dia (m²/dia) 16 13.8 14 11.7 12 13.4 12.5 12.1 10.6 10.3 9.6 10 8.6 7.8 8 6.9 5.8 5.8 6 4.0 4 4.6 5.4 7.4 7.1 5.7 5.6 5.7 5.0 4.8 3.8 3.4 3.3 2.2 2 1.4 0.8 1,409.80 3,247.62 3,660.29 3,958.33 4,140.69 5,023.30 5,493.27 5,704.20 6,264.02 6,269.67 6,587.27 6,649.70 6,730.85 6,899.08 7,825.38 7,897.74 8,529.93 8,534.46 8,633.94 8,677.66 8,914.42 11,328.72 12,166.92 15,797.04 17,648.70 17,947.71 18,321.12 18,957.37 21,660.64 23,496.99 0 Área construída total do empreendimento (m²) Figura 15 – Eficiência construtiva dos edifícios de escritórios em Florianópolis por tamanho de empreendimento. Fonte: adaptado de SUSP, 2012.
  44. 44. RESULTADOS 43 4.2.2 Localização dos edifícios Dentre os doze bairros estudados, apenas quatro apresentaram existência de edifícios de escritórios com mais de cinco pavimentos. A predominância ainda se mantém no Centro com 60% do número de empreendimentos (Figuras 16 e 17) e 51% da área construída total. Os bairros que não possuem a tipologia do presente objeto de estudo normalmente se devem ao fato de não possuírem disponibilidade de terrenos, fácil acessibilidade ou terem predominância residencial. Figura 16 – Mapa de localização dos trinta edifícios em estudo. Fonte: adaptado a partir de Google Earth (2013). 20 18 Quantidade de edifícios 16 14 12 10 8 6 4 2 0 Centro Agronômica Itacorubi Trindade Figura 17 ‐ Ocorrência de edifícios de escritórios por bairro.
  45. 45. RESULTADOS 44 4.2.3 Orientação solar das Fachadas O resultado geral para orientações se mostrou equilibrado (Figura 18), contudo nos bairros esse equilíbrio se deu apenas no Centro e Trindade, onde a localização dos edifícios é mais esparsa. Na Agronômica e no Itacorubi, devido à concentração de edifícios em regiões específicas, a variação foi pequena, com a orientação predominante Nordeste para a Agronômica e Norte para o Itacorubi. Um dos fatores que influencia na tendência de pouca variabilidade de orientação nestes dois bairros é a direção que se encontram as vias principais, que formam um aspecto de malha urbana em espinha dorsal, sem vias de maior porte em sentidos transversais ou paralelos às principais. Quantidade de edifícios 7 6 5 4 3 2 1 0 Oeste Norte Sudoeste Nordeste Noroeste Sudeste Leste Sul Figura 18 ‐ Orientação da fachada principal. 4.2.4 Forma das edificações Os volumes das edificações seguiram formas prismáticas, com bases formadas pelos recuos dos terrenos. Apenas 13% das edificações não possuíam base quadrilátera reta, sendo todos estes localizados no Centro, onde a disponibilidade de terrenos nem sempre obedeceu formas regulares (Figura 19). Quantidade de edifícios 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 Retângulo Quadrado Trapézio Triângulo Figura 19 ‐ Forma em planta dos edifícios. L
  46. 46. RESULTADOS 45 Destaca‐se também que, apesar das formas prismáticas, alguns empreendimentos apresentavam chanfro ou escalonamento de andares nos últimos pavimentos. Este detalhe está relacionado ao artigo 114 parágrafo 2º do Plano Diretor, o qual exige que a volumetria da edificação esteja dentro de um ângulo de 70° em relação ao eixo da via. Como muitas ruas do Centro possuíam dimensões reduzidas, 33% dos edifícios nesta região foram construídos com essa peculiaridade. As Figuras 20 e 21 mostram dois edifícios que utilizam respectivamente o chanfro e o escalonamento como forma de aproveitar o máximo do volume permitido em lei. Figura 20 – Desenho arquitetônico em corte e respectiva fotografia do edifício Dall Center para representação de chanfro na volumetria do edifício. Fonte: SUSP, 2012 e Google Earth. Figura 21 – Desenho arquitetônico em corte e respectiva fotografia do edifício ACCR para demonstração de escalonamento na volumetria do edifício. Fonte: SUSP, 2012 e acervo próprio.
  47. 47. RESULTADOS 46 4.2.5 Quantidade de pavimentos por edifício Na Figura 22, nota‐se que a quantidade de pavimentos mais comum nos edifícios é de catorze assim como a sua média. Esta quantidade representa apenas a totalidade de andares, sendo que estão também considerados os pavimentos de garagens, subsolos, térreos, pilotis e áticos. Em termos de pavimentos‐tipo, a média esteve em nove pavimentos e o maior resultado foi de catorze pavimentos‐ tipo, no edifício Hantei Office Building, o qual já mencionado utilizou transferência do direito de construir e incorporou a si uma obra de arte, aumentando seu potencial de gabarito. 6 Quantidade de edifícios 5 4 3 2 1 0 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 Número de pavimentos 18 19 20 21 Figura 22 – Quantidade de edifícios por número pavimentos. Os edifícios de escritórios de Florianópolis também não apresentaram aumento em gabarito com o decorrer do tempo (Figura 23). Esse fato demonstra estabilidade de altura das edificações por parte dos órgãos públicos, que não têm alterado seu regimento em relação a essa característica no Código de Obras da cidade. Número de pavimentos 25 20 15 10 5 0 1996 2001 2002 2004 2005 Pavimentos‐Tipo Demais Pavimentos 2006 2007 2008 2009 Ano de liberação de alvará Figura 23 – Quantidade de pavimentos por edifício em detrimento do ano de alvará.

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