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SISTEMA DE CLIMATIZAÇÃO NATURALSISTEMA DE CLIMATIZAÇÃO NATURALSOLUÇÕES COM A TECNOLOGIA ISOMAX PARA A SEGURANÇA ENERGÉTICA DO BRASIL

Parte 1

1

SUMÁRIO

APRESENTAÇÃO PARTE 1 p. 3

CRISE ENERGÉTICA p. 5CUSTO DA ENERGIA ELÉTRICA p. 5CUSTO DA ENERGIA ELÉTRICA p. 5O CONSUMO ENERGÉTICO p. 6INSTALAÇÕES DE AR CONDICIONANDO p. 8

TECNOLOGIA ISOMAX DE CLIMATIZAÇÃO p. 11ELEMENTOS CONSTITUINTES DO SISTEMA p. 16HOSPITAL DÓRIO SILVA p. 17CUSTO-BENEFÍCIO p. 18CONCLUSÃO p. 18

RESPONSÁVEIS p. 19

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CRISE ENERGÉTICA

Com o volume dos reservatórios das hidrelétricas abaixo do nível esperado, devido a falta de chuvas, além da escassez de gás natural no País e a crescente necessidade por mais energia para evitar um desabastecimento no setor, durante as últimas semanas a crise energética virou um assunto político. O governo, temendo perder popularidade, nega de público a possibilidade de racionamento. Por outro

CUSTO DA ENERGIA ELÉTRICA

Segundo o PROCEL (2007), nos últimos anos, o quadro sócio-econômico brasileiro tem apresentado um grande crescimento da demanda de energia elétrica, exigindo uma expansão da potência elétrica instalada a curto e médio prazo, além da adoção de medidas que permitam a conservação de energia.

A Tabela 1 detalha o perfil do consumo de energia

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nega de público a possibilidade de racionamento. Por outro lado a Agência Nacional de Energia Elétrica (Aneel) publicou relatório onde dá sinal verde para apenas 2.427 MW em 2009.

O volume de energia considerado sem restrições para implementação é 40% menor que os 4.028,1 MW que entraram em operação em 2008 e 23% menor que os 3.120 MW previstos pelo Programa de Aceleração do Crescimento (PAC) para este ano, são claras evidencias da falta de investimentos em infra-estrutura no país e as conseqüências que esta situação pode gerar, no bolso do cidadão.

A Tabela 1 detalha o perfil do consumo de energia elétrica geral no Brasil. Percebe-se que o setor de economia industrial é o maior consumidor de energia, respondendo por 42% do consumo total. O setor de análise do trabalho, que é o comercial responde por 15% do consumo de energia elétrica do país.Setor Consumo (%)

Rural 15

Comercial e Residencial 43

Industrial 42

Fonte: PROCEL, 2007.

Tabela 1 – Consumo de energia elétrica por setor.

Sabe-se que 48% da energia gasta no setor comer-cial é devido aos equipamentos condicionadores de ar, mostrando que o grande vilão do consumo de energia são os sistemas de condicionamento de ar.

Dessa parcela, o motor responsável pelo aciona-

O CONSUMO ENERGÉTICO

Dessa parcela, o motor responsável pelo aciona-mento do compressor consome cerca de 90% da energia do equipamento e o seu restante é utilizado pelo ventilador.

Em sua maioria, os equipamentos condicionado-res de ar têm valores aproximados de consumo. Para uma mesma carga térmica, o consumo varia de acordo com o tipo de compressor e refrigerante usados para a mesma capacidade de refrigeração. Devido ao crescen-te problema energético, o PROCEL recomenda uma análise do desempenho térmico das edificações, com objetivo de reduzir sua carga térmica a um valor mínimo.

Os fatores mais importantes que influenciam no consumo da energia é a escolha do equipamento de menor consumo, onde devemos ter em conta os seguintes fatores:

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seguintes fatores:

- Procurar usar temperaturas ambientes de 24ºC; - Dimensionar corretamente o sistema; - Realizar mudanças estruturais que diminuam a carga térmica do sistema.

No entanto, para um bom desempenho do sistema de condicionamento de ar é necessário adotar alguns cuidados para o equipamento já instalado, tais como: -Verificar o bloqueio das grades de ventilação; - Limpar e trocar filtros de ar periodicamente, para que não prejudiquem a circulação do ar que força o aparelho a trabalhar mais; - Ajustar e alinhar correias e polias dos ventiladores; - Através da manutenção periódica no sistema, eliminar vazamentos, limpando janelas e torres de refrigeração e equipamento central; - Usar acionamentos elétricos (inversor de freqüência) para

Como calcular o custo mensal de um equipamento em meu orçamento doméstico? (Tabela 2)

Antes de mais nada, é preciso conhecer a potência do - Usar acionamentos elétricos (inversor de freqüência) para controlar a velocidade do motor do equipamento; - Evitar cortinas, armários e caixas nas casas de máquinas, dificultando a circulação de ar, o que acarreta num aumento de 10% de consumo de energia; - Evitar infiltração e exfiltração através de portas e janelas abertas; - Dimensionar iluminação adequada para não gerar muito calor no ambiente; - Equipamento condicionador em local fresco, sem presença de motores e lâmpadas, com livre circulação de ar; - Usar sistemas inteligentes que desativem o condicionamento em ambientes desocupados.

Antes de mais nada, é preciso conhecer a potência do equipamento. Procure no manual do fabricante esta infor-mação. Em seguida, faça o cálculo da seguinte forma:Potência do Equipamento W x Número de horas utilizadas x Número de dias de uso mês, dividido por 1000 para achar o valor em Reais multiplique o consumo médio men-sal em kWh pelo valor da tarifa cobrada pela concessionária local. Exemplo de um Apartamento de 2 quartos com aparelhos de 12.000 BTU.

Custo mês:2 x 174 x R$ 0,448246 (Escelsa Vila Velha ES) = R$ 156,00 + R$ 54,00 (Chuveiro) = R$ 210,00

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Aparelhos Elétricos Potência Média

Watts

Dias estimados

Uso/Mês

Média

Utilização/Dia

Consumo Médio

Mensal (Kwh)

AR-CONDICIONADO 7.500 BTU 1000 30 8 h 120





CHUVEIRO ELÉTRICO 4000 30 1 h 120

Tabela 2- Custo mensal de um equipamento em um orçamento doméstico.

INSTALAÇÕES DE AR CONDICIONANDO

O princípio de funcionamento dos sistemas de ar condicionado é o mesmo que o da geladeira. ar condicionado é o mesmo que o da geladeira. Ambos são compostos por compressor e condensador (partes ruidosas do equipamento) e também pelo evaporador (silencioso). Os sistemas dividem-se em duas modalidades de expansão do ar frio.

Os de expansão direta são aqueles em que o gás refrigerante é o responsável pelo resfriamento do ar injetado no ambiente, como ocorre nos aparelhos de janela e nos equipamentos do tipo split.

Os de expansão indireta são aqueles em que o gás refrigerante resfria a água que circula pelo sistema, sendo esta a responsável pelo resfriamento do ar. Esse é o funcionamento das centrais de água gelada.

Independentemente da opção feita, o bom ar-condicionado é aquele que promove o conforto

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condicionado é aquele que promove o conforto térmico, passando despercebido.

A seguir, apresentamos o resumo da planilha orçamentária da Reforma e Ampliação do Aeroporto Santos Dumont, Rio de Janeiro / RJ, subsidiado pela INFRAERO e o Novo Hospital Dório Silva, Serra / ES, da SESA – Secretaria de Saúde do Governo do Estado do Espírito Santo, destacando apenas os itens de instalações em geral.

Observa-se que o valor total de instalações de ar condicionado R$23.431.544,81

equivale a 17% do total de

instalações gerais e 7% do Total da Obra.

A E R O P O R T O S A N T O S D U M O N T

01 PROJETOS EXECUTIVOS 2.287.003,40Total da Obra.

01 PROJETOS EXECUTIVOS 2.287.003,4002 SERVIÇOS PRELIMINARES 40.459.318,1603 FUNDAÇÕES E ESTRUTURAS 77.423.679,4404 ARQUITETURA E PAISAGISMO 45.690.602,2105 PAVIMENTAÇÃO E INFRAESTRUTURA 27.999.603,0906 INSTALAÇÕES

0601 INSTALAÇÕES HIDRÁULICAS 5.107.170,950602 INSTALAÇÕES ELÉTRICAS/ ELETRÔNICAS 65.002.583,130603 INSTALAÇÕES MECÂNICAS 67.236.973,73060301 AR CONDICIONADO - 35% 23.431.544,81

060302 ESCADAS E ESTEIRAS ROLANTES - 57% 38.655.142,58

060303 ELEVADORES E PORTAS AUTOMÁTICAS - 8% 5.150.286,34

0604 INSTALAÇÕES PREVENÇÃO COMBATE INCÊNDIO

3.372.277,48

T O T A L D E I N S T A L A Ç Õ E S 140.719.005,30

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AR CONDICIONADO - 17%

TOTAL GERAL DA OBRA

334.579.211,60


Observa-se que o valor total de instalações de ar condicionado R$ 6.902.132,12

equivale a 16% do total de

instalações gerais e 5% do Total da Obra.

H O S P I T A L D Ó R I O S I L V A

01 PROJETOS EXECUTIVOS 2.509.144,96Total da Obra.

01 PROJETOS EXECUTIVOS 2.509.144,9602 SERVIÇOS PRELIMINARES 5.363.426,2203 FUNDAÇÕES E ESTRUTURAS 13.950.408,6704 ARQUITETURA E PAISAGISMO 31.061.431,1205 PAVIMENTAÇÃO E INFRAESTRUTURA 4.915.200,5306 INSTALAÇÕES

0601 INSTALAÇÕES HIDRÁULICAS 10.244.480,740602 INSTALAÇÕES ELÉTRICAS/ ELETRÔNICAS 23.555.971,960603 INSTALAÇÕES MECÂNICAS 8.025.652,74060301 AR CONDICIONADO - 86% 6.902.132,12

060302 ELEVADORES - 14% 1.123.520,62

0604 INSTALAÇÕES PREVENÇÃO COMBATE INCÊNDIO e OUTRAS

1.025.313,85

07 ENXOVAL, EQUIPAMENTOS NACIONAIS E IMPORTADOS

38.804.320,01


1010



TOTAL GERAL DA OBRA

139.455.350,80


TECNOLOGIA ISOMAX DE CLIMATIZAÇÃO

Hoje em dia, fazemos uso de uma grande porcentagem do total de energia consumida em edificações com sistemas para resfriamento ou calefação destas. Um luxo difícil de justificar considerando que existem alternativas economicamente interessantes e que também respeitam o meio ambiente.Apesar dos esforços realizados para o uso de energias renováveis, o investimento inicial necessário para produção e

dependendo de cada zona climática. Esse fenômeno se percebe ao tocar o solo fresco recentemente escavado. Se pudéssemos transferir essa temperatura, digamos que com +16ºC, do solo fresco para as superfícies externas dos edifícios, que normalmente encontram-se com temperaturas mais reduzidas ou mais elevadas, criaríamos uma barreira térmica (TB), que contribuiria para climatizar o ambiente interno das edificações, e o consumo de energia

renováveis, o investimento inicial necessário para produção e instalação dos sistemas de energia solar, como painéis fotovoltaicos ou moinhos de vento ainda resultam muito dispendiosos quando se compara com a economia energética prevista.

Neste sentido, apresentamos uma tecnologia de construção, para climatização de edifícios, que utiliza o intercâmbio térmico com a superfície terrestre, localizada embaixo do edifício, como meio de armazenamento, e a energia solar como fonte desta energia. Esta tecnologia requer pouquíssimo consumo de energia e oferece às gerações futuras, envolvidas com a preservação da natureza e a defesa do meio ambiente, uma nova via.A utilização desta tecnologia, de custo reduzido, funcionamento simplificado e sem a emissão de gases que contribuem para o

ambiente interno das edificações, e o consumo de energia do edifício para climatização dos ambientes só dependeria da troca de calor entre o interior da edificação e a barreira térmica (figura 1).

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simplificado e sem a emissão de gases que contribuem para o aquecimento global, se apresenta como caminho econômico alternativo de aproveitamento do potencial de armazenamento de calor do solo próximo à construção, juntamente com a energia solar. Este sistema é denominado de Terra-Sol. Esta tecnologia de construção já vem sendo implantada em diversos países do mundo como Alemanha, Luxemburgo, Bélgica, Espanha, Japão, França, Suíça, EUA, Malásia, Polônia, China, Emirados Árabes e Índia.

Sabe-se que no Brasil a aproximadamente 3 metros de profundidade no solo, a temperatura se mantém constante entre +11ºC e +16ºC,

E como transferir essa temperatura do solo para as superfícies externas? Abaixo da estrutura da edificação, aproximadamente a 60 centímetros de profundidade, colocam-se tubos por onde circula água. Esta água incorpora a temperatura do solo e é bombeada para as paredes externas do edifício e depois de circular, a água volta à base da construção. Ao se construir um edifício e cobrir a sua base, o fluxo de calor proveniente do interior da terra se acumula abaixo da base do solo. Em regiões frias, as temperaturas aumentam até que se chegue a um equilíbrio com o fluxo de calor que

entre outros fatores, da profundidade da construção e da superfície da planta do edifício. Se a temperatura aumentar 2ºC, a temperatura da barreira térmica passaria a +18ºC (figuras 2 e 3).

Delta T = (+22 ºC) – (+18ºC) = +4ºC

É recomendável diminuir esta diferença de temperatura até atingir uma temperatura interior agradável (cerca de +22ºC), prescindindo assim de uma alimentação energé-tica, sendo que se pode tomar como fonte energética até que se chegue a um equilíbrio com o fluxo de calor que

escapa pelas laterais do edifício. Este aumento depende,

tica, sendo que se pode tomar como fonte energética nesse caso a energia solar disponível de forma gratuita.

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Em locais de clima frio, por exemplo, pode-seaproveitar este potencial da energia do sol com resultadosmuito eficazes. A radiação solar em algumas regiões do Brasilestá em torno de 2.000 kWh/m²/a. Além disso, vale lembrarque não só os telhados horizontais ou inclinados serviriampara a captação, mas também as superfícies de paredesverticais – como as laterais dos edifícios.

Com o sol dispomos de uma fonte de energia quenos permite climatizar edifícios de maneira quase ilimitada. A

Além disso, após décadas de uso deste sistema, comprovou-se que a superfície do telhado de um edifício como superfície de absorção dispõe de mais energia que o necessário. Na maioria dos casos se coloca na zona central do edifício um armazenador central isolado, diferenciado do restante da área de armazenamento. Com ele a tempera-tura da água chega a +35ºC, que é utilizada para pré-aquecimento da água para chuveiros, por exemplo. Os tubos da barreira térmica que no inverno são utilizados para impedir a perda de calor nos ambientes no verão é nos permite climatizar edifícios de maneira quase ilimitada. A

questão limita-se ao controle da absorção, translado earmazenamento da energia. Com o solo temos um meio paraarmazenar o calor do sol. Embaixo do telhado, exatamenteentre o telhado e o isolamento térmico circula um sistema detubos de polipropileno que suporta temperaturas de até+80ºC. Quando a temperatura é elevada a água étransportada para uma região central de armazenamentoabaixo das fundações da edificação formando o circuitoquente. Quando esta temperatura é mais amena ela vai aregiões mais periféricas embaixo da construção (ver

“Elementos Constituintes do Sistema” – figura 6). Desde aparte superior da construção o calor é transmitido para aterra, onde se armazena para diminuir a possibilidade deperdas de calor. Ao redor da edificação a aproximadamente 3metros de profundidade encontram-se tubos que formam o

para impedir a perda de calor nos ambientes no verão é utilizado para amenizar o calor.

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metros de profundidade encontram-se tubos que formam ocircuito frio com temperaturas entre +11ºC e +16ºC paraclimatizar as paredes exteriores no verão.

Em várias medições realizadas em edifícios queutilizam a tecnologia Terra-Sol, se demonstra que atemperatura da água contida nos tubos da base, antes de serbombeada para a superfície externa, encontra-se próxima àtemperatura da terra debaixo do piso.

Com respeito à velocidade de variação de temperatura dentro dos ambientes, tendo em vista a necessidade de climatização imediata, exigência do estilo de vida moderno, propõe-se a troca do ar circulante. Com esse fim, introduz-se um elemento de agilização na forma de uma ventilação especial. O sistema Terra-Sol prevê a instalação de um dispositivo formado por dois tubos coaxiais de aço inoxidável, um dentro do outro. No tubo externo circula o ar inoxidável, um dentro do outro. No tubo externo circula o ar que entra na edificação e no tubo interno circula o ar expelido (figura 4). Este sistema de tubos é colocado embaixo do solo. Por meio deste sistema torna-se possível recuperar até 98% da energia que se perderia. Além disso, a energia da terra envolta no tubo exterior é absorvida pelo ar de entrada o que representa uma eficiência energética adicional.

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O armazenamento central de água quente no subsolo (figura 5), que mantém a água aquecida pelo sol, incidente nos telhados, consiste num recipiente térmico central localizado abaixo do solo, para que não haja perdas significativas de calor mesmo em longos períodos de armazenamento.

O gráficos 1 e 2 mostram uma série de medições ao longo de 4 anos das temperaturas externas e internas em uma casa residencial. Esta construção foi edificada em 1995, em Luxemburgo, com paredes de concreto leve de 15 cm de espessura, e isolamentos nas faces interiores e exteriores das paredes, com 7,5 cm de espessura, tendo a construção uma área útil de 175 m². Observa-se pelo gráfico 2 que o sistema garante temperaturas agradáveis constantes após o 2º ano.

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ELEMENTOS CONSTITUINTES DO SISTEMA•Item 1 - Elemento de telhado: compõe abarreira térmica. Possui tubos paraabsorção de calor e barreira térmica;•Item 2 - Elemento pré-moldado deparede: elemento que compõe a barreiratérmica por meio de superfícies dematerial isolante e núcleo de concreto ouargamassa com tubos de polipropilenoembutidos;embutidos;•Item 3 – Elemento termo-modernizadode parede: sistema de acoplamento dematerial isolante numa estrutura dealvenaria anteriormente existente;•Item 4 - Elemento de piso: permitejuntamente com os elementos já citados,o isolamento do edifício do meio exterior.

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Observa-se que o valor total deinstalações de ar condicionadousando a tecnologia ISOMAX é R$5.440.460,03 que equivale a 13%do total de instalações gerais e3,9% do Total da Obra.

CLIMATIZAÇÃO NATURAL NO HOSPITAL DÓRIO SILVA

Simulando a implantação do sistema de climatização natural no Hospital Dório Silva, considerando abrangência nos mesmos locais previstos no projeto atual, apresenta a seguinte proposta orçamentária:

Total de Material= 1.477.705,70 €Total de Serviços= 398.315,00 €TOTAL GERAL = 1.876.020,70 €TOTAL GERAL = 1.876.020,70 €

Considerando 1 Euro = R$ 2,90

O valor da Proposta em Real será: R$ 5.440.460,03

NOTAS:

- Orçamento recebido da ISOMAX em 12/04/09;

- Com base nos dados transmitidos, de temperaturas mínima e máxima deVitória ES, Brasil, nos dados da temperatura do solo, com a profundidade dedois metros, e após uma cuidadosa consideração e consulta com os membrosdo Parlamento Europeu e com os especialistas do TSW (Terrasol- GrêmioCientífico Internacional), recomendamos para a climatização do projeto DÓRIOSILVA o uso do ISOMAX-Stainless Steel Duct-em-Duct, sistema de tubos coaxiais

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Novo Hospital Dório Silva

SILVA o uso do ISOMAX-Stainless Steel Duct-em-Duct, sistema de tubos coaxiaiscontracorrente, (em combinação com sistemas convencionais de aquecimentode água nos casos em que isto seja demandado em projeto) em combinaçãocom pequenas bombas de calor ar-água para o aquecimento do ar em dias friose aquecimento da água;- A Barreira Térmica ISOMAX nas paredes e o sistema de absorção de energiasolar (PP- tubos de polipropileno) no telhado não são necessárias nestascondições termo-climáticas favoráveis;

- Considerou-se como premissa um volume total de 45.000 m³ para asedificações, sendo que este volume será trocado a cada hora, 24 horas por dia.

CUSTO-BENEFÍCIO

A implantação da tecnologia ISOMAX nos empreendimentos da Construção Civil no Brasil, não atinge 4% do custo total previsto na execução das obras. A economia de energia elétrica na utilização desta tecnologia é incalculável.

O uso de energia solar juntamente com a energia geotérmica próxima a superfície da edificação une de forma surpreenden-próxima a superfície da edificação une de forma surpreenden-temente simples as vantagens de ambos os procedimentos: técnica solar e aproveitamento do calor terrestre. Muitos dos exemplos aplicados para várias zonas climáticas demonstram a eficácia deste sistema que resulta muito econômico tanto do ponto de vista de produção quanto de custos de manutenção. As experiências acumuladas tornam possível uma intervenção técnica que respeita o meio ambiente e é viável economicamente. •A Fundação COPPE / UFRJ apresenta no site

www.climaenergia.ppe.ufrj.br um trabalho recente, com aparticipação de 08 profissionais especializados, que visamsalientar a população em geral e suas autoridadesgovernamentais, sobre as Mudanças Climáticas e SegurançaEnergética no Brasil, onde as fontes renováveis de energiarepresentam, de um lado, uma alternativa para a mitigaçãoda mudança do clima global. De outro, por seremdependentes das condições climáticas, estão

CONCLUSÕES

• Provavelmente o mais importante resultado é a constatação de que, se a sociedade brasileira terá de investir – ainda mais intensamente do que já o faz – em energias renováveis, deverá também em estudos para utilizá-las com propriedade.

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• O Protocolo de Kyoto é um acordo internacional para reduzir as emissões de gases-estufa dos países industrializados e para garantir um modelo de desenvolvimento limpo aos países em desenvolvimento. O documento prevê que, entre 2008 e 2012, os países desenvolvidos reduzam suas emissões em 5,2% em relação aos níveis medidos em 1990. A tecnologia ISOMAX está sendo um dos maiores aliados dos países Europeus para o cumprimento deste acordo e é a oportunidade do Brasil em começar a fazer sua parte.

dependentes das condições climáticas, estãopotencialmente sujeitas a impactos do próprio fenômenoque pretendem evitar. Este estudo examina justamente ainteração entre mudança climática e fontes renováveis deenergia.

• O consumo médio de uma residência uni familiar apresenta um custo mensal de energia elétrica, superior a R$ 200,00. Mas, o MEIO AMBIENTE também sofre conseqüências drásticas durante este consumo, pois, em cada 1 KWh de energia elétrica utilizada, é emanado 0,45 Kg de CO2 na atmosfera.

SISTEMA DE CLIMATIZAÇÃO NATURALSISTEMA DE CLIMATIZAÇÃO NATURALSOLUÇÕES COM A TECNOLOGIA ISOMAX PARA A SEGURANÇA ENERGÉTICA DO BRASIL

OBRIGADO PELA ATENÇÃO.

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