Abordagem integrada no ciclo de vida de habitação de interesse social considerando mudanças climáticas

Abstract

As habitações de interesse social apresentam-se como uma parcela importante no setor da construção do país devido a sua urgente necessidade de expansão. Entretanto, o que se observa é que nesse setor o desempenho térmico e medidas de eficiência energética não são priorizadas nos projetos, gerando uma grande oportunidade para estudos mais aprofundados na área. Contudo, o aumento da eficiência energética deve ser observado em função dos impactos e benefícios considerando aspectos do tripé da sustentabilidade no ciclo de vida da edificação. Igualmente devem ser consideradas as mudanças previstas no clima nas avaliações de desempenho termoenergético, as quais podem afetar muito o desempenho da edificação na sua vida útil. Com esse contexto, o objetivo geral desta pesquisa é a avaliação da incorporação de medidas de eficiência energética em projetos de habitação de interesse social no Brasil, por meio de uma abordagem integrada no ciclo de vida com adaptação às mudanças climáticas, que considere aspectos da sustentabilidade e foco no desempenho termoenergético do edifício. O método baseou-se na elaboração de projetos representativos de habitações de interesse social e a análise do seu desempenho termoenergético frente a parâmetros nacionais. Igualmente, efetuou-se avaliação por simulação termoenergética da influência das mudanças climáticas, considerando medidas de adaptação de eficiência energética na fase de uso da edificação. E, finalmente, foi proposta uma abordagem integrada para avaliação das medidas de adaptação nos projetos de habitações de interesse social, considerando 50 anos de vida útil. A abordagem integrada propôs um Índice de Sustentabilidade no Ciclo de Vida Energético como forma de comparação entre os casos avaliados, com o objetivo de se estimar as estratégias que apresentaram melhor desempenho de forma global frente às mudanças climáticas. O Índice considerou o desempenho com relação a indicadores intermediários e finais (consumo energético no ciclo de vida, custo no ciclo de vida, emissões de CO2 no ciclo de vida e graus-hora de resfriamento e aquecimento na operação da edificação). As análises foram realizadas para São Paulo e Salvador, cidades com alto deficit habitacional e climas diferenciados. Como resultado, foram elaborados cinco projetos de tipologias representativas do setor. A análise dos projetos representativos evidenciou falha na prática corrente na habitação de interesse social com relação ao desempenho termoenergético da edificação, em especial para o verão. Isso indicou um maior uso potencial do condicionamento artificial neste setor, o que confirma a necessidade de avaliação com perspectiva em longo prazo. No nível de menor renda foram observados os resultados com mais baixo desempenho, setor em que se concentra o maior deficit habitacional. Nos cenários climáticos futuros, o projeto representativo, escolhido para análises posteriores, mostrou aumento significativo nos indicadores relacionados à necessidade de resfriamento e refrigeração em ambas as cidades. Medidas de adaptação avaliadas de forma isolada mostraram relevância diferente por cidade e, por vezes, por cenário climático e forma de operação da edificação. Medidas aplicadas em conjunto mostraram resultados ainda mais expressivos nos indicadores estudados. A incorporação de medidas de eficiência energética nos projetos de habitações de interesse social construídos na atualidade apresentou grande potencial para melhoria do desempenho termoenergético e conforto do usuário, sendo imprescindíveis para os cenários de mudanças climáticas. A abordagem integrada proposta evidenciou a importância da seleção inicial de materiais nos projetos, considerando tanto seus impactos associados quanto o desempenho termoenergético da edificação na sua vida útil. Igualmente, a abordagem integrada também evidenciou a importância da fase de uso da edificação para o projeto representativo frente às mudanças previstas no clima. Considerando-se pesos iguais para todos os indicadores, os casos com medidas de adaptação mostraram ampla redução com relação ao projeto representativo nos indicadores de consumo energético e emissões de CO2 no ciclo de vida, assim como de graus-hora de resfriamento e aquecimento nas cidades analisadas. No aspecto econômico, alguns casos com medidas mostraram melhor desempenho do que o caso base nos cenários de mudanças climáticas. Para os casos com medidas que mostraram aumento no indicador econômico quando comparados ao projeto representativo, as diferenças considerando as mudanças previstas no clima não foram significativas. Analisando o Índice de Sustentabilidade no Ciclo de Vida Energético proposto, obtiveram-se amplas reduções quando comparados os casos com medidas de adaptação frente à prática atual. Os resultados desta pesquisa contribuem com a incorporação de uma abordagem mais holística para os projetos que estão sendo produzidos com o objetivo de saldar o deficit habitacional, de forma que considerem melhor desempenho energético com conforto térmico e menor consumo de recursos em longo prazo para os usuários e o país.<br>

Abstract : Social housing is an important part of the country's construction sector due to its urgent need for expansion. However, what is observed, is that in that sector, thermal performance and energy and efficiency measures are not prioritized in the projects, which generate a great opportunity for further studies in the area. Nonetheless, the increase in energy efficiency should be observed in terms of impacts and benefits considering aspects of the sustainability tripod in the life cycle of the building. Likewise, climate change should be considered in the thermal and energy performance evaluations, which can greatly affect the performance of the building in its life cycle. With this context, the main goal of this research is to evaluate the incorporation of energy efficiency measures in brazilian social housing, through an integrated life cycle approach with adaptation to climate change, considering aspects of sustainability with focus on the thermal and energy performance of the building. The method included the elaboration of social housing representative projects and the analysis of their thermal and energy performance against national parameters. Also, it was foreseen the evaluation by thermal and energy simulation of climate change´s influence, considering measures of adaptation of energy efficiency, in the use phase of the building. Finally, an integrated approach was proposed to evaluate adaptation measures in social housing projects, considering 50 years of useful life. The integrated approach proposed a Sustainability Index in the Energy Life Cycle as a way of comparing the evaluated cases, in order to estimate the strategies that presented the best performance in all indicators in the face of climate change. The Index considered performance in relation to intermediate and final indicators (energy consumption in the life cycle, life cycle cost, CO2 emissions in the life cycle as well as degree-hours for cooling and heating in the operation of the building). The analyses were carried out for São Paulo and Salvador, cities with high housing deficit and dissimilar climates. As a result, five projects of representative typologies of the sector were estimated. The analysis of the representative projects exposed a failure in the current practice in social housing in relation to the thermal and energy performance of the building, especially for summer. This indicated a potential use for the introduction of artificial conditioning in the sector, corroborating the need for evaluation with a long-term perspective. The lowest performing results were found at the lowest income level, a sector in which the largest housing deficit is concentrated. In the future climate scenarios, a representative project chosen for further analysis, showed a significant increase in the indicators related to the need for cooling in both cities. Adaptation measures assessed in a parametric way presented different relevance by city and sometimes by climate scenario and operation form of the building. Measures applied in conjunction showed even more expressive results in the studied indicators. The incorporation of energy efficiency measures in the social housing projects being built today show a great potential for improving the thermal and energy performance and user comfort, being fundamental for climate change scenarios. The proposed integrated approach highlighted the importance of the initial selection of materials in the projects, considering both, their associated impacts as well as the thermal and energy performance of the building during its life time. It also showed the importance of the use phase of the building for the representative project when considering climate change. Considering equal weights for all indicators, the cases with adaptation measures showed a broad reduction in relation to the representative project in the indicators of energy consumption and CO2 emissions in the life cycle, as well as degree-hours of cooling and heating, in both cities. In the economic aspect, some cases with measures showed better performance than the base case in the climate change scenarios. For the cases with measures that showed increase in this indicator with respect to the representative project, the differences, considering changes predicted in the climate, were not significant. Analysing the proposed Sustainability Index in the Energy Life Cycle, large reductions were obtained when comparing the cases with measures of adaptation to the current practice. The results of this research contribute to the incorporation of a more holistic approach to the projects that are being produced to solve the housing deficit, in order to consider better energy performance with thermal comfort, as well as lower resource consumption for users and the country in the long term.