Análise de viabilidade técnica e econômica de habitações multifamiliares de interesse social e de energia quase zero no clima da serra gaúcha

Abstract

As edificações residenciais consomem 29,6% da energia elétrica gerada no Brasil, representando o segundo maior setor consumidor. Paralelamente existe um déficit de 5,9 milhões de habitações no país. As habitações de interesse social vêm sendo amplamente difundidas desde o ano de 2009, com a criação do Programa Minha Casa Minha Vida. No entanto, diversos estudos apontaram que este tipo de habitação costuma fracassar em proporcionar conforto térmico aos seus ocupantes. Para compensar o baixo desempenho térmico, os ocupantes tendem a climatizar artificialmente suas habitações, o que aumenta o consumo de energia elétrica no setor residencial. Esta dissertação teve como objetivo selecionar um projeto representativo de habitação de interesse social e definir medidas de eficiência energética para que a edificação fosse de energia quase zero. Foi considerado o contexto climático da serra gaúcha, onde se avaliou o nível de desempenho térmico e a classe de eficiência energética do projeto representativo, por meio da aplicação dos métodos computacionais da Norma ABNT NBR 15575 e da Instrução Normativa INI-R do INMETRO. Foi aplicado um questionário para levantamento dos hábitos de uso e ocupação em habitações de interesse social, a fim de verificar se eles eram condizentes com aqueles pré-definidos nas normas utilizadas. Por fim, foi realizada a análise de viabilidade econômica das medidas de eficiência energética considerando dois cenários distintos de uso e ocupação. Entre os resultados obtidos estão: a descrição do contexto climático; a seleção de um projeto representativo de interesse social; a avaliação de desempenho térmico e eficiência energética do projeto representativo por simulação computacional; a determinação da envoltória de menor custo para o projeto representativo ter Classe A de eficiência energética; a identificação dos hábitos de uso e ocupação de moradores de habitações de interesse social na serra gaúcha; o dimensionamento de um sistema de geração local de energia renovável e a análise de viabilidade econômica. No cenário de uso e ocupação conforme a INI-R, a edificação de energia quase zero teve custo 11,7% maior em relação ao projeto representativo, com redução do consumo de energia primária de 14,6%. No cenário de uso e ocupação adaptado a partir da pesquisa, por sua vez, o sobrecusto foi de 9,9%, e a redução do consumo de energia primária foi de 25,1% em relação ao projeto representativo. A análise econômica das medidas utilizadas indicou Valor Presente Líquido positivo e período de retorno do investimento menor que seis anos. Concluiu-se que as edificações de interesse social e de energia quase zero avaliadas neste trabalho são tecnicamente e economicamente viáveis. Por meio da utilização das medidas de eficiência energética foi possível atingir o balanço de energia quase zero, nos termos da INI-R.

Abstract: Residential buildings consume 29.6% of the electricity generated in Brazil, representing the second largest consumer sector. At the same time, there is a deficit of 5.9 million homes in the country. Social housing has been extensively built since 2009, with the creation of the Minha Casa Minha Vida Program. However, several studies have shown that this type of housing usually fails to provide thermal comfort to its occupants. To compensate their poor thermal performance, occupants tend to artificially acclimatize their homes, which increases electricity consumption in the residential sector. This study aimed to select a representative social housing model and define energy efficiency measures, for the building to achieve the nearly zero energy target. The southern Brazilian climatic context was considered, and the thermal performance and energy efficiency of the representative model were evaluated through the application of the computational methods of the ABNT NBR 15575 Standard and the INMETRO Normative Instruction INI-R. A questionnaire was applied to survey the habits of use and occupation in social housing in order to verify if they were consistent with those predefined in the standards. Finally, an analysis of the economic feasibility of energy efficiency measures was carried out considering two scenarios of use and occupation. The main results are: the description of the climate context; the selection of a representative model of social housing; the evaluation of thermal performance and energy efficiency of the representative model through computer simulation; the determination of the lowest cost envelope for the representative model to have Class A energy efficiency; the identification of the habits of use and occupation of residents of social housing in the southern Brazilian region; the local renewable energy generation system sizing and the economic feasibility analysis. In the scenario of use and occupation according to INI-R, the nearly zero energy building had an 11.7% higher cost compared to the representative model, with a reduction in primary energy consumption of 14.6%. In the scenario where the use and occupation pattern was adapted from the survey, the extra cost was 9.9%, and the reduction in primary energy consumption was 25.1% in relation to the representative model. The economic analysis of the measures used indicated a positive Net Present Value and a payback of nearly six years. It was concluded that the nearly zero energy buildings for social housing evaluated in this work are technically and economically feasible. Through the use of energy efficiency measures, it was possible to reach the nearly zero energy target according to the INI-R Normative Instruction.