Casa Eficiente - Ambiente Geral

A principal finalidade do projeto é tornar-se uma vitrine de conceitos e tecnologias no âmbito da construção civil, funcionando também como um centro de demonstração de Eficiência Energética.

A Casa Eficiente visa não só conscientizar o público de um modo geral no que se refere aos cuidados com o Meio Ambiente, como também demonstrar a este público a possibilidade de empregar as tecnologias utilizadas neste projeto. Além disso, chama a atenção dos fabricantes para abrir mercado para novos produtos e disponibilizará ao público acadêmico os resultados do monitoramento in loco desenvolvido pelo LMBEE (Laboratório de Monitoramento Bioclimático e Eficiência Energética).

Dados técnicos sobre o projeto da Casa Eficiente encontram-se disponíveis no site www.casaeficiente.com.br.

Os custos de implantação deste tipo de projeto ainda são elevados. Por se tratar de uma Vitrine Tecnológica, o projeto incorpora tecnologias de ponta ainda não difundidas ou popularizadas no mercado, apresentando, portanto, custo elevado. No entanto, tem-se a expectativa de que os custos de tais tecnologias se reduzam à medida que se popularizem. Além disso, ao contrário de uma residência convencional, os custos de implantação da Casa Eficiente incluem o instrumental necessário para o monitoramento bioclimático e de eficiência energética.

Este projeto está apostando numa formação de conceitos, tanto para os profissionais da construção civil como para o público em geral, buscando a difusão de conceitos de arquitetura bioclimática e tecnologias de ponta, junto à sociedade.

A Casa Eficiente reúne diversos conceitos e tecnologias em um único projeto, com o intuito de se investigar seu uso potencial, sendo também denominada de Vitrine de Conceitos e de Tecnologias.

Neste projeto estão presentes diversas estratégias e tecnologias, tais como:

- Módulos fotovoltaicos com tecnologia brasileira (em fase de fabricação);

- Aquecimento solar da água;

- Aquecimento dos quartos por meio de circulação de água aquecida por coletores solares em uma tubulação de cobre presa ao rodapé;

- Coletores solar, boilers, lâmpadas e eletrodomésticos com selo A do Procel;

- Paredes externas duplas com lã de rocha entre as paredes;

- Vidros duplos para isolamento térmico e acústico;

- Sistema de aproveitamento de água da chuva;

- Sistema de tratamento de efluentes e reúso de águas;

- Facilidade de acesso para pessoas portadoras de necessidades especiais;

- Uso de madeira de florestamento;

- Tijolos de produção local;

- Reaproveitamento de materiais de construção (britagem do contrapiso existente inicialmente no terreno para uso na obra);

- Paisagismo com plantas nativas da região, mata atlântica, e irrigação com águas residuárias tratadas.

A Casa Eficiente foi construída com dois objetivos específicos: (1) funcionar como ambiente para o desenvolvimento de pesquisas científicas e (2) funcionar como vitrine de tecnologias e estratégias de adequação ambiental e sustentabilidade, de modo que não se trata de um projeto elaborado para comercialização. No entanto, é possível realizar obras que incorporem princípios semelhantes aos da Casa Eficiente, com o auxílio de profissionais especializados (arquitetos e engenheiros), capazes de adequar tais princípios às necessidades do cliente, responsabilizando-se pela elaboração do projeto e acompanhamento de sua execução.

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.A ELETROSUL e a ELETROBRÁS, através do PROCEL - Programa Nacional de Conservação de Energia Elétrica, firmaram uma cooperação para implantar este projeto, no qual está sendo investido R$ 477.227,40 (quatrocentos e setenta e sete mil, duzentos e vinte e sete reais e quarenta centavos).
Deste valor, 37,12 % - R$ 177.167,22 (cento e setenta e sete mil, cento e sessenta e sete reais e vinte e dois centavos) coube à ELETROBRÁS/PROCEL e 62,88 % - R$ 300.060,18 (trezentos mil e sessenta reais e dezoito centavos) a ELETROSUL.

Além destes valores, a ELETROSUL disponibilizou a infra-estrutura e o terreno onde foi construída a Casa Eficiente.

Os módulos fotovoltaicos com tecnologia brasileira que serão implantados futuramente, resultado de projeto de pesquisa desenvolvido na PUC-RS, foram patrocinados pela ELETROSUL, em parceria com a Rede Brasil de Tecnologia do Ministério de Ciência e Tecnologia - MCT.

O retorno esperado de um investimento desta natureza é a disseminação de novos conceitos e padrões tecnológicos, resultando no uso racional da energia e a conseqüente preservação dos recursos naturais.

A ELETROSUL, em apoio às ações de sua “holding”, a ELETROBRÁS, que tem a responsabilidade de gerir os recursos do PROCEL - Programa Nacional de Conservação de Energia Elétrica, buscou a implantação deste projeto em sua sede para ser uma Vitrine de Conceitos e de Tecnologias, atendendo desta forma a um dos importantes objetivos do PROCEL: a educação, a conservação dos recursos naturais, bem como o combate ao uso ineficiente de energia.xml:namespace prefix = o ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:office" />

A ELETROSUL também é responsável pela condução do Plano de Visitas à Casa Eficiente, disponibilizando uma equipe de promotoras para o acompanhamento da visitação.

O LabEEE (Laboratório de Eficiência Energética de Edificações/UFSC) elaborou o projeto da Casa Eficiente e é responsável pelo monitoramento termo-energético e de consumo de água, através da aquisição de dados permanente. Pesquisadores do LabEEE compõem a equipe do LMBEE (Laboratório de Monitoramento Bioclimático e Eficiência Energética), responsável pelo desenvolvimento de pesquisas científicas na Casa Eficiente em períodos quinzenais todos os meses.

Não. Você poderá utilizar em sua obra algumas ou todas as tecnologias aplicadas na Casa Eficiente, devendo buscar a assessoria de profissionais especializados atuantes no mercado (arquitetos e engenheiros).

Convém salientar que a Casa Eficiente é basicamente uma “vitrine”, cujo propósito é difundir conceitos e tecnologias para que o público consumidor utilize a energia elétrica e a água de modo eficiente. No entanto, não é um modelo de projeto único. Cada projeto é um caso particular e deve se adequar às características do local onde será realizada a obra.

O projeto da Casa Eficiente foi elaborado para as condições bioclimáticas de Florianópolis. As tecnologias e os conceitos empregados devem ser adaptados em cada caso.

A adequação do projeto às condições climáticas locais requer a avaliação de diversos condicionantes, tais como variações de temperatura, exposição solar, ventilação predominante, entorno urbano, entre outros. Tomando-se como exemplo a Casa Eficiente e as condições climáticas de Florianópolis, podem-se destacar alguns aspectos:

- No inverno, deve-se minimizar a ação dos ventos frios vindos da direção Sul;

- No verão, deve-se favorecer o aproveitamento da ventilação nos ambientes internos;

- O aproveitamento da iluminação natural é outro fator importante no projeto e contribui para a redução do consumo de energia destinada à iluminação artificial.

- Regiões que apresentam boa distribuição de chuvas durante todo o ano, como é o caso da cidade de Florianópolis, favorecem o uso da água pluvial como um recurso hídrico alternativo e complementar. Já regiões áridas, com longos períodos de estiagem, necessitam armazenar grandes volumes de água para suprir às necessidades nos períodos de seca, o que pode limitar ou inviabilizar alguns usos para a água de chuva. Ressalta-se que o uso da água de chuva no semi-árido do nordeste brasileiro tem sido amplamente incentivado, mas limitado apenas para beber, cozer alimentos e asseio pessoal (sem banho), correspondendo a um consumo per capta de aproximadamente de 20 L/pessoa/dia.

Embora o custo de tecnologias de ponta seja elevado e inacessível para a maioria das pessoas, o projeto da Casa Eficiente pretende disseminar idéias e incentivar as pessoas para que, gradativamente, comecem a inserir estas medidas em suas obras, seja pela redução que terão no custo de operação e manutenção da edificação durante sua vida útil, seja pela redução dos impactos ao meio ambiente. Além disso, princípios como a adequação climática podem ser incorporados ao projeto sem ônus adicional, por exemplo, através da adequada disposição das aberturas e seu sombreamento, favorecendo o aproveitamento da ventilação natural e minimizando os ganhos de calor.

Sim. A Casa Eficiente é sede do LMBEE – Laboratório de Monitoramento Bioclimático e Eficiência Energética, onde profissionais da Universidade Federal de Santa Catarina desenvolvem atividades de pesquisa científica. Á idéia é também inserir nos cursos de arquitetura e engenharia civil disciplinas de Eficiência Energética que aproveitem como instrumento didático a Casa Eficiente.

No entanto, a Casa Eficiente estará aberta ao público em geral e não apenas restrita à comunidade científica. Os resultados das pesquisas estarão disponíveis a todos os interessados, fazendo com que profissionais, acadêmicos e o público consumidor possam fazer uso dos resultados deste projeto.

No que se refere ao uso da Energia Solar para aquecimento de água, vale a pena sim investir, pois o tempo do retorno do investimento, utilizando coletores solares existentes atualmente no mercado, é de cerca de 3 anos, sendo que estes sistemas possuem uma vida útil aproximada de 30 anos.

No que se refere ao uso da Energia Solar para geração de eletricidade, utilizando módulos fotovoltaicos, não se tem ainda valores para o custo dos módulos com tecnologia brasileira, em desenvolvimento na PUC-RS. No entanto, o projeto em desenvolvimento tem como objetivo produzir módulos fotovoltaicos com custo menor do que o dos módulos atualmente comercializados no Brasil.

Podemos afirmar que vale a pena investir no aproveitamento da energia solar, por ser uma energia limpa e disponível em quase todos os pontos do planeta. No caso dos sistemas fotovoltaicos, o investimento ainda é alto, mas há expectativa de, num futuro próximo, aumentar a utilização desta forma de geração de energia. Cabe lembrar os benefícios que a instalação destes sistemas fotovoltaicos traz ao meio ambiente pelo fato de produzirem energia elétrica na própria residência (ponto de consumo) sem fazer ruído e sem poluição no seu processo de geração de energia elétrica. Sendo que a única poluição no processo deve-se à fabricação do módulo fotovoltaico e no seu descarte. Tendo ainda a vantagem, no caso de módulos fotovoltaicos utilizados em residências, de não se precisar transmitir nem distribuir a energia gerada.

Em locais não atendidos por rede elétrica, como áreas rurais remotas ou ilhas, normalmente utilizam-se baterias para armazenar a energia excedente gerada nos módulos fotovoltaicos, constituindo o chamado sistema fotovoltaico isolado.

Na Casa Eficiente, que é servida pela rede elétrica, utiliza-se o sistema fotovoltaico conectado à rede, que injeta a energia gerada na rede elétrica do edifício sede da Eletrosul.

Como atualmente a ANEEL não permite que a energia gerada por consumidores seja disponibilizada na rede elétrica da concessionária, a energia excedente, que está sendo gerada pelo sistema e não consumida naquele momento, é levada para rede da Eletrosul. A idéia é que num futuro próximo, a ANEEL possua uma política neste sentido e que a energia excedente possa ser interligada à rede elétrica de distribuição, contribuindo para o fornecimento de energia elétrica para outros consumidores. Este tipo de sistema já é utilizado em alguns países.

Os módulos fotovoltaicos que serão utilizados na Casa Eficiente possuirão tecnologia nacional, desenvolvida pela PUC-RS, numa parceria entre o Ministério da Ciência e Tecnologia, através da Rede Brasil de Tecnologia e da Financiadora de Estudos e Projeto, a Eletrobrás, a Eletrosul, a Petrobrás, a PUC-RS e a CEEE (Companhia Estadual de Energia Elétrica - RS). Isto representa mais um diferencial da Casa Eficiente, pois os módulos instalados atualmente são de tecnologia estrangeira e serão substituídos pelos módulos nacionais em breve.

A PUC-RS foi escolhida para desenvolver este projeto por ser a sede do Centro Brasileiro para Desenvolvimento da Energia Solar Fotovoltaica, centro de referência ligado ao Ministério da Ciência e Tecnologia, com infra-estrutura ímpar na área de fabricação de dispositivos fotovoltaicos.

A pesquisa e o desenvolvimento estão sendo coordenados pelos Professores Adriano Moehlecke e Izete Zanesco, físicos da PUC-RS. Sendo que o Professor Adriano Moehlecke foi o vencedor do Prêmio Brasileiro “Jovem Cientista” do ano de 2002, com o trabalho intitulado “Células Solares Eficientes e de Baixo Custo de Produção”.

Nos laboratórios da PUC-RS, já foram produzidas células fotovoltaicas com 17% de eficiência. A expectativa é de que, depois de prontos, os módulos fotovoltaicos tenham eficiência de 14%, valor considerado muito bom, uma vez que a média mundial para esta tecnologia é em torno de 11 a 12 %.

Existem módulos fotovoltaicos no mercado, com eficiência em torno de 17 %, que utilizam tecnologias caras e com baixa relação custo-benefício, ao contrário dos módulos nacionais, que utilizam silício monocristalino e que apresentarão uma elevada relação custo-benefício. Tais aspectos indicam uma expectativa otimista com relação ao custo dos módulos fotovoltaicos. No entanto, a pesquisa não está concluída e o custo de cada módulo ainda não foi definido.

As células possuirão 100 mm x 100 mm, formando pseudo-quadrados, e os módulos possuirão uma das duas dimensões: 99 cm x 43 cm ou 130 cm x 32 cm. O painel fotovoltaico da Casa Eficiente será constituído por 40 (quarenta) módulos de 50 W, totalizando 2.000 W e poderá ter 3,29 m x 4,35 m ou 3,29 m x 5,20m.

Esse sistema tem como objetivo coletar as águas pluviais das áreas de contribuição da edificação e conduzi-las a uma cisterna para aproveitamento. A cobertura foi adaptada para a melhor captação das águas pluviais, que serão aproveitadas para usos finais não potáveis: descarga de vaso sanitário, tanque e máquina de lavar roupa, lavagem de piso e irrigação da horta.

Após drenada, a água coletada passa por um dispositivo separador de sólidos (uma peneira auto limpante), para descarte de folhas, gravetos e detritos.

Devido ao risco de concentração de poluentes na água coletada (poluentes tóxicos na atmosfera de áreas urbanas, poeira e fuligem acumulada na cobertura e calhas, entre outros), as águas das primeiras chuvas são desviadas por um dispositivo instalado antes da cisterna. No caso da ocorrência de uma chuva com alta intensidade, que supere a capacidade de armazenamento da cisterna, o excesso de água é escoado através do extravasor (ladrão). Caso não haja água pluvial suficiente na cisterna para o abastecimento do reservatório superior, este será complementado automaticamente com água potável da rede de abastecimento.

Com exceção dos efluentes do vaso sanitário e da pia da cozinha, os efluentes dos demais pontos de utilização, após tratamento biológico, são aproveitados no sistema de irrigação do jardim. Caracterizando-se como um sistema de reúso de águas não potável.

Neste sistema, os efluentes seguem para um leito cultivado, onde ocorrem operações e processos de tratamento biológico. Na saída deste tanque, os efluentes são peneirados para eliminação de sólidos e em seguida são armazenados em um reservatório particular. Depois, essa água armazenada é bombeada para uma caixa de água localizada sobre os quartos e daí segue para abastecer o sistema de irrigação do jardim.

O objetivo do sistema de tratamento dos esgotos provenientes de vaso sanitário e pia de cozinha é a redução da carga orgânica destes efluentes antes de serem lançados na rede coletora de esgotos. Para tanto, realiza-se o tratamento destas águas residuárias em vias distintas dos demais efluentes de águas cinzas, que são utilizados para irrigação. Assim, as águas que apresentam maior potencial de contaminação passam por uma fossa séptica, onde ocorrem operações e processo bioquímicos, e por um leito cultivado, e daí são encaminhados à rede de esgotamento sanitário.

Acredita-se que o desenvolvimento de um projeto que faça uso consciente dos recursos naturais, aproveitando fatores positivos como ação dos ventos característicos do verão, iluminação natural, entre outros, promovendo a redução no desperdício de água e energia, está ao alcance de todos e requer basicamente atenção especial na concepção do projeto.

A implantação de sistemas de aproveitamento de águas pluviais e de sistemas de tratamento e utilização de águas residuárias apresentam grande potencial de aplicação, são de baixo custo e com boa viabilidade técnica e econômica. Além de bom potencial de retorno do investimento empregado, estas estratégias promovem a conservação da água e a redução de impactos ao meio ambiente.

Acredita-se que com o lançamento da energia solar fotovoltaica de tecnologia brasileira, esta forma de energia venha a se tornar mais acessível e possível de ser adotada pelas classes com maior poder aquisitivo.

O aquecimento solar da água também é um forte candidato a se tornar o mais difundido junto à comunidade, uma vez que o período de retorno deste investimento é de 03 anos, em média, sendo que possui uma vida útil de cerca de 30 anos.

A Casa Eficiente possui algumas características comuns aos conceitos defendidos pela permacultura, no que diz respeito às preocupações com o meio ambiente durante o planejamento da edificação. No entanto, a permacultura abrange aspectos diretamente relacionados ao cultivo da terra.

Maiores informações a respeito da Permacultura podem ser encontradas em sites relacionados ao tema. Sugerimos visitar a página http://www.permacultura.org.br/rbp/index_sobre.html.

O funcionamento da Casa Eficiente está dividido da seguinte forma:

1) Plano de Visitas: Com o objetivo de disseminar os conceitos e as tecnologias que foram aplicadas no projeto, nossa equipe de promotoras divulga o projeto dentro de um cronograma com dias específicos para determinados públicos alvo, durante a primeira quinzena de cada mês. Nas terças-feiras - estudantes universitários, quartas-feiras – profissionais da área de arquitetura e engenharia, sextas-feiras - ensino médio, quintas-feiras e sábados - público geral.

2) Laboratório de Monitoramento Bioclimático e Eficiência Energética - LMBEE: onde foram criados grupos de trabalho para avaliar as estratégias adotadas no projeto, ocupando a Casa Eficiente na segunda quinzena de cada mês. No período de funcionamento do LMBEE, a Casa Eficiente está fechada para a visitação pública, a fim de não haver interferências nos experimentos realizados pelos pesquisadores.

Para conhecer a Casa Eficiente, entre em contato com a nossa equipe de promotoras e agende sua visita através do telefone 0800 646 1312

Existem diversas tipologias construtivas de tetos-jardins, que variam de acordo as características desejadas (funcionais e estéticas). Tais características determinam os materiais das camadas e suas respectivas espessuras.

Especificamente, o teto-jardim da Casa Eficiente é composto pelas seguintes camadas:
- Camada de vegetação (espécies vegetais de baixa manutenção e resistentes à seca);

- Camada de desenvolvimento da vegetação (terra vegetal);

- Camada filtrante (manta do tipo bidim);

- Camada drenante (agregados graúdos: brita e seixo-rolado);

- Camada de proteção da impermeabilização (argamassa de regularização com tela);

- Camada de impermeabilização (torodin extra tecno);

- Suporte estrutural (laje convencional de concreto armado).

Os tetos-jardins são conhecidos desde tempos antigos em diversos países como um artifício de regulação térmica, tanto para situações de calor como para situações de frio. Na atualidade, sua utilização tem sido reconsiderada em diversos países, principalmente pelo potencial de economia de energia e de atenuação dos fenômenos climáticos (ilhas de calor e inundações), ocasionados ou agravados pela substituição massiva dos espaços naturais por espaços construídos. O efeito sombreador e as funções biológicas da vegetação e as propriedades isolantes da camada de terra são responsáveis pela redução do fluxo de calor para o ambiente interno através da cobertura, resultando na redução das temperaturas superficiais.

A diminuição do fluxo de calor para o interior das edificações implica em redução do consumo de energia elétrica para refrigeração. Já a diminuição das temperaturas superficiais externas implica na diminuição das temperaturas do microclima urbano, reduzindo-se assim os efeitos nocivos dos processos de aquecimento das cidades (considerando a implantação dos tetos-jardins em larga escala).

Outras vantagens potenciais dos tetos-jardins são a redução da velocidade de escoamento das águas pluviais, melhoria das condições do ar, melhoria do conforto interno, maior isolamento termo-acústico, filtragem da poluição das águas de chuva, aumento do tempo de vida útil dos materiais constituintes da cobertura, diminuição das patologias da cobertura e benefícios estéticos da criação de novas paisagens.

Em sua constituição, os coletores solares dividem-se em dois elementos principais: a placa absorvedora (composta por tubos e chapas de material bom condutor de calor, por exemplo, o cobre) e o gabinete, que consiste basicamente em uma caixa metálica isolada termicamente e com cobertura transparente (vidro ou policarbonato). A determinação da quantidade de placas coletoras depende da fração solar desejada para o sistema (relação entre a energia fornecida pelo sistema de aquecimento solar e a energia total gasta com aquecimento). Na Casa Eficiente, foram utilizados dois conjuntos de placas coletoras, com 1,4 m² de área cada. Um dos sistemas é destinado ao aquecimento de água para banheiro e cozinha e o outro destinado ao sistema de aquecimento ambiental dos quartos, efetuado por meio de circulação de água aquecida através de uma tubulação de cobre disposta junto ao rodapé.

Foram construídos dois tanques independentes: um com 2,00 m por 3,20 m, para os efluentes do vaso sanitário e da pia de cozinha e outro com 2,00 m por 4,20 m, para os efluentes dos demais pontos de utilização, sendo que ambos possuem 0,65 m de profundidade. Vale lembrar que o dimensionamento do tanque de zona de raízes depende de uma série de fatores que são específicos em cada caso, tais como: volume de efluentes produzidos e demanda de água para os pontos de uso não potáveis. Ou seja, o sistema empregado na Casa Eficiente serve de exemplo, mas o dimensionamento será diferenciado de acordo com cada obra.

O LMBEE (Laboratório de Monitoramento Bioclimático e Eficiência Energética), instalado na Casa Eficiente, desenvolverá pesquisas que permitirão quantificar a energia produzida pelo sistema fotovoltaico, a quantidade de energia elétrica consumida da rede elétrica e a parcela de energia elétrica excedente que é exportada para a rede elétrica do edifício sede. Desse modo, poder-se-á avaliar o desempenho do sistema fotovoltaico conectado à rede e a viabilidade de seu emprego sob as condições climáticas de Florianópolis, com a estimativa dos créditos gerados ao consumidor pelo fato da energia excedente estar sendo exportada para a rede da concessionária. Convém salientar que o sistema conectado à rede elétrica, instalado na Casa Eficiente, é um protótipo, pois ainda não há legislação específica para regulamentar esta prática no Brasil.