Análise integrada de desempenho energético, impacto ambiental e custo: estudo de soluções de fachada para edifícios de escritórios no Brasil
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Rosilene Regolão Brugnera
AGRADECIMENTOS Agradeço a Deus, pelo dom da vida e pela força que me concedeu ao longo dessa trajetória, me guiando e me provendo paz, sabedoria e paciência, para passar por todas as etapas que me trouxeram até aqui. Agradeço aos meus pais, Rosilene e Edgard, por todo o apoio e incentivo em toda a minha vida. Deixo aqui registrado uma homenagem ao meu pai que, em todas as vezes que me levava para escola, sempre se despedia de mim dizendo "Estude bastante, para um dia ser doutora!". De alguma
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... ma essas palavras transcenderam o tempo e para cá me encaminharam. Agradeço ao Andrey, pelo amor, carinho, apoio e incentivo em todos esses nossos anos de caminhada, o qual tão pacientemente sempre me ajuda a enxergar o lado bom de tudo (nos erros e acertos), por sempre ter junto a frase "calma, tudo vai dar certo", para que eu conseguisse alcançar meus sonhos, que na verdade, são nossos. Agradeço à minha família, irmão e irmã, cunhados e cunhadas, sobrinhas, primos e primas, tios e tias, sogro e sogra, avôs e avós (in memoriam), que sempre me apoiaram, me ensinaram (e ainda me ensinam) o que há de melhor, aceitando muitas vezes a minha ausência, para que eu pudesse chegar até aqui. Agradeço à tantos amigos que Deus colocou no meu caminho ao longo dessa trajetória de vida. Aos queridos(as) Rodrigo Japur e Tássia Marques, muito obrigada pela amizade e pelo aprendizado diário!! Agradeço à Profa. Karin M. S. Chvatal, por todo o apoio e incentivo me concedido ao longo desses 9 anos de trabalho em conjunto. Muito obrigada por acreditar no meu trabalho, quando eu ainda nem sabia o que era pesquisa (desde a iniciação científica), por pacientemente me orientar e me guiar para o melhor caminho, sempre. Agradeço ao Prof. João Adriano Rossignolo, que aceitou inicialmente me orientar nesta pesquisa de doutorado, tornando-se coorientador posteriormente, e me incentivou desde o início a aceitar o desafio de pesquisar algo que eu não tinha conhecimento, mas que via em mim a certeza de que essa pesquisa daria certo. Agradeço também ao Prof. Aldo R. Ometto, por todo o ensinamento passado ao longo da disciplina de Engenharia do Ciclo de Vida. Agradeço ao Prof. Ricardo Mateus, da Universidade do Minho (Portugal) que tão prontamente aceitou entrar nessa pesquisa conosco, sempre auxiliando, incentivando e "iluminando" os meus caminhos tanto no Brasil, quanto em Portugal. Muito obrigada por tudo que fizeste por mim! Deixo aqui registrado um agradecimento a todo o grupo de pesquisa do CTAC -UMinho, por terem me recebido tão bem e me auxiliado no que foi necessário, especialmente a Profa. Sandra M. Silva, que muito me ensinou, no pouco tempo que convivemos. Agradeço também aos amigos que Portugal me concedeu para a vida: Fernanda Follmann, Filipa Ribeiro (e tantos outros que conheci por intermédio dela), Géremi Dranka, Giovane Gurgel, Katieli e Fábio Micene, Luciana Assumpção, Maria do Carmo e Carlos Alberto, Renato Silva, Tâmara Martins e Pedro Pedrosa. Muito obrigada por me acolherem tão bem, me ajudarem no que precisei e caminharem comigo enquanto estive em Portugal, e agora, aqui no Brasil! Agradeço a todos os funcionários do Instituto de Arquitetura e Urbanismo, os quais sempre prontamente me ajudaram no que foi necessário! Deixo um agradecimento especial às queridas Andreia, Mara e Flávia, por todo o apoio me concedido ao longo do doutorado, sobretudo no processo de doutorado-sanduíche! Agradeço às empresas e fornecedores (são muitos) que me auxiliaram tirando dúvidas, enviando materiais explicativos, para que meu doutorado pudesse ser realizado. Deixo meu agradecimento especial ao Márcio Marques, da Visual Urban, que aceitou me auxiliar no levantamento e detalhamento dos materiais referentes às esquadrias e à Fachada Cortina. Nesse contexto, agradeço aos Professores Fernando Westphal, Letícia Neves e Vanessa Bessa, por sempre responderem prontamente às minhas dúvidas, auxílios que foram imprescindíveis para o bom desenvolvimento dessa pesquisa. Por fim, agradeço à CAPES (Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior), pela bolsa me concedida ao longo de todo o Doutorado e à bolsa referente ao processo de Doutorado-sanduíche no exterior. ABSTRACT BRUGNERA, Rosilene Regolão. Integrated analysis of energy performance, environmental impact and cost: study of façade's solutions for office buildings in Brazil. 2018. 282 p. PhD Thesis. Instituto de Arquitetura e Urbanismo, Universidade de São Paulo, São Carlos, 2018. Globally, the construction industry is one of the main sectors responsible for primary energy consumption and CO 2 emissions. In Brazil, about 48.5% of electricity consumption comes from the building sector, with commercial buildings representing 14.4% of this value. In this context, the characteristics of the façade -considered the greatest constructive element in commercial buildingsdirectly influence energy consumption and the environmental impacts of this type of building. As a result, investment in policies that promote energy efficiency can be considered the key to sustainable development and climate change mitigation. Several global agreements, such as the Kyoto Protocol, the European Directive 2010/31 / EU (with the well-known "20-20-20" objectives) and Annex 57, from the International Energy Agency (IEA), have established limits to CO 2 emissions, energy consumption reduction, investments in production of renewable energy and methods for assessing a building´s incorporated energy and CO 2 emissions. Among the systems used to evaluate and create more sustainable buildings, the Life Cycle Assessment (LCA) stands out. This technique can make a holistic assessment of a product´s entire life cycle and identify issues that impact the environment. This method makes it evident that the energy consumption yielding from the building´s use phase is an important factor in the building´s life cycle, bringing significant environmental impacts. Among all the tools available to integrate the evaluation of energy with environmental performance, MARS-SC Methodology and Cost Optimum Analysis stand out on this research. The first is a multicriteria analysis, which performs the normalization of environmental impacts by indicator´s categories, while the second one provides an optimization study between a baseline scenario and several energy rehabilitation ones, considering cost, CO 2 emissions and energy resources consumption. The objective of this research is to assess the integrated energy consumption, environmental impact and cost of different life cycle façade solutions (288 scenarios) from office buildings in Brazil through methodologies of multi-criteria analysis (MARS-SC) and Cost Optimum Analysis. For the analysis scenarios, the energy consumption and material quantities -which generated the environmental impacts and costs -were calculated. The results showed the importance of a building´s life cycle´s use phase, which represented an average of 70% in CO 2 emissions. This impact was reflected in the life cycle cost of construction solutions, as the scenarios with higher energy consumption in the use phase caused the major operating costs impact. Among the parameters evaluated, for each scenario, the type of façade and the window-to-wall ratio were the ones that most influenced the results in all aspects (energy, environmental and cost). The Traditional Façade scenarios obtained the best performance, while the Curtain Façade, WWR 80%, colorless glass without shading devices had the highest energy consumption, more expensive and more environmentally impacting. In contrast, the use of shading devices, despite of increasing CO 2 in the pre-use phase, reduced energy consumption in the building´s use phase. This fact showed, on ending accounts, reductions in the total environmental impact and cost of construction solutions, i.e. the reduction of operating costs surpassed the cost of construction. Thus, the premise of having energy efficiency linked to the architectural project can guarantee better buildings, not only energetically, but also environmentally and economically. This may impact not only one building, but a whole group of buildings within a neighborhood, a city or even a country.
doi:10.11606/t.102.2018.tde-31082018-154505
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