Edificações Sustentáveis

Autor(es): Charles J. Kibert
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O livro descreve o sistema de entrega de edificações de alto desempenho e aborda temas como sustentabilidade econômica, ambiental e impacto social, do projeto até o fim do ciclo de vida da edificação. Concentra-se principalmente nas soluções práticas para os desafios logísticos e regulatórios para a implementação dos princípios da edificação sustentável. São analisados os benefícios econômicos, o custo do ciclo de vida e certificação de edificações ecológicas, com ênfase nos sistemas LEED e Golden Globes.

Examina detalhadamente importantes subsistemas, como implantação e tratamento paisagístico, energia e atmosfera, responsabilização pelo carbono, o ciclo hidrológico do edifício, seleção de materiais e qualidade do ambiente interior.

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Capítulo 1 - Introdução e visão geral

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Introdução e visão geral

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o último quarto de século após os primeiros esforços significativos para aplicar o paradigma da sustentabilidade para o ambiente construído no início dos anos 1990, o movimento da construção sustentável ganhou importante força e ímpeto. Em alguns países

– como nos Estados Unidos –, há crescente evidência de que essa abordagem ética e responsável está dominando o mercado para prédios comerciais e institucionais, incluindo grandes reformas.

Nesse período, mais de 69 mil projetos de prédios comerciais foram registrados para a certificação independente de edificações sustentáveis do US Green Building Council (USGBC), a maior organização norte-americana para sustentabilidade em ambientes construídos, revelando a intenção da equipe de projeto de alcançar o status de uma edificação ecológica oficialmente reconhecida ou certificada. A ferramenta utilizada pelo USGBC para esse processo é o LEED (Leadership in

Energy and Environmental Design). Até o momento, 27 mil projetos comerciais foram certificados com o LEED. Em nenhum lugar o direcionamento para construções sustentáveis foi tão evidente quanto nas instituições de ensino superior norte-americanas. A Harvard University exibe com orgulho 93 edifícios de acordo com as exigências do USGBC, incluindo diversos projetos com o mais alto nível de avaliação e 198 mil m² de laboratórios, dormitórios, bibliotecas, salas de aula e escritórios. Outros 27 projetos estão registrados e em busca de reconhecimento oficial da certificação

 

Capítulo 2 - Precedentes históricos

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Precedentes históricos

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m 9 de maio de 2013, pela primeira vez nos 200 mil anos de existência da espécie de primatas bípedes conhecidos como seres humanos, ocorreu um evento marcante que agora ameaça nosso futuro na Terra. Nessa data, o Observatório de Mauna Loa, no Havaí, registrou que, pela primeira vez na história da humanidade, os níveis de dióxido de carbono (CO2) excederam 400 ppm (partes por milhão), um acontecimento que havia ocorrido pela última vez cerca de

800 mil anos atrás. Na era pré-industrial – isto é, antes de 1760 –, as concentrações médias de CO2 eram de 280 ppm e aumentaram lentamente para 310 ppm até 1958, o ano em que os instrumentos do observatório começaram as medições (veja a Tabela 2.1). Em 2014, os níveis de CO2 atingiram

400 ppm, e se espera que continuem a crescer, a não ser que uma ação drástica seja tomada pelas nações do mundo para limitar as emissões de gás de efeito estufa de seus sistemas de geração de eletricidade, suas indústrias e seus sistemas de transporte (veja as Figuras 2.1 a 2.5).

 

Capítulo 3 - O projeto ecológico

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O projeto ecológico

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m seu livro icônico, Ecological Design (1996), Sim Van der Ryn e Stuart Cowan definiram projeto ecológico como “qualquer forma de projeto que minimize os impactos ambientais destrutivos por meio de sua própria integração com os processos vivos” (p. 18). Embora um projeto baseado na ecologia e na natureza devesse ser fundamental à elaboração de um prédio sustentável, o projeto ecológico está em suas primeiras etapas de evolução, e muito tempo e experiência serão necessários até que se consolide uma versão consistente. Enquanto isso não ocorre, os projetistas em muitos casos deverão usar bom senso para tomada de decisões e considerar as inúmeras alternativas disponíveis. A habilidade de minimizar os impactos diretos do projeto no terreno devido às operações de implantação e construção e ao paisagismo, como a remoção de

árvores e a alteração de habitats naturais, requer um nível bastante alto de entendimento das opções disponíveis, especialmente no contexto da sustentabilidade. O desenvolvimento de uma proposta de baixo consumo energético exige um significativo nível de conhecimento e experiência na otimização do potencial para calefação, resfriamento, iluminação e ventilação passivas; no entendimento da melhor orientação e volumetria para o armazenamento e a liberação de energia em uma escala de tempo compatível com a operação do prédio; e no conhecimento dos inúmeros problemas energéticos que devem ser considerados quando se usa uma estratégia – por exemplo, os ganhos térmicos solares extras decorrentes do uso da iluminação natural. Durante a seleção de materiais e produtos de construção, as melhores escolhas às vezes não são óbvias. Além das implicações ambientais, o desempenho e os critérios de custos devem ser abordados nesse processo. Essas são apenas algumas das muitas decisões que uma equipe de projeto deve tomar e que são muito mais bem fundamentadas quando se tem conhecimento e experiência em projetos ecológicos aplicados

 

Capítulo 4 - Avaliação e certificação de edificações sustentáveis

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Avaliação e certificação de edificações sustentáveis

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ntes do advento dos sistemas de avaliação ou certificação de edificações sustentáveis, os prédios ecologicamente saudáveis eram conceitualizados por equipes de arquitetos e engenheiros que se baseavam em sua interpretação coletiva do que seria uma edificação sustentável. Além do entendimento de que as edificações sustentáveis devem ser eficientes em termos do consumo de recursos e não agressivos ao meio ambiente, não existiam critérios específicos para se avaliar e comparar qualidades de projetos sustentáveis. Em 1990, o Building Research

Establishment (BRE), a organização britânica de pesquisa sobre edificação, desenvolveu o BRE

Environmental Assessment Method (BREEAM), considerado o primeiro sistema de avaliação de edificações. O BREEAM, de maneira similar a seus correlatos de outros países, classifica o desempenho de um prédio com base em um conjunto de critérios (veja www.breeam.org). Os sistemas de avaliação, em geral, são organizados em categorias, como energia, água e materiais, e atribuem pontos para os critérios que forem atendidos pela equipe de projeto. Esses sistemas de avaliação também certificam, muitas vezes usando um terceiro, que o projeto atendeu a determinados níveis de desempenho. Em 1998, o US Green Building Council (USGBC) lançou seu sistema de avaliação de construções novas, o Leadership in Energy and Environmental Design (LEED). Hoje há diversas versões do LEED de acordo com os tipos de edificação e suas circunstâncias. Por exemplo, há tipologias do LEED disponíveis para escolas, hospitais e similares, lojas, entre muitos outros. O

 

Capítulo 5 - O sistema de certificação de edificações LEED, do U.S. Green Building Council

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O sistema de certificação de edificações LEED, do U.S. Green

Building Council*

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s sistemas de avaliação e certificação de edificações são muito utilizados para analisar o desempenho de um projeto com base em um conjunto específico de critérios ecológicos ou sustentáveis. O Capítulo 4 aborda em detalhes esse tópico e cobre os sistemas internacionais mais comuns para esse fim. Nos Estados Unidos, há três grandes sistemas de uso frequente. O sistema mais conhecido e aplicado é o Leadership in Energy and Environmental Design – LEED, que será descrito em detalhes neste capítulo. O sistema LEED cobre vários sistemas de certificação que foram desenvolvidos para tipos de edifício específicos. Além de seu uso generalizado nos Estados

Unidos, o LEED vem sendo aplicado em projetos de 150 países. O Green Globes, sistema cuja aplicação está crescendo rapidamente, será descrito no Capítulo 6. O terceiro sistema principal, o Living

Building Challenge (veja o Capítulo 4), atualmente não está sendo aplicado a um elevado número de projetos, mas está estimulando significativamente a melhoria dos demais sistemas de certificação.

 

Capítulo 6 - O sistema de certificação de edificações Green Globes

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O sistema de certificação de edificações Green Globes

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reen Globes (www.thegbi.com) é um sistema de certificação de edificações originário do

Reino Unido e do Canadá que vem sendo adotado nos Estados Unidos como uma alternativa ao sistema LEED – Leadership in Energy and Environmental Design, do US Green

Building Council (USGBC). Ele resulta em uma classificação que varia entre um e quatro green globes (globos verdes) para um projeto, conforme o percentual de pontos máximos que o projeto alcance (veja a Figura 6.1). A Green Building Initiative (GBI), a proponente norte-americana do

Green Globes, descreve esse sistema de certificação como uma ferramenta revolucionária de gestão da sustentabilidade ao incluir um protocolo de avaliação, um sistema de certificação e um guia para a adoção do projeto ecológico nos prédios comerciais. O protocolo de avaliação baseado na web preenchido pela equipe de projeto facilita o trabalho de verificação por terceiros. Foi elaborado para ser uma abordagem interativa, flexível e de baixo custo para avaliação e certificação de edificações projetadas ou já construídas.

 

Capítulo 7 - O processo de projeto de edificações ecológicas

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O processo de projeto de edificações ecológicas

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movimento da edificação de alto desempenho está modificando tanto a natureza do ambiente construído como dos sistemas de entrega empregados para projetar e construir prédios de acordo com as necessidades dos clientes. O resultado tem sido a emergência do sistema de entrega de edifícios sustentáveis de alto desempenho, apresentado no Capítulo 1.

Este sistema de entrega difere da prática convencional por inúmeros fatores: (1) seleção dos membros da equipe de projeto com base em sua experiência com edificações sustentáveis, (2) maior colaboração entre os envolvidos, (3) foco no desempenho do prédio integrado maior do que nos sistemas prediais, (4) forte ênfase na proteção ambiental durante o processo de construção, (5) considerações cuidadosas com a saúde dos trabalhadores e usuários durante todas as fases, (6) análise de todas as decisões em relação a suas implicações para os recursos e o ciclo de vida do imóvel, (7) necessidade adicional do comissionamento e (8) ênfase na redução do lixo de construção e demolição. Algumas dessas diferenças são resultado das exigências dos sistemas de certificação, outras fazem parte da cultura da edificação sustentável, em constante evolução.

 

Capítulo 8 - O terreno e o paisagismo sustentáveis

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O terreno e o paisagismo sustentáveis

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projeto do uso do solo e do paisagismo estão intimamente vinculados – e talvez ofereçam as melhores oportunidades para inovações na aplicação dos recursos necessários para a criação do ambiente construído. Os prédios, ainda que alterem o ecossistema natural, podem contribuir para o ecossistema e estabelecer uma sinergia com a natureza. É necessário um trabalho bem elaborado e executado por arquitetos, paisagistas, engenheiros civis e gerentes de obras para produzir um edifício que:

�� Aproveite ao máximo o uso do terreno

�� Esteja intimamente integrado com o ecossistema local

�� Considere cuidadosamente a geologia, topografia, insolação, hidrologia e os padrões eólicos do terreno

�� Reduza o máximo possível os impactos gerados pela construção e operação

�� Empregue o paisagismo como um poderoso auxiliar aos sistemas técnicos

Os demais membros da equipe de projeto também devem ter voz nas decisões tomadas sobre o terreno. A implantação da edificação no lote, o tipo e a cor dos revestimentos externos, os materiais utilizados no estacionamento e nos pisos externos afetam a carga térmica do prédio e, consequentemente, o projeto dos sistemas de calefação e resfriamento projetados pelo engenheiro mecânico.

 

Capítulo 9 - Estratégias de edificações com baixo consumo energético

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Estratégias de edificações com baixo consumo energético

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e todos os desafios enfrentados pela criação de edifícios sustentáveis com baixo consumo energético, a redução significativa das pegadas de carbono e das demandas energéticas por parte do ambiente construído talvez seja o mais intimidante. Este capítulo aborda os prédios com baixo consumo energético; as estratégias para a redução da pegada de carbono serão apresentadas no Capítulo 12. Os impactos ambientais da extração e do consumo dos recursos energéticos não renováveis, como dos combustíveis fósseis e nucleares, são profundos. Os principais contribuidores às mudanças climáticas – os impactos causados pela mineração de carvão e urânio, a chuva ácida, os óxidos nitrosos, os particulados, a radiação, o descarte de cinzas e a armazenagem por longo prazo do lixo nuclear – são apenas algumas das consequências do consumo energético por parte do ambiente construído. O consumo de energia dos prédios nos Estados Unidos corresponde ao consumo energético dos automóveis, ou seja, cerca de 40% da energia primária é demandada pelas edificações, e o mesmo é consumido pelo transporte.1 Na verdade, grande parte do consumo energético dos veículos também é afetada pela distribuição dos prédios nas cidades.

 

Capítulo 10 - O ciclo hidrológico do ambiente construído

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O ciclo hidrológico do ambiente construído

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os vários recursos necessários para o ambiente construído, talvez a água seja o que enfrenta o momento mais crítico. Em seu livro The Bioneers, Kenny Ausubel (1997) observou que os biólogos por vezes se referem a esse recurso como “a água de Cleópatra” porque, assim como todos os outros materiais no planeta, a água se mantém em um ciclo fechado. A água que você toma em um bebedouro talvez tenha sido utilizada pela rainha egípcia em seu banho. O corpo humano é 97% água, e a água é mais crucial para a sobrevivência do que os alimentos. Ela serve, no metabolismo humano, como um meio para a transferência de oxigênio em pequena escala, como um amortecedor para as mudanças rápidas, e em larga escala, que estão ocorrendo no planeta e como um absorvedor de choques na função celular, na escala microscópica. A água também desempenha um papel na maioria das tradições e religiões espirituais do mundo, desde o batismo da fé cristã aos rituais de suor dentro de recintos fechados dos nativos norte-americanos às tradições de purificação da fé Baha’i. A água é a fonte da vida tanto para os seres humanos como para as outras espécies, mas também tem poder destrutivo. Ela é empregada como uma metáfora para a verdade e um símbolo para a redenção e a lavagem dos pecados. A água serve como habitat para uma fração substancial dos organismos vivos da Terra, e os restantes dependem totalmente dela para sua sobrevivência.

 

Capítulo 11 - Fechando os ciclos de materiais

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Fechando os ciclos de materiais

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seleção de materiais e produtos para edificações sustentáveis de alto desempenho é um grande desafio para as equipes de projeto. Os atributos que tornam os materiais e produtos aceitáveis para a aplicação em prédios de alto desempenho incluem conteúdo reciclado, materiais de construção reusados, materiais obtidos no local ou na região e produtos de madeira certificada ou feita com recursos rapidamente renováveis. No entanto, não se tem conseguido chegar a um entendimento comum de como priorizar e combinar esses atributos em um sistema de tomada de decisões para a escolha de produtos. A boa notícia é que têm sido feitos progressos significativos na elaboração de uma abordagem de aceitação ampla para determinar a eficácia ambiental dos materiais e produtos utilizados na construção. O advento das Declarações de Produto Ambiental (EPDs) e Declarações de Prédio Ambiental (EBDs) promete superar os problemas do passado de como determinar os impactos tanto dos produtos como de edifícios inteiros com base em uma abordagem com aceitação comum. Em suma, uma declaração de produto ambiental

 

Capítulo 12 - A pegada de carbono do ambiente construído

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A pegada de carbono do ambiente construído

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principal desafio ambiental da atualidade são as mudanças climáticas, uma manifestação do desequilíbrio do ciclo de carbono biogeoquímico causado pelas atividades humanas. A principal causa das mudanças climáticas é o enorme aumento das emissões de gases carbônicos na atmosfera, especialmente o dióxido de carbono (CO2), em virtude da queima de combustíveis fósseis em usinas de energia, transporte, sistemas energéticos prediais, produção de cimento e agricultura. Ao mesmo tempo, a Terra está perdendo sua capacidade de estabilizar as concentrações de CO2, pois a biomassa, como as florestas, que absorve CO2, está sendo destruída para dar lugar a empreendimentos imobiliários, campos e mineração. A combinação do rápido crescimento das emissões e a redução da capacidade de absorção de carbono está acelerando as concentrações atmosféricas de CO2. O CO2 e outros gases responsáveis pelas mudanças climáticas impedem a saída da energia solar, gerando o chamado efeito estufa, e, à medida que suas concentrações atmosféricas aumentam, as temperaturas globais médias da atmosfera também sobem. Antes do início da Era Industrial, por volta de 1780, o equilíbrio natural da emissão e absorção de CO2 resultava em um regime de temperatura global relativamente estável, com o efeito das atividades humanas sobre o clima sendo reduzido. A crescente população humana e seu consumo energético têm afetado esse equilíbrio e, consequentemente, o clima da Terra já não é tão estável e as mudanças são mais evidentes.

 

Capítulo 13 - A qualidade do ambiente interno

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A qualidade do ambiente interno

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roporcionar uma excelente qualidade no ambiente interno tem sido um dos principais objetivos no projeto de edificações ecológicas de alto desempenho, junto com a eficiência energética e a restauração dos sistemas ecológicos. Os Centros para o Controle e a Prevenção de

Doenças (Estados Unidos) definem a qualidade do ar de um escritório ou outro tipo de prédio. Embora a qualidade do ar do interior seja de fato muito importante, o movimento das edificações sustentáveis considera um número muito maior de fatores de saúde, segurança física e conforto. Além da qualidade do ar do interior, outros aspectos da qualidade do ambiente interno que costumam ser considerados são a qualidade da iluminação e a iluminação natural em vistas externas, acústica, controle de ruídos e vibrações, conforto térmico e seus controles, odores, radiação eletromagnética, monitoramento da

água potável e ergonomia. Neste capítulo, discutiremos em primeiro lugar os problemas que têm motivado um interesse tão grande na qualidade do ambiente interno e na qualidade do ar do interior, em particular. Eles incluem a síndrome do edifício doente (SBS), as doenças relacionadas às edificações

 

Capítulo 14 - Operações de construção e comissionamento

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Operações de construção e comissionamento

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papel atribuído à equipe de construção de executar e tornar real o projeto de edificação sustentável é extremamente importante e não deve ser subestimado. Um construtor ou empreiteiro que oriente seus empregados e subempreiteiros para os propósitos do projeto pode fazer uma diferença enorme no resultado final. Diversos tipos de atividades de construção podem resultar em créditos atribuídos pelos sistemas de certificação de edificação LEED e Green

Globes. Essas atividades incluem gestão de lixo, controle de erosão e sedimentação, redução da pegada de carbono nas operações de construção e qualidade do ar do interior. Além desses aspectos do projeto de edificação sustentável de alto desempenho, a equipe deve contribuir de outras formas que não são descritas especificamente nos sistemas de certificação. Exemplos incluem o manejo e a reserva de materiais melhores, o reúso de materiais do local, como a camada superficial do solo, rochas calcárias, asfalto e concreto, a medição do uso de eletricidade e água do local e a redução de atividades poluentes. É importante que o construtor ou empreiteiro administre as operações de construção para comunicar de maneira clara a todos os subempreiteiros e fornecedores envolvidos os aspectos e exigências particulares das edificações sustentáveis de alto desempenho. Este capítulo busca identificar como as operações de construção para esse tipo de edifício podem diferir das práticas convencionais. As áreas específicas abordadas são o planejamento de proteção do terreno, o manejo e a instalação de materiais, a gestão de lixo de construção e demolição, o controle da qualidade do ar interior durante a construção e o comissionamento predial.

 

Capítulo 15 - Aspectos econômicos das edificações sustentáveis

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Aspectos econômicos das edificações sustentáveis

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mercado das edificações ecológicas ou sustentáveis nos Estados Unidos continua a crescer, tanto em termos de tamanho como em participação no mercado. No Green Outlook

2011, a McGraw-Hill Construction relatou que a fatia de mercado da edificação sustentável, incluindo moradias e demais tipologias, quadruplicou em apenas três anos, de 10 bilhões de dólares em 2005 para 42 bilhões em 2008, e provavelmente para 55 a 71 bilhões em 2011. Em

2010, estimou-se que as novas construções não residenciais representaram entre 28 e 35% do volume total, 50% a mais do que nos dois anos anteriores. A McGraw-Hill Construction previu que, em

2015, a escala das construções sustentáveis não residenciais seria de 120 a 150 bilhões de dólares, o que corresponderia de 40 a 48% do volume total não residencial. Um crescimento similar está ocorrendo em reformas de prédios, com a McGraw-Hill Construction prevendo que, em 2015, esse mercado equivaleria a 14 a 18 bilhões de dólares. O que realmente é bastante notável – e até mesmo surpreendente – nesse crescimento é que ele ocorreu apesar do forte desaquecimento da construção civil devido à grande recessão norte-americana de 2008 a 2010. Os três setores com a maior taxa de crescimento e penetração são os edifícios para educação, saúde e escritórios. Os dados sobre edificações sustentáveis apresentados pela McGraw-Hill Construction indicam que há diversas fortes tendências atuais de mudança em direção às edificações sustentáveis.

 

Capítulo 16 - A construção sustentável de última geração

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A construção sustentável de última geração

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movimento da edificação sustentável de última geração continua se desenvolvendo muito rapidamente nos Estados Unidos e em outros países e está transformando todo o processo de concepção do ambiente construído, do projeto à construção e operação. Nos Estados

Unidos, a edificação sustentável está começando a dominar o mercado dos prédios comerciais e institucionais, com estimativas de que, em 2015, quase 50% das novas edificações nesse setor sejam ecologicamente sustentáveis. Esse movimento está influenciando não apenas novas construções, mas também reformas e renovações de prédios existentes, produtos de construção, ferramentas de projeto e formação dos profissionais do ambiente construído.

Nos Estados Unidos, para todos os propósitos práticos, o sistema de certificação de edificações sustentáveis LEED do US Green Building Council (USGBC) define o que constitui um edifício sustentável de alto desempenho. Embora o LEED venha tendo um enorme sucesso no mercado, restam duas questões: “qual é o objetivo final dos protocolos de certificação como o LEED e o

 

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