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Por Andrea Bighinzoli – Giacomini SpA, Stefano P. Corgnati e Carola Lingua – Departamento de Energia, Politécnico de Turim
O conceito de otimização de custos foi introduzido com a Diretiva 2010/31 /UE [1], também conhecida como Revisão da Diretiva de Desempenho Energético dos Edifícios ou reformulação da EPBD. Após a entrada em vigor da anterior Diretiva 2002/91/CE (EPBD I) [2], que introduziu o significado generalizado de certificação energética a todos os Estados-Membros, a EPBD revista exige aos Estados-Membros que os requisitos de desempenho energético dos edifícios sejam definidos visando atingir níveis de custo otimizados.
Esta metodologia permite avaliar diferentes soluções de eficiência energética tendo em consideração não só as variáveis arquitetónicas energéticas, mas também económicas, relativas a custos de investimento, manutenção e operação e quaisquer custos associados.
O conceito de otimização de custos é definido como “o nível de desempenho energético que leva ao menor custo durante o ciclo de vida económica estimada do edifício”. A novidade metodológica é representada pelo indicador económico utilizado na análise, o custo global ou o custo ao longo do ciclo de vida da própria intervenção de eficiência. A Figura 1 representa o gráfico de custo otimizado; no eixo das ordenadas ( y ) estão os valores dos custos globais dos vários cenários (expressos em €/m 2), enquanto no eixo das abcissas ( x ) o consumo de energia primária é expresso (em kWh/m 2 ).
O gráfico da Figura 1 permite identificar, ainda em fase de projeto, uma área definida como “níveis ideais de custo” (em azul) e uma área caracterizada por valores muito baixos de consumo de energia primária ou “níveis NZEB” (em Laranja). A equação abaixo mostra a fórmula para calcular o custo total [3]:
Nesta fórmula C g (τ) representa o custo total referente ao ano inicial τ 0 , C I é o custo do investimento inicial, C a, i (j) é o custo anual do componente j no ano i (incluindo i custos operacionais e custos periódicos ou de reposição), R d (i) é a taxa de desconto para o ano i, V f , τ (j) é o valor final do componente j no final do período de cálculo (referente ao ano inicial τ 0 ) .
Como pode ser visto pela fórmula (Equação 1), o custo global leva em consideração o custo de investimento inicial para implementar intervenções de eficiência energética, ao qual são adicionados os “custos de funcionamento”, ou custos anuais, durante a vida do investimento (custo da energia, custos ordinários e extraordinários relativos à manutenção e custos de substituição) até ao final da análise onde a própria intervenção pode assumir um valor residual.
A combinação do indicador de custo global com o indicador de tipo de energia, normalmente energia primária, permite que cada solução seja avaliada em termos de desempenho económico-energético.
Hoje o mercado de tecnologia é muito diversificado, e oferece várias oportunidades em termos de redução da demanda energética dos edifícios. Entre as várias soluções: (1) a eficiência energética do revestimento do edifício, (2) a eficiência energética do sistema central – desde o sistema de produção (caldeira de nova geração ou bombas de calor de alta performance) até aos terminais do sistema (ventilo-convetores ou sistemas radiantes), (3) integração para controlo de qualidade do ar (ventilação mecânica controlada com recuperação de calor), (4) e integração com fontes de energias renováveis.
Nesse contexto, a grande vantagem da análise de custo-otimizado é que as melhorias de eficiência energética, as chamadas “Soluções de Eficiência Energética (EESs)”, podem ser comparadas entre elas e a pessoa com papel decisor- representado pelo investidor, utilizador final, legislador ou responsáveis de decisão – pode desta forma tomar uma decisão consciente tendo conhecimento dos resultados, guiados pelos cálculos económico-energéticos.
Na pesquisa, a fórmula do custo global evoluiu através da forma de Análise de Custo-Benefício (CBA) [4]. A CBA permite aliar a abordagem financeira, baseada no método Life-Cycle-Cost (LCC), à dimensão económica, introduzindo fatores externos adicionais nas avaliações, nomeadamente o aumento do valor de mercado de um ativo na sequência da eficiência energética, os efeitos positivos na saúde dos ocupantes, induzidos pelo uso de tecnologias eficientes para melhorar a qualidade do ar, mantendo altos níveis de conforto dentro do próprio edifício.
No geral, há uma necessidade plena de aumentar cada vez mais o uso generalizado desta metodologia, alargando-a para aspetos metodológicos que podem melhorar constantemente a formulação, introduzindo não apenas benefícios económicos, mas também benefícios sociais e de bem-estar das populações em zonas lotadas.
As políticas de transferência de tecnologia e inovação de produtos adotadas pela Giacomini SpA estão perfeitamente alinhadas com a atual demanda do mercado por tecnologias e produtos capazes de oferecer não só a eficiência energética dos edifícios, mas também garantir um ambiente interno saudável e confortável para os ocupantes. A empresa, uma das líderes reconhecidas na produção de sistemas de climatização (aquecimento e arrefecimento) e componentes para distribuição hidráulica nos setores residencial, industrial e terciário, baseia-se nas seguintes três diretrizes de desenvolvimento de produtos:
Sistemas radiantes
Especialização e aperfeiçoamento da oferta de sistemas radiantes capazes de dar o máximo de resultados em termos de conforto. De facto, entre os sistemas de emissão térmica, os sistemas radiantes têm um potencial considerável para objetivos de poupança de energia, e obtenção de elevado desempenho de conforto interno. A vertente do conforto sempre foi uma força motriz da empresa na promoção de sistemas radiantes, que viu alargar e melhorar a oferta para sistemas de baixa inércia térmica, quer em soluções de pavimentos (no sector residencial), quer no campo de tetos radiantes (residencial com gesso cartonado radiante, e no sector terciário – escritórios, hospitais, aeroportos, centros comerciais – com tetos falsos metálicos).
Geradores de calor de baixa temperatura
Combinação de sistemas radiantes com geradores de calor de baixa temperatura. A solução ideal em resposta às necessidades de sustentabilidade ambiental é a combinação com bombas de calor reversíveis. Estas máquinas podem ser utilizadas como chillers no verão e como bombas de calor no inverno. A bomba de calor é o gerador de calor que mais se desenvolve na atualidade, não só por razões técnicas relacionadas com a elevada poupança energética, mas também por razões político-económico-ambientais que a reconhecem como uma tecnologia chave para a exploração de energias renováveis e a consequente redução da dependência dos combustíveis fósseis.
Dispositivos de balanceamento para sistemas hidráulicos
O terceiro pilar fundamental é o da eficiência energética perseguida através da oferta de dispositivos de balanceamento para sistemas hidráulicos. Estes permitem controlar o sistema de forma simples e eficaz, garantindo o funcionamento e a duração ao longo do tempo de todos os componentes do próprio sistema, garantindo alto desempenho energético diante de aumentos contidos nos custos de investimento. A Giacomini está envolvida em vários projetos de pesquisa e desenvolvimento no setor hidráulico; em particular, tem investido particularmente no balanceamento dinâmico das taxas de caudal, para sistemas radiantes e radiadores, capaz de evitar sobredimensionamentos (com consequente excesso de calor no caso do aquecimento). Outros dispositivos especializados dentro do sistema capazes de evitar perdas de energia são representados por válvulas automáticas de controlo de caudal independente de pressão diferencial (PICV), controladores de pressão diferencial e válvulas de equilíbrio estático.
A atual situação de pandemia devido à emergência do Covid-19 levou a Giacomini a introduzir um quarto pilar na sua oferta que diz respeito à grande questão da saúde pública e da qualidade do ar em espaços fechados. Em particular, foram introduzidas no mercado máquinas para renovação do ar (com ou sem integração térmica) capazes de garantir ar puro no ambiente. Esta inovação permitiu à empresa desenvolver uma gama de ventilação mecânica controlada, que se integra bem com sistemas radiantes, oferecendo alta eficiência energética e controlo da qualidade do ar interior. Por fim, de forma a responder às necessidades de higiene e segurança dentro dos ambientes, a Giacomini compromete-se a integrar novos produtos e/ou tratamentos antivirais para complementar a gama de equipamentos a oferecer. Em particular, as bombas de calor com recuperação ativa que podem ser facilmente instaladas, sem obras invasivas, em ambientes densamente ocupados que requerem adaptações essenciais para a troca de ar, principalmente em salas de aula.
Bibliografia
- Diretiva 2010/31/UE do Parlamento Europeu e do Conselho, de 19 de maio de 2010, sobre o desempenho energético dos edifícios (Reformulação), Jornal Oficial da União Europeia (2010).
- Directiva 2002/91/CE do Parlamento Europeu e do Conselho, de 16 de Dezembro de 2002, relativa ao desempenho energético dos edifícios, Jornal Oficial das Comunidades Europeias (2003).
- UNI EN 15459: 2008 Desempenho energético dos edifícios – Procedimento para avaliação económica dos sistemas energéticos dos edifícios” (2008).
- Comissão Europeia, Guia de Análise Custo-Benefício de Projetos de Investimento: Fundos Estruturais, Fundo de Coesão e Instrumento de Pré-Adesão, Direção-Geral da Política Regional, Bruxelas (2014).
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