A partir de 2022, com a validação e qualificação por parte do corpo técnico da Hygge, passamos a elaborar nossas análises de desempenho térmico, energético e luminoso em um único ambiente de modelagem e simulação, contando com os motores de simulação EnergyPlus e Radiance, que são amplamente reconhecidos na academia e na indústria. E passamos a oferecer avaliações por meio de inteligência artificial, utilizando algoritmos evolutivos e machine learning para dimensionar sistemas, composições, formas geométricas e dispositivos.

Continuaremos aprimorando nossas técnicas e acompanhando as tendências e tecnologias nacionais e internacionais para contribuir ainda mais com a qualidade e desempenho das edificações projetadas pelos arquitetos parceiros para nossos clientes. Além disso, estamos comprometidos em fornecer soluções sustentáveis e eficientes para o setor da construção civil.

Com base nas premissas apresentadas, o presente trabalho de consultoria realizou a modelagem tridimensional do empreendimento utilizando a ferramenta computacional Rhinoceros 3D, software de propósito geral na representação de formas geométricas tridimensionais e que através do seu plugin Grasshopper possibilita eventuais ajustes na edificação de maneira paramétrica (DE SOUZA FREITAS et al., 2020). Cada ambiente projetado foi representado como uma zona térmica, possibilitando a avaliação das temperaturas internas operativas, cargas térmicas ideais nos períodos de pico, o percentual de horas na faixa de temperatura e a quantidade de lux no ponto central dos ambientes. O objetivo é garantir a fidelidade às áreas internas e seus volumes, contemplando as diferentes tipologias presentes na edificação, os elementos externos de proteção, o entorno imediato e outras condições que contribuem para a precisão do projeto.

Informações técnicas obtidas para o volume simulado

Em conformidade com a NBR 15.575:2024, cria-se um ponto central em cada ambiente, à 75cm de elevação do piso, considerando as portas internas abertas e janelas com dimensionamento de projeto para, então, avaliar o nível de iluminância (lux) nesses pontos em 4 momentos distintos do ano:

Para uma melhor compreensão, é importante destacar que, de acordo com a NBR 15.575:2024, os dias utilizados na análise devem ter uma nebulosidade média (índice de nuvens em torno de 50%). Para isso, é necessário obter dados climáticos que representem essas condições. Nesse sentido, para avaliação da iluminação natural, utiliza-se o CIE Standard Sky, que é um modelo matemático que representa o comportamento da luz solar em diferentes condições climáticas (LI et al., 2014). Para essa análise em específico, é considerado o tipo de céu 'Intermediate with Sun', que representa um dia ensolarado com nebulosidade intermediária. Este cenário de avaliação está em congruência com o modelo estabelecido pelo algoritmo da NBR 15.215-3 DE 03:2005 (ABNT, 2005a).

A NBR 15.575:2024 exige para os ambientes de permanência prolongada (APPs), um nível mínimo de 60 lux, intermediário de 90 lux e superior de 120 lux.

A NBR 15.575:2024 apresenta também uma condição específica para pavimentos térreos e/ou abaixo do nível da rua, onde situações com iluminância até 20% abaixo do limite estabelecidos para os níveis mínimo, intermediário e superior da NBR 15.575:2024 podem ser consideradas como ambientes em conformidade. Portanto, ambientes dos pavimentos térreos com quantidade maior ou igual à 48 lux atendem à NBR 15.575:2024.

Assim como apresentado acima para avaliação lumínico natural, o processo de simulação computacional termoenergético segundo a NBR 15.575:2024 segue o procedimento apresentado a seguir.

O modelo de referência deve apresentar uma composição construtiva conforme indicado:

O modelo real apresenta uma composição construtiva conforme indicado:

As características de ocupação, iluminação e equipamentos são comuns para todos os modelos/cenários, seguindo as informações disponibilizadas na NBR 15.575:2024.

Considerou-se o padrão de ocupação de 2 pessoas por dormitório, a densidade de potência instalada de iluminação (DPI) de 5.0 W/m² para dormitórios e salas, e para os equipamentos foi adotada a taxa de 120W para salas e ambientes de uso misto, com fração radiante de 0,30. De maneira complementar, os horários de aplicação dos elementos acima seguem o formato proposto nas Tabelas 13, 15 e 17 da NBR 15.575:2024 (ABNT, 2024).

Foram utilizados, de maneira complementar, os softwares Rhinoceros, Ladybug Tools e EnergyPlus 22.2 de 27 de setembro de 2022 para uma compreensão e análise adequada do modelo de projeto.

Procedimento da avaliação térmica por simulação para atender ao nível mínimo:

Procedimento da avaliação térmica por simulação para atender ao nível intermediário e superior:

Com base nos resultados acima apresentados,

A tabela abaixo destaca para todos os ambientes de cada unidade habitacional da edificação avaliada segundo a metodologia lumínica da NBR 15.575:2024 os resultados percentuais de atendimento. Cabe um destaque para os resultados apresentados na tabela abaixo quanto ao padrão percentual dos níveis de atendimento, visto que condições com baixos percentuais de ambientes nos níveis mínimo e intermediário podem, a partir de pequenas intervenções, representar o atendimento integral ao nível superior. Ambientes enclausurados, conforme NOTA 2 da Tabela 22 da ABNT NBR 15.575:2024, não foram avaliados no escopo desta simulação.

A tabela abaixo destaca para cada unidade habitacional da edificação avaliada segundo a metodologia termoenergética da NBR 15.575:2024 os resultados percentuais de atendimento.

ABNT. NBR 15.215 – Iluminação natural - Parte 3: Procedimento de cálculo para a determinação da iluminação natural em ambientes internos . Associação Brasileira de Normas Técnicas, Rio de Janeiro, Terceira edição, 2005a.

ABNT. NBR 15.220 – Desempenho térmico de edificações – Partes 1. Associação Brasileira de Normas Técnicas, Rio de Janeiro, Sétima edição, 2005b.

ABNT. NBR 15.220 – Desempenho térmico de edificações - Parte 3: Zoneamento bioclimático brasileiro e diretrizes construtivas para habitações unifamiliares de interesse social. Associação Brasileira de Normas Técnicas, Rio de Janeiro, Sétima edição, 2005c.

ABNT. NBR15220-2 DE 02/2022 - Desempenho térmico de edificações - Parte 2 – Componentes e elementos construtivos das edificações — Resistência e transmitância térmica — Métodos de cálculo (ISO 6946:2017 MOD), Segunda edição, 2023.

ABNT. NNBR15575-1 DE 01/2024 – Edificações habitacionais — Desempenho Parte 1: Requisitos gerais. Brasil. Associação Brasileira de Normas Técnicas, Sexta edição, 2024.

DE SOUZA FREITAS, J.; CRONEMBERGER, J.; SOARES, R.M.; AMORIM, C.N.D. Modeling and assessing BIPV envelopes using parametric Rhinoceros plugins Grasshopper and Ladybug. Renewable Energy, 160, pp.1468-1479, 2020.

LI, D.H.; CHAU, T.C; WAN, K.K. A review of the CIE general sky classification approaches. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 31, pp.563-574, 2014

MACKEY, Chris; SADEGHIPOUR ROUDSARI, Mostapha. The tool (s) versus the toolkit. In: Humanizing Digital Reality: Design Modelling Symposium Paris 2017. Springer Singapore, 2018. p. 93-101.

ROUDSARI, Mostapha Sadeghipour; PAK, Michelle. Ladybug: a parametric environmental plugin for grasshopper to help designers create an environmentally-conscious design. 2024.