Otimização energética de edificações : análise da aplicação de materiais através do Design Computacional

Abstract

A crescente demanda por edificações eficientes reflete a preocupação global com o impacto das construções no consumo energético mundial e no cumprimento de metas de desenvolvimento sustentável. Nesse contexto, é essencial considerar o desempenho energético no processo projetual, especialmente na fase de operação das edificações. Este estudo propõe uma metodologia para análise e otimização do consumo energético de edificações, considerando a variação de materiais de construção e a aplicação de painéis perfurados em sistemas de sombreamento passivo. Estes, reconhecidos como estratégias eficazes para melhoria do desempenho das edificações. Especialmente em regiões de clima tropical, onde podem reduzir significativamente a necessidade de resfriamento. A abordagem metodológica incluiu o uso de design computacional e ferramentas de simulação validadas. Além disso, a otimização foi conduzida com algoritmos genéticos e de modelo substituto, incluindo o premiado RBFMOpt, considerando as condições ambientais locais. Diferentemente de estudos semelhantes, este trabalho realizou uma análise multizona, abordando individualmente as características de cada ambiente. Essa abordagem integrada constitui uma de suas principais contribuições. O estudo foi desenvolvido em duas etapas. Na primeira, avaliou-se o impacto de diferentes materiais aplicados em paredes, lajes, cobertas e janelas sobre o desempenho energético. Na segunda etapa, foram analisados os efeitos da aplicação de painéis perfurados, partindo do modelo otimizado na primeira etapa. Os resultados destacaram contribuições significativas: na primeira etapa, a escolha otimizada de materiais permitiu uma redução de 29,31% no Índice de Uso de Energia (EUI) estimado. Na segunda etapa, o uso de painéis perfurados resultou em uma redução de 278 kWh/m2 anuais, com impacto financeiro positivo, reduzindo em 36% os custos anuais com energia. Embora as melhorias nos indicadores de iluminação útil (UDI) e ofuscamento (GA) tenham sido modestas, a intervenção geral reforça a relevância de uma abordagem integrada. Este estudo ressalta a importância de abordagens integradas na avaliação do desempenho energético de edificações, contribuindo para o desenvolvimento de ambientes construídos mais sustentáveis e eficientes.