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UNIVERSIDADE SÃO JUDAS TADEU – USJT
PROGRAMA DE PÓS – GRADUAÇÃO STRICTO SENSU
MESTRADO EM ARQUITETURA E URBANISMO
EDEYN MICHELE TENEDINI
PLATAFORMA BIM E A PERSPECTIVA DE UMA ARQUITETURA
SUSTENTÁVEL: O CASO DO EDIFÍCIO DO BANCO
INTERAMERICANO DE DESENVOLVIMENTO (BID) EM MANAUS
SÃO PAULO - SP
2019
EDEYN MICHELE TENEDINI
PLATAFORMA BIM E A PERSPECTIVA DE UMA ARQUITETURA
SUSTENTÁVEL:O CASO DO EDIFÍCIO DO BANCO
INTERAMERICANO DE DESENVOLVIMENTO (BID) EM MANAUS
Dissertação de mestrado apresentada ao Programa de Pós-Graduação da Universidade São Judas Tadeu, para a obtenção do título de Mestre em Arquitetura e Urbanismo.
Área de concentração: Arquitetura e Cidade.
Linha de Pesquisa: Projeto, produção e representação.
Grupo de pesquisa CNPQ: Arquitetura: abordagens alternativas e transdisciplinares.
Orientador: Prof. Dr. Luís Octavio de Faria e Silva.
SÃO PAULO - SP
2019
Agradecimentos
Agradeço ao Grupo Alexander Justi por ceder um projeto para servir de exemplo em estudo de caso, pela atenção e todos os materiais disponibilizados; a Quali-a por enviar vídeos e imagens do processo sustentável; a Profª Dra. Regina Ruschel pelas valiosas dicas; a todos os pesquisadores que contribuíram com minha dissertação; e a você, Rê, que me ajudou a tornar mais uma vez um sonho possível.
RESUMO
Nas últimas décadas a sociedade, o governo e o mercado vêm se
preocupando com o desenvolvimento sustentável do planeta. Nesse contexto, a
construção civil se destaca como um setor de grande importância nos aspectos que
envolvem esse desenvolvimento sustentável, principalmente, por gerar grandes
impactos ambientais negativos. Dessa forma, o projeto de edificações sustentáveis
se tornou relevante para os empreendedores desse setor, sendo um fator
determinante para o mercado. O presente trabalho expõe a importância e a
necessidade de se definir indicadores, padrões e normas como uma forma de
mensurar o desempenho das ações sustentáveis implementadas em um
empreendimento. O instrumento que está sendo utilizado é a Certificação Ambiental
das edificações, que através da definição de critérios, seguindo estratégias e
regulamentos, identificam e apontam objetivamente os resultados obtidos a partir
das ações implantadas, quantificando a eficiência da edificação. Com base nessas
diretrizes definidas pelas certificações e através de simulações com softwares BIM
será demonstrado como é possível auferir o nível de sustentabilidade de uma
edificação. O BIM será apresentado como uma solução capaz de realizar a
avaliação e o monitoramento do desempenho das edificações, sendo uma
importante ferramenta para o gerenciamento das informações no desenvolvimento
de projetos sustentáveis. O estudo será realizado através da análise do projeto do
Edifício do Banco Interamericano de Desenvolvimento – BID, desenvolvido pelo
Grupo Justi, que utilizou a plataforma BIM em seu projeto e, seguindo os requisitos,
parâmetros e critérios definidos, alcançou a Etiqueta PBE Edifica de eficiência
energética nível A e a Certificação AQUA. Através desse estudo verificou-se que a
utilização do BIM pode auxiliar significativamente na obtenção de certificações,
otimizando tempo e recursos, apesar de terem sido identificadas dificuldades sobre
a implantação e utilização do BIM pelos escritórios de arquitetura.
Palavras-Chaves: BIM, Sustentabilidade, Simulação Computadores, Etiqueta.
ABSTRACT
In the last decades the society, government and the market has been worrying
about the sustainable development of the planet. In this context, construction stands
out as a sector of great importance in the aspects that involve this sustainable
development, mainly for generating large negative environmental impacts. In this
way, the project of sustainable buildings became relevant for the entrepreneurs of
this sector, being a determining factor for the market. The present work exposes the
importance and necessity of defining indicators, standards and norms as a way of
measuring the performance of the sustainable actions implemented in an enterprise.
The instrument that is being used is the Environmental Certification of buildings,
which through the definition of criteria, following strategies and regulations, identify
and objectively identify the results obtained from the implemented actions,
quantifying the efficiency of the building. Based on these guidelines defined by the
certifications and through simulations with BIM software will be demonstrated how it
is possible to obtain the level of sustainability of a building. BIM will be presented as
a solution capable of performing the evaluation and monitoring of the performance of
the buildings, being an important tool for information management in the
development of sustainable projects. The study will be carried out by analyzing the
project of the Inter-American Development Bank (BID) Building, developed by the
Justi Group, which used the BIM platform in its project and, following the
requirements, parameters and criteria defined, level A and AQUA Certification.
Through this study it was verified that the use of BIM can significantly help in
obtaining certifications, optimizing time and resources, although difficulties have been
identified regarding the deployment and use of BIM by architecture offices.
KeyWords: BIM, Sustainability, Computer Simulation, Label.
LISTA DE FIGURAS
Figura 1 - Ciclo de Processo de projeto na plataforma BIM...................................... 45
Figura 2 - Carta bioclimática apresentando ..........................................................
Erro! Indicador não definido.8
Figura3 - Zona bioclimática 8....................................................................................58
Figura 4 - Carta solar de Manaus Fonte - relatório BID............................................
622
Figura 5 – O Retangulo, área destinada a sede do BID, com as cartas solares sem
considerar elemento de sombreamento. Fonte - Relatório BID.................................
633
Figura 6 - Estudo do ângulo de sombreamento solar por meio de cartas solares. O
Retangulo a indicação da área do terreno. Fonte – Relatório BID........................... 633
Figura 7 - Estudo de proteção de fachadas. Fonte - Relatório BID..........................
644
Figura 8 – brises. Fonte - Relatório BID....................................................................
655
Figura 9 - Perspectiva modelo 3D Rhino - DIVA. Fonte - Relatório BID...................
688
Figura 10 - Modelo tridimensional, DesignBuilder. Fonte - Relatório BID.................
699
Figura 11 - Simbologia etiqueta PBE Edifica. Fonte - Relatório BID........................ 71
Figura 12 - Webprescritivo - Labeee UFSC.............................................................. 72
Figura 13 - Estruturas Revit.......................................................................................
Erro! Indicador não definido.
Figura 14 – Modelo Federado ..................................................................................
Erro! Indicador não definido.4
Figura 15 - Resultado final BID................................................................................114
LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS
2D - Duas dimensões - bidimensional
3D - Três dimensões – tridimensional
4D – Quatro dimensões
5D – Cinco Dimensões
6D – Seis Dimensões
7D – Sete Dimensões
ABDI – Agência Brasileira de Desenvolvimento Industrial
AEC – Arquitetura, Engenharia e Construção Civil
ASBEA – Associação Brasileira dos Escritórios de Arquitetura
BID - Banco Interamericano de Desenvolvimento
BIM - Building Information Modeling
BN BIM – Biblioteca Nacional - BIM
BPA - Building Performance Analysis
CAD - Computer Aided Design ou Projeto Auxiliado por Computador
CAU/BR – Conselho de Arquitetura e Urbanismo do Brasil
CBIC – Câmara Brasileira da Indústria da Construção
CNUMAD - Conferência das Nações Unidas para o Meio Ambiente e o
Desenvolvimento
COTE - Comitê do Meio Ambiente
DNIT - Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes
ENCE - Etiqueta Nacional de Conservação de Energia
ENIC – Encontro Nacional da Industria da Construção
HQE - Haute Qualité Environnmentale ou Alta Qualidade Ambiental
HVAC - Heating, ventilation, and air conditioning
IBGE – Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística
IE – TRIPLE - Institute of Electrical and Electronics Engineers
IFC - Industry Foundation Classes.
INMETRO – Instituto Nacional de Metrologia, Qualidade e Tecnologia
ISO – Organização Nacional de Normatização
LABEEE - Laboratório de Eficiência Energética em Edificações
LaBIM – PR – Laboratório BIM do Paraná
LEED - Leadership in Energy and Environmental Design
LEED-CS - Projetos da envoltória e parte central do edifício;
LEED-NC - Novas construções novas e grandes projetos de renovação;
LEED-CI – Edifícios comerciais e projetos de interiores;
LEED-Schools – Projetos de Escolas
LEED Healthcare – Unidades de Saúde;
LEED EB_OM – Operação e Manutenção de Edifícios Existentes;
LEED for Homes – para Residências;
LEED-Retail NC e CI – para Lojas de Varejo;
LEED-NB – Para Desenvolvimento de Bairros.
MDIC - Ministério do Desenvolvimento, Indústria e Comercio Exteriror
MOU – Memorandum of Undertanding
NZEB - Nearly Zero Energy Buildings ou Energia Zero Fonte Líquida
OIA - Organismo de Inspeção Acreditado
PBE Edifica – Programa Brasileiro de Etiquetagem nas Edificações
PIB – Produto Interno Bruto
POC – Percentual de Horas em Conforto
PROCEL EDIFICA - Programa Nacional de Eficiência Energética em Edificações
RAC-C – Regulamento de Avaliação da Conformidade do Nível de Eficiência
Energética de Edifícios Comerciais
RAC–R - Regulamento de Avaliação da Conformidade do Nível de Eficiência
Energética de Edificações Residenciais.
RTQ-C – Regulamento Técnico de Qualidade para o Nível de Eficiência Energética
de Edifícios Comerciais de Serviços e Públicos
RTQ-R - Regulamento Técnico da Qualidade para o Nível de Eficiência Energética
de Edificações Residenciais.
SEIL – Secretária de Estado de Infraestrutura e Logística
USGBC - United States Green Building Council
SUMÁRIO
1. INTRODUÇÃO ................................................................................................. 9
2. SUSTENTABILIDADE ................................................................................... 12
2.1. HISTÓRICO E CONCEITOS .................................................................. 12
2.2. ARQUITETURA SUSTENTÁVEL ........................................................... 16
2.3. PROJETO DE EDIFÍCIOS SUSTENTÁVEIS .......................................... 19
2.4. ETIQUETAGEM E CERTIFICAÇÃO ...................................................... 22
2.4.1. Etiqueta Nacional de Conservação de Energia – ENCE ................ 23
2.4.2. AQUA – Alta Qualidade Ambiental ................................................ 24
2.4.3. LEED (Leadership in Energy and Environmental Design) – E.U.A 25
2.5. O USO DO BIM EM PROJETOS SUSTENTÁVEIS ............................... 27
3. A PLATAFORMA BIM - “BUILDING INFORMATION MODELING” ............. 30
3.1 HISTÓRICO E CONCEITOS SOBRE BIM .......................................................... 30
3.2 MODELAGEM PARAMÉTRICA ........................................................... 33
3.3. O PROCESSO COLABORATIVO E A INTEROPERABILIDADE .......... 34
3.4. A COMPATIBILIZAÇÃO E A GESTÃO DA INFORMAÇÃO................... 38
3.5. EVOLUÇÃO E IMPLEMENTAÇÃO DA PLATAFORMA BIM ................. 40
3.6. COMO O BIM É CONSTITUÍDO – AS DIMENSÕES DO MODELO ...... 41
3.7. O BIM E O CICLO DE VIDA DAS EDIFICAÇÕES ................................. 43
3.8. EXEMPLOS DE SOFTWARES ............................................................. 45
3.9 OS PROBLEMAS DA IMPLEMENTAÇÃO DO BIM ............................................. 49
3.10 - O CENÁRIO DO BIM NO BRASIL ...................................................... 51
4. ESTUDO DE CASO - BID .............................................................................. 55
4.1. ESTUDO DE SUSTENTABILIDADE... ERRO! INDICADOR NÃO DEFINIDO.
4.1.1. Caracterização climática de Manaus ............................................ 57
4.1.2. Diretrizes de sustentabilidade ....................................................... 59
4.1.3. – Avaliação bioclimática urbana ................................................... 60
4.1.4. – Estudo para proteções solares .................................................. 61
4.1.5. Avaliação de iluminação natural ................................................... 66
4.1.6. – Avaliação de conforto térmico. ................................................... 68
4.1.7. – Avaliação preliminar em relação ao método. ............................. 69
4.2 INTERCÂMBIO DE INFORMAÇÕES ENTRE AS DISCIPLINAS .............................. 72
5. CONSIDERAÇÕES FINAIS………………………………………………………74
REFERÊNCIAS…………………………………………………………………... 77
ANEXOS Pranchas BID………………..…….……………………………………84
9
1. INTRODUÇÃO
O cenário atual da Arquitetura no Brasil demonstra um grande crescimento
desta área e uma valorização enorme no desenvolvimento de projetos para a
construção civil. De acordo com o Anuário de Arquitetura e Urbanismo 2018,
elaborado pelo Conselho de Arquitetura e Urbanismo do Brasil CAU/BR, no último
ano, foi constatado que a Arquitetura conseguiu retomar o seu crescimento. Foram
realizadas 1,4 milhão de atividades, entre elas, a atividade de Execução de Obras foi
uma das que mais cresceu, sendo registradas 6% mais atividades que o que foi
realizado em 2016.
Outrossim, segundo os dados do IBGE, a construção civil é um dos setores
econômicos mais relevantes do país, contribuindo com até 6,5% de participação no
PIB (IBGE) e 8,5% dos empregos (IBGE). Segundo o mesmo instituto, é responsável
também por grandes impactos ambientais, como a geração de resíduos sólidos,
consumo de recursos naturais e emissão de gases do efeito estufa. Ainda é comum
a adoção de técnicas e processos manuais que geram grande quantidade de
resíduos (160 kg/m², segundo o Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística),
intenso retrabalho, queda na produtividade e consequente perda de competitividade.
Dessa forma, além de ter que atender a grande demanda gerada pelo
crescimento do setor, a arquitetura e construção civil enfrentam o desafio da busca
de novas práticas visando o desenvolvimento sustentável. Conforme publicado por
Gerson Castanho, em seu artigo Inovação e sustentabilidade na construção civil!
(AECWEB, 2018), o segmento da construção civil é um dos que mais geram impacto
ambiental, com isso a ideia da inovação aliada à sustentabilidade é um processo
urgente e irreversível. Conclui-se que, com a aplicação de práticas inovadoras, a
melhoria do produto, a qualificação profissional, a redução de custos, o aumento de
resultados e a maior satisfação dos clientes são significativos.
Apesar dessa inovação, a adoção de novas práticas e processos
modernos traz uma certa complexidade aos projetos e exige novos procedimentos
que viabilizem uma gestão integrada e um trabalho compartilhado entre os
profissionais envolvidos nestes projetos. Para que se consiga uma diminuição
10
desses problemas é necessário melhorar a comunicação entre especialistas, assim
como o compartilhamento de informação (SANTOS; FERREIRA, 2008).
Diante da dessa situação atual, surgem, como possíveis soluções, novas
tecnologias capazes de trazer ganhos em todas as etapas do ciclo de vida de um
empreendimento. O presente trabalho tem como hipótese que a utilização da
Plataforma BIM é uma solução que, por meio de inovações, traz vários benefícios
para a coordenação dos processos e para o gerenciamento das informações no
desenvolvimento de projetos sustentáveis.
Nesse sentido, inicialmente foi realizada uma revisão bibliográfica
pesquisando-se sobre o histórico e os conceitos de sustentabilidade e suas
aplicações no desenvolvimento de projetos sustentáveis; assim como temas
relativos aos conceitos, características e funcionalidades da Plataforma BIM e sua
utilização no mercado nacional e internacional. Posteriormente foi realizada uma
pesquisa junto aos profissionais de arquitetura no Brasil com a finalidade de se
identificar um Empreendimento defendido como energeticamente eficiente que
tivesse sido projetado, desenvolvido e executado utilizando-se das propriedades,
princípios e funcionalidades da Plataforma BIM e os conceitos de projetos
sustentáveis. A partir daí, foi selecionado o Edifício do Banco Internacional de
Desenvolvimento – BID, localizado na cidade de Manaus-AM, que atendeu os
requisitos desejados para a realização da pesquisa em tela. Por fim, para se cumprir
o que foi proposto no presente trabalho, será demonstrado que o uso da Plataforma
BIM auxilia os profissionais envolvidos, clientes e investidores na tomada de
decisões desde a criação do projeto até a execução e gestão do edifício com o
cunho da sustentabilidade.
Esta dissertação contém a introdução, que descreve os problemas e questões
a serem tratados no cenário atual da arquitetura - da aplicação de uma tecnologia
como hipótese de solução para esses problemas; os objetivos e a metodologia
empregada na realização dessa pesquisa, e possui mais três capítulos.
O Capítulo 1 apresenta os históricos e conceitos da sustentabilidade, discorre
sobre a Arquitetura Sustentável e seus projetos, a utilização da Plataforma BIM no
desenvolvimento sustentáveis e descreve o sistema de certificação ambiental para
edificações.
11
O Capítulo 2 trata da pesquisa bibliográfica sobre histórico, conceitos,
fundamentos, constituição e exemplos da Plataforma BIM, enquanto o Capítulo 3
apresenta o estudo de projeto energeticamente eficiente desenvolvido com a
utilização da Plataforma BIM, o Banco Interamericano de Desenvolvimento BID, que
seguiu as diretrizes da Etiqueta PBE Edifica e o selo AQUA.
Por fim são apresentadas as considerações finais sobre a pesquisa realizada,
assim como as principais conclusões alcançadas.
12
2. SUSTENTABILIDADE
2.1 HISTÓRICO E CONCEITOS
Em sua longa peregrinação pelo planeta, o homem, que apenas compunha o
equilíbrio ecológico e os elementos da natureza, com o seu modo de vida focado
apenas em sua subsistência, não representava perigo algum para o ambiente que
vivia, e a natureza facilmente recompunha as áreas por ele utilizadas. Com o passar
do tempo, porém, ele tornou-se mais organizado, adquirindo uma maior capacidade
de pensar, e alterar o meio no qual vivia. Passou a construir agrupamentos cujas
necessidades deviam ser supridas, e então, surgiram aldeias, vilas, cidades e com
elas a necessidade crescente de consumir e alterar o meio ao seu redor. E assim,
pouco a pouco, o equilíbrio ambiental cedeu seu lugar ao quadro de desarmonia que
encontramos hoje.
Até o início dos anos 1960, a sociedade em geral ainda não se preocupava
diretamente com a sustentabilidade, surgindo apenas ações isoladas que não se
convertiam em respostas efetivas. A partir daquela década começam a surgir, por
parte da população, ações envolvendo questões de sustentabilidade levando a
algumas mudanças favoráveis. Simultaneamente a comunidade internacional
começou a se movimentar e discutir sobre essa realidade de desequilíbrio,
intensificando as discussões sobre a sustentabilidade até a década seguinte,
culminando com a conferência sobre o meio ambiente em Estocolmo no ano de
1972, que tratou do direito das gerações futuras e atual em usufruir criteriosamente
os recursos naturais visando evitar sua extinção, e onde foram discutidas as ações
dos países ricos com relação ao consumo desregulado e dos países pobres com
relação ao seu crescimento populacional, dentro da realidade ambiental.
Sachs (1986) publica, na década de 1980, uma importante obra sobre o tema
considerando a sustentabilidade um conceito dinâmico que apresenta cinco
dimensões:
- Sustentabilidade social — maior equidade na distribuição de renda e bens;
- Sustentabilidade econômica — redução dos abismos norte/sul, por meio de um
fluxo permanente de investimentos públicos e privados;
13
- Sustentabilidade ecológica — qualidade do meio ambiente e preservação das
fontes de recursos energéticos e naturais;
-Sustentabilidade espacial — melhor distribuição territorial dos assentamentos
humanos;
- Sustentabilidade cultural — evitar conflitos culturais.
Naquele momento, falava-se muito em sustentabilidade, mas as pessoas
relacionavam esta palavra apenas à emissão de gases nocivos à atmosfera,
acreditando que este fosse o único problema para a qualidade de vida da população.
Ocorre que esta percepção é equivocada, apesar de este ser um dos principais
problemas. Na realidade existe uma questão mais abrangente que é o
desenvolvimento sem nenhuma consciência por parte do homem, que não respeita
os limites e está apenas preocupado com suas necessidades, ambições e metas,
criando impactos negativos para o meio ambiente.
Promover o desenvolvimento sustentável passou a ser uma grande
preocupação e importante fonte de discussões em todo o mundo. É importante
destacar que desenvolvimento sustentável não se restringe apenas a uma ação,
como reduzir as emissões de gases. O termo desenvolvimento sustentável abrange
um conceito mais amplo, determinando requisitos de utilização dos recursos
existentes visando atender as necessidades das pessoas. Segundo Brundtland
(1987) este termo surgiu no relatório da Organização das Nações Unidas que definiu
o desenvolvimento sustentável como o desenvolvimento que "satisfaz as
necessidades do presente sem comprometer a capacidade das gerações futuras
satisfazerem as suas próprias necessidades".
O Relatório de Brundtland1, enumera uma série de medidas que devem ser
adotadas pelos países visando promover o desenvolvimento sustentável, entre elas
pode-se citar o estabelecimento de limites para o crescimento populacional; a
garantia de recursos básicos (água, alimentos, energia) a longo prazo; a
preservação da biodiversidade e dos ecossistemas; a redução do consumo de
energia e desenvolvimento de tecnologias com uso de fontes energéticas
renováveis; o aumento da produção industrial nos países não-industrializados com
1 Também conhecida como World Commission on Environment Development (WCED) em menção à
Gro Harlen Brundtland, coordenadora dos trabalhos e então primeira ministra da Noruega. Esta comissão elaborou o documento denominado “Our Common Future”, o qual tem servido de guia para a teoria e prática do desenvolvimento sustentável).
14
base em tecnologias ecologicamente adaptadas; o controle da urbanização
desordenada e integração entre campo e cidades menores; o atendimento das
necessidades básicas (saúde, escola, moradia).
No início dos anos 1990, em 1994, John Elkington criou o termo “triple botton
line”, que seria a definição da sustentabilidade em três esferas, a sustentabilidade
ambiental, econômica e social (LIBRELOTTO, 2005), ou seja, o desenvolvimento
sustentável deve considerar a sustentabilidade ambiental, econômica e sociopolítica.
Ressaltando que a questão ambiental engloba tudo que nos cerca (água, ar, solo,
florestas e oceanos). Portanto, as sustentabilidades econômica e sociopolítica só
fazem sentido se a sustentabilidade ambiental for alcançada.
Nessa mesma década aconteceu a Conferência das Nações Unidas para o
Meio Ambiente e o Desenvolvimento (CNUMAD), também chamada de Rio-92 ou
Eco-92. Considerada uma das principais e maiores conferências sobre questões
ambientais, pretendia promover o conceito do desenvolvimento sustentável. A Rio
92 contou com a presença maciça de Chefes de Estado, fator que atribuiu muita
importância a essa reunião.
Como resultado da Rio-92, tem-se o documento da Agenda 21, com 2500
recomendações de estratégias de conservação do ambiente e metas de exploração
sustentável dos recursos naturais que não impeçam o desenvolvimento de nenhum
país. Esse documento tem como vertente principal a viabilização da formação de um
plano de ação e um planejamento participativo global, nacional e local, que
possibilite o início de um ciclo de desenvolvimento satisfatório e equilibrado.
Em 1997, na Conferência de Kyoto, foi assinado o Protocolo de Kyoto, um
tratado internacional que tinha como objetivo fazer como que os países
industrializados se comprometessem a reduzir a emissão de gás carbônico em 5%
até 2012. Este protocolo também pretendia reformar os setores de energia e
transportes, promover o uso de fontes energéticas renováveis, entre outras metas.
Apesar dos diversos conceitos, a busca por uma concretização prática do
desenvolvimento tem sido demonstrada por vários documentos, propostas,
declarações e metas elaborados por diferentes países.
Diante desse cenário, em 2005, a Cúpula Mundial sobre Desenvolvimento
Social definiu três principais áreas que influenciam diretamente o desenvolvimento
sustentável. Ficou estabelecido que são sobre essas áreas que se deve pautar as
soluções para os principais desafios que vem surgindo atualmente.
15
O Desenvolvimento Econômico, pode ser considerado a área com maior
número de desafios, uma vez que se refere a incentivar as organizações a se
envolver com as questões sustentáveis, se enquadrar em suas exigências legais e
ainda fazer com que a sociedade em geral faça a sua parte, reduzindo o consumo
desordenado de recursos. O desenvolvimento econômico será plenamente
alcançado quando se puder satisfazer as necessidades e desejos da população sem
reduzir a qualidade de vida ou aumentar os custos.
Outra área considerada como um dos pilares da sustentabilidade é o
Desenvolvimento Social, a qual possui inúmeras questões. É imprescindível que
aconteça a conscientização das pessoas com relação à legislação contra atividades
negativas para o meio ambiente por parte das organizações, com intuito de garantir
a saúde e bem-estar das pessoas. Além disso é importante oferecer acesso a
recursos básicos sem comprometer a qualidade de vida, focando na construção de
casas mais sustentáveis com a utilização de materiais menos nocivos. Outra
questão seria a educação, incentivando as pessoas a se envolverem com a
sustentabilidade ambiental, e orientando sobre os perigos de não agir de forma
sustentável.
A terceira área pilar é a ambiental, e pode ser considerada a principal
preocupação para se alcançar os objetivos de um desenvolvimento sustentável. A
Proteção ambiental deve definir como proteger os ecossistemas e os recursos
disponíveis, assim como estudar os fatores que prejudicam o meio ambiente.
É muito importante reconhecer também que a tecnologia é a responsável
para promover avanços para o futuro e o desenvolvimento dessa tecnologia é
imprescindível para a sustentabilidade. Aliado a isso deve haver uma mudança de
paradigma, tanto social quanto econômico, no sentido de preservar o meio ambiente
contra potenciais danos que poderão ocorrer.
A conservação do meio ambiente deve fazer parte da política de
desenvolvimento do país, mas é importante destacar que ela não pode ser
responsabilidade de apenas um grupo, ou segmento da sociedade. O meio ambiente
deve ser uma preocupação de todos. Toda a sociedade deve estar constantemente
preocupada com os perigos das atitudes mais corriqueiras que são tomadas junto ao
meio ambiente. A implementação de uma mentalidade sustentável consiste em atos
e ações simples, como quando se vai a um supermercado, no uso racional de água
16
nas residências, a manipulação adequada do lixo e projetos arquitetônicos
eficientes.
Ao se aplicar o conceito de desenvolvimento sustentável à construção,
constata-se que é necessário se utilizar de sistemas ou ferramentas que possibilitam
analisar e avaliar a alteração, aproveitamento e consumo de recursos naturais de
todos os processos de construção que intervêm no ciclo de vida de uma
determinada construção (obras de edificação, obras civis e infraestruturas, …).
Observa-se que, no caso de construção de edifícios, existe uma capacidade
significativa de se alterar o ambiente natural, sendo extremamente importante
realizar o controle de todos os processos de desenvolvimento para que eles causem
o menor impacto ao meio ambiente, buscando uma maior conscientização por parte
da sociedade com relação a utilização dos recursos disponíveis (ZIGURAT, 2015).
Diante do acima exposto, constata-se que o desenvolvimento sustentável
passa por várias questões, sendo que sempre se deve alinhar para a preservação
do meio ambiente. Ocorre que, mesmo com as diversas advertências de grupos
ambientalistas, a população mundial só começou a tomar consciência do real
problema com as graves alterações climáticas que vem ocorrendo no mundo.
Dentro deste contexto, a implantação da sustentabilidade na construção civil
está se tornando uma necessidade imediata e é um passo importante. Na maioria
dos casos, esta implantação é iniciada pelo arquiteto responsável pela criação do
projeto. Em razão da sua formação acadêmica, o arquiteto tem como premissa um
olhar global sobre as diversas atividades que envolvem a construção de uma
edificação (ASBEA, 2012).
2.2 ARQUITETURA SUSTENTÁVEL
É de conhecimento geral que a Construção Civil é uma área de grande
importância na economia brasileira, sendo responsável pela geração de inúmeros
empregos. Em contrapartida, ela é também responsável pelo elevado consumo de
recursos naturais, enorme geração de resíduos e desperdícios diversos, causando
um imensurável impacto ambiental negativo.
Segundo Lamchipadi et al. (2012) a construção civil utiliza até 60% dos
materiais brutos extraídos da terra. Ressaltando ainda que grande parte das
17
atividades realizadas na construção geram resíduos, em decorrência do seu
tamanho e da ineficiência de alguns de seus processos, sendo que, estes resíduos
equivalem a 40% de todo o resíduo sólido gerado no mundo, de acordo com Wong e
Zhou (2015). Além disso, segundo Graf et al. (2012), os edifícios gastam mais de
50% da energia consumida em países mais desenvolvidos.
Dessa forma, constata-se a necessidade prática de construções mais
preocupadas com o meio ambiente, levando os profissionais da área de Arquitetura,
Engenharia e Construção a considerarem o impacto ambiental das edificações
projetadas.
Por este motivo, a Construção Civil está sempre envolvida nas discussões
sobre desenvolvimento sustentável, principalmente, no que diz respeito a diminuição
desses impactos negativos gerados por esta atividade.
Dentro da indústria da Construção Civil, a Arquitetura é uma disciplina que
está sempre interessada em trazer soluções inteligentes e práticas visando atender
as necessidades dos clientes, investidores, usuários e da sociedade em geral. No
âmbito da engenharia, Arquitetura e Construção a definição de “sustentabilidade”
nem sempre foi prioridade na elaboração dos projetos e construções, porém, devido
a essas questões ambientais, sociais e econômicas, nos dias atuais, este conceito
vem sendo utilizado com grande destaque como referencial de projetos.
O trabalho do arquiteto é fundamental para um projeto sustentável, é baseado
nele que as premissas da sustentabilidade são implementadas. É evidente que a
complexidade das soluções adotadas para os projetos sustentáveis aumentou nos
últimos anos, mas, esses projetos ainda devem seguir as premissas do tripé da
sustentabilidade ambiental, social e econômica (ASBEA, 2012).
A arquitetura que desenvolve empreendimentos dentro do conceito de
sustentabilidade está comprometida, inicialmente, em projetar espaços saudáveis,
confortáveis, economicamente viáveis e sensíveis às necessidades sociais. Ao
aplicar as premissas da sustentabilidade no ato de projetar é necessário que se
extrapole o edifício a ser construído. Neste conceito deve-se realizar estudos sobre
o entorno, o bairro e a cidade.
Segundo o Guia de Sustentabilidade na Arquitetura (ASBEA, 2012) o
desenvolvimento de um projeto dentro do conceito de arquitetura sustentável deve
seguir diretrizes de projeto que englobam aspectos urbanos, paisagem e mobilidade;
acessibilidade e desenho universal; segurança; uso de materiais renováveis; destino
18
correto dos resíduos; águas e efluentes; energia (eficiência energética); conforto
térmico, visual, acústico e olfativo; salubridade; operação e manutenção e o ciclo de
vida do edifício.
Resta claro que, para se desenvolver projetos inteiramente sustentáveis, que
atendam a todos os requisitos e diretrizes necessários, são exigidas análises e
processos. O Desenho Bidimensional Assistido por Computador (CAD – 2D),
ferramenta tradicional e amplamente utilizada pelos profissionais da área,
geralmente não é capaz de executar nas etapas iniciais do projetos estas análises,
pois demandam uma grande quantidade de informação que não estão disponíveis
nesta tecnologia.
Segundo Azhar et al. (2011, p. 217-224):
“isto traz ineficiência ao processo, pois leva a utilização de métodos de tentativa e erro na projeção do desempenho ambiental e causam retrabalho devido a necessidade de alterações posteriores para se alcançar os requisitos de eficiência.”
A construção de edificações sustentáveis exige a implementação de novas
técnicas e ferramentas para a análise dos edifícios, avaliando a edificação como um
todo e buscando uma visão melhor sobre o seu desempenho geral; a utilização de
novos materiais e soluções técnicas modernas; a integração de novos agentes e de
incorporadores, projetistas e construtoras; o desenvolvimento de competências e
disseminação do conhecimento sobre construção sustentável por profissionais
envolvidos; determinação de novos processos, tais como certificação ambiental e
controle da qualidade (PAULA; UECHI; MELHADO, 2013).
Os agentes envolvidos devem ter competência para tomar decisões corretas
em seus projetos, com a colaboração de todos os interessados. E é dentro deste
cenário que a Modelagem da Informação da Construção (BIM) entra como opção,
uma vez que, segundo Azhar et al. (2011), proporciona que informações de diversas
disciplinas sejam compartilhadas num modelo único, promovendo a incorporação de
ações sustentáveis durante todo o processo de realização do projeto.
19
2.3. PROJETO DE EDIFÍCIOS SUSTENTÁVEIS
Como já foi descrito no presente documento, a Sustentabilidade tem um
conceito sistêmico, relacionado com a continuidade dos aspectos econômicos,
sociais, culturais e ambientais da sociedade humana.
O diálogo e a preocupação sobre sustentabilidade e construções verdes
ganharam força no início da década de 90 com a criação do Comitê do Meio
Ambiente (COTE) e a Formação do Conselho de Construção Verde dos EUA
(USGBC), uma organização sem fins lucrativos, formada em 1993, que surgiu com a
intenção de definir e promover práticas de construção sustentável. Surge assim uma
grande melhoria da forma como as construções são pensadas, ao invés de se falar
apenas em verde e utilizar materiais recicláveis, fala-se na sustentabilidade que
abrange todo o ciclo de vida do produto. Considera-se a extração de matéria-prima,
localização, clima, processo de fabricação, durabilidade, reaproveitamento, levando-
se em conta uma maior variedade de impactos do que apenas aqueles que
sobrecarregam o ambiente natural. A melhor definição sobre Designer Sustentável
seria a da Comissão Mundial sobre Meio Ambiente e Desenvolvimento, também
conhecida como a Comissão Brundtland em 1987.
Na prática atual, muitos modelos digitais de construção não contêm
informações suficientes para a construção de análise e avaliação de desempenho.
Como acontece com os modelos e desenhos físicos tradicionais, avaliando o
desempenho do edifício com base na representação gráfica das soluções
convencionais, o qual requer uma grande intervenção humana e interpretação, o que
torna as análises muito dispendiosas e demorada. Por outro lado, o modelo digital
de construção paramétrico Revit representa um edifício como um banco de dados
integrado de informação coordenada. Este modelo também representa graficamente
o design e um protótipo virtual. Assim grande parte dos dados necessários para
apoiar o design sustentável é capturado naturalmente à medida que o projeto se
desenvolve.
É possível utilizar-se diversos termos ou definições para identificar um edifício
sustentável entre os diferentes critérios existentes para essa definição, destaca-se
os
20
seguintes: edifícios eficientes, eco construções, edifícios verdes, edifícios low
carbon, edifícios ecológicos e edifícios bioclimáticos. O cumprimento dos critérios
que definem cada tipo de edifício não implica que se trata de um edifício sustentável,
mas pode ser interpretado, em maior ou menor grau, como edifícios que contribuem
para o desenvolvimento sustentável (ZIGURAT, 2015).
No processo de desenvolvimento é de fundamental importância que se
consiga minimizar o consumo de recursos, maximizar a reutilização dos recursos,
proteger o ambiente natural, criar um ambiente saudável e não tóxico, utilizar
recursos renováveis e recicláveis, fomentar a qualidade ao criar o ambiente
construído; e para que possamos usufruir de tais benefícios é preciso que a
sociedade no geral se adéque a esse novo cenário, com a utilização da tecnologia
BIM, desde o cliente ao empreiteiro. Cada um deve perceber todos os benefícios
advindo desse processo, e que além de um avanço na sustentabilidade, o BIM traz
consigo benefícios em várias outras áreas. É sabido, contudo, que um dos desafios
que será apresentado durante esse processo será conseguir com que os
profissionais envolvidos tenham facilidade no acesso à tecnologia a ser utilizada,
assim como o devido conhecimento das ferramentas necessárias.
Tendo em vista que os edifícios são projetados para pessoas, e essas
pessoas estão tentando realizar uma tarefa - seja criando uma família, trabalhando
em um escritório ou produzindo um produto, o prédio precisa manter as pessoas
confortáveis, eficientes, saudáveis e seguras à medida que definem suas tarefas.
O design sustentável busca criar edifícios que mantenham as pessoas
confortáveis, minimizando os impactos ambientais negativos. A título de exemplo
cita-se o conforto térmico de um edifício. Manter o conforto térmico de uma pessoa
significa garantir que eles não sintam muito calor ou muito frio. Isso significa manter
a temperatura, umidade, fluxo de ar e fontes radiantes dentro de um alcance
aceitável.
Criar condições confortáveis é um dos maiores usos da energia em edifícios,
e também é crítico para a felicidade e a produtividade de seus usuários. Muitas
vezes, fatores como fluxo de ar e temperatura radiante são ignorados em um
projeto, levando a um maior consumo de energia e a insatisfação de ocupação. Para
manter as pessoas à vontade, termicamente é necessário fornecer um equilíbrio de
temperatura, umidade, temperatura radiante e velocidade do ar.
21
Algumas maneiras de manter as pessoas confortáveis são usar o calor do sol
para aquecê-los, usar ventiladores de vento ou de teto para mover o ar quando está
muito quente e manter as superfícies envolventes a temperatura correta com um
bom isolamento. Os equipamentos HVAC, como caldeiras, ventiladores e trocadores
de calor podem temperar a temperatura e a umidade do ar, mas as temperaturas da
superfície e o ar em movimento devem ser considerados também. Os edifícios usam
energia, materiais, água e terra para criar o ambiente certo para seus ocupantes.
Todos esses recursos custam dinheiro - e todos têm um impacto ambiental. O uso
de materiais mais sustentáveis, o uso de menos material e o uso de materiais nas
construções corretas podem melhorar os impactos ambientais da construção de
edifícios, vida e fim de vida.
A análise de energia de construção leva em consideração as
interdependências do edifício como um sistema inteiro, por isso é uma maneira
particularmente útil se "manter a pontuação" à medida que se trabalha para reduzir o
uso de energia no edifício. Outros estudos de desempenho, como iluminação natural
e radiação solar, podem ajudar a melhorar os aspectos do projeto. Estes estudos
são mais eficazes quando realizados em conjunto com a análise de energética.
Um objetivo cada vez mais popular para a construção ecológica é alcançar o
fator Nearly Zero Energy Buildings - NZEB 2(Energia Zero Fonte Líquida) – quando o
prédio é eficiente em energia e gera energia suficiente no local para igualar suas
necessidades energéticas. Os edifícios de energia zero são altamente eficientes em
termos de energia que usarão, ao longo de um ano, tecnologias renováveis para
produzir a energia que consomem da rede.
A chave para a concepção de edifícios de energia líquida zero é, em primeiro
lugar, reduzir a demanda de energia tanto quanto possível e depois escolher boas
fontes de energia. Um exemplo seria: Reduzir as cargas de energia, otimizar o
design para estratégias passivas, otimizar o design de sistemas ativos, recuperar
energia, gerar energia no local, comprar compensações de energia.
O processo de construção foi refinado ao longo de milhares de anos. Embora
o processo de cada projeto seja ligeiramente diferente, os projetos geralmente
2 Prédios quase sem energia (NZEBs) têm desempenho energético muito alto. A baixa quantidade de
energia que esses edifícios exigem vem principalmente de fontes renováveis. < https://ec.europa.eu/energy/en/topics/energy-efficiency/buildings/nearly-zero-energy-buildings>
22
progridem ao longo de fases estabelecidas. É importante conhecer o tipo certo e o
nível de informação necessário em cada fase para adicionar o maior valor. No setor
de construção, o processo de design é descrito pelas fases de pré-design, design
conceitual, desenvolvimento de design e design final. O processo do ciclo de vida do
edifício é descrito pelas fases de projeto, construção e operação de construção. É
importante que se realize uma análise do local que inclua minimamente a
investigação de radiação solar, padrões de vento, presença e condição das
estruturas existentes, inventando a vegetação existente e documentando quaisquer
desafios acústicos que existam.
Ações importantes que devem ser analisadas nestes estudos são: Investigar
quais estratégias de design sustentável seriam aplicáveis tanto à localização
geográfica como à zona climática do projeto. Fazer uso da ferramenta de clima e a
paleta 20303. Estabelecer tabelas de medição que devem ser utilizadas ao longo da
duração do projeto para confirmar que os objetivos de projeto sustentável estão
sendo contabilizados.
As ferramentas de modelação paramétrica tridimensional passaram a
incorporar motores de cálculo que permitem executar simulações energéticas
preliminares, assim a equipe de arquitetura, tem uma intervenção direta e de forma
integrada no workflows das análises energéticas, enquanto o método CAD
geralmente impossibilita análises energéticas nas fases iniciais do projeto, estas,
tipicamente são realizadas depois dos projetos de arquitetura estarem prontos o que
resulta numa ineficácia no processo de alteração com consequências econômicas.
2.4 ETIQUETAGEM E CERTIFICAÇÃO
Os sistemas de certificação ambiental para edificações, utilizados por muitos
países ao redor do mundo com o intuito de simplificar o processo de avaliação de
impactos, avaliam o consumo energético, eficiência hídrica, uso de materiais, entre
outros, “além disso, o uso de ferramentas de simulação computacional de
desempenho ambiental, nas várias fases do projeto, tem tido um papel crucial de
3 A paleta 2030 é uma plataforma on-line gratuita que coloca os princípios e as ações por trás de
ambientes construídos com carbono neutro e resiliente ao alcance de projetistas, planejadores, construtores e formuladores de políticas em todo o mundo. < http://2030palette.org/>
23
acentuar as vantagens de soluções verdadeiramente integradas entre arquitetura e
engenharia” (GONÇALVES; BODE, 2015, p. 237)
Esses sistemas de certificação têm como finalidade promover as práticas de
construções sustentáveis; estabelecer padrões e criar estratégias para mensurar a
eficiência de uma edificação; atestar a responsabilidade dos empreendedores com
relação à sustentabilidade através de critérios objetivos pré-determinados e
evidenciar o atendimento a requisitos de desempenho estabelecidos em normas e
regulamentos técnicos.
Atualmente o Brasil se destaca na utilização de certificações verdes sendo
que as principais são: Etiqueta Nacional de Conservação de Energia (ENCE), Alta
Qualidade Ambiental (AQUA) e Leadership in Energy and Environmental Design
(LEED)
2.4.1. Etiqueta Nacional de Conservação de Energia – ENCE
No Brasil, a Eletrobras desenvolveu um selo energético para edificações
dentro do programa Procel Edifica – Eficiência Energética em Edificações (PROCEL,
2011). Esse programa é coordenado pelo Ministério de Minas e Energia, em parceria
com o LABEEE (Laboratório de Eficiência Energética em Edificações).
A Instrução Normativa nº 02 de 04 de junho de 2014, publicada no Diário
Oficial da União, torna obrigatória a Etiquetagem para todos os prédios construídos
ou adaptados com recursos públicos federais, com área construída maior que
500m².
Para se obter esse selo, as edificações que pretendem ser enquadradas
como energeticamente eficientes devem atender os requisitos descritos nos
seguintes documentos:
- RTQ-C: Regulamento Técnico da Qualidade para o Nível de eficiência
energética de edifícios comerciais, de serviços e públicos;
- RTQ-R: Regulamento Técnico da Qualidade para o nível de eficiência
energética em edificações residenciais;
- RAC-C: Regulamento de Avaliação da Conformidade do nível de eficiência
energética de edifícios comerciais, de serviços e públicos;
- RAC-R: Regulamento de Avaliação da Conformidade do nível de eficiência
energética de edificações residenciais.
24
Os tópicos abaixo relacionados também são abordados em Guias Procel
Edifica, fornecidos pela Eletrobrás. Estes guias em conjunto com os regulamentos
supracitados, orientam o desenvolvimento de projetos de edificações de alto
desempenho com enfoque em acústica arquitetônica; clima urbano; desempenho
térmico; equipamentos; ventilação natural; sustentabilidade.
Gonçalves e Bode (2015) afirmam que essas referências servem de base na
utilização das ferramentas de simulação que auxiliam na tomada de decisões
durante a fase de projeto de edificações mais sustentáveis.
Os regulamentos acima relacionados determinam que a classificação de
edifícios se dá através da análise da eficiência de três sistemas: envoltória,
iluminação e condicionamento de ar. As exigências são avaliadas por um laboratório
de inspeção designado ou pelo Inmetro. A Certificação das edificações acontece
tanto na fase de projeto, quanto após a construção do edifício – avaliação in loco.
Para se obter a certificação é necessário contratar um Organismo de Inspeção
Acreditado pelo Inmetro (OIA). O valor cobrado por esses organismos para realizar
esse trabalho varia de acordo com a área construída.
O PBE Edifica pretende informar o nível de eficiência energética das
edificações; reduzir o consumo de energia; aprimorar o conforto térmico; incentivar
inovações tecnológicas eficientes; garantir edificação energeticamente mais
eficiente.
2.4.2. AQUA – Alta Qualidade Ambiental
O processo AQUA, criado em abril de 2008, é uma certificação internacional
da construção sustentável desenvolvida a partir da certificação francesa Démarche
HQE (Haute Qualité Environnmentale ou Alta Qualidade Ambiental) e aplicada no
Brasil exclusivamente pela Fundação Vanzolini.
Para obtenção do certificado é necessário o controle total do projeto,
atendendo 14 critérios para edifícios. São eles:
Eco construção:
- Relação com o entorno;
- Escolha integrada de produtos, processos e sistemas construtivos;
- Canteiro de obras com baixo impacto ambiental
25
Eco gestão:
- Da energia;
- Da água;
- De resíduos de uso e de operação;
- Manutenção com permanência do desempenho ambiental
Conforto:
- Térmico;
- Acústico;
- Visual;
- Olfativo
Saúde:
- Qualidade sanitária dos ambientes;
- Qualidade sanitária do ar;
- Qualidade sanitária da água
2.4.3. LEED (Leadership in Energy and Environmental Design) – E.U.A
O United States Green Building Council (USGBC) foi criado com o intuito de
promover e fomentar práticas de construção sustentável. Uma vez que era preciso
viabilizar a ideia para a indústria, de maneira que tais práticas se tornassem
palpáveis e, acima de tudo mensuráveis, foi necessária a criação de um sistema.
Assim foi introduzida a classificação LEED (Leadership in Energy and Environmental
Design ou Liderança em Energia e Design Ambiental), como forma de estabelecer
estratégias e padrões para criar edifícios sustentáveis. Busca-se definir “edifícios
verdes” através do estabelecimento de um padrão comum, promover práticas de
projeto e de construção integrativas, estimular a concorrência verde, sensibilizar
consumidores para os benefícios de uma construção sustentável, reconhecer a
liderança ambiental na indústria da construção, propagar a visão sobre o
desempenho de um edifício ao longo do ciclo de vida, transformar o mercado da
construção.
O LEED foi desenvolvido nos Estados Unidos pela USGBC em 1993. É uma
organização não governamental com reconhecimento internacional com foco na
26
sustentabilidade de edifícios, empreendimentos imobiliários e planejamento urbano.
Sua primeira versão é de janeiro de 1999, desde então o LEED, vem atualizando-se,
sendo que a última versão foi implantada em junho de 2013 (GBCBRASIL, 2010).
O LEED orienta e testa o comprometimento de uma edificação com os
princípios da sustentabilidade para construção civil antes, durante e depois de suas
obras.
No Brasil, a organização que coordena e valida o LEED, é o GBC Brasil,
criada em 2007, com sede na cidade de São Paulo. Para certificar o selo LEED a
documentação é encaminhada ao GBC Brasil, na plataforma LEED Online, referente
ao seu tipo de empreendimento, de acordo com as categorias:
LEED-CS - Projetos da envoltória e parte central do edifício;
LEED-NC - Novas construções, novos e grandes projetos de
renovação;
LEED-CI – Edifícios comerciais e projetos de interiores;
LEED-Schools – projetos de escolas;
LEED Healthcare – unidades de saúde;
LEED EB_OM – operação e manutenção de edifícios existentes;
LEED for Homes – para residências;
LEED-Retail NC e CI – para lojas de varejo;
LEED-NB – Para desenvolvimento de bairros.
A edificação encaminhada para certificação passa pelo processo de
avaliação. O método de avaliação se dá pela somatória de pontos atribuídos em
atendimentos dos requisitos. Os requisitos, num total de sete são os seguintes:
Espaço Sustentável;
Uso Racional da Água;
Energia e Atmosfera;
Materiais e Recursos;
Qualidade Ambiental Interna;
Inovação e Processo do Projeto;
Crédito Regionais.
O empreendimento para ser avaliado tem que atender a pré-requisitos
obrigatórios. Sem a obtenção de oito pré-requisitos os empreendimentos não podem
27
dar prosseguimento na certificação. Os pontos são distribuídos de forma desigual
entre as categorias.
A pontuação máxima é de 110 pontos, sendo que, para receber a certificação
LEED, além dos pré-requisitos obrigatórios, é necessário obter pontuação superior a
40 pontos. A pontuação é que define os quatro tipos de níveis de selo a ser
conquistado:
Selo LEED – superior a 40 pontos
Selo LEED Silver – superior a 50 pontos
Selo LEED Gold – superior a 60 pontos
Selo LEED Platinum – superior a 80 pontos.
2.5 O USO DO BIM EM PROJETOS SUSTENTÁVEIS
A otimização do tempo nos trabalhos coorporativos executados por pessoas
de múltiplas disciplinas, de vários lugares do mundo, utilizando tecnologias
avançadas, visando a plena satisfação e conforto dos usuários, com custos baixos e
sem impactos ambientais, tem sido a grande busca do mercado mundial e todo meio
científico. Dentro deste contexto mundial é de grande relevância a realização de
estudos elaborados com a utilização de uma tecnologia moderna, no presente caso
a plataforma BIM, para se alcançar a interoperabilidade na realização de um projeto
inteiramente sustentável e eficiente, de forma ágil.
Desenvolver projetos sustentáveis exige a integração entre os profissionais
envolvidos. A tecnologia BIM permite que todos os agentes possam trabalhar em um
único modelo virtual. A implantação desta tecnologia promove a gestão integrada, o
controle e verificação das diretrizes e dos requisitos de sustentabilidade.
Utilizar a tecnologia BIM como facilitador no processo de produção de
edificações mais sustentáveis, principalmente nas etapas iniciais de projeto, traz
como uma das principais vantagens a obtenção de análises precisas em
conformidade com as características de cada objeto, o que auxilia na tomada
decisões complexas em qualquer das disciplinas envolvidas.
No núcleo do BIM a informação é armazenada no modelo. Todos esses
dados são armazenados e referenciados em um banco de dados que é parte
28
integrante do modelo. O BIM usa um modelo central que pode ser estendido para
múltiplos propósitos, incluindo análise de desempenho. As informações neste
modelo podem ser: a geometria do projeto (formas, layout), as propriedades físicas
dos materiais (construções de paredes, propriedades térmicas, propriedades
visuais), o tipo de espaços no prédio. Outras entradas que podem ser parte do
modelo incluem a localização dos arquivos de construção e clima, que contêm
informações detalhadas sobre características ambientais como a temperatura, o
caminho do sol e padrões de vento. Usando essa informação, os mecanismos de
análise podem executar simulações em coisas como dimensionamento de HVAC,
uso de energia, uso de água, sombreamento e níveis de iluminação. Pode-se então
tomar melhores decisões, analisando e documentando o desempenho esperado do
projeto em elaboração.
A utilização de modelos matemáticos de fenômenos do mundo real, como o
BPA (Building Performance Analysis) e o BIM podem auxiliar na previsão do
desempenho e do custo de um projeto de construção durante o processo de design.
Uma das promessas emocionantes do BIM é que ele fornece aos usuários a
capacidade de analisar o desempenho do edifício no início do projeto, quando as
mudanças no design podem ser mais fáceis, menos dispendiosas e mais
impactantes. Com o BIM, é possível construir um modelo e visualizar esse modelo
de várias maneiras diferentes (planos de piso, elevações, horários), porque as
partes do modelo sabem onde estão localizadas em relação uma à outra e como
elas se parecem na seção. Uma mudança na definição de um objeto irá propagar
essa alteração em todas as visualizações desse objeto no modelo.
O uso de BIM no desenvolvimento de projetos sustentáveis promove a
otimização do uso de energia, água, solo e materiais; e o monitoramento,
acompanhamento e melhoramento do desempenho através de modelos inteligentes
tridimensionais. Outra vantagem é a antecipação de problemas, ineficiências e erros
muitas vezes percebidos apenas no canteiro de obras, que pode gerar a redução
nos custos da construção e no gasto de materiais, havendo ganho na qualidade das
obras e economia de recursos, favorecendo a sustentabilidade das edificações
(CARVALHO; SCHEER, 2015; LIU; MENG; TAM, 2015).
Justi (2008) também destaca como vantagens a maior rapidez na entrega do
projeto, custos menores, aumento na produtividade por causa da utilização de um
29
único modelo, maior qualidade e, por tudo isso, mais oportunidades de negócios,
assim como menor retrabalho.
Segundo Dowsett e Harty (2013), Azhar, Farooqui e Brown (2009) e Marinho
(2014), a tecnologia BIM oferece as informações necessárias ao projeto sustentável
disponíveis de forma rotineira, como um subproduto do processo existente.
Todos os modelos gerados no BIM são aproximações da realidade.
Compreender como fazer o modelo de construção e aproximar este modelo da
realidade física pode contribuir para a criação de uma edificação com maior
desempenho.
A utilização da Tecnologia BIM no desenvolvimento de projetos sustentáveis
deve ser encarada como uma possibilidade de integrar os diversos profissionais da
AEC, com o intuito de facilitar o compartilhamento de informações entre eles através
de técnicas e ferramentas específicas para este fim, promovendo, desta forma, uma
descentralização na tomada de decisões, uma vez que cada um dos agentes
envolvidos pode atuar na sua área.
As ferramentas de análise e simulações de desempenho, presentes nos
softwares que trabalham com a tecnologia BIM podem trazer uma melhora
significativa na concepção da instalação e no consumo de energia durante o ciclo de
vida da edificação.
O importante é que essa tecnologia se torne uma ferramenta de utilização
rotineira dos profissionais da AEC visando disseminar, entre todos os envolvidos,
inclusive para o pequeno construtor, seus conceitos e funcionalidades, tornando-a
mais democrática. O BIM poderá ser aplicado a todo tipo de edificação, mesmo que
algumas delas não sejam avaliadas e certificadas, a facilitação da realização de
projetos e obras mais sustentáveis já contribuirá com a diminuição dos impactos
ambientais gerados pela construção dos empreendimentos.
30
3. A PLATAFORMA BIM - “BUILDING INFORMATION MODELING”
3.1 HISTÓRICO E CONCEITOS SOBRE BIM
Há alguns anos os projetos, mesmo os mais complexos, eram executados
baseando-se em técnicas que proporcionavam a correta realização dos trabalhos,
porém eram pouco aprimoradas. Projetava-se sem um planejamento específico,
utilizando-se do conhecimento prático dos agentes da construção civil. Os desenhos,
feitos nas pranchetas, em escalas reduzidas, demandavam muito tempo, exigiam
dos profissionais grande habilidade e experiência, e eram os instrumentos utilizados
como representação do conceito que deveria ser executado, o que gerava maiores
dificuldades para a comunicação entre os envolvidos e menor agilidade na detecção
de problemas na execução.
Com o passar do tempo, começou-se a utilizar computadores para este
processo e então as pranchetas foram trocadas pelos softwares CAD (desenho
assistido por computador) que ofereceram avanços e vantagens para os projetos
das edificações, porém ainda havia grande probabilidade de se incorrer em erros na
execução dos projetos, causados principalmente, pela dificuldade na troca de
informações entre os entes envolvidos no desenvolvimento do empreendimento.
Os conceitos da plataforma BIM - “Building Information Modeling”, assim
como suas funcionalidades e significados são vistos atualmente, principalmente no
Brasil, como uma novidade para a área de Arquitetura, Engenharia e
Construção Civil (AEC), porém sua origem foi detectada no começo da década
de 1970 (EASTMAN et al., 2008) .
O primeiro registro dos conceitos utilizados na tecnologia conhecida
atualmente como BIM foi o modelo “Building Description System”, publicado nos
anos de 1970 por Charles Eastman, e que já apresentava a possibilidade
de atualização dos desenhos após alterações no objeto modelado, a criação
de vistas com definições variadas e o acesso a quantitativos precisos de um
modelo tridimensional único com base em informações constantes em um banco de
dados.
Nessa mesma década, em países tecnologicamente mais desenvolvidos no
setor da construção civil, surge a necessidade de se melhorar a tomada de
31
decisões, na medida em que aumenta o volume das informações disponíveis e a
exigência do mercado com relação a novas disciplinas como, por
exemplo, segurança e sustentabilidade, entre outros (CAMPESTRINI, 2015).
Em meados dos anos 1980 esses conceitos passam a ser empregados em
conformidade com o que é utilizado atualmente e eram conhecidos, nos Estados
Unidos, como “Building Products Models”.
Ao se iniciar a década de 1990, passou-se a utilizar softwares que
disponibilizavam a elaboração de projetos em três dimensões, mas somente com o
emprego de objetos vetoriais, sem a utilização de informações relacionadas ao
projeto. Nessa época, os softwares de modelagem passaram a oferecer novas
funcionalidades, tais como, a possibilidade de se ter uma maior quantidade de
informações geradas no processo da modelagem. O desenvolvimento
de tecnologias que oferecem a integração de todas essas informações passou a
ser indispensável ao se projetar uma edificação única, para que todos
os setores envolvidos possam trabalhar de forma articulada durante o processo
(EASTMAN; TEICHOLZ; SACKS, 2011) .
Segundo Eastman (2011) o BIM seria “um modelo digital que representa um
produto, que, por sua vez, seria o resultado do fluxo de informações do
desenvolvimento do seu projeto”, ou seja, as informações ou parâmetros criados no
desenvolvimento do projeto deveriam representar o produto e como ele seria
executado na realidade (CBIC, 2017).
Com a chegada dos anos 2000, essas características, abordagens e
conceitos de modelagem passaram a ser conhecidas como BIM, e a terminologia
“Building Information Modeling”, passou a ser adotada entre os profissionais da já
mencionada área AEC.
Jernigan (2008) afirma que a sigla BIM foi popularizada a partir de 2002, e
envolve os conceitos de planejamento, projeto, construção, e gestão do mundo
construído, utilizando software em sistemas de hardware compatíveis.
Essa terminologia conhecida nos dias atuais deriva das características e dos
próprios conceitos que englobam todo o processo de desenvolvimento utilizado
nessa plataforma. Ao retirar o termo Models e utilizar o termo Modeling pretendeu-se
demonstrar a integração dinâmica entre todas as fases do desenvolvimento
do projeto, a ação de projetar, construir e gerenciar todo o processo, englobando as
etapas do ciclo das edificações (EASTMAN; TEICHOLZ; SACKS, 2011).
32
Esta metodologia fomenta uma interoperabilidade entre as variadas
disciplinas participantes no processo e suas diferentes ferramentas, alcançando-se,
com ela, uma integração de todos os produtos gerados no projeto, nas várias etapas
do seu desenvolvimento, e promovendo a qualidade do produto final.
O termo Information, por sua vez, demonstra a característica mais expressiva
da tecnologia em estudo, que é a ligação existente entre o modelo e as informações,
que mostram efetivamente as várias propriedades dimensionais e materiais que
compõem o objeto modelado. Utilizando-se da parametrização dos objetos, atualiza-
se automaticamente os modelos e o banco de dados do projeto através da variação
dos parâmetros e regras definidas e alteradas pelo usuário. “Esta característica pode
ser considerada o divisor de águas entre os softwares de desenvolvimento
de projetos CAD e os da plataforma BIM”. (EASTMAN; TEICHOLZ; SACKS, 2011).
Com base nos fundamentos acima descritos, é possível definir o BIM como
uma metodologia que gerencia todo o ciclo de vida de um empreendimento a partir
da combinação de um conjunto de políticas, processos e tecnologias, utilizando-se
de plataformas digitais. O BIM possibilita a modelagem, o armazenamento e o
compartilhamento de informações a respeito de uma edificação, através da
utilização de novos softwares ou ferramentas dotadas de funcionalidades
específicas que oferecem maior eficácia e eficiência do desenvolvimento do projeto.
Resta claro que o BIM é uma tecnologia que vai além de simples modelagem,
representando um novo paradigma para o enriquecimento do desenvolvimento de
um projeto, agregando novas funcionalidades que auxiliam a completa integração de
todas as etapas do processo, promovendo o sincronismo entre os agentes e
disciplinas envolvidos, gerando um produto final com maior eficiência e qualidade.
Esta plataforma não é um produto, ela pode ser definida como um processo de
desenvolvimento de projetos que prevê a elaboração de um modelo virtual, fiel à
edificação, ou seja, um protótipo virtual, que contenha a totalidade das
informações sobre esse produto, desde características dos materiais empregados,
técnicas construtivas, características termoacústicas, manutenção, entre outras
informações relevantes. Enfim, é uma tecnologia baseada em softwares de banco de
dados que permitem processar uma grande quantidade e variedade de informações
para auxiliar na comunicação e na tomada de decisões dos especialistas que
trabalham no projeto, além de permitir uma apresentação de resultados mais
eficiente através de uma visualização amigável, em 3D.
33
A partir das definições e características elencadas nos parágrafos acima
pode-se ressaltar a existência de três pilares na conceituação da Plataforma BIM:
Modelagem paramétrica, Interoperabilidade e Gestão da Informação.
3.2. MODELAGEM ORIENTADA A OBJETOS
A modelagem orientada a objetos utiliza o desenvolvimento de um modelo
onde cada objeto é definido individualmente pelos seus detalhes e, esses objetos
são organizados e classificados de acordo com a similaridade ao comportamento e
característica sendo definidos atributos fixos e variáveis aos objetos. Os atributos
são informações relativas às diversas características destes objetos. Os atributos
fixos são definidos a partir de propriedades como forma, custo, utilidade, entre
outras; os atributos variáveis são estabelecidos a partir de parâmetros e regras de
forma que os objetos possam ser automaticamente ajustados de acordo coma as
alterações do projeto efetuadas pelo usuário (EASTMAN et al., 2011). O grau de
precisão da modelagem paramétrica será determinado pela variedade e a
qualidade das regras e parâmetros estabelecidos (RUSCHEL et al., 2010).
“Em um desenho 3D de CAD tradicional cada aspecto do elemento deve ser editado manualmente e, no projeto criado num modelador paramétrico, a geometria se ajusta automaticamente dependendo do contexto e com alto grau de controle do usuário”. (EASTMAN; SACKS, 2011).
A diminuição dos erros de desenho e a facilidade nas modificações de projeto
são apontadas como maiores benefícios da utilização do BIM. A título de exemplo, é
possível citar os desenhos gerados instantaneamente a partir da geometria
modelada, tais como as plantas, cortes e elevações, e que podem ser modificados a
partir da alteração das regras paramétricas.
Ocorre que, Jernigan (2008) afirma que o BIM não é perfeito, uma vez que
essa inserção de informações pelo usuário pode acarretar a ocorrência de erros, e
quanto maior a necessidade dessa interferência humana, maior a possibilidade de
inconsistências. O mesmo autor relata a importância de minimizar a entrada dos
34
dados para que se consiga capturar o conhecimento com rapidez e reduzir os erros
na inserção das informações.
A modelagem orientada a objetos permite também que cada objeto, insumo e
material sejam dimensionados e quantificados de forma automática pelo próprio
software. Essa característica, além de tornar o trabalho dos orçamentistas mais ágil,
possibilitará a obtenção de estimativas de custo mais próximas à realidade e com
menor margem de erros, reduzindo prejuízos e aumentando o lucro do projeto.
Ruschel et al. (2010) afirma que, na modelagem orientada a objetos, os
profissionais envolvidos inserem suas informações através de objetos além de
inserir regras para a ordenação das informações. As regras definem o
comportamento dos objetos, possibilitando que, ao se modificar alguma informação,
o usuário, tenha consciência do problema e que, a partir disso, conjuntos lógicos
sejam gerados. Estes conjuntos lógicos representam as prováveis soluções dos
problemas do projeto.
Segundo Eastman et al. (2011) para um objeto ser paramétrico ele deve
satisfazer algumas condições tais como ser constituído por dados e regras
associados; não deve possuir inconsistências; seus parâmetros e seus componentes
devem ser definidos em diferentes níveis; não pode ser definido ou alterado fora das
especificações e requisitos de tamanho, fabricação ou qualquer outra regra proposta
e deve ter a capacidade de conectar, receber e exportar um conjunto de atributos,
tais como componentes estruturais, dados sobre acústica e energia, para outras
aplicações e modelos.
3.3 O PROCESSO COLABORATIVO E A INTEROPERABILIDADE
O desenvolvimento do projeto de um empreendimento é uma atividade
extremamente complexa não só pelas suas peculiaridades e dimensão, mas
também pela diversidade de disciplinas e áreas direta e indiretamente envolvidas na
execução do projeto. Este processo refere-se a um único modelo, que é o produto a
ser desenvolvido, sendo trabalhado por vários profissionais ao mesmo tempo,
executando atividade complementares, gerando partes que comporão o
empreendimento. Diante dessa realidade constata-se a necessidade
de integração entre esses profissionais participantes do processo.
35
A comunicação e a colaboração entre as diversas áreas envolvidas no
planejamento, projeto e execução do empreendimento devem ser valorizadas e
incentivadas para que o produto final apresente os resultados esperados, dentro dos
prazos definidos e com custos baixos.
A Plataforma BIM possibilita o desenvolvimento de um processo colaborativo,
integrado e com compartilhamento do conhecimento. É muito importante analisar e
definir a participação de cada profissional no processo de desenvolvimento, uma vez
que o empreendimento deve ser executado com uma atuação multidisciplinar, onde
os envolvidos tenham uma visão geral do modelo.
De acordo com Andrade & Ruschel (2009), a plataforma BIM, enquanto
processo de trabalho, envolve, sobretudo, a comunicação e a colaboração entre
diferentes profissionais e empresas ligadas à área de Arquitetura, Engenharia e
Construção (AEC); e um dos desafios mais relevantes no desenvolvimento de
sistemas que utilizam a plataforma BIM é o pouco entendimento destes profissionais
da AEC dessa tecnologia.
A partir do momento em que os participantes conseguem compartilhar
informações de forma eficaz, é possível desenvolver o projeto em uma única
plataforma, o que acarretará a diminuição das omissões e de erros decorrentes da
interpretação incorreta da informação, otimizando a construção do modelo à medida
que se alimenta o banco de dados.
“As ferramentas da plataforma BIM possibilitam a utilização de toda a informação em um modelo único e, atualmente, já surgem funcionalidades que promovem a unificação de vários projetos, e a verificação da compatibilidade de modelos, apontando inconsistências no projeto global”. (RUSCHEL et al., 2009)
Várias atividades são trabalhadas simultaneamente no planejamento e
diversas tarefes são executadas paralelamente na elaboração do projeto. Em
decorrência desse volume de trabalho é gerada uma enorme quantidade de
informações, sendo de extrema importância que estas informações sejam
acessíveis e de fácil compreensão para toda a equipe participante do
desenvolvimento, para isto é necessária uma tecnologia que ofereça a confiabilidade
e rapidez requerida, trabalhando estas informações com segurança.
Uma demanda muito relevante para o gerenciamento de projeto colaborativo
é a melhoria nessa comunicação entre as áreas envolvidas no processo, o que
36
permite o compartilhamento da informação de forma organizada. A plataforma BIM
oferece soluções que possibilitam a disponibilização dessas informações aos
profissionais do projeto do empreendimento de forma adequada e confiável. Para
Wong & Fan (2013), é importante destacar o que se entende por uma forma
adequada de compartilhar as informações do projeto, cada equipe ou área terá
acesso às informações necessárias ao desenvolvimento do seu trabalho,
diminuindo a perda de dados e impossibilitando acessos a elementos não relevantes
àquela área e tornando todo esse conjunto de informações altamente confiáveis.
Por tudo o que foi exposto, constata-se que o processo colaborativo,
característica que pode facilmente ser implementada em uma ferramenta que utiliza
a plataforma BIM, se mostra essencial nos projetos desenvolvidos atualmente, ainda
mais porque algumas equipes que participam das atividades da construção de
um empreendimento nem sempre estão próximas umas das outras.
Para que a plataforma BIM atenda esta demanda descrita no presente item e
promova o trabalho em colaboração com a perfeição desejada é necessário que
haja a Interoperabilidade.
Segundo o Institute of Electrical and Electronics Engineers (I-E triplo)
interoperabilidade é definida como "a capacidade de dois ou mais sistemas ou
componentes trocarem informações e usarem as informações que foram trocadas.”,
ou seja, para que a informação seja compartilhada corretamente entre os
participantes é imprescindível a atuação da interoperabilidade dos sistemas
utilizados. De acordo com Eastman et al. (2011), a interoperabilidade pode ser
entendida como uma funcionalidade de identificar os dados necessários para serem
passados entre os aplicativos.
Andrade e Ruschel (2009) afirmam que é com a interoperabilidade que os
profissionais de todas as disciplinas envolvidas no processo conseguem acessar e
atualizar os dados do modelo único conforme o seu projeto específico, contribuindo
para o empreendimento global, de forma ágil e colaborativa. Sabe-se que cada
profissional em sua área trabalha com diferentes tipos de ferramentas, e os dados
gerados devem ser compartilhados, ou seja, é necessário que as ferramentas
identifiquem o tipo de arquivo gerado por outros programas, isto é alcançado com a
interoperabilidade que elimina o retrabalho de replicar dados de projeto que já
tenham sido gerados e facilita, de forma automatizada e sem obstáculos, o fluxo de
trabalho entre diferentes aplicativos, durante o processo de projeto.
37
O que ocorre é que a troca de dados, ou de modelos, entre os
diferentes softwares utilizados atualmente, continua sendo um dos maiores desafios
da área de Arquitetura, Engenharia e Construção (AEC) para alcançar a colaboração
totalmente integrada entre equipes de projetos. Existem inúmeros esforços para o
estabelecimento de padrões, protocolos e boas práticas em toda a área de AEC.
“A maioria das tarefas executadas pelos profissionais da AEC nos aplicativos
BIM se limita àquelas disponibilizadas internamente nos softwares utilizados, sendo
pouco comum o uso de arquivo visando à interoperabilidade.” (KIVINIEMI et al.,
2008).
Uma das soluções criadas para a identificação e a troca dos dados e
informações gerados pelos especialistas do projeto foi a utilização de um padrão
neutro, com formato aberto e comum a todos os softwares, o IFC4. Ele é
um protocolo de padrão internacional, certificado pela ISO (16739:2013), criado
especificamente para esta troca de arquivos entre ferramentas que utilizam a
plataforma BIM, evitando a perda de inúmeras informações, assim como facilitando
a incorporação dos dados dos especialistas ao modelo principal para viabilizar a
interoperabilidade e o trabalho colaborativo.
As especificações IFC foram desenvolvidas e estão em contínua evolução e
manutenção. De acordo com Khemlani (2004), o IFC foi criado utilizando uma
linguagem de modelagem de dados que é legível por máquinas e possui múltiplas
implementações, é um formato de arquivo orientado a objetos 3D, aberto, público e
padronizado, que pretende abranger cada aspecto do projeto dentro da área de
AEC.
“O IFC permite o compartilhamento de geometria, topologia, elementos estruturais, espaços, terreno, estrutura, sistemas, móveis, tempo, restrições, análise, pessoas, planos de trabalho, custos, dados externos, relacionamentos entre essas coisas e mais” (JERNINGAN, 2008).
A utilização do formato IFC promove uma melhora na comunicação,
incrementa a produtividade, diminui o prazo de entrega do projeto e agrega
4 O Industry Foudation Classes (IFC) é um padrão de protocolo internacional de trocas de dados. Um
modelo de dados baseado em objetos, não proprietário. (ANDRADE; RUSCHEL, 2009).
38
qualidade a todas as etapas do desenvolvimento do projeto de uma edificação;
além de preservar as informações trocadas entre os participantes do processo. O
modelo IFC representa não apenas elementos de construção, tais como paredes,
janelas, portas, e outros, mas também elementos mais conceituais, tais como
organização, horários, custos da obra, entre outros. É essa grande variedade de
representações que possibilita a integração de diversas disciplinas da construção.
Ocorre que, segundo Kiviniemi et al.(2008), apenas um terço dos arquitetos
que usam o BIM empregam arquivos no formato IFC. Para Jerningan (2017) o IFC é
atualmente um ambiente de desenvolvimento complicado e muitos especialistas
acham que as dificuldades superam os benefícios.
A partir dos estudos da bibliografia selecionada a autora considera que o
desafio para a aplicação do modelo IFC, além de intensificar sua utilização entre os
profissionais da AEC, tem sido conseguir aliar a dinâmica do trabalho por
módulos com a estrutura rígida do modelo para assegurar a consistência dos dados
após a integração dos diversos módulos.
3.4 A COMPATIBILIZAÇÃO E A GESTÃO DA INFORMAÇÃO
Os projetos de Arquitetura, Engenharia e Construção Civil (AEC) que utilizam
a tecnologia tradicional, bidimensional, são desenvolvidos, nos dias atuais, de forma
fragmentada e segregada, apresentando diversos projetos complementares
realizados individualmente pelos vários especialistas que, geralmente, não se
comunicam entre si na elaboração do seu trabalho específico.
As atividades ligadas à área AEC envolvem uma variedade de profissionais,
trabalhando com um enorme volume de dados e informações; e contribuindo com
opiniões, produtos, conhecimentos e habilidades específicos. No decorrer
do processo, essas informações devem ser compartilhadas, interpretadas,
transformadas, corretamente utilizadas e bem preservadas, para que ocorra a
completa integração e correta definição de cada etapa do projeto e desenvolvimento
da edificação.
Diante de toda essa complexidade de atividades e diversidade de agentes é
necessário padronizar todos os tipos de dados, o que significa convertê-los para a
linguagem que pode ser devidamente compreendida na tarefa que está sendo
39
executada. Entretanto, essa conversão pode gerar erros ou até
mesmo perdas, pois o processo de compatibilização da diversidade de dados não é
simples. Uma dificuldade é apresentada quando diferentes ações realizadas em um
mesmo modelo utilizam informações inconsistentes ou até mesmo dicotômicas,
gerando atrasos e custos maiores da obra. Por tudo o que foi exposto,
é imprescindível possuir um instrumento eficiente e correto de troca de informações
entre os agentes participantes do processo de construção da edificação, ou seja, um
banco de dados que gerencie com menor possibilidade de erros todas as
informações do modelo.
O modelo BIM pode ser considerado como um banco de dados, o que
significa dizer que este modelo necessita de gestão para estas informações e, desta
forma, o BIM é também um sistema de gestão das várias informações que estão
integradas no modelo. (WONG; FAN, 2013).
A compatibilização de todos os projetos complementares, gerando um modelo
único deve ser feita através da identificação de inconsistências, erros de
interpretação e omissões; e elaboração de soluções para a correção dos problemas
identificados pelos respectivos profissionais responsáveis, desta forma, as criações,
modificações e decisões do projeto são executadas e presenciadas por todos
profissionais envolvidos.
A Gestão de todas essas informações corresponde a avaliação dos impactos
das decisões tomadas, ou seja, dos conceitos criados na construção, uso e
operação do empreendimento. As informações geradas durante o desenvolvimento
do projeto são retroalimentadas no processo de criação, fazendo com que a
percepção do problema seja vista com maior clareza e facilitando possíveis
soluções. O BIM possibilita o rastreamento das informações de todas as etapas do
processo (WONG; FAN, 2013). Portanto, é possível responsabilizar cada setor
individualmente pelas decisões tomadas e pela qualidade geral do projeto. Diante
disso, também é possível alocar riscos diferentes entre os setores e da mesma
forma avaliá-los de maneira justa em relação ao serviço prestado.
40
3.5 EVOLUÇÃO E IMPLEMENTAÇÃO DA PLATAFORMA BIM
Desde o início do uso de computadores para projetos em softwares CAD
existe a necessidade de se representar os elementos e componentes da construção
de uma edificação de forma mais rigorosa e detalhada, a plataforma BIM surge
como uma evolução desses sistemas.
A mudança de tecnologia, com a utilização de novos conceitos, softwares
com interfaces diferentes, funcionalidades e visões inovadoras, requer uma quebra
de paradigmas. “O BIM é sobre ferramentas, processos e atitudes que impactam em
tudo no ambiente construído” (JERNIGAN, 2008).
É determinante para o sucesso da implementação de uma nova tecnologia
que a aplicação conceitual e prática de sua metodologia seja gradualmente
incorporada ao desenvolvimento de um projeto, visando a redução do impacto
negativo da transição tecnológica.
O processo de implementação da metodologia BIM é definido em três etapas
que demonstram a apropriação gradual da tecnologia no decorrer do
desenvolvimento de um projeto de construção civil, com todas suas disciplinas e
especialidades. Partindo-se de um projeto conhecido podem-se citar três momentos
principais que serão chamados de modelação, colaboração e integração.
Na primeira fase, a modelação, chamada por (TOBIN, 2008) de BIM 1.0,
ocorre a priorização da modelagem paramétrica, ou seja, os modelos 2D (CAD) são
substituídos pelo desenvolvimento de modelos 3D parametrizados, neste momento a
tecnologia é utilizada como ferramenta, no sentido que funciona como um
instrumento que viabiliza maior eficiência na coordenação e produção
de documentos técnicos e para adição de informações aos objetos. Nessa fase
apenas a área da arquitetura ou engenharia estão envolvidas para a criação do
projeto, ou seja, não há a interação entre as diversas disciplinas, que ainda
trabalham isoladamente. A despeito do dito acima, essa fase inicial já demonstra
vantagens quanto à agilidade de todo o processo do projeto, disponibilizando mais
tempo para os estudos e execução do projeto, uma vez que não há mais a
elaboração de desenhos de maneira manual (SUCCAR, 2008).
No segundo momento de implementação, chamado de BIM 2.0 por Tobin
(2008), começa-se a se trabalhar com a colaboração, a nova tecnologia é utilizada
41
por outras disciplinas e profissionais envolvidos no processo de construção
do empreendimento, a interoperabilidade e a cooperação entre eles se tornam
cruciais ao processo de trabalho. Nessa fase, abre-se a possibilidade
de transferência de informação e o projeto se expande e passa a envolver além da
arquitetura; a estrutura, as instalações prediais. Ocorre a associação dos parâmetros
de tempo (4D), análises de eficiência energética, análise ambiental entre outros
softwares e os dados financeiros (5D). É nessa etapa que se enfatiza a integração, o
compartilhamento de um modelo único envolvendo as diversas disciplinas.
A última etapa da implementação da plataforma BIM, de acordo com Tobin
(2008) a integração, conhecida como BIM 3.0, exige dos profissionais já envolvidos
no projeto compartilhado e simultâneo um elevado grau de colaboração e
integração em tempo real. Nesse momento todos os agentes participantes do
processo são responsáveis por suas áreas específicas e as integram em um modelo
único de modo que as informações ou elementos inseridos por cada disciplina
geram ou acrescentam alterações instantâneas no projeto. Nesse nível de trabalho é
indispensável que a equipe multidisciplinar esteja coordenada, pois deste modo os
problemas e soluções seriam discutidos e implementados em tempo real, além de
serem compatibilizadas de modo a evitar perdas e retrabalhos. Nessa etapa os
profissionais trabalham com o conceito de interoperabilidade.
Depois de transcorridas todas as três etapas descritas acima, o
desenvolvimento do projeto atinge o nível de apresentação integrada entre as várias
disciplinas e profissionais de forma colaborativa, podendo oferecer aos clientes um
elevado grau de eficiência no resultado final. Segundo Andrade e Ruschel (2009),
essa eficiência pode ser comprovada, pois, quando existe uma boa
interoperabilidade, se elimina a necessidade de réplica de dados de entrada, que já
tenham sido gerados, e facilita, de forma automatizada e sem obstáculos, o fluxo de
trabalho entre diferentes aplicativos, durante o processo de projeto.
3.6 COMO O BIM É CONSTITUÍDO – AS DIMENSÕES DO MODELO
Como já apresentado nos capítulos anteriores, a plataforma BIM promove o
desenvolvimento integrado de um modelo único entre todas as áreas envolvidas;
42
gerando uma documentação completa para avaliações técnicas e financeiras de
todo o empreendimento.
Neste ponto, torna-se importante apresentar como o modelo é constituído
durante o seu desenvolvimento, pois desta forma pode-se descrever claramente
todos os conceitos utilizados pela plataforma BIM. Estudar as dimensões do modelo
BIM (3d, 4d, 5d, 6d e 7d) – concepção, visualização, quantificação, documentação e
colaboração – é uma forma bastante interessante de se demonstrar sua
constituição.
Inicialmente, as áreas de Arquitetura e Engenharia estão envolvidas com a
concepção propriamente dita, nesta etapa o fundamento importante que deve ser
priorizado é a modelagem paramétrica, quando são desenvolvidos os modelos 3D
parametrizados em substituição daqueles feitos em CAD (2D). Na plataforma BIM, o
processo construtivo é de extrema importância para se realizar a modelagem e esse
processo é automático. Deve-se destacar que na modelagem segue-se normas
paramétricas específicas, todas as vistas são atualizadas em tempo real,
promovendo uma consistência do modelo em todas as suas etapas, além de
produzir a informação visual de forma mais ágil. Essa informação visual melhora a
percepção do modelo como um todo durante todas as etapas do desenvolvimento,
construção e manutenção de uma edificação, aproximando-o do produto final, de
forma a facilitar a identificação de possíveis erros.
Nesse contexto, o fator tempo é considerado a quarta dimensão do BIM
(4D), ela pode ser definida como a capacidade de retratar o ciclo de vida da
construção, dividindo o modelo por etapas de execução do desenvolvimento, e
permitindo o acompanhamento da evolução da edificação em todo o processo. Essa
característica traz ainda como benefício para o setor da construção civil as
aplicações de planejamento dos processos produtivos (CARDOSO et al., 2013).
Com base nas informações geradas e nos resultados obtidos na utilização da
quarta dimensão, pode-se ainda obter mais uma funcionalidade que são os custos,
o que caracteriza a quinta dimensão (5D). Nessa dimensão é possível atribuir
valores aos elementos da edificação, contribuindo de forma ágil para a execução do
orçamento do edifício e possibilitando a realização de análises realistas sobre a
situação na qual o projeto se encontra. Essa funcionalidade consiste em se
quantificar de forma automática e com grande precisão todo o processo do projeto.
(CARDOSO et al., 2013).
43
Essas duas dimensões, 4D e 5D, já apresentam grandes vantagens,
entretanto, o BIM possui ainda outras dimensões, que desempenham simulações e
cálculos, tais como, simulações de utilização energética, estudos de conforto
ambiental, a interoperabilidade, assim como logística de execução, operação e
manutenção da edificação (6D e 7D). Isso é possível pois o BIM possui uma
funcionalidade de documentação de informação que possibilita a obtenção de todos
os dados no momento de sua geração, armazenando-os e tornando-os acessíveis
quando necessário. O que facilita o acesso à informação sobre todos os
componentes da edificação (CARDOSO et al., 2013).
Deve-se ressaltar que essas dimensões tratam de informações como o
planejamento da execução, custo, orçamento e até a operação e manutenção
do modelo. Destaca-se que não se trata apenas de um projeto com visualizações
em 3 dimensões, mas sim de identificar inconsistências, prever erros de execução,
visualizar a obra em suas diversas etapas e encontrar interferências. Além das
funcionalidades de modelagem 3D, o BIM também usa grupos de dados para
determinar fatores como tempo, parâmetros financeiros e gerenciamento de
recursos; e ainda possibilita analisar questões ambientais relevantes em projetos de
arquitetura, como iluminação e fluxo de ar. Um fator diferenciado nessa tecnologia é
que todas essas dimensões podem ser processadas e analisadas em tempo real.
3.7 O BIM E O CICLO DE VIDA DAS EDIFICAÇÕES
“No ciclo de vida, os projetos adotam uma abordagem linear: planejar - projetar - documentar - construir - operar. Cada etapa apresenta uma equipe diferente de profissionais, que raramente se sobrepõem” (JERNIGAN, 2017).
Como já foi relatado no presente documento, o BIM é uma tecnologia que
possibilita o trabalho integrado das várias disciplinas da Arquitetura, Engenharia e
Construção (AEC), acompanhando todo o ciclo de vida das edificações, facilitando a
elaboração de estudos de viabilidade técnica e econômica, a visualização
volumétrica para efeitos de verificações preliminares, além de gerar a
documentação, gerenciar os projetos arquitetônicos e complementares, orçamento e
44
acompanhamento de obras, auxiliando ainda as etapas após o término da obra, tais
como manutenção e reforma. Coelho e Novaes (2008) afirmam que:
“Os sistemas baseados na tecnologia BIM podem ser considerados uma nova evolução dos sistemas CAD, pois gerenciam a informação no ciclo de vida completo de um empreendimento de construção, através de um banco de informações inerentes a um projeto, integrado à modelagem em três dimensões”.
Partindo do pressuposto de se trabalhar em conjunto, surge como
consequência imediata a colaboração e a divulgação de boas ideias, vantagens que
se tornam importantes para o sucesso da construção da edificação e que implicam
em um aumento dos benefícios para todos os envolvidos. Dessa forma, pode-se
demonstrar que, quando se trabalha dessa maneira, as inconsistências e pontos de
conflitos no projeto são identificados com maior rapidez, reduzindo-se, por exemplo,
as pressões voltadas para as soluções de problemas específicos de uma única
etapa, em detrimento do projeto como um todo.
A partir da observação da figura abaixo (Figura 1) se pode visualizar de forma
clara e objetiva como é possível a implementação da plataforma BIM nas diversas
fases do ciclo de vida de uma edificação, quando todas as informações e
parâmetros são inseridos por todos os profissionais participantes do projeto em um
modelo único, promovendo a comunicação e a integração de todos os componentes
do processo.
45
Figura 1: Ciclo de Processo de projeto na plataforma BIM
Fonte: https://www.coordenar.com.br/compartilhamento-e-troca-de-modelos-bim/
Utilizando-se o BIM é possível definir os parâmetros sobre o projeto e
elaborar todo o ciclo do processo com base neles. E isso é ideal para empresas ou
profissionais da área de construção civil que querem deixar as obras mais
sustentáveis, uma vez que basta definir e aplicar os principais conceitos de
sustentabilidade no decorrer do desenvolvimento e trabalhar com eles.
3.8 EXEMPLOS DE SOFTWARES
Os softwares que trabalham dentro da tecnologia BIM mais conhecidos são o
Autodesk Revit, o ArchiCAD (Graphisoft) e o Autodesk Naviswork. Todos eles
são softwares comerciais. É importante destacar o Autodesk Revit, uma vez
que ele é um dos poucos softwares dentro do BIM no qual se podem compartilhar
todos os arquivos entre vários usuários, pois ele é compatível com o formato IFC
e possibilita a interoperabilidade.
46
REVIT:
Segundo Lima (2016) o nome REVIT da ferramenta vem das palavras em
Inglês “Revise Instantly”, que significam revise instantaneamente, ou seja, ao
modelar no Revit, as modificações de um objeto ocorrem de forma imediata em
todos os objetos semelhantes, de maneira simultânea e instantânea em todas as
vistas do projeto em que ele aparece, o que é exatamente a base do conceito da
modelagem paramétrica, característica da tecnologia BIM, descrita no presente
trabalho.
De acordo com Justi (2008), o Revit é uma plataforma que pode ser utilizada
em todas as fases do projeto, desde o design arquitetônico até a geração de
documentação, ele está segmentado em Revit Architecture, para o arquitetônico;
Revit Strucuture, para o estrutural e; Revit MEP, para as instalações prediais.
Lima (2016) afirma que com a utilização do Revit e, consequentemente de
todos os conceitos da tecnologia BIM, os arquitetos estão projetando uma
edificação em 3D de forma virtual, deixando para trás os desenhos apresentados em
2D. Essa nova forma de projetar edifícios oferece uma variedade de vantagens para
o desenvolvimento, abaixo relacionadas:
Visualizar a edificação de qualquer ponto.
Examinar e experimentar todos os ambientes da edificação.
Analisar a participação entre as diversas áreas envolvidas no
projeto.
Gerar relatórios quantitativos dos materiais necessários ao projeto.
Simular a execução do projeto e analisar os custos em cada uma
das fases.
Elaborar uma documentação vinculada ao edifício que seja fiel a
ele.
Para Lima (2016), o Revit Architecture tem sido bastante utilizado
pelos profissionais da área, por apresentar comandos semelhantes ao AutoCAD e
ainda por oferecer alguns recursos bem interessantes, tais como componentes
paramétricos; quantitativo de material; Revit Building Maker (ambiente de
47
modelagem conceitual); vistas 3D e sombreamento instantâneo; verificação de
interferência; renderização integrada; opções para importação/exportação. O Revit,
como uma ferramenta que utiliza os conceitos da Tecnologia BIM, trabalha com um
modelo virtual; e este fato possibilita aos profissionais envolvidos no projeto a
utilização de informações reais para analisar conflitos e a simulação de várias
alternativas de modelagem, evitando erros e economizando material e tempo de
obra.
Os elementos construtivos utilizados no Revit na elaboração de um
projeto tridimensional, tais como paredes, lajes, vigas, esquadrias, forros, escadas,
telhados, entre outros, têm todas as características definidas em suas propriedades,
incluindo informações geométricas, comportamento em relação a outros elementos
construtivos e características do material a ser utilizado. Isto é o que já foi descrito
acima como Modelagem Paramétrica, uma característica importante da tecnologia
BIM, que garante a consistência do modelo e da documentação que é gerada a
partir dele.
NAVISWORKS:
O Navisworks é outro software que trabalha dentro da tecnologia BIM e tem
funcionalidades semelhantes aos descritos acima, porém dando mais prioridade
à gestão e simulação da obra. Esse software possui os seguintes recursos:
Detecção de conflitos e coordenação de modelo.
Agrega dados em um único modelo.
Simulação e animação, entre outros.
INSIGHT 360:
O Insight 360 é um software de análise de desempenho desenvolvido pela
Autodesk, com ele é possível que arquitetos e engenheiros projetem edifícios mais
eficientes em termos de energia com mecanismos de simulação avançados, e
construam dados de análise de desempenho integrados ao Revit (AUTODESK,
2019).
48
Suas principais vantagens são;
Melhorar o desempenho de construção
Feedback em tempo real
Análise de iluminação natural
Estudo de sombreamento e radiação solar.
EnergyPlus ™:
O EnergyPlus é um programa de simulação de energia de todo o edifício que
engenheiros, arquitetos e pesquisadores usam para modelar, tanto o consumo de
energia para aquecimento, resfriamento, ventilação, iluminação e cargas de plug e
processo, como também para o uso da água em edifícios. Alguns recursos incluem:
Solução Integrada e simultânea
Solução baseada no equilíbrio de calor
Cálculo de iluminância e brilho
HVAC baseado em componentes, entre outras.
(ENERGYPLUS, 2019).
ENVI-met 4:
O ENVI-met 4, criado por Michael Bruse e equipe, é um sistema de
modelagem de microclima de alta resolução. Ele é baseado nas leis fundamentais
da dinâmica de fluidos e termodinâmica. Esse software gratuito oferece um modelo
microclimático tridimensional para simular as interações entre o solo, a superfície
(vegetação, área urbana) e atmosfera na microescala urbana (BRUSE; FLEER,
1998).
O modelo inclui a simulação de:
Fluir ao redor e entre edifícios
Troca de processos na superfície do solo e na construção de paredes
Impacto de vegetação do microclima local
Bioclimatologia
Dispersão de poluentes (ENVI-MET, 2019)
49
TQS:
É um software para cálculo estrutural de concreto armado, concreto
protendido, alvenaria estrutural e estruturas pré-moldadas. A análise estrutural
realizada pelo TQS é baseada num modelo integrado (grelhas + pórticos espaciais)
que considera: ligações viga-pilar flexibilizadas, não-linearidade física (fissuração do
concreto), não-linearidade geométrica (GamaZ ou P-Delta), processo construtivo,
offsets-rígidos automáticos, modelos especiais para vigas de transição,
plastificações automáticas nos apoios, entre outros (TQS, 2019).
Cabe ressaltar que existem vários outros softwares BIM, os escolhidos acima
foram os softwares utilizados no desenvolvimento do edifício BID, objeto do estudo
de caso dessa dissertação.
3.9 OS PROBLEMAS DA IMPLEMENTAÇÃO DO BIM
A utilização do BIM no Brasil vem crescendo a olhos vistos, constata-se o
lançamento de uma variada gama de materiais sobre essa plataforma além de
realizações de diversos seminários sobre o tema, porém percebe-se que o conceito
de BIM como um processo não foi inteiramente assimilado pelos empreenderes da
área de construção civil, segundo Toledo (2017).
Toledo (2017) cita o desconhecimento de BIM como processo associado ao
fato da crença de que BIM é um software, a falta de treinamento dos consultores, a
ausência de planejamento estratégico, entre outros, como fatores determinantes
para o surgimento das maiores dificuldades da implantação da plataforma BIM em
escritórios de arquitetura.
A partir do momento que os fatores acima descritos aparecem, acarretam um
grave dano para as empresas uma vez que o BIM mal feito é muito pior que CAD
mal feito. A implantação do BIM demanda custos elevados em novo software, e
hardware mais potente, treinamentos e consultorias, além da diminuição na
produtividade por causa da mudança.
A Integração de uma nova tecnologia na rotina de trabalhos de uma empresa
é uma decisão de negócios; como qualquer outra decisão comercial, a empresa
50
pode optar por fazê-lo ou não. Com o tempo, essa decisão poderá gerar benefícios
da tecnologia em evolução - ou não (JERNIGAN, 2008).
Um equívoco recorrente é a compra de software e treinamento antes de uma
etapa de diagnóstico e planejamento estratégico. Segundo Toledo, o planejamento,
tanto da implantação dos novos processos ligados ao BIM na empresa, quanto da
implementação do BIM num empreendimento específico é essencial.
Um outro fator que merece atenção é que, apesar do processo de
implementação de BIM ser muito bem definido, é primordial entender que o processo
de execução do BIM em si é único para cada empreendimento, assim como o de
implantação em cada empresa. (TOLEDO, 2017).
O Prof. Eduardo Toledo afirma que as variações nas respostas às perguntas
feitas no processo de implementação levam a diferentes processos BIM a serem
efetivamente executados. Ou seja, o que funciona para um empreendimento ou
empresa, provavelmente não vai funcionar para outro, uma vez que os processos
construtivos, a tipologia de empreendimentos, o porte, as parcerias e a experiência
são diferentes.
Outro aspecto que pode causar dificuldade para a implementação do BIM é
sua complexidade. Essa plataforma envolve, em potencial, todos os profissionais em
todas as fases do ciclo de vida da edificação – desde a viabilidade à demolição,
passando pelo projeto, planejamento, construção, operação e manutenção, o BIM é
um processo complexo e de larga extensão. A implantação “completa” do BIM
demanda anos de desenvolvimento e maturidade em cada estágio. (TOLEDO, 2017)
Toledo conclui em seu artigo “BIM bem feito”, que o Planejamento e
capacitação, com o trabalho de consultores especializados e experientes são
ingredientes essenciais para a implantação correta do BIM. (TOLEDO, 2017)
Segundo Jernigan (2008) a implementação do BIM em um escritório lucrativo
requer um nível de mudança de processo que alguns acham difícil de justificar. As
mudanças geralmente encontram obstáculos nos paradigmas das empresas e na
necessidade de capacitação de gerenciamento de projetos e escritórios.
51
3.10 - O CENÁRIO DO BIM NO BRASIL
O uso do BIM no Brasil vem apresentando um crescimento considerável,
principalmente nos últimos cinco anos, o que tem provocado uma série de
discussões, acadêmicas e técnicas, dentro da cadeia produtiva que envolve,
principalmente, as áreas de Arquitetura, Engenharia e Construção Civil (AEC).
(RUSCHEL; ANDRADE; MORAIS, 2013)
É sabido que as Universidades, através de seus pesquisadores, são um local
determinante para o crescimento e difusão de uma nova tecnologia. Segundo
Ruschel at al (2013), existe uma certa preocupação entre os pesquisadores
brasileiros, com relação a melhor forma de se inserir o ensino do BIM nas grades
curriculares dos cursos de Arquitetura e Engenharia Civil, gerando uma série de
discussões nos escopos de eventos e reuniões dos acadêmicos dessa área. Porém,
já é possível se perceber um amadurecimento desse assunto em algumas
universidades que começam a experimentar a adoção do BIM em cursos da área de
AEC. (RUSCHEL; ANDRADE; MORAIS, 2013)
A partir da percepção das características e conceitos inovadores da
plataforma BIM, tanto os alunos, quanto alguns professores, isoladamente,
despertam um crescente interesse pelo aprendizado da plataforma BIM, dentro das
universidades brasileiras.
Por outro lado, dentro do setor público nacional, no início dos anos 2000, a
utilização do BIM era bastante tímida, uma vez que apenas a Engenharia do
Exército, adotava metodologia em 2006. Uma das primeiras ações relevantes de
incentivo a utilização do BIM pelo setor público no Brasil foi do Ministério do
Desenvolvimento, Indústria e Comércio Exterior (MDIC), em 2010, que contratou
uma empresa para desenvolver uma Biblioteca BIM voltada para a tipologia de
edificação do Programa do Governo Federal “Minha Casa, Minha Vida”. Também em
2010, foi realizada a primeira licitação que mencionava a utilização de soluções em
BIM para o projeto do Porto do Rio de Janeiro. Verifica-se ainda que, em 2014,
foram realizadas licitações, como as dos aeroportos regionais, sob a coordenação
do Banco do Brasil.
52
Entretanto, conforme informações obtidas através do DNIT5, nos últimos cinco
anos, o Governo Federal também já começa a se mobilizar para promover a
utilização da plataforma BIM dentro de seus órgãos e autarquias e, para isso, no
final do ano de 2016, foi assinado com o Reino Unido um documento denominado
Memorandum Of Understanding – MOU, que cria a cooperação entre esses dois
países visando o desenvolvimento de uma estratégia para a implantação e difusão
do BIM no Brasil.
Uma das ações iniciais do governo foi a criação, através da publicação de um
decreto, em meados de 2017, do Comitê Estratégico de Implementação do Building
Information Modelling – CE- BIM, que é temporário e tem como finalidade
estabelecer uma estratégia que possibilite o alinhamento das ações e iniciativas do
setor público e do privado, e que possa impulsionar a utilização do BIM no país,
viabilizando as mudanças necessárias e garantindo um ambiente adequado para
seu uso.
Posteriormente, em maio de 2018, em Florianópolis, na abertura do 90º ENIC
Encontro Nacional da Indústria da Construção, evento anual promovido pela CBIC
(Câmara Brasileira da Indústria da Construção), foi assinado outro decreto que
instituiu o Programa BIM BR. Esse decreto criou o CG-BIM – COMITÊ GESTOR DO
BIM, de caráter permanente, que é liderado pelo Ministério da Indústria, Comércio
Exterior e Serviços - MDIC, e tem como principal função, garantir a implementação
da estratégia de adoção do BIM no Governo Federal, a que foi desenvolvida,
definida e documentada pelo CE-BIM.
A partir daí surgiu a Estratégia Nacional de Disseminação do BIM –
Estratégia BIM BR, cuja sistemática está descrita no documento “BIM BR –
Construção Inteligente”6 que pode ser encontrado no site Estratégia BIM BR. De
acordo com este documento o Governo Federal reconhece a crescente difusão do
BIM no país, assim como os resultados que representam alguns dos benefícios
esperados pela sua aplicação.
Da análise do documento acima descrito percebe-se que, na concepção do
governo brasileiro, que é um grande demandante de obras, uma das formas para a
5 Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes, disponível em <http://www.dnit.gov.br/>.
6 Documento disponibilizado pelo governo brasileiro com informações e dados sobre os avanços do
BIM no Brasil <http://www.dnit.gov.br/planejamento-e-pesquisa/bim-no-dnit/bim-no-dnit-1/Livreto_Estratgia_BIM_BR_versositeMDIC_SEMlogomarca1.pdf>
53
difusão do BIM no país, é propor atos normativos que estabeleçam parâmetros para
compras e as contratações públicas com uso do BIM, ou seja, é a utilização do seu
poder de compra para exigir que determinado empreendimento seja entregue com o
uso do BIM, estimulando toda a cadeia produtiva da área de construção civil a
começar utilizá-lo.
Entretanto, para que haja a devida adequação das empresas privadas da
área de AEC, assim como a apropriada estruturação de todo o setor público, a
exigência, pelo Governo Federal, da utilização do BIM, deve ser implementada em
etapas. Diante disso foi proposto, pela Estratégia BIM BR, um cronograma composto
de três fases. A primeira fase, a partir de janeiro de 2021, é focada em projetos de
arquitetura e de engenharia para construções novas, ampliações ou reabilitações,
quando consideradas de grande relevância para a disseminação do BIM. A segunda
fase, a partir de janeiro de 2024, deverá contemplar, além das atividades previstas
na primeira fase, algumas etapas que envolvem a obra, como o planejamento da
execução da obra, para construções novas, reformas, ampliações ou reabilitações,
quando consideradas de grande relevância. A terceira fase, a partir de janeiro de
2028, abrange todo o ciclo de vida da obra ao considerar atividades do pós-obra,
além das atividades já contempladas pelas fases anteriores. Nesta fase, o BIM será
aplicado, no mínimo, nas construções novas, reformas, ampliações ou reabilitações,
quando consideradas de média ou grande relevância, nos usos previstos na primeira
e na segunda fases e, além disso, nos serviços de gerenciamento e de manutenção
do empreendimento após sua conclusão.
Como parte da Estratégia Nacional de Disseminação do BIM no Brasil
(Estratégia BIM BR), o MDIC, em parceria com a Agência Brasileira de
Desenvolvimento Industrial (ABDI), lançou a Plataforma BIM BR 7 que será um portal
público em contínuo aperfeiçoamento que proverá recursos para a utilização do BIM
no Brasil, adaptando-se conforme as melhores práticas e necessidades correntes do
mercado.
Outra iniciativa do Poder Público, visando a disseminação e implantação do
BIM no Brasil é encontrada no âmbito estadual, mais precisamente pelo Governo do
7 Portal com conteúdo dinâmico que hospeda a Biblioteca Nacional BIM (BNBIM), cujo intuito é se
tornar um acervo das bibliotecas de objetos BIM no Brasil. Disponível em https://plataformabimbr.abdi.com.br/bimBr.
54
Estado do Paraná, que incluiu em seu Plano de Metas 2015-2018, a utilização do
BIM, visando melhorar a qualidade dos projetos e obras públicas.
As primeiras iniciativas para a implantação da metodologia BIM, no estado do
Paraná, através da Secretaria de Estado de Infraestrutura e Logística (SEIL) ocorreu
em outubro de 2014, quando foi assinado um Termo de Cooperação Técnica com o
Governo de Santa Catarina, e foi realizado um primeiro contato com representantes
do Governo do Rio Grande do Sul, que permitiram, no início de 2015, a estruturação
da REDE BIM GOV SUL, visando a promoção de ações integradas de incentivo a
implantação do BIM na esfera pública estadual da região Sul.
A Secretaria de Estado de Infraestrutura e Logística (SEIL) do estado do
Paraná definiu então um conjunto de ações a serem desenvolvidas seguindo linhas
estratégicas elencadas no Plano de Fomento BIM, ainda em 2015. Dentre as ações
relacionadas naquele Plano, estão o fomento às soluções BIM para a área pública,
englobando a cadeia produtiva AEC; a estruturação de grupos de trabalho; e a
criação do Laboratório BIM do Paraná (LaBIM PR) que realiza pesquisas em BIM
com a finalidade de dar suporte técnico para a criação de diretrizes para contratação
e fiscalização de projetos e obras públicas em BIM no âmbito da SEIL.
De acordo com o caderno de especificações técnicas para contratação e
projetos em BIM elaborado pela Secretaria de Estado de Infraestrutura e Logística,
em 2018, a utilização do BIM é importante para melhoria da qualidade e da
governança de projetos e obras públicas.
As principais ações referentes às linhas estratégicas que compõem o Plano
de Fomento ao BIM, no estado do Paraná, estão disponíveis na aba
histórico/cronologia do Portal BIM Paraná8.
Atualmente, existem outros órgãos que também participaram dos debates e
dos trabalhos de desenvolvimento da estratégia Nacional para a adoção do BIM,
sendo alguns deles: Conselho de Arquitetura e Urbanismo (CAU), Sebrae, ABDI,
Infraero, Ministério dos Transportes (DNIT e SAC), Ministério da Saúde, Ministério
do Planejamento e Banco Central.
Dentre os primeiros projetos pilotos identificados pela estratégia, foi definido o
Programa PROARTE do DNIT9. O compromisso mínimo assumido pelo DNIT requer
8 Disponível em <www.bim.pr.gov.br>
55
que o órgão realize todas as adequações e capacitações necessárias para viabilizar
a contratação de projetos e especificações para o programa piloto (PROARTE), em
BIM, até o início do ano de 2021.
4. ESTUDO DE CASO - BID
A pesquisa visa retratar as características de um processo de projeto
realizado com suporte da metodologia e ferramental BIM considerando aspectos da
sustentabilidade. Desta forma, a pesquisa segundo seus objetivos é classificada
como descritiva e será realizada segundo os procedimentos de um estudo de caso.
Será adotado o delineamento proposto por Gil (2010) que preconiza as seguintes
etapas: definição das unidades-caso, seleção dos casos, elaboração do
protocolo, coleta de dados e análise e interpretação dos dados.
A definição das unidades-caso toma como ponto de partida projetos
arquitetônicos realizados no Brasil que consideraram a etiquetagem PBE Edifica e a
certificação AQUA intrínsecas à solução e fizeram uso de metodologia e ferramental
BIM. A seleção do caso foi realizada a partir do acompanhamento de ventos de
divulgação da tecnologia BIM e especialistas em certificação AQUA e PBE Edifica
sendo possível identificar o caso do Banco Interamericano de Desenvolvimento -
BID.
A descrição do caso foi realizada segundo o seguinte protocolo: entrevista
com o projetista, entrevista com os consultores das certificações realizadas,
relatórios de certificação e documentação de aprovação em municipal do projeto,
dados climáticos da região onde o projeto foi executado.
As entrevistas e os relatório foram utilizados para a compreensão do processo
de projeto e a identificação da utilização da metodologia e ferramental BIM. A leitura
dos relatórios permitiu a caracterização do processo de projeto identificando:
diretrizes de sustentabilidade adotadas, avaliações bioclimáticas urbanas, estudos
para proteção solares, avaliações de iluminação natural, avaliação de conforto
9 Disponível em <http://www.dnit.gov.br/planejamento-e-pesquisa/bim-no-dnit/bim-no-dnit-
1/estrategia-bim-br>
56
térmico e confirmação das características de sustentabilidade apropriadas na
solução. As entrevistas permitiram a compreensão do intercâmbio de informações
entre as disciplinas.
A coleta dos dados foi realizada no período de 08/2017 a 11/2018, quando
foram realizadas as entrevistas com o projetista e consultores das certificações do
caso em estudo. Também neste período foi coletado o relatório BID. Por último,
foram cedidas as pranchas de aprovação do projeto apresentadas no Anexo do
presente trabalho.
A análise e interpretação do caso foi realizada confrontando a caracterização
do processo de projeto realizado e da metodologia BIM aplicada frente à base
conceitual apresentada na fundamentação.
4.1 A CARACTERIZAÇÃO DA SUSTENTABILIDADE NO PROJETO BID
“A busca da construção de um modelo de desenvolvimento que possa ser considerado sustentável para a humanidade é um desafio enfrentado há algumas décadas. Essa procura, alicerçada numa visão crítica da organização da sociedade humana e impulsionada por diversos problemas de caráter ambiental e social, como o aquecimento global, a ocorrência de grandes desastres ecológicos, [...] tem trazido uma crescente conscientização das significativas interferências dos sistemas humanos sobre os sistemas naturais, com consequente desequilíbrio e possíveis impactos irreversíveis sobre os referidos sistemas.” (ROMÉRO; REIS, 2014, p. 18)
Esta busca de equilíbrio entre o que é socialmente desejável,
economicamente viável e ecologicamente sustentável é usualmente descrita em
função da chamada “triple bottom line”, que congrega as dimensões ambiental,
social, e econômica do desenvolvimento sustentável (SILVA, 2003).
Nesse sentido, de acordo com o Centro de Estudos em Sustentabilidade da
Fundação Getúlio Vargas (FEBRABAN, 2017), ao se pensar em um projeto de
edifícios sustentáveis não só o aspecto ambiental deve ser estudado, os aspectos
sociais e econômicos, e ainda segurança e saúde devem ser motivo de preocupação
para os projetistas. As certificações ambientais, tema tratado no capítulo 2 dessa
dissertação, determina e agrega os diversos aspectos da sustentabilidade nos
57
edifícios. É importante que que os parâmetros e requisitos sejam corretamente
definidos para que uma edificação possua um bom desempenho.
Como um exemplo de projeto que foi defendido como pensado e projetado de
forma eficiente e sustentável foi utilizado, nesta dissertação, o caso do Banco
Interamericano de Desenvolvimento (BID), localizado na cidade de Manaus. O
prédio foi projetado pelo Grupo10 Alexander Justi, que tinha como um dos principais
objetivos desenvolver um projeto sustentável no qual os profissionais envolvidos
nesse trabalho pudessem realizar estudos de viabilidade com base nas diretrizes
apresentadas para se alcançar as melhores soluções de eficiência. Para isso foram
utilizados os requisitos exigidos para a etiquetagem PBE Edifica e para o Processo
AQUA de certificação, mesmo não sendo a certificação da edificação o objetivo final
do projeto em tela.
A aplicação desses requisitos determinados pelos sistemas de certificação
são uma forma de quantificar objetivamente a eficiência e o desempenho dos
edifícios, através de indicadores relacionados às questões relevantes do ambiente,
visando definir o nível de eficiência do projeto proposto.
Diante disso, o grupo Justi, incialmente, solicitou, para a empresa Quali-A11,
um Organismo de Inspeção de Eficiência Energética de Edifícios acreditada pelo
INMETRO, o relatório de sustentabilidade que considerou os requisitos e diretrizes
necessárias e as preocupações existentes para se alcançar a sustentabilidade do
projeto, e definiu as principais metas, focando-se sempre na busca pela economia
de energia, de água e o bem-estar dos usuários.
Com a definição dos objetivos e metas, passou-se a elaboração de um plano
para sua execução, esse plano foi então realizado em 7 (sete) grandes etapas.
Essas etapas foram relacionadas no material elaborado pela a empresa Quali-A, e
estão compiladas a seguir:
4.1.1 Caracterização climática de Manaus
“o tempo é um conjunto de todas as variáveis meteorológicas, em um dado momento, e que os elementos aparecem em combinação. Na sua obra o
10 Grupo Alexander Justi localizado em Brasília existente desde 1994, desenvolveu o projeto do BID
em Manaus e seu portifólio pode ser acessado através deste https://alexjusti.com/bidugpm/
11 Quali-A empresa prestadora da consultoria requerida pelo grupo AJ https://quali-a.com/
58
propósito geral é o estudo das sensações do conforto humano na relação com a arquitetura. Os elementos que mais afetam o conforto são: temperatura, radiação e ventos, tratando de forma diferenciada os efeitos da umidade, tais como chuva, névoa, neve, geada e pressão de vapor.” (OLGYAY, 1963)
O estudo detalhado da região onde será construído um edifício que pretende
ser sustentável é de grande importância, visando utilizar essas caraterísticas locais
em benefício das soluções aplicadas ao projeto, assim como identificar regras e
recomendações já existentes para o local.
Uma possibilidade de obter esta eficiência na arquitetura é utilizar as
recomendações bioclimáticas para o local em que o edifício está inserido (OLGYAY,
1963).
Diante disso, nessa etapa foi realizado um estudo detalhado, das
características climáticas do município de Manaus, principalmente sobre as variáveis
que poderiam influenciar na definição das diretrizes12 a serem seguidas pelos
profissionais participantes do projeto. Foram analisados e considerados elementos
como o clima, a temperatura do ar, a humidade, a ventilação, a radiação do
município, a localização do edifício, buscando assim identificar as ações necessárias
para os projetistas.
Figura 2: Carta bioclimática apresentando Figura 3: Zona bioclimática 8 zonas bioclimáticas 8
Fonte: Relatório BID Fonte: Relatório - BID
12 “A definição das diretrizes de sustentabilidade foi feita buscando estabelecer para o projeto, desde
sua concepção, as premissas de economia de energia e água, redução da produção de resíduos nos canteiros de obras, redução de custos ao longo da vida útil do empreendimento e bem-estar do usuário.” (LAMBERTS: FOSSATI, 2008)
59
O Município de Manaus está localizado na Zona Bioclimática 8. Segundo a
(ABNT, 2003) edificações localizadas nessa Zona Bioclimática devem seguir as
seguintes recomendações: Grandes aberturas para ventilação; sombrear aberturas
(uso de proteções solares; Paredes externas leves e refletoras (cores claras) e
Cobertura ventilada: leve e refletora (cores claras) (Relatório BID, pag.85).
Esses estudos climáticos realizados tinham ainda como objetivo fornecer
subsídios para determinar outros critérios e definições do projeto.
4.1.2. Diretrizes de sustentabilidade
Para se obter uma redução considerável dos impactos ambientais da
construção civil, assim como a maximização de seu potencial de criação de valor e
desenvolvimento social, deve ser realizada a implementação de políticas
consistentes e especificamente orientadas para o setor, através da definição de
diretrizes de sustentabilidade que norteiam as análises de desempenho do projeto.
Entre estas políticas, a adoção de sistemas de avaliação e classificação do
desempenho ambiental e da sustentabilidade de edifícios representa um papel
fundamental. (SILVA, 2003).
Após a realização dos estudos climáticos do local do edifício, foi então
possível a identificação das diretrizes de sustentabilidade a serem seguidas, essas
diretrizes foram definidas com base nos requisitos determinados para a etiqueta
PBE Edifica e para o processo AQUA. Dessa forma, foram consideradas como
principais diretrizes aqueles referentes ao entorno, a adaptabilidade e a escolha dos
produtos a serem utilizados, a gestão de água e de resíduos, assim como a parte de
manutenção e conservação e, de uma forma mais específica, aqueles referentes à
eficiência energética baseada na etiqueta PBE Edifica. Os projetistas receberam
essas diretrizes para iniciar seus estudos de projetos.
A etiqueta do PBE Edifica, ENCE (Etiqueta Nacional de Conservação de
Energia), é obtida a partir da avaliação de três sistemas (envoltória, sistema de
iluminação artificial e ar condicionado), que recebem etiqueta do nível de eficiência
que variam de A (mais eficiente) a E (menos eficiente). Além da avaliação dos três
sistemas, pode-se obter pontos extras com bonificações (uso racional de água,
cogeração de energia, entre outros).
60
4.1.3. Avaliação bioclimática urbana
O principal motivo para se considerar o clima urbano é a criação de
ambientes construídos que interajam com a atmosfera gerando microclimas nos
quais as pessoas se sintam confortáveis (BROWN; GILLESPIE, 1995). O microclima
urbano é incrivelmente complexo e está sempre se modificando, tendo como
objetivo principal melhorar a qualidade ambiental das cidades. É preciso aprimorar
as condições que favoreçam o uso dos espaços públicos onde as pessoas circulam
a pé, de transporte público, ou por outros meios não motorizados de transporte
(GONÇALVES; BODE, 2015). É necessário desenvolver metodologias para a
análise quantitativa e integrada de atributos da forma urbana e do clima, em suas
várias escalas (ASSIS, 1997), baseadas em critérios de conforto ambiental e
eficiência energética e de materiais, de maneira a diminuir a pressão das áreas
urbanas sobre os recursos naturais e de sustentabilidade do ambiente construído
(GONÇALVES; BODE, 2015).
De acordo com Brown e Gillespie (1995) o projeto microclimático envolve uma
análise precisa de todos os elementos presentes no terreno estudado, como:
• Localização: posição geográfica, topografia, posição relacionada às massas
de água, forma urbana.
• Forma: orientação, volume, dimensão, proporção.
• Limites: limites verticais e horizontais.
• Características do material.
•Vegetação: espécies, idade, solo, oxigênio, água e recursos minerais
disponíveis, folhagem, cor, tipo (perenifólia ou sazonal).
• Medidas de campo de um dia típico do período estudado (temperatura do ar
e radiante, velocidade e direção do vento, radiação solar e umidade relativa).
• Hipótese de crescimento baseada em parâmetros do terreno.
Nesse contexto, Gonçalves e Bode (2015) afirmam que nos últimos anos, o
cenário do ambiente construído está mudando, pois já há recursos de modelagem
numérica que permitem estudos preditivos de clima urbano, como o software ENVI-
met, utilizado para os estudos bioclimáticos do projeto em questão. Esse software
oferece um modelo microclimático tridimensional para simular as interações entre o
61
solo, a vegetação e a atmosfera na microescala urbana. Michael Bruse, seu criador,
cita que este programa é baseado em diversos projetos de investigação científica e
está, portanto, sob constante desenvolvimento, sua proposta baseia-se no
prognóstico das leis fundamentais da dinâmica de fluidos e da termodinâmica. O
modelo considera as características dos processos da macro para fornecer dados
da microescala, e o seu uso exige conhecimento de micrometeorologia, que não são
abordados na formação de arquitetos e urbanistas, o que torna o seu uso, bastante
complexo (GONÇALVES; BODE, 2015)
Ao se realizar o estudo do impacto do edifício no entorno próximo, com base
nas avaliações apresentadas, foi identificada a existência de um problema sério de
desconforto na área do estudo causado, principalmente, pela presença de grandes
estacionamentos e grandes áreas impermeabilizadas. Como resultado dessas
avaliações, chegou-se à conclusão de que o edifício em si, isoladamente, não seria
capaz de solucionar os problemas já existentes no entorno, por esse motivo foi
apresentada, como uma principal recomendação, a realização de um estudo de
reabilitação de todo o conjunto urbano.
4.1.4. Estudo para proteções solares
Como já constatado acima, o município de Manaus está inserido na Zona
Climática 8, que é uma região que apresenta temperaturas mais elevadas por boa
parte do ano e suas edificações recebem grande carga de radiação. Em função
dessas características, diante dessas condições foi recomendado para essa etapa, a
realização de estudos para as proteções solares.
Da análise da carta solar de Manaus (figura 4) é possível identificar as
fachadas com cores laranja e vermelho. As tonalidades em vermelho e laranja são
as altas temperaturas (radiação solar) nas fachadas, em horários, cuja
recomendação é o uso de proteção. Por esse motivo, nas horas do dia em que
ocorre essa situação, foi recomendado o uso de proteção solar. A definição e a
recomendação que determinam o uso dessa proteção solar é obtida a partir de
estudos climáticos e de fachadas realizados para cada orientação, como resultado
desses estudos foi indicado o tipo de brise-soleil horizontal com tamanho e ângulo
adequados para cada uma das orientações estudadas, foi sugerido ainda o uso de
62
brise-soleil fixo uma vez que o referido estudo já determina qual é o melhr ângulo
para aquela orientação.
O brise-soleil é um dispositivo de controle de radiação solar que auxilia no
desempenho termo energético das edificações e pode ser projetado de variadas
formas. (LEITZKE et al., 2017).
Figura 4: Carta solar de Manaus
Fonte: relatório BID.
63
Figura 5: O Retângulo é a área destinada a sede do BID, com as cartas solares sem
considerar elemento de sombreamento.
Fonte: Relatório BID.
Figura 6: Estudo do ângulo de sombreamento. O retângulo é a indicação da área do
terreno.
Fonte: Relatório BID.
64
As figuras 5 e 6 ilustram o estudo climático realizado no software ENVI-met,
onde é possível visualizar o retângulo da projeção do edifício em estudo (BID),
assim como a projeção da carta solar de Manaus nas suas quatro fachadas.
Figura 7: Estudo de proteção de fachadas.
Fonte: Relatório BID.
O software Revit Archtecture foi utilizado para a realização do estudo de
fachada, ilustrado na figura acima (Figura 7), no qual pode-se identificar a orientação
das fachadas visando a melhor distribuição dos ambientes para o conforto de seus
usuários.
A figura 8 demonstra os exemplos dos brises com aletas de 15 cm e 30
cm e ângulo de proteção 60°, definidos pelos estudos realizados e utilizados no
projeto do edifício em estudo, que foram detalhados com a utilização do software
Revit.
65
Figura 8: brises
Para Zona Bioclimática 8, o dimensionamento das proteções solares e brise-
soleil fixo, se deu de modo a bloquear a radiação solar durante os períodos mais
quentes do ano (LEITZKE et al., 2017).
O relatório sobre o projeto em estudo apresenta uma comparação para a
utilização de cada tipo de brise-soleil, abaixo descrita:
Brises fixos em relação aos móveis:
Exclui a autonomia do usuário movimentar as aletas, diminuindo a
manutenção dos elementos devido ao mau uso.
Evita o desperdício da luz natural – evita que o usuário feche totalmente o
brise e que o mantenha assim por todo o dia, não utilizando a luz natural
disponível.
Vários artigos científicos comprovam que o desperdício de energia aumenta
conforme damos maior autonomia aos usuários, portanto, seria necessário
um trabalho ativo de educação dos usuários do edifício quanto ao uso de
brises móveis. Esta preocupação é eliminada com o uso de brises fixos.
Fonte: Relatório BID.
66
Brises móveis em relação aos fixos:
Com brises fixos, haverá incidência da radiação solar direta no fim da tarde
na fachada Noroeste. No caso do brise móvel, o usuário pode fechá-lo
totalmente evitando a radiação solar direta nesses horários.
Com brises fixos, na fachada noroeste o campo de visão será diminuído,
devido a necessidade de proteção.
O brise móvel confere maior autonomia ao usuário. (relatório BID, p. 47).
Leitzke et al. (2017) afirma que a eficiência energética é medida e associada
com a busca pelo máximo nível de desempenho térmico e luminoso dos ambientes,
com o menor consumo de energia. Nesse sentido, o brise-soleil encaixa-se como
elemento arquitetônico que pode maximizar o nível de eficiência energética das
edificações.
4.1.5. Avaliação de iluminação natural
A forma mais simples de iluminação é a natural, obtida pela luz solar. Embora
possa estar disponível por uma quantidade razoável de horas durante o dia (12
horas, por exemplo), em boa parte do planeta também pode apresentar, em diversos
locais, características sazonais que talvez diminuam sensivelmente sua ocorrência
(ROMÉRO; REIS, 2012).
Outra etapa do projeto foi a avaliação de iluminação natural na qual foi
realizado um estudo com a utilização do software de simulação baseado na
certificação AQUA. Nesse estudo buscou-se principalmente o conforto do usuário e
a redução de gastos energéticos.
A avaliação de fator de luz diurna trouxe como resultado a constatação de
que 95% do escritório atende o fator solar de 1,2, o que significa dizer que
representa 1 ponto na certificação AQUA. A partir dessa avaliação foi possível
detectar ainda um elevado grau de ofuscamento nas fachadas, exatamente por
causa da elevada radiação existente em Manaus, foi verificado um excesso de
luminância acima de 2 mil luxes; diante disso foi apresentada como solução para
67
este fator o uso dos brises horizontais e a especificação dos vidros eficientes13, que
minimiza esse excesso.
Outro aspecto também foi avaliado, nessa etapa, foi a autonomia de luz
natural, quando se verificou que, a configuração das fachadas propostas para o
edifício resultaria em um bom desempenho na parte de iluminação natural para
todos os ambientes. Segundo a Quali-A, esse bom desempenho é caracterizado
pelo tempo prolongado em que os ambientes permanecem recebendo níveis
satisfatório de iluminância, ou seja, o usuário vai conseguir trabalhar apenas com luz
natural por um período de tempo considerável e a estratégia de automação do
projeto luminotécnico vai aproveitar essa luz natural reduzindo o consumo de
energia elétrica.
“No contexto da eficiência energética nos edifícios, mais recentemente, a iluminação natural tem sido considerada uma forma de redução do uso de energia elétrica no provimento de iluminação” (ROMÉRO; REIS, 2012, p 38).
A avaliação de projetos por meio de programas de simulação computacional
se tornou uma etapa obrigatória no processo de projeto de edifícios associados com
algum tipo de regulamentação energética ou ambiental (GONÇALVES; BODE,
2015).
Para essa avaliação de iluminação natural foi utilizado o software de
simulação baseado na certificação (HQE-AQUA, 2015) que avaliou os seguintes
itens;
Item 10.1.1 - Dispor de acesso à luz do dia;
Item 10.1.2 - Dispor de acesso às vistas para o exterior;
Item 10.1.3 - Dispor de iluminação natural mínima;
Item 10.1.4 – Qualidade do tratamento da iluminação natural.
As avaliações do fator de luz diurna, Daylight Autonomy (DA), Useful Daylight
Illuminance (UDI) e o Annual Glare foram feitas por meio de simulação
computacional, no software DIVAfor-Rhino (Figura 9).
13 Os vidros eficientes melhoram o desempenho energético das edificações e colaboram com a
redução do uso de luz artificial, ao permitir a passagem de iluminação natural como o Low-E, Vidro Insulado entre outros.
68
Figura 9: Perspectiva modelo 3D Rhino - DIVA.
Fonte: Relatório BID.
É consenso entre pesquisadores e agências governamentais de classificação
de desempenho atrelada a simulação, que o sistema de certificação é um dos
métodos mais eficientes para elevar o nível de desempenho, tanto do estoque
construído quanto de novas edificações (SILVA, 2003).
4.1.6. Avaliação de conforto térmico
Essa etapa tratou das análises realizada com relação ao conforto térmico
oferecido pelo projeto. Como já identificado em etapa anterior o clima extremo de
Manaus, com elevada temperatura, impossibilita que o projeto do edifício funcione
ou garanta o conforto térmico do usuário, dessa forma concluiu-se que é necessário
o uso de condicionamento de ar. Na avaliação de conforto térmico é fundamental
avaliar as trocas térmicas entre o meio interior e exterior, assim como a satisfação
dos usuários com as condições do ambiente (temperatura, radiação, umidade e
movimento do ar). Para isso, existem índices de conforto térmico que buscam definir
parâmetros para equacionar a satisfação humana frente às variáveis climáticas e
dos edifícios.
No Regulamento Técnico da Qualidade para o Nível de Eficiência Energética
de Edificações Comerciais, de Serviços e Públicas (RTQ-C/Procel/INMETRO) o
conforto térmico em ambientes de permanência prolongada ventilados naturalmente
é avaliado por meio da simulação computacional do Percentual de Horas Ocupadas
69
em Conforto (POC). Este dado indica o período (percentual de horas), ao longo de
um ano típico, no qual os usuários da edificação irão estar em conforto térmico
apenas com a utilização de ventilação natural. (Relatório – BID, pag. 77)
A edificação em estudo foi modelada no programa DesignBuilder (Figura 10),
tendo como base as informações de projeto fornecidas pelo contratante (plantas
baixas, cortes, elevações e perspectivas). Além disso, foram utilizadas as
informações relativas aos materiais construtivos e características dos vidros a serem
utilizados na construção do edifício – dados fornecidos pelo contratante. (relatório –
BID, p. 79).
Figura 10: Modelo tridimensional, DesignBuilder.
Fonte - Relatório BID.
Como parte do estudo de conforto térmico recomendou-se o uso de
condicionamento de ar, em virtude de elevada temperatura de Manaus.
4.1.7. Avaliação preliminar em relação ao método.
Após a realização dos estudos acima descritos foi possível fazer uma
avaliação preliminar de todo o método, resultando nas considerações relacionadas
nesse item.
Como já mencionado anteriormente, na Etiqueta PBE Edifica são avaliados
três sistemas, são eles: envoltória, iluminação e condicionamento de ar; entre outras
estratégias extras que proporcionariam mais pontos ao projeto. Na etapa de
70
avaliação preliminar do projeto foi verificado que ele teria grande potencial de ser
classificado com etiqueta A, principalmente por que foram seguidas as diretrizes
para zona climática 8 (oito) na sua envoltória, cabendo um destaque especial para o
baixo percentual de abertura nas fachadas que foram projetadas com uma
quantidade adequada de vidros, o que proporciona a redução do ganho térmico.
Atrelado a isso utilizou-se vidros eficientes com baixo fator solar e proteções
adequadas a orientação. Outrossim, a cobertura leve (feita com estrutura metálica) e
ventilada impede a transmissão de calor, ou seja, a carga térmica da cobertura
transferida para os ambientes internos somando-se ao fato de se utilizar cores claras
tanto na cobertura, quanto nas fachadas, acarretam uma maior reflexão desta
radiação.
No requisito de iluminação destaca-se o uso de sistemas leds a baixa
potência o que, numa avaliação preliminar, pode garantir uma etiqueta A para o
edifício. Outras estratégias utilizadas que demonstraram grande importância na
avaliação preliminar foram o aproveitamento da luz natural, o acionamento
independente de cada sistema para cada ambiente, e o fato de não existirem
grandes áreas iluminadas, uma vez que os circuitos foram bem distribuídos.
Ressalta-se que esses requisitos correspondem aos parâmetros exigidos pelo RTQ-
C.
Na parte de condicionamento de ar foram passadas diretrizes para que o
projeto alcance o nível A; enquanto que na parte das bonificações também foram
passadas diretrizes recomendando o uso racional de água, assim como o uso de
painéis fotovoltaicos que configuram estratégias que podem agregar uma pontuação
extra.
Com a realização das etapas propostas para a realização do plano de
execução, passou-se para os próximos passos do projeto, que consistiam em
realizar uma consultoria final dos projetos executivos, através da organização e
elaboração dos documentos específicos para emissão da etiqueta. Para isso é
necessário que o BID solicite essa emissão em um organismo acreditado pelo
INMETRO (OIA).
Nesse momento foi de grande importância o acompanhamento da obra para
que todas as propostas e recomendações estabelecidas no projeto executivo fossem
seguidas com precisão, para que não houvesse diminuição ou perda do
71
desempenho do edifício para a etiqueta que estaria preste a ser alcançada (Figura
11).
A emissão da etiqueta (PBEEDIFICA, 2005) para um empreendimento traz
algumas vantagens, pode-se citar como a principal delas o reconhecimento da
redução do consumo de energia durante toda a vida útil do edifício, o que demonstra
um bom uso do dinheiro público, ajudando no crescimento econômico do país
através do controle de energia, e ainda promove a valorização do imóvel e um bom
exemplo ao mercado.
Figura 11: Simbologia etiqueta PBE Edifica.
Fonte - Relatório BID.
A empresa Quali-A utilizou a ferramenta webprescritivo14 (Figura 12) para o
cálculo da eficiência da envoltória, para isso devem ser extraídos dados do projeto
de arquitetura e calculados o indicador de consumo, através de uma equação de
acordo com a zona bioclimática.
14 O webprescritivo é uma Ferramenta de Avaliação de Eficiência Energética de Edificações
Comerciais pelo Método Prescritivo do RTQ-C. O objetivo dessa ferramenta não é obter uma etiqueta de conservação de energia, mas sim automatizar os procedimentos de avaliação da edificação conforme o RTQ-C. Para maiores detalhes, acesse o website do PBE EDIFICA ou baixe diretamente o RTQ-C. http://www.labeee.ufsc.br/sites/default/files/webprescritivo/index.html
72
Figura 12: Webprescritivo Fonte - Labeee UFSC.
Fonte – Labee - UFSC
4.2 A METODOLOGIA E TECNOLOGIA BIM APROVADA
“O “i” do BIM é informação. É aí que as oportunidades existem” (JERNIGAN, 2008)
O desenvolvimento do projeto do BID, foi um trabalho bastante complexo que
envolveu uma gama diversificada de profissionais atuando em várias disciplinas que
precisavam se comunicar eficientemente e compartilhar suas informações e seus
trabalhos com a maior rapidez e qualidade possível. Dentro desse contexto, pode-se
afirmar que o processo de trabalho colaborativo e multidisciplinar foi o grande
diferencial do projeto do BID.
Para Jernigan (2008) a prática arquitetônica integrada é guiada por princípios
de colaboração, troca de informações, riscos e recompensas compartilhados entre
as equipes multidisciplinares compostas pelas partes interessadas do projeto. Esse
trabalho integrado auxilia a tomada de decisão just-in-time, o uso de tecnologias
recentes e expande seu valor em todo o ciclo da vida da edificação.
Alexander Justi, em entrevista para a revista Estrutura Outubro de 2016,
afirma que “o grande diferencial do projeto BID, foi o trabalho colaborativo e
multidisciplinar, onde a tecnologia BIM foi elemento de união entre todos os
envolvidos, escritórios diferentes, em estados diferentes, as reuniões eram feitas por
videoconferência e mensagens de discussão de projeto através de aplicativos,
servidores de arquivos compartilhados na rede foram de grande ajuda no processo”.
73
Justi ainda relata em sua entrevista que essa metodologia de trabalho
realizada com a tecnologia BIM, trouxe para a equipe, formada por mais de 20
profissionais, a possibilidade de que todos os profissionais envolvidos pudessem
externar suas opiniões, críticas e sugestões para chegar ao anteprojeto com um
modelo contendo soluções para quase todos os problemas que poderiam surgir
adiante.
A primeira ação tomada pela equipe, antes mesmo de se iniciar o trabalho, foi
a criação de um padrão de trabalho entre todos os escritórios, ação esta que, pela
sua importância, tomou uma boa parcela de tempo dos envolvidos. Foi realizada
então uma definição de metodologia de trabalho que contasse com controle de
nomenclatura de arquivos, diretórios e revisões. Foi definido também um documento
padrão de checklist de projetos, padrões de pranchas, carimbos e de impressão.
Dentro do padrão criado, foi organizado como o modelo federado15 iria ser feito e
controlado.
A vantagem do BIM é que todos os dados de construção são incorporados e
podem ser acessados durante todo o ciclo de vida da instalação. A partir desses
dados, os arquitetos podem simular o edifício em seu estado futuro, presente ou
proposto no contexto (JERNIGAN, 2008).
Durante toda a execução do trabalho as discussões conjuntas com as
engenharias faziam com que a arquitetura se adaptasse para atender a todas as
demandas, um processo que descentralizou a tomada de decisões, uma vez que
cada área poderia se responsabilizar por sua parte no projeto, retirando um pouco
de responsabilidade da arquitetura no que diz respeito às outras áreas.
O trabalho desenvolvido em cima de um modelo tridimensional federado
permitiu a visualização de todas as interferências, proporcionando aos profissionais
encontrar soluções rápidas e com a participação de todos. A interoperabilidade se
fez presente do início ao fim: a arquitetura trabalhando com Revit e as engenharias
de estruturas trabalhando com Revit (Figura 13), TQS e Strap. O processo de
compatibilização aconteceu através do Naviswork, por ele ser um software
multiplataforma, aceitando modelos 3D de diversos software diferentes.
15 O modelo federado é aquele que em determinados momentos aglutina para análise da
coordenação todos os modelos envolvidos.
74
Figura 13: Estruturas Revit.
Fonte: Relatório BID.
Com o modelo federado sendo aglutinado em tempo real pela internet, as
interferências que eram encontradas pelo software eram discutidas e analisadas
para definição de uma solução imediata, não se perdendo tempo.
75
Figura 14: O modelo Federado
Fonte: <https://www.coordenar.com.br/compartilhamento-e-troca-de-modelos-bim/>
De acordo com o relatado pelos participantes do projeto, outra vantagem do
uso dessa tecnologia constatada foi a velocidade alcançada na criação do projeto
executivo, visto que as definições de todos os projetos já tinham sido tomadas.
Com o projeto finalizado, a equipe passou a trabalhar em um modelo
federado (Figura 14) que concentrava todas as informações de todos os projetos em
um único local.
O próximo passo foi vincular o planejamento de obra executado em software
como o MS Project, Primavera e até mesmo no Excel.
Os softwares utilizados geraram os quantitativos, e a partir deles foi possível
parametrizar os elementos dos modelos para que pudessem receber esses códigos
e gerar as tabelas completas de orçamento, contabilizando recursos humanos,
impostos, entre outros.
“O resultado final com todas as disciplinas e não somente arquitetura e estrutura é impressionante, elevando a qualidade do projeto como um todo, pois as interferências são todas identificadas em projeto, sem que se transfiram problemas para a execução da obra.” Justi 2016.
76
Com o projeto já finalizado e colocado em prática, todas as medidas foram
indicadas no relatório de sustentabilidade. Essas indicações constantes no
supracitado relatório, foram realizadas com base nos requisitos Envoltória,
Iluminação e Sistema de condicionamento de ar.
Abaixo estão relacionadas, de forma esquemática, as medidas indicadas no
relatório da Quali-A para cada requisito e critério especificados e detalhados no
RTQ-C, assim como os parâmetros exigidos para bonificações:
Envoltória
Baixo Percentual de Abertura nas Fachadas (redução da quantidade de
vidro melhora o desempenho termo energético, pois impede a entrada do
calor);
Uso de vidros eficientes (baixo fator solar);
Uso de proteções solares adequadas à orientação;
Cobertura Leve e Ventilada (Isolada do edifício): a grande quantidade de
calor recebido pela cobertura não é transmitida para os ambientes
internos, pois existe camada de ar ventilada;
Uso de cores claras nas fachadas e cobertura, que refletem a radiação e
não absorvem o calor.
Baixa transmitância na cobertura e fachadas.
Iluminação
O uso de sistemas LED (com baixa potência), garantindo a Etiqueta A
para iluminação;
Aproveitamento da Luz Natural (automação do acendimento das
luminárias próximas às janelas)
Acionamento de cada ambiente: apesar da automação, os usuários têm
controle da luz do ambiente, caso seja necessário;
Não existem grandes áreas iluminadas (maiores do que 250 m²) com o
mesmo circuito de acionamento.
77
Sistema de condicionamento de ar
Garantir eficiência dos equipamentos do Sistema Central, conforme
tabelas do RTQ-C.
Atendimento às espessuras mínimas para isolamento de tubulações.
Bonificações
Uso Racional de água.
Fontes renováveis de energia: uso de painéis fotovoltaicos para tomadas e
lâmpadas.
Hoje BID possui etiqueta PBE- Edifica A e a Certificação AQUA. Ele foi o
primeiro e único projeto do Grupo Justi seguindo as diretrizes para uma certificação.
“O BID foi o primeiro e único projeto que fizemos com certificação, por questões de mercado mesmo, mas consideramos uma coisa muito importante, pois o mercado brasileiro ainda não está acostumado com certificações, principalmente os construtores, eles veem isso como um gasto, e daí eles não querem investir, eles não veem como um elemento de marketing como eu vi acontecendo aqui em Brasília com relação ao prédio, eles trabalharam um marketing forte sobre a sustentabilidade e tiveram um bom retorno, mas claro que teve toda a questão do investimento inicial por conta da construtora que teve que gastar mais no início, eu vejo mais por esse lado, as pessoas não estão acostumada com a sustentabilidade, principalmente com selo e certificações, não fazem ideia do que seja isso, o público consumidor não faz ideia do que seja isso, falta explicação, orientação falta ensinamento, quase que uma catequização, como fizemos com o Revit e a Tecnologia BIM durante todos esses anos”.
Transcrição depoimento Alexander Justi, 2018.
78
CONSIDERAÇÕES FINAIS
A presente pesquisa, que teve como seu principal escopo demonstrar a
implementação e a aplicação da Plataforma BIM, com a perspectiva de uma
arquitetura sustentável, através do estudo do caso do Edifício do Banco
Interamericano de Desenvolvimento (BID), localizado na cidade de Manaus – AM,
trouxe com ela várias discussões acerca das vantagens, melhorias, obstáculos e
problemas que podem surgir no decorrer do desenvolvimento de projetos
sustentáveis utilizando-se de tecnologias inovadoras que trazem uma grande
mudança de paradigmas entre os participantes da Área de Engenharia, Arquitetura e
Construção Civil. Discussões referentes a importância da sustentabilidade no âmbito
da AEC e formas de se avaliar a efetiva adoção de critérios sustentáveis também
foram abordadas nessa dissertação.
“O uso eficiente de formas renováveis de energia é sempre citado como uma forma de promover um nível de desenvolvimento adequado sem exercer maiores pressões sobre o ecossistema.” (ROMÉRO e REIS, 2014, p. 6).
Foi apontado pelos estudos realizados que, em resposta ao aquecimento
global, os desafios da degradação ambiental e escassez de recursos da natureza,
nos últimos anos, os seres humanos vêm tentando construir cidades verdes com
baixa emissão de carbono, o que gera a preocupação com todo o ciclo de vida da
edificação, e faz com que os projetos de construção contemplem a conservação dos
recursos como água, energia e terra, protegendo assim o ambiente e reduzindo a
poluição. A partir desse cenário atual, essa pesquisa aponta que ao usar a
plataforma BIM, é possível reduzir o desperdício e melhorar significativamente a
qualidade da construção.
Um quesito também abordado nesse estudo foi o surgimento de ferramentas
(Certificações) para avaliar essas construções e garantir, através de critérios
objetivos, que o edifício alcançou o nível de qualidade pretendido.
Ficou demonstrado, nas análises realizadas, que o BIM pode ser útil na busca
pela sustentabilidade, pois permite a multidisciplinaridade de informações em um
único modelo rico em dados e representações digitais. Dele podem ser extraídos e
79
analisados dados apropriados a vários usuários com necessidades específicas,
gerando informações que podem ser usadas na tomada de decisões visando a
melhoria do desempenho da edificação e sustentabilidade. Ele pode ser usado tanto
sozinho, quanto em combinação com outros programas para análises mais
completas. As facilidades de compartilhamento, comunicabilidade e integração
oferecidas por essa plataforma foram relacionadas e descritas visando esclarecer
como ela pode auxiliar no desenvolvimento desses projetos.
Durante as pesquisas, constatou-se que, apesar dos pontos positivos e do
potencial relacionamento entre BIM e sustentabilidade, o estudo de caso aponta que
ainda há limitações e incertezas devido a problemas de representação geométrica
inadequada, limitação de interoperabilidade, nível de detalhes do modelo, entre
outros. Verificou-se ainda que há necessidade de aperfeiçoamento metodológico e
operacional dos procedimentos, obrigando os agentes envolvidos a se preocuparem
com o desenvolvimento de plataformas mais robustas e sofisticadas. Por isto, e por
ainda estar em fase inicial de aplicação dentro do tema, a plataforma BIM ainda
pode apresentar um impacto limitado no processo de edificações sustentáveis.
Constatou-se ainda que existe uma grande resistência contra a realização de
projetos sustentáveis, por parte de investidores e construtores, devido ao elevado
custo inicial aliado ao pouco conhecimento da plataforma.
Na presente pesquisa, inicialmente, a autora encontrou dificuldade em
localizar, entre os escritórios de arquitetura brasileiros, um projeto defendido como
energeticamente eficiente, que tivesse sido desenvolvido e executado utilizando-se
das propriedades, princípios e funcionalidades da Plataforma BIM e os conceitos de
projetos sustentáveis.
Após a identificação do edifício do BID, desenvolvido pelo Grupo Just, que se
disponibilizou a fornecer todas as informações e materiais referentes ao projeto, a
autora solicitou as pranchas do edifício BID, anexadas a essa dissertação. Verificou-
se então que essas pranchas foram apresentadas em formato AutoCAD; esse fato,
gerou para a autora um questionamento, qual seja, o projeto foi pensado em
AutoCAD e posteriormente ficou decidido que seria desenvolvido em BIM ou isso foi
uma exigência da prefeitura de Manaus? Diante disso, outra questão pode ser
levantada por essa pesquisa: as prefeituras dos municípios de localização das
edificações, principalmente os menos desenvolvidos tecnologicamente, estariam
preparadas ou capacitadas para receberem projetos que não sejam impressos?
80
Restou claro durante o estudo do caso, objeto dessa pesquisa, que o BIM e o
projeto sustentável ainda não estão sendo vislumbrados de forma totalmente
integrada, fazendo com que as soluções ideais para a construção de um
empreendimento completamente eficiente não sejam óbvias ou, até mesmo,
acessíveis. Deve-se reconhecer que ainda existe uma dificuldade perceptível, entre
os agentes da área AEC, ao se tentar incentivar um melhor design sustentável
através da comunicação e da gestão do conhecimento. As discussões apresentadas
nessa dissertação são um começo de todo o processo a ser desenvolvido para que
se possa criar um planeta mais saudável e mais habitável, buscando apontar qual o
melhor caminho para se alcançar esse objetivo e trabalhando para que todo o
ambiente construído seja efetivamente mais sustentável.
“Aqueles que estão pendurados para a antiga percepção da informação na
indústria da construção - como independente sistemas trocando informações usando
arquivos analógicos - estão perdendo a oportunidade do século”. (JERNINGAN, 2017)
81
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ANEXOS – PRANCHAS BID
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Figura 15: BID resultado final
Fonte – Relatório BID