O sombreamento solar e outras tecnologias de aquecimento e resfriamento tornaram o Complexo de Ciência e Engenharia da Universidade de Harvard um dos mais eficientes em termos de energia do mundo. Fotógrafo: Brad Feinknop

Uma mistura de táticas de eficiência energética de alta tecnologia e antiquadas pode fornecer edifícios neutros em carbono, agora. Mas os EUA precisam acelerar o ritmo. 

É demais pedir aos americanos que tirem o pé do acelerador e reiniciem seus termostatos? Em 18 de março, a Agência Internacional de Energia divulgou um plano de 10 pontos para reduzir o uso de petróleo , argumentando que as economias avançadas podem facilmente reduzir a demanda em 2,7 milhões de barris por dia nos próximos quatro meses, uma quantidade grande o suficiente para evitar grandes escassez de oferta como a Rússia invasão da Ucrânia abala o mercado de energia.

As principais prescrições do plano parecerão familiares para qualquer um que se lembre dos choques da Opep dos anos 1970: reduzir os limites de velocidade para melhorar o consumo de combustível, aumentar o uso do trânsito e desencorajar viagens aéreas e de carro não essenciais. Mas seu foco exclusivo no setor de transporte ignora os ganhos substanciais de eficiência a serem obtidos com o ambiente construído: os edifícios consomem  cerca de 40%  da energia usada nos EUA todos os anos.

No entanto, a redução do uso de energia em edifícios foi estigmatizada  pelos interesses dos combustíveis fósseis como uma privação de estilo de vida – um argumento que foi internalizado por especialistas e políticos, mesmo quando a turbulência geopolítica impulsiona os picos dos preços do petróleo e os impactos das mudanças climáticas derrubam milhões de vidas.

Não é esse o caso: há uma panóplia cada vez maior de medidas de eficiência – melhor isolamento, melhor aquecimento e ar condicionado, aparelhos menos poluentes – que podem ajudar o setor de construção a descarbonizar rapidamente. Em 2030, quase todos os novos edifícios poderão consumir zero de energia líquida – líquido, o que significa que há algum dar e receber da rede para igualar o uso zero. Isso é um grande negócio, especialmente com uma mudança corolária para formas de transporte eletrificadas.

“Atuar em escala é tão eminentemente possível”, disse-me Lindsay Baker. Ela é a CEO do International Living Futures Institute (IFLI), que administra o Living Building Challenge , um programa de certificação extraordinariamente rigoroso que levou a indústria da construção a alcançar reduções no uso de energia consideradas quase impossíveis há alguns anos.

Construção de casa nova
Novas casas com eficiência energética em Norwich, Inglaterra, são construídas para atender à rigorosa certificação Passive House. Tais estruturas permanecem raras nos EUA Fotógrafo: Andrew Aitchison/In Pictures via Getty Images

Alcançar escala exigirá o aumento dos incentivos governamentais, agora modestos. A conta de gastos de US$ 1,5 trilhão assinada pelo presidente Joe Biden em março inclui  US$ 3,2 bilhões  para reformar casas para eficiência energética. A Alemanha, por outro lado, está “dobrando a redução do uso de energia”, diz Thomas Auer, diretor da empresa de engenharia de Stuttgart Transsolar, que extrai novas utilidades de técnicas antiquadas como iluminação natural, ventilação natural e sombreamento para reduzir o uso de energia.

A mudança energética da Alemanha está sendo acelerada não apenas pela urgência da crise climática, mas pela necessidade de parar de subsidiar regimes hostis. O país prometeu se livrar totalmente do gás russo até 2024, até mesmo interrompendo a certificação do gasoduto Nord Stream 2 imediatamente antes da invasão. Esse é um compromisso extraordinário de um governo que importou mais da metade de seu gás natural da Rússia no ano passado.

Na economia de energia, “não há balas de prata”, diz Richard Maimon, sócio da KieranTimberlake Architects da Filadélfia. Mas também não é necessário nenhum moonshot. As ferramentas de tecnologia orientadas para a eficiência – sensores, controles e modelagem avançada de energia – estão se multiplicando, e muitas táticas aguardam apenas economias de escala para facilitar a ampla adoção.

Kieran Timberlake
Os escritórios da Filadélfia do arquiteto KieranTimberlake foram adaptados de uma antiga fábrica de engarrafamento de cerveja, que coleta luz natural e ventilação do clerestório do telhado.Fotógrafo: Michael Moran Photography Inc.

Paul Schwer conseguiu que sua casa de fazenda de 1967 em Portland, Oregon, gerasse energia zero, seguindo o novo mantra de redução de energia: eletrificar tudo . Ele substituiu um forno a gás e um aquecedor de água quente por bombas de calor elétricas – “as pessoas não apreciam o quão eficientes elas se tornaram nos últimos 10 anos”, diz ele – e o novo fogão da família é um modelo de indução elétrica. Os edifícios podem reduzir drasticamente sua pegada de carbono removendo qualquer coisa que dependa de petróleo ou gás natural para combustível, supondo que a energia da rede consiga eliminar os combustíveis fósseis – um grande se. “Toda a Costa Oeste está a caminho de obter 100% de sua energia de fontes renováveis ​​até 2040”, diz Schwer, mas outras partes do país não estão se movendo tão rapidamente.

Schwer é o presidente da PAE, uma empresa de engenharia que projetou os sistemas mecânicos, elétricos e hidráulicos para alguns dos edifícios de emissão mais baixa dos EUA, incluindo um edifício zero líquido de 58.000 pés quadrados que a empresa construiu para si mesma em Portland que implanta táticas simples, como janelas que podem ser abertas, iluminação natural abundante, um exterior bem isolado e calor radiante no piso – tudo aumentado por um painel solar. 

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A sede da PAE Engineering em Portland, Oregon, economiza energia com ampla luz natural, janelas que se abrem e aquecimento radiante no piso. A empresa de engenharia projetou o edifício com a ZGF Architects.Fotógrafo: Lara Swimmer

Tais medidas poderiam ser facilmente adotadas em grande escala. “A grande maioria dos edifícios americanos tem três andares ou menos”, diz Schwer, o que os torna mais fáceis de modernizar para eficiência energética. Essas melhorias por si só podem reduzir o uso de energia em até 80% em comparação com os edifícios existentes; adicionar energias renováveis ​​pode “trazer esses edifícios para emissões líquidas zero agora”.

Para novas construções, o exigente regime Passive House  – importado da Europa – pode reduzir as demandas de energia em cerca de 75%, contando com isolamento pesado do telhado e das paredes, eliminando obsessivamente os vazamentos de ar. A pré-fabricação pode fornecer esse alto desempenho energético enquanto reduz os custos de construção. Mas sombreamento, ventilação natural e luz do dia são quantidades “passivas” gratuitas, que funcionam melhor na visão de Auer quando as pessoas aceitam variações modestas de temperatura em vez de permanecer fixadas em prédios selados que desperdiçam enormes quantidades de energia para manter 72 graus Fahrenheit em todos os lugares o tempo todo.

A Transsolar ajudou o arquiteto de Stuttgart Stefan Behnisch a conceber uma elegante malha de pequenas coberturas de metal que cobre os laboratórios do Complexo de Ciência e Engenharia da Universidade de Harvard, concluído no ano passado. A malha foi cuidadosamente calibrada para desviar o calor e o brilho solar indesejados, ao mesmo tempo em que permite vistas claras e convida a luz do dia para evitar a necessidade de luzes elétricas durante o dia. As janelas também se abrem para capturar a brisa sazonal.

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O edifício da sede do California Air Resources Board, projetado pelo arquiteto ZGF, foi projetado para atender às altas necessidades de resfriamento. Fotógrafo: Connie Zhou/ZGF

Em Riverside, Califórnia, pátios paisagísticos íntimos são sombreados por alas de escritórios de três andares e estruturas de testes industriais na sede de 403.000 pés quadrados do California Air Resources Board . Projetado pela empresa de arquitetura de Portland ZGF e construído para abrigar laboratórios e instalações que testam automóveis que buscam atender aos rígidos padrões de emissões de escapamento da Califórnia, o edifício é considerado  o maior edifício de carbono zero do país . Outras táticas passivas incluem amplas saliências e persianas que protegem as janelas do calor punitivo do sol da Califórnia. A luz do dia indireta reduz a necessidade de luzes elétricas.

As instalações do CARB “têm problemas operacionais muito exigentes”, diz Chris Chatto, diretor da ZGF. As áreas de teste da instalação consomem quilowatts por meio de uma variedade de atualizações mecânicas, complementadas por um painel solar substancial. Em vez do ar condicionado convencional, a instalação é resfriada com um sistema de feixe refrigerado , que pode usar um quarto da energia dos sistemas HVAC convencionais acionados por ventiladores que sopram ar condicionado através de dutos volumosos. Os únicos combustíveis fósseis consumidos no local são os dos tanques de gasolina dos veículos testados.

Vistas da nova embaixada dos EUA em Londres
A fachada da embaixada dos EUA em Londres, projetada por Kieran Timberlake, pode minimizar o ganho de calor e evitar colisões com pássaros.  Fotógrafo: Leon Neal/Getty Images Europe

O escritório de arquitetura KieranTimberlake é conhecido por sua abordagem inovadora à eficiência energética – mais famosa em sua embaixada dos EUA em Londres em 2017, que possui velas defletoras de calor solar feitas de um tecido transparente chamado ETFE. Sua sede na Filadélfia, um edifício de tijolo vermelho estilo internacional de 1948, é uma vitrine de táticas de baixa energia , incluindo um clerestório de vidro restaurado no topo do telhado que auxilia na ventilação natural e banha o estúdio à luz do dia. Entre as mais importantes estava a escolha de restaurar e adaptar o próprio prédio, que tinha cerveja Ortlieb engarrafada há muito tempo.

A empresa desenvolveu  uma ferramenta digital  chamada Tally para calcular as emissões de carbono incorporadas na fabricação dos materiais de um edifício existente e compará-las ao carbono que teria sido emitido pela construção de um novo edifício líquido zero. “Descobrimos que teríamos que operar o novo prédio por 186 anos para obter o retorno do carbono”, diz Efrie Escot, membro do grupo de pesquisa da empresa.

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Construída em 1948, a fábrica de engarrafamento Ortlieb da Filadélfia foi reimaginada como um espaço de escritório ecologicamente correto. Evitar novas construções pode reduzir as emissões de carbono. Fotógrafo: Christopher Leaman

O cálculo da energia incorporada está se tornando mais importante, porque a “densidade de carbono” dos materiais e produtos usados ​​para construir um edifício representa uma alta porcentagem de sua pegada de carbono total. É por isso que KieranTimberlake e outros se esforçam para evitar a demolição de estruturas que podem ser salvas e adaptadas. Materiais de construção como concreto, aço e alumínio estão entre os “agentes do mal”, diz Floris Buisman, CEO da 475 High Performance Building Supply, fornecedora de produtos de construção verde com sede no Brooklyn. “Sua densidade de carbono é através do telhado.”

A energia incorporada é uma das razões pelas quais a madeira laminada cruzada (CLT), também chamada de madeira em massa, está conquistando a indústria da construção. São colunas, vigas e painéis feitos de fios de madeira colados – um material de construção muito mais ecológico. “Como o CLT pode substituir o aço e o concreto em muitos casos, está realmente ajudando a reduzir nossa pegada de carbono”, diz Baker da ILFI. Os códigos de construção dos EUA em breve permitirão seu uso em edifícios de até 18 andares.

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O telhado do novo terminal da ZGF para o Aeroporto Internacional de Portland será construído com madeira laminada cruzada de origem local. Crédito: Porto de Portland

A madeira maciça também pode criar espaços de aparência impressionante: o plano da ZGF para um novo edifício terminal para o Aeroporto Internacional de Portland apresenta um telhado ondulado de vigas, caibros e painéis de madeira compensada de 380.000 pés quadrados fabricados com madeira maciça de fornecedores locais. Com trepadeiras suspensas em claraboias e árvores plantadas embaixo, a luz manchada “será como caminhar por uma floresta”, diz Chatto.

Não faltam razões convincentes para encorajar ferramentas e táticas de redução de emissões como essas, seja para economizar dinheiro, salvar o planeta ou minar os petro-tiranos. Aqui está mais uma: a corrida para o zero líquido desencadearia um boom de criação de empregos verdes nos EUA. Neste momento, outros países que têm como alvo estratégico este setor estão à frente da curva: Quase todos os produtos de eficiência energética que a 475 High Performance Building Supply vende são importados, diz Buisman, muitos da Alemanha.

Ainda há muitas oportunidades para os EUA recuperarem o atraso, mas as tecnologias de emissão zero exigirão mais do que apenas palavras de ordem dos formuladores de políticas. E todos, diz Auer da Transsolar, podem participar desta corrida: “Apenas pare de desperdiçar energia”. 

James S. Russell, FAIA, é jornalista e consultor que se concentra em arquitetura e crescimento e mudança urbana. Ele escreveu  The Agile City: Building Well Being and Wealth in an Era of Climate Change.

Fonte: Bloomberg

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