No meu artigo anterior, exploramos as várias maneiras como o software de modelagem da informação da construção (BIM) impactou a arquitetura sustentável. Expandindo o tema da sustentabilidade, a coluna deste mês examina uma nova tendência em software de sustentabilidade chamada modelagem de energia de edifícios (BEM).

BEM é um tipo de software que normalmente se integra com ferramentas BIM para melhorar ainda mais a análise e gestão de energia. Programas BEM oferecem simulações de energia de edifícios inteiros que engenheiros, arquitetos e pesquisadores usam para modelar o consumo de energia — como aquecimento, resfriamento, ventilação, iluminação e cargas de plugues e processos — bem como o uso de água em edifícios.

Embora a modelagem de energia de edifícios seja atualmente um mercado de software de nicho, na G2 acreditamos que ela ganhará popularidade devido à sua capacidade de melhorar a sustentabilidade, proporcionar um alto retorno sobre o investimento (ROI) e, em última análise, criar melhores ambientes de trabalho para o público.

Por que o BEM é importante?

De acordo com a Administração de Informação de Energia dos Estados Unidos, edifícios residenciais e comerciais consumiram cerca de 40% de toda a energia nos Estados Unidos em 2018.

Para agravar essa questão, a população global está crescendo rapidamente e espera-se que atinja 10 bilhões de pessoas até 2050. Para acompanhar esse crescimento populacional, precisaremos construir 13.000 edifícios por dia e investir 3,3 trilhões de dólares em infraestrutura anualmente até 2030. Isso terá um impacto substancial no uso de energia e nas emissões. Com o iminente aumento na construção no horizonte, arquitetos e designers devem considerar maneiras de construir infraestrutura sustentável. Uma das soluções para essa questão é a modelagem de energia de edifícios.

Historicamente, o desempenho energético dos edifícios foi estimado de forma aproximada. Mesmo com software BIM, os designers se concentraram na funcionalidade do edifício em vez do consumo geral de energia.

No entanto, com a introdução da modelagem de energia de edifícios, muitas plataformas BIM podem facilmente considerar o desempenho energético de um edifício durante a fase de planejamento. Os designers podem inserir parâmetros como geometria do edifício, localização do edifício e dados meteorológicos. O resultado é uma abordagem mais holística para a modelagem de energia de edifícios, que pode ter um impacto significativo na redução de emissões e tempo de construção.

Diz-se que 80% de como um edifício irá se comportar é decidido nos primeiros 20% do design. Se isso for verdade, é mais uma evidência da importância de realizar mais modelagem de energia de edifícios durante as fases de planejamento.

Grande desafio enfrentando o BEM

Para arquitetos e designers, é bastante óbvio que o BEM pode abrir caminho para um futuro mais sustentável. No entanto, estimativas de partes interessadas sugerem que o BEM é usado em apenas cerca de 20% dos novos projetos de edifícios comerciais, e provavelmente um número menor de novos projetos de edifícios residenciais. Por que os designers e arquitetos têm sido tão lentos em adotar o BEM?

Bem, por uma variedade de razões.

De acordo com a IBPSA Canadá, “O desenvolvimento e implementação de troca de dados automatizada entre ferramentas BIM e de simulação de energia têm sido prejudicados pela cultura da indústria de profissionais especializados que se sentem mais confortáveis com a entrada manual de dados de construção do que com a troca de dados automatizada, a falta de programas de software disponíveis que suportem um processo de tradução robusto e a expertise técnica necessária.”

Em primeiro lugar, a troca de dados entre ferramentas de design arquitetônico e software de simulação de energia sempre foi um grande desafio. Tem sido um problema tão grande que as simulações de desempenho energético de edifícios às vezes foram omitidas do processo completamente.

Como resultado dessa dificuldade, existem apenas dois formatos de dados que facilitam a troca BIM-para-BEM. Isso inclui o Green Building XML Schema (gbXML) e Classes de Fundação da Indústria (IFC).

Todos os resultados tiveram um desempenho ruim em um estudo de caso que tentou traduzir arquivos BIM para plataformas de software BEM. De acordo com o estudo, o BIM estava visualmente limpo, mas a geometria importada ainda tinha inúmeras lacunas e bordas não correspondentes.

A principal razão para isso parece ser o fato de que o software BIM é construído especificamente para arquitetos e designers; ele é muito mais focado na representação arquitetônica e documentação de construção, enquanto o software BEM se concentra em análises avançadas de energia de edifícios.

Além dos problemas de integração entre BIM e BEM, também existem questões em torno do valor que o software BEM traz para os proprietários de edifícios e arquitetos. Historicamente, os proprietários de edifícios queriam designs que pudessem ser concluídos rapidamente a um baixo custo. Como resultado, os arquitetos se sentem pressionados a focar seus projetos na funcionalidade e custo, em vez de na produção de energia e sustentabilidade.

O caminho para mais implementação do BEM

Considerando as questões abordadas acima, algumas coisas precisam acontecer antes que arquitetos e gerentes de edifícios implementem o BEM em taxas mais altas.

Em primeiro lugar, os gerentes de edifícios devem ser convencidos de que a modelagem de energia de edifícios os ajudará a obter lucro.

Historicamente, os custos associados ao BEM eram altos. No entanto, até recentemente, nenhum estudo havia sido realizado sobre o ROI da implementação da modelagem de energia de edifícios. Um estudo de Anica Landreneau, diretora de consultoria de sustentabilidade na empresa global de arquitetura e engenharia HOK, revelou que o ROI da modelagem de energia é tipicamente de apenas 1–2 meses.

  Fonte: Energy.gov

Em um de seus estudos de caso, Anica descobriu um projeto arquitetônico que criou sistemas HVAC que dependiam da circulação de água quente e fria em vez de ar quente e frio. Essa diferença na infraestrutura permitiu que usuários que implementaram o BEM economizassem uma quantidade significativa de dinheiro em custos de HVAC; a empresa teve um ROI de apenas 1,3 meses.

Esperamos ver o mercado de BEM crescer substancialmente no futuro, à medida que a pesquisa continua a revelar mais dados que destacam os benefícios econômicos da modelagem de energia de edifícios. Além do ROI, o mercado de software BIM deve encontrar maneiras de introduzir mais produtos que integrem o BEM em suas soluções. Isso eliminaria alguns dos principais problemas enfrentados na troca de dados entre software BIM e BEM.

Até o momento desta escrita, um dos principais programas de software no mercado de software de modelagem de energia de edifícios é chamado OpenStudio. O OpenStudio suporta tanto o EnergyPlus quanto o Radiance. Isso permite que arquitetos realizem análises de iluminação e energia dentro de um único modelo. De acordo com a Associação Internacional de Simulação de Desempenho de Edifícios, mais integrações entre o OpenStudio e outros grandes softwares BIM estão atualmente em desenvolvimento.

Embora isso seja um passo na direção certa para uma integração perfeita entre BIM e BEM, o objetivo final é uma integração perfeita entre todos os principais softwares BIM.

       Fonte: MDPI

De acordo com a Hexa Research, o mercado global de sistemas de gestão de energia de edifícios (BEMS) crescerá a uma taxa composta de crescimento anual (CAGR) de 13,6% e atingirá mais de 7 bilhões de dólares até 2024. É apenas uma questão de tempo até que vejamos um grande aumento nessas integrações BIM-para-BEM no futuro próximo.