Ambientes com foco no bem-estar dos usuários podem aumentar em até 22% a produtividade dos funcionários, segundo pesquisa conduzida em 2006 pela Gensler, uma das maiores empresas de design do mundo. A mesma pesquisa também identificou que 90% dos funcionários admitem que sua atitude no trabalho é afetada pela qualidade do ambiente no escritório.

Essa abordagem amplia a avaliação dos usuários para além da qualidade do ar interior e conforto térmico, incorporando o conceito de IEQ (Indoor Environmental Quality), ou Qualidade do Ambiente Interno, com a inclusão de características como iluminação, ruído, vibração, ergonomia, espaço disponível, segurança, privacidade e aspectos psicossociais (fatores estressores).

“Entendo que o conceito de IEQ amplia o conceito de QAI. Ou seja, serão considerados maior número de parâmetros e variáveis para avaliar o ambiente em relação a avaliação específica do ar interior. Utilizando como referência o Manual da Smacna: Indoor Air Quality – A Systems Approach, verificamos que os fatores que são indicados para avaliar o ambiente vão além de uma verificação do estado térmico e higrométrico e das características de contaminação do ar simplesmente. Questões relacionadas à distribuição do ar no ambiente, aos níveis de ruído (acústica), e, principalmente, à sensibilidade dos ocupantes deste ambiente climatizado devem ser consideradas. Esta proposta aponta na direção da ampliação do conceito de QAI, levando em conta o sentimento dos ocupantes. Isto está coerente com o que prevê a OMS (Organização Mundial da Saúde) e a Ashrae, em que pontuam que o sentimento manifestado por ocupantes expressa seu bem-estar, e envolve aspectos fisiológicos e sua percepção psíquica. Assim, há uma tendência a considerar muitos parâmetros para avaliar a QAI, o que levou a ampliação do conceito de QAI para IEQ, pois muitas características do ambiente influenciam o resultado na consideração do ocupante sobre o ambiente em que está, como a iluminação, a ergonomia, etc.”, explica o Prof. Dr. Antônio Luís de Campos Mariani, do Departamento de Engenharia Mecânica e Coordenador do Programa Poli Cidadã da Escola Politécnica da USP.

Mariani adota como referências dos manuais da Smacna e Ashrae, a divisão dos fatores que definem a qualidade do ar de um ambiente interior em 3 categorias:

– Fatores físicos, em que se destacam os seguintes parâmetros a controlar: temperatura; umidade; velocidade do ar na zona de ocupação (onde estão os ocupantes); concentração de partículas presentes no ar, relacionada às características de filtragem do ar; radiação térmica: efeitos de energia radiante incidente sobre os ocupantes; nível de ruído na zona de ocupação, provocado pelos processos de movimentação de ar;

– Fatores químicos: Concentração de contaminantes químicos no estado gasoso em níveis prejudiciais à saúde humana (muitos são gases resultantes de processos de queima ou metabólicos, outros de processos produtivos e de atividades de limpeza e conservação do ambiente) como Compostos Orgânicos Voláteis (COV ou VOC); O3 – ozônio; CO – monóxido de carbono; Dióxido de Nitrogênio – Nox; SO2 – Dióxido de enxofre; e CO2 – dióxido de carbono;

– Fatores biológicos: presença de microrganismos em quantidade que pode prejudicar a saúde de seres humanos, como presença de microrganismos em quantidade acima do tolerável (em geral considerada como 750 ufc/m³ – unidades formadoras de colônias por metro cúbico); fungos; bolores; amebas; esporos vegetais; ácaros e similares.

“O conforto térmico dos ambientes está relacionado com os chamados fatores físicos citados acima, como recomenda a NBR 16.401. Devem ser atendidos intervalos de temperatura e de umidade estabelecidos na zona de ocupação, e também a influência da velocidade do ar e de efeitos de radiação térmica. Se o ar ambiente atende aos requisitos de QAI, em uma ampliação do conceito para IEQ, a arquitetura do ambiente deve ser considerada com maior cuidado e observando detalhes, definindo a posição dos ocupantes e como podem ser influenciados por velocidades do ar inadequadas ou efeitos de radiação impróprios. A ergonomia deve ser considerada conjuntamente, em função do tipo de atividade do ambiente. Vemos que o conceito de IEQ, além de ser mais amplo, é integrador de fatores multidisciplinares, e é por isso que está sendo melhor explorado”, afirma.

Leonardo Cozac, diretor da Conforlab, define o conceito de IEQ através da seguinte fórmula: IEQ = QAI + Ruído, iluminação, vibração, superlotação, estressores ergonômicos e psicossociais.

“Darei exemplos para cada um desses estressores: Uma correia solta em uma unidade de tratamento de ar faz um ruído agudo alto, o que pode irritar os ocupantes. A iluminação fluorescente pode estar oscilante e causar dor de cabeça. Uma estrada principal próxima das imediações de um edifício causa vibração e há muitas queixas entre os ocupantes. Uma central de atendimento (call center) mantém uma alta densidade de ocupação em um escritório. Mesmo com o fornecimento de ventilação adequada, os funcionários relatam que se sentem claustrofóbicos. Uma estudante se curva por horas sobre um laptop no sofá enquanto escreve um trabalho. Seu corpo dói ao ponto de ela não conseguir terminar o trabalho. Um ambiente de trabalho é tão estressante que um dos funcionários fica fisicamente doente ao entrar em seu local. O traço em comum em todos esses exemplos é que o desconforto ou os sintomas de saúde não são causados pelo ar, mas por algum outro fator estressor no ar ambiental interior. Uma coisa é definir qualidade do ar interior. Outra coisa completamente diferente é definir QAI aceitável. A Ashrae tem redigido normas relacionadas à qualidade do ar interior há muitas décadas. Ao longo dessas décadas, muitas coisas mudaram. Uma coisa que não mudou é a definição deles para QAI aceitável, segundo a Norma 62.1 como ‘ar em que não há nenhum contaminante conhecido em concentrações nocivas conforme determinado pelas autoridades competentes e no qual a maioria substancial (80% ou mais) das pessoas expostas não expresse insatisfação’ (Ashrae, 2010).  Em uma norma similar para ventilação residencial, a 62.2 usa uma definição quase idêntica, e a NBR 16.401 utiliza conceitos similares aos utilizados pela Ashrae. Destaquei a conjunção ‘e’ porque ela separa a primeira parte da definição, relacionada à saúde, da segunda parte da definição, relacionada ao conforto. O ar deve ser saudável e promover o conforto para ser aceitável. Em outras palavras, um edifício pode estar saudável, sem estar promovendo o conforto. Ou uma casa pode ser confortável, mas não ser saudável. Nenhum desses casos pode ser descrito como tendo uma QAI aceitável. É importante mencionar que algumas outras definições incluem o conceito de produtividade na definição de QAI aceitável”, explica Cozac.

O presidente do DN Qualindoor da Abrava, e engenheiro da Armec, Eduardo Brunacci, acrescenta que “quando se trata de IEQ, é importante que compreendamos essas variáveis e que sejamos capazes de colaborar com todas as áreas, uma vez que o intuito é levar o bem-estar para locais de trabalho e/ou residência, começando pela elaboração de um bom projeto de climatização, com sinergia entre o projeto de arquitetura e o projeto de instalações, cujo trabalho conjunto requer o equilíbrio entre ventilação e a temperatura adequada para a densidade de usuários, as atividades realizadas no espaço, os padrões de uso e, por fim, o controle individual de tais fatores”.

Exigências fundamentadas na IEQ

Para Leonilton Tomaz Cleto, diretor de Eficiência Energética da Abrava e da Yawatz Engenharia, a palavra “exigência” é muito forte e inflexível quando se trata de conforto ambiental. “Depende do que se busca! Participei de um projeto nos anos 1990 para condicionamento de ar em uma mina de cobalto, localizada a 400 metros no interior de uma rocha. A temperatura de conforto requerida era de 40°C, acima da qual a produtividade dos trabalhadores caia muito. Já imaginou se adotássemos 23°C para aquele ambiente? Ou se flexibilizássemos para 31°C a temperatura de conforto de um ambiente de escritório? No entanto, há alguns requisitos mínimos estabelecidos por legislação no Brasil, como as NR-17 e NR-20 do Ministério do Trabalho, e a Portaria 3523, do Ministério da Saúde, além de outros requisitos relacionados aos vários aspectos citados. De um modo geral, as exigências regulatórias visam estabelecer parâmetros mínimos de garantia da saúde ocupacional. Porém, de um modo geral, eles estão um pouco distantes dos aspectos principais do conforto ambiental, quando se busca uma melhor qualidade de vida dos ocupantes de um ambiente, associada ao aumento da produtividade. Infelizmente, e não sejamos tolos de pensar outra coisa, tratando de escritórios, por exemplo, toda melhoria do conforto ambiental proporcionado pelas empresas aos seus funcionários visa o aumento da produtividade. E quanto maior o salário, maiores os requisitos da IEQ. Podemos pensar o mesmo de lojas, shoppings e restaurantes (onde a IEQ é um incentivo para os clientes permanecerem por mais tempo e gastar mais), hotéis, escolas e até em muitas áreas de internação em hospitais. No entanto, apesar de envolver interesses econômicos, a busca pela melhoria da IEQ nos edifícios é um dos principais avanços na melhoria da qualidade de vida do ser humano nos últimos 20 anos. Portanto, as exigências de conforto ambiental são resultantes dos requisitos que se estabelecem em cada projeto e dependem muito do quão importante o conforto ambiental (IEQ) será considerado naquele empreendimento. Nos últimos anos, a IEQ tem se tornado um dos aspectos mais importantes sobre os requisitos de projetos de um edifício. Porém, para que haja resultados reais no edifício em operação, precisa ser priorizada desde a sua concepção (design) e o conceito de projeto integrado, envolvendo as várias disciplinas técnicas, principalmente arquitetura, ar condicionado e iluminação”, enfatiza Tomaz Cleto.

Ele acrescenta ainda que a qualidade do ar talvez seja o aspecto da IEQ que maior cuidado requer para se garantir a saúde humana. Ou seja, a QAI é quase um requisito que independe dos objetivos da IEQ. Com a revisão da Norma ABNT NBR 16401 Parte 3 (prevista para 2018) haverá novos requisitos e procedimentos para um projeto adequado, que trará muitas melhorias na garantia da QAI e menciona os cuidados necessários em relação à QAI para atender à IEQ descritos na norma da ABNT – NBR 16401 Parte 3 – Instalações de Ar Condicionado Sistemas Centrais e Unitários – Qualidade do Ar Interior, desde o projeto até a operação.

“Por exemplo, o programa de certificação LEED dá 1 crédito para projetos que adotem uma taxa de renovação de ar externa 30% acima dos requisitos da Ashrae Standard 62.1. No entanto, há muita discussão de um impacto real na QAI com a elevação dessas taxas. No Brasil, especialmente por causa dos nossos invernos mais amenos, há um potencial de ganho de eficiência que pode ser importante com a taxa de ar externo maior em dias mais frios para diminuir o consumo de energia do sistema de ar condicionado. Nesse caso, a taxa poderia ser elevada até eventualmente 100% de ar externo, com o desligamento do sistema de refrigeração, mantendo apenas a ventilação. Mas, especificamente sobre o impacto na QAI, eu pessoalmente fico com os requisitos das normas apenas. Enfim, se em vez de apontarmos as exigências, apontarmos os impactos da QAI sobre a IEQ, a coisa seria bem diferente, uma vez que a QAI pode afetar muito o desempenho (a produtividade) dos ocupantes de um ambiente. Estudos mostram resultados muito positivos sobre o impacto da QAI, conforme os requisitos normativos, no desempenho das atividades dos ocupantes em qualquer ambiente, incluindo escritórios, ambientes de produção em fábricas e principalmente nas escolas (coisa que no Brasil ainda é desconhecida/desprezada). No caso dos hospitais, o impacto chega a ser vital”, esclarece Tomaz.

Requisitos e parâmetros

Embora se utilize normalmente uma única temperatura (estática) para estabelecer a situação confortável, o prazer térmico (do termo em grego, aliesthesia) é geralmente causado por diferentes sensações térmicas. Daí, surgem os seguintes parâmetros que refletem os índices de satisfação dos ocupantes de um determinado ambiente: 

– PMV (Predict Mean Vote) – Voto Médio Previsto – que prevê o valor médio dos votos de um grande grupo de pessoas na escala de sensibilidade térmica de sete pontos, que pode variar de -3,0 (muito frio) a +3,0 (muito quente), com o ponto ideal igual a 0,0 (sensação neutra) e os limites de tolerância para o conforto térmico entre -0,5 e +0,5; 

– PPD (Predicted Percentage of Dissatisfied) – Percentual Previsto de Insatisfeitos – que estabelece uma previsão quantitativa da porcentagem de usuários insatisfeitos termicamente, determinadas pelo PMV, com um mínimo de 5,0% (nunca será possível agradar a todos) e o limite de tolerância de 10,0%.

O Center for the Built Environment, da Universidade da Califórnia, em Berkeley – EUA, disponibiliza na web o aplicativo CBE Thermal Comfort Tool, que torna possível avaliar o nível de satisfação dos usuários de um determinado ambiente, a partir das condições de temperatura, umidade e velocidade do ar, além da vestimenta e a atividade dos ocupantes, conforme os requisitos do ASHRAE Standard 55-2013 (os mesmos da ABNT NBR 16401 Parte 2); e o Manual sobre Sistemas de Água Gelada – Volume II, disponível no site brasileiro do Protocolo de Montreal (1), trata no item 1.2.1, sobre os impactos das variáveis que influem no conforto térmico para várias condições típicas de ambientes de escritórios e os índices de satisfação obtidos.

Tomaz cita dois exemplos distintos: um sobre desconforto em condições típicas de ar condicionado e outro sobre conforto em condições bem atípicas, com a Figura 1 indicando os resultados no CBE Thermal Comfort Tool para um ambiente com os usuários utilizando vestimentas leves (clo 0,5 – típica de verão) e com temperatura radiante igual à temperatura do ambiente (áreas internas) em 22ºC (típica de vários projetos). O resultado é de desconforto, com voto médio previsto (PMV) de -1,13 (frio) e índice de insatisfação (PPD) de 32%. No gráfico, é possível verificar que o ponto de operação está fora da faixa de conforto.

A Figura 2 indica os resultados de uma condição bem atípica para um sistema de ar condicionado convencional, mas que pode ser utilizada em um sistema híbrido ou com ventilação extra utilizando maior taxa de renovação de ar (em conjunto com um sistema DOAS, por exemplo) e menor carga do sistema de ar condicionado. Assim, com temperatura ambiente de 27ºC, porém com velocidade do ar em 0,4 m/s, é possível obter PMV= 0,15 e PPD= 5,0%. A redução do consumo de energia no sistema de ar condicionado será da ordem de 40%. Além disso, os modelos adaptativos de conforto térmico descritos na ABNT NBR 16401- Parte 2 permitem flexibilidade na concepção de edifícios com ventilação natural com condições mais variadas nos ambientes ocupados. Tais edifícios têm o potencial de trazer maior satisfação aos usuários e de reduzir drasticamente o consumo de energia.

“Insisto em dizer que IEQ não é um pacote de requisitos e não se trata de um programa com selo de certificação. IEQ é justamente um conceito, ou seja, os projetos devem considerar alguns parâmetros (a partir das normas e legislação) nos vários aspectos mencionados, com o objetivo de garantir uma boa IEQ nos ambientes ocupados. Posso obter uma excelente IEQ para um prédio de escritórios, no verão em São Paulo, com 23°C ou até 26°C no mesmo tipo de ambiente, dependendo de muitos outros parâmetros de projeto (e neste caso, principalmente da arquitetura) incluindo um aprendizado dos usuários sobre as vestimentas. No entanto, dificilmente se consegue o mesmo nível de IEQ com temperaturas abaixo de 23°C, ainda que a velocidade do ar seja baixa, a não ser que se utilize uma indumentária com material isolante térmico suficiente para aguentar o frio. Outro aspecto importante a mencionar é que a IEQ de um determinado ambiente necessita de avaliação dos ocupantes, pois muitos dos aspectos que influem sobre a IEQ se traduzem de maneira subjetiva, refletidas nos índices PMV e PPD (mencionados anteriormente). Apesar de subjetiva, a satisfação dos ocupantes relacionada ao conforto térmico é fundamental para a aceitabilidade de todo o sistema de ar condicionado. É importante enfatizar que se houver desconforto nos ambientes, toda eficiência energética do sistema de ar condicionado será apenas desperdício de energia”, explica Tomaz.

Ele lista as métricas para avaliação do conforto térmico, que envolvem as seguintes M&Vs:

– Listas de chamados de reclamações quanto ao desconforto térmico;

– Pesquisas de satisfação dos usuários e equipes de operação, aplicadas em formas de questionários de avaliação padronizados (a ABNT NBR 16401 Parte 2 – Conforto Térmico – possui alguns exemplos);

– Monitoração das condições ambientes (temperatura e umidade relativa do ar, velocidade do ar e temperatura radiante) em período simultâneo às pesquisas (para determinar eventuais causas de problemas).

Por exemplo, o Gráfico 1, de frequência cumulativa, mostra a classificação percentil de 370 edifícios da base de dados do CBE (Center for the Built Environment – University of California, Berkeley), com a pontuação média de cada edifício na categoria de conforto térmico. Ou seja, indica qual a média de satisfação dos ocupantes daquele edifício (eixo Y) e qual a posição (porcentual) do edifício no ranking da base de dados (eixo X). Os triângulos em laranja indicam os edifícios com sistemas de ar condicionado que operam em modo misto (ou híbrido) incluindo ar condicionado (sistema de água gelada) e/ou ventilação natural (em alguns casos ventilação mecânica também). Pode-se observar que estes edifícios obtiveram altos índices de satisfação. Os círculos em verde indicam os edifícios com certificação LEED e os losangos em azul representam os demais edifícios no banco de dados. A mediana da pontuação de satisfação para cada um desses grupos aparece indicada nos símbolos coloridos no eixo y.

Também, no caso da QAI, as pesquisas de satisfação são fundamentais e podem trazer resultados tão importantes quanto as medições de concentração de CO2, VOCs e demais contaminantes.

As métricas para avaliação da qualidade do ar interior envolvem as seguintes M&Vs:

– Listas de chamados de reclamações quanto à qualidade do ar interior;

– Pesquisas de satisfação dos usuários e equipes de operação, aplicadas em formas de questionários de avaliação padronizados (a ABNT NBR 16401 Parte 2 – Conforto Térmico – possui alguns exemplos);

– Monitoração das condições de qualidade do ar interior e do ar exterior incluindo índices de CO₂, VOCs, material particulado (PM 2,5) em período simultâneo às pesquisas (para determinar eventuais causas de problemas). Outros contaminantes podem ser monitorados, quando necessário;

– Medição/monitoração das taxas de ar externo nos ambientes e eventualmente em cada tomada de ar.

Como exemplos, os Gráficos 2 e 3 apresentam os resultados de pesquisas de satisfação dos usuários sobre a QAI realizada no edifício sede da Ashrae, em Atlanta, nos EUA, antes e após uma renovação substancial no sistema de ar condicionado.

Ana Paula Basile Pinheiro – anapaula@nteditorial.com.br

Nota 1:

(www.protocolodemontreal.org.br/site/images/publicacoes/gerenciamento_chillers/V2_Manual_Agua_Gelada.pdf)

Veja também: 

Soluções e estratégias para a qualidade do ar e conforto ambiental