Project Management Institute

Equilíbrio energético

Um enorme edifício de energia zero fornece ROI e ajuda a rede elétrica

Edifício Unisphere em Silver
Spring, Maryland, EUA

O enorme edifício de energia zero da Unisphere fornece ROI e ajuda a rede elétrica.


DE SARAH FISTER GALE
FOTOS DE CORTESIA DA EWINGCOLE
N

em os melhores planos poderiam garantir que um projeto de construção de um dos maiores edifícios comerciais de energia líquida zero do mundo cumprisse sua promessa ambiciosa. “Trabalhamos duro no modelo de energia”, disse Jason Fierko, da EwingCole, empresa de design e engenharia que criou a nova sede de 19.509 metros quadrados da empresa de biotecnologia United Therapeutics. “Mas até que os dados cheguem, você simplesmente não sabe”.

Agora, os dados chegaram. Mais de um ano depois da inauguração do edifício Unisphere em Silver Spring, Maryland, EUA, a instalação está a caminho de obter a certificação de energia zero, pela comprovação de não ter consumido mais energia do que produziu por um ano inteiro.

O edifício gera toda a sua energia elétrica e térmica por meio de sistemas de energia renovável no local. Nos primeiros nove meses, ele devolveu 237.192 kilowatts-hora (kWh) de energia à rede, o suficiente para abastecer quase 23 residências nos EUA por ano. Alimentado por painéis solares e uma vasta mistura de outras tecnologias de energia renovável, o projeto excedeu as expectativas de troca de energia.

Lucros líquidos

O edifício Unisphere está superando as expectativas ambientais. O balanço energético após os primeiros nove meses de operação:

Redução no consumo de energia em comparação com modelos de projeto originais


Fontes: EwingCole e United Therapeutics

A piscina no átrio do edifício. Àdireita, painéis solares sobre uma lateral do edifício

“Estamos tendendo a 23 por cento abaixo do consumo modelado, o que é bom”, disse Jason. Como diretor de prática energética da EwingCole, Filadélfia, Pensilvânia, EUA, ele foi responsável por garantir que o edifício cumprisse suas metas de energia. Entre outros fatores, ele atribui o desempenho ao fato de que alguns aspectos do sistema estão operando melhor do que o esperado. Uma pequena parte do edifício não está ocupada; portanto, o uso de energia pode aumentar à medida que esses espaços forem sendo preenchidos

Também ajudou a fundadora da United Therapeutics, Martine Rothblatt, PhD, conduzir uma busca incansável por metas de energia zero. Desde o momento em que a Dra. Rothblatt utilizou a EwingCole para lançar o projeto em 2011, havia uma cultura de equipe que nunca desiste, disse Jason. “Um projeto como esse não tem espaço para opositores. Ter a mistura certa de pessoas com as habilidades e atitudes certas foi a chave do nosso sucesso”.

EQUAÇÃO DE ENERGIA
Como o EwingCole já havia concluído prédios menores com energia zero, os líderes do projeto sabiam que precisavam encontrar empreiteiros e fornecedores capazes de adotar uma mentalidade pioneira. Desde o início, todos os membros da equipe tiveram que desafiar premissas e trabalhar em colaboração para antecipar surpresas, disse Jared Loos, CEO da EwingCole.

“Um projeto como esse não tem espaço para opositores”.

— Jason Fierko, EwingCole, Filadélfia, Pensilvânia, EUA

“Tudo se resumia à qualidade, atitude e abordagem”, disse Jared. A Whiting-Turner, que era a empreiteira geral, “nunca havia feito um projeto como esse antes, mas eles eram ótimos colaboradores e, quando os problemas apareceram, vieram com soluções”.

O desempenho energético conduziu todas as decisões, e até alterou o escopo. E, mais importante, a equipe limitou o tamanho do edifício com base na quantidade de energia que poderia gerar. “De uma perspectiva de zoneamento, poderíamos ter feito 9.290 metros quadrados maior”, disse Thomas Kaufman, diretor de imóveis corporativos da United Therapeutics, College Park, Maryland. “Mas estávamos limitados pela nossa capacidade de geração de energia solar”.

A equipe também teve que garantir que o imenso dimensionamento de outras tecnologias de infraestrutura renovável não violasse os códigos de construção. Por exemplo, o sistema de aquecimento geotérmico exigia que a equipe perfurasse 52 poços de 152 metros sob o edifício. “O proprietário teve que pressionar por uma mudança na regulamentação para que isso acontecesse, mas é apenas mais um exemplo de como esse projeto abriu novos caminhos”, disse Jared.


RECURSOS RENOVÁVEIS
O Unisphere está alinhado com a tecnologia de construção inteligente que controla o ambiente e o uso da energia por meio de uma rede totalmente automatizada, incluindo painéis em tempo real que monitoram o desempenho o tempo todo. Como resultado, ele pode se adaptar instantaneamente para oferecer o máximo conforto com o mínimo de uso de energia.

A criação desse sistema exigiu que a equipe repensasse todo o fluxo de trabalho, disse Thomas. Em um projeto típico de construção, o empreiteiro de controles é um dos últimos contratados a entrar, e a integração dos sistemas ocorre em uma caixa preta, com muito pouca visibilidade e supervisão do proprietário. Como resultado, ninguém sabe se tudo vai funcionar,

“O proprietário teve que pressionar por uma mudança na regulamentação para que isso acontecesse, mas é apenas mais um exemplo de como esse projeto abriu novos caminhos”.

— Jared Loos, EwingCole

o que significa que grandes mudanças podem ser disruptivas e caras, disse ele. Como o uso de energia era o indicador de desempenho mais importante, eles sabiam que esperar até o último minuto seria simplesmente muito arriscado.

Em vez disso, os gerentes de projeto trouxeram a equipe de integração de sistemas durante a fase inicial de desenhos, para que pudessem planejar o sistema de automação em conjunto com o edifício. Em seguida, a equipe construiu uma maquete de todo o sistema em um armazém para testá-lo. “Queríamos garantir que pudesse ser controlado da maneira que imaginávamos”, disse Jared. “Ao construí-lo no front-end, fomos capazes de resolver todas as falhas antes de começar a derramar concreto”. PM

Adição por subtração


A equipe do Unisphere implementou essas ferramentas para obter benefícios de equilíbrio energético:

painéis fotovoltaicos solares geram 1.175 megawatt-hora de energia por ano: o suficiente para alimentar 100 casas.

poços de troca geotérmica de circuito fechado e circuito duplo com 152 metros foram perfurados sob o prédio para fornecer armazenamento de energia.

Túneis de concreto 3.6 metros abaixo do solo fornecem ventilação natural e moderação passiva da temperatura.

Uma piscina no átrio atua como dissipador de calor por excesso de ar quente, o que ajuda a equilibrar a temperatura geral do edifício e fornece aquecimento passivo da água da piscina.

O aproveitamento automatizado da luz do dia diminui a iluminação artificial quando luz solar adequada estiver disponível. Os escritórios do perímetro não precisam de luz artificial em pelo menos 70 por cento do tempo.

A tecnologia de vidro eletrocrômico nas janelas do escritório ajusta automaticamente sua tonalidade com base na estação, localização do sol e cobertura de nuvens.

Janelas automatizadas e painéis abrem e fecham para ventilar o edifício de forma natural, fornecendo um sistema de ventilação completamente passivo entre certas temperaturas.

Conexões com a rede elétrica permitem que o edifício venda o excesso de energia durante os horários de pico de produção e extraia energia da rede à noite e fora dos horários de pico.

Incorporações em universidades e habitacionais em todo o mundo também buscam eliminar suas pegadas de carbono.

Universidade de Dubai
Projeto: O primeiro edifício de energia líquida zero com certificação LEED em Dubai, Emirados Árabes Unidos
Benefício líquido: O campus alcançou o status em novembro de 2019 através da adição de um projeto de energia solar de US$ 1,47 milhão, o que resultará em quase US$ 330.000 em economia de energia no primeiro ano de operação. O sistema solar está conectado à rede nacional, eliminando a necessidade de usar baterias para armazenamento de energia.

Escola Nacional de Design e Meio Ambiente da Universidade Nacional de Singapura
Projeto: O primeiro edifício de energia líquida zero em Singapura
Benefício líquido: No ano passado, a universidade abriu as portas para uma instalação de seis andares com 1.200 painéis solares, gerando 500 megawatts de energia por ano — um pouco mais do que a escola espera que o edifício use. Um beiral cria sombra adicional e ajuda a manter os ambientes frescos.

Pontardawe, País de Gales
Projeto: Um bairro de energia zero
Benefício líquido: O projeto de £ 8 milhões construirá 35 residências com energia zero, todas com painéis solares, climatização geotérmica e sistemas de ventilação inovadores. A equipe planeja inovar no local este ano, com casas concluídas no verão de 2021.

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