eficiencia energtica na arquitetura

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    05-Jul-2015

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ResumoNesta unidade vamos entender a importncia de adotar conceitos da eficincia energtica nas edificaes. Tambm sero apresentadas algumas solues bsicas para que os empreendimentos imobilirios tenham maior eficincia energtica.

Conforto ambiental nas edificaesConforto ambientalO conforto ambiental nas edificaes matria cada vez mais presente e discutida nos congressos que estudam o ambiente construdo e suas relaes com o homem, procurando aprimorar a qualidade de vida para as pessoas. O conforto ambiental das edificaes pode ser entendido como adequao ao uso do homem, respeitando condies trmicas, de ventilao, de insolao, de acstica e visual, capazes de alterar o desempenho da edificao e seu contexto urbano.

Conforto visualOs aspectos referentes ao conforto visual so subjetivos, no entanto destaco para vocs que as paisagens preferidas das pessoas geralmente so espaos que possibilitam uma viso ampla do horizonte, que contempla visuais dinmicos e naturais. Os ambientes construdos com formas e elementos arquitetnicos diferenciados so sempre bem-vindos e tambm agradam as pessoas. Por isso, importante planejar as cidades de forma a permitir mais integrao entre os espaos artificiais, construdos, e os ambientes naturais.

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Conforto acsticoObservar as condies locais de conforto acstico contribui para confrontar o tipo de atividades potenciais ao empreendimento em relao s atividades permitidas pelo plano diretor da cidade. O desempenho da edificao sob o aspecto de conforto acstico se faz necessrio para promover ao homem o adequado desenvolvimento das suas atividades dirias (descanso, lazer ou trabalho). Alm disso, o conforto acstico eficiente nos ambientes pode minimizar a incidncia de estresse no homem, pois ambientes mais silenciosos facilitam a concentrao. Para medir o desempenho acstico das edificaes necessrio realizar medies em condies complexas, pois tal medio envolve a escala urbana. A localizao do empreendimento fator determinante para que a edificao apresente ou no qualidades acsticas, devido principalmente intensidade do fluxo de veculos. A poluio sonora usada como critrio de planejamento de uso e ocupao do solo das cidades, conforme o plano diretor urbano. Dessa forma, as atividades propostas no plano diretor seguem critrios para o zoneamento, de acordo com a compatibilidade entre as atividades e as reas industriais. Excesso de rudo e poluio no adequado ao uso residencial, por exemplo. Um exemplo tpico de rea urbana que tem restries de ocupao devido a problemas acsticos o entorno de aeroportos. Essa rea prejudicada pela poluio sonora gerada pela decolagem e pouso de aeronaves, o que no compatvel com atividades que exigem mais concentrao como escolas, por exemplo.

Conforto trmico da edificaoQualquer atividade humana exige gasto de energia. A energia inesgotvel? Durante muito tempo realizamos nossas atividades sem preocupao com os gastos energticos, entretanto; a partir da dcada de 1980, a populao brasileira vivenciou a experincia da crise energtica. As questes relacionadas escassez de energia ocasionam diferentes problemas de cunho ambiental, social e econmico. Esses problemas afetam toda a sociedade prejudicando o fluxo de negcios em todas as reas. Os empreendimentos imobilirios dependem do fornecimento de energia para seu funcionamento, alm disso, gastam muita energia para sua produo. Para minimizar os gastos energticos excedentes em um imvel importante planejar estratgias que possibilitem maior eficincia energtica edificao. Para um desempenho energtico adequado, a arquitetura deve respeitar as condies climticas de cada local, alm das demais necessidades dos seus usurios. A forma e a funo no so mais os nicos objetivos de uma edificao. Agora a eficincia energtica e os requisitos ambientais tambm devem ser considerados nos empreendimentos que pretendem atingir elevados nveis de satisfao dos seus clientes. Segundo Lamberts, Dutra e Pereira (2004, p. 51), o projeto eficiente sob o ponto de vista energtico deve garantir uma perfeita interao entre o homem e o meio em todas as escalas da cidade: global, regional e local. As condies climticas de cada regio fornecem os subsdios para as decises sobre a forma arquitetnica a ser projetada, os materiais utilizados e a distribuio funcional dos espaos em relao orientao solar mais favorvel para cada ambiente. Quando estamos trabalhando com conceitos da eficincia energtica na arquitetura, no significa dizer que o edifcio deve ser desprovido de ilumina-

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o e condicionamento artificial. As estratgias so utilizadas para minimizar o uso de recursos artificiais, diminuindo gastos com a conta de energia eltrica, tanto nas edificaes residenciais, como nas comerciais e industriais.

Eficincia energticaO conceito de eficincia energtica, segundo Lamberts, Dutra e Pereira (2004, p. 14),[...] pode ser entendido como a obteno de um servio com baixo dispndio de energia. Portanto, um edifcio considerado mais eficiente do que outro se esta edificao oferece as mesmas condies ambientais com menor consumo de energia.

Voc deve estar se questionando sobre como podemos medir o conforto trmico de uma edificao. Conforme Lamberts (2004 p. 40-41), o conceito de conforto trmico o reflexo de satisfao com o ambiente que envolve a pessoa. A sensao de conforto varia conforme o estado das condies climticas locais, a quantidade de roupa que a pessoa est usando e a atividade que ela est desempenhando. Dessa forma, desenvolver o produto imobilirio pensando em satisfazer as necessidades de conforto trmico dos clientes da edificao, alm de proporcionar sensao de bem-estar entre os usurios do edifcio, acaba minimizando os gastos energticos da edificao, gerando mais satisfao do produto. Para a edificao consumir menos energia necessrio promover um uso mais racional. Sendo assim, interessante especificar equipamentos que tenham mais eficincia energtica e incentivar o uso racional de energia, evitando desperdcios. Entretanto, algumas das principais solues para diminuir os gastos energticos das edificaes podem ser empregadas ainda na fase de planejamento do empreendimento imobilirio, por meio da adequao climtica da forma, da funo e dos materiais utilizados. Para podermos projetar de forma eficiente de suma importncia conhecer os aspectos relacionados ao clima local e o tipo de uso e ocupao do solo urbano. O clima varia conforme a regio em que a cidade se localiza. Duarte e Serra (2003, p. 8) explicam que:[...] cada cidade composta por um mosaico de microclimas diferentes; os mesmos fenmenos que caracterizam o mesoclima urbano existem em miniaturas por toda a cidade, como pequenas ilhas de calor, bolses de poluio atmosfrica e diferenas locais no comportamento dos ventos.

Por isso, ao analisar as propostas para um determinado empreendimento, importante entender o contexto urbano em que este se insere.

Estratgias arquitetnicas para a eficincia energtica das edificaesEntender os fatores climticos locais (orientao solar, umidade do ar, ventos predominantes de cada local) importante para observar o custo versus os benefcios proporcionados pela utilizao de estratgias de projeto que melhoram o conforto trmico do empreendimento. Vale ressaltar que o custo deve ser analisado do ponto de vista do usurio final, pois os benefcios se estendem por toda a vida til da edificao. Os fatores dinmicos do clima afetam o desempenho trmico do edifcio. Os ganhos e perdas de calor da edificao tambm dependem de algumas variveis arquitetnicas. Alguns exemplos de influncia trmica dos elementos da arquitetura (MASCAR, 1991; LAMBERTS, 2004. Adaptado.) destacam os seguintes fatores:

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:::: as caractersticas dos materiais das fachadas externas (expostas s condies climticas); :::: a cor utilizada nas fachadas externas; :::: a orientao solar; :::: a forma e a altura da edificao; :::: a orientao e o tamanho das vedaes transparentes; :::: as caractersticas do entorno da edificao; :::: a orientao em relao a ventilao; :::: o desempenho das aberturas, quanto s possibilidades de iluminao natural, bem como suas devidas protees insolao inadequada; :::: a localizao estratgica dos condicionadores de ar artificiais. Cada regio tem estratgias especficas para as solues arquitetnicas a serem adotadas nas edificaes, j que as cidades brasileiras apresentam caractersticas climticas bem diferenciadas entre elas.

Estratgias para a ventilaoToda edificao necessita de quantidades adequadas de ventilao. Existem dois tipos de ventilao nas edificaes: a higinica e a trmica. A ventilao higinica tem carter permanente, pois necessria a qualquer hora e em todas as pocas do ano. J a ventilao trmica necessria apenas quando o ar interior da edificao est mais quente que o ar exterior (ROSA; SEDREZ; SATTLER, 2001, p. 3). Estratgias para a ventilao, adaptadas de Sattler (2004) e Lamberts, Dutra e Pereira (2004): :::: promover a ventilao cruzada o ar que entra deve ter alguma sada oposta; :::: as aberturas de entrada de ar devem ser localizadas nas zonas dos ventos predominantes favorveis; :::: a ventilao mais adequada aquela em que o fluxo de ar entra pelos dormitrios e sai pela parte de servio; :::: o ar quente tende a subir, por isso a abertura de entrada de ar deve estar situada mais baixa que a de sada; :::: no inverno interessante manter uma ventilao higinica, ou seja, acima do nvel da cabea do usurio, junto ao forro.LAMBERTS; DUTRA; PEREIRA, 2004. Adaptado.

Exemplo de ventilao cruzada.

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Exemplo de ventilao higinica.

Orientao solar das edificaesA forma da edificao deve respeitar a orientao solar mais favorvel ao local. Antes de projetar os espaos do empreendimento, deve-se analisar as condies da orientao solar do terreno, conforme anlises qualitativas e quantitativas dos lotes. Dessa forma, deve ser observado qual a orientao solar de cada face limite do terreno. Ao distribuir os ambientes no terreno, deve ser analisada a orientao solar mais favorvel a cada ambiente. As condies de habitabilidade da edificao dependem da iluminao e ventilao naturais disponveis em cada ambiente. A adequada orientao solar segue princpios do movimento do sol, observando que o nascer do sol ocorre no leste e o pr-do-sol acontece na orientao oeste. O horrio mais quente do dia logo aps o meio-dia, por isso as fachadas orientadas para o oeste tendem a ser mais quentes do que as fachadas orientadas para o leste, por exemplo.

Estratgias bioclimticas para as edificaes nas principais cidades do BrasilSegundo Lamberts, Dutra e Pereira (2004, p. 116-143):

Porto AlegreO clima de Porto Alegre complicado, visto que o projetista trabalha com duas situaes antagnicas: frio intenso e mido no inverno e calor intenso e mido no vero. Para Porto Alegre importante planejar um sistema de esquadrias eficientes, as quais podem propiciar a ventilao necessria no vero e ao mesmo tempo proporcionar uma excelente vedao no inverno para evitar perdas de calor. A ventilao cruzada a soluo mais adequada para retirar o calor interno nos dias de vero.

CuritibaA cidade de Curitiba tem seu desconforto climtico devido principalmente ao frio incidente. Para as edificaes de Curitiba salienta-se o maior aproveitamento solar possvel, ou seja, permitir que o sol aquea naturalmente as edificaes evitando situaes de sombreamento. Nos dias de calor, a ventilao cruzada pode minimizar uma parte do desconforto.

So PauloSalienta-se que a cidade de So Paulo sofre muito com o efeito da ilha de calor, devido s altas densidades, pequena quantidade de vegetao e poluio do ar. Para So Paulo destacam-se alter-

LAMBERTS; DUTRA; PEREIRA, 2004. Adaptado.

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nativas que promovam a melhor ventilao possvel, com menos necessidades de aproveitamento do calor solar.

Rio de JaneiroPara o Rio de Janeiro aconselha-se muita ventilao. Alm disso, interessante criar sistemas de sombreamento solar nas esquadrias evitando incidncia do sol direta no interior da edificao, o que acaba aumentando o calor interno. Pode-se utilizar brises1 de proteo das janelas e trepadeiras caduciflias, espcies que perdem as folhas no inverno e permitem a incidncia solar em dias frios.

SalvadorNessa cidade, o principal problema o calor. Aconselham-se as mesmas estratgias indicadas para o Rio de Janeiro (ventilao cruzada, uso de proteo solar nas esquadrias, alm de propiciar espaos internos fluidos que facilitem a ventilao cruzada).

BrasliaSegundo as anlises da carta bioclimtica da cidade de Braslia, conforme literatura mencionada, as estratgias indicadas para as edificaes so a ventilao e o aquecimento solar. Para Braslia, alertase sobre a importncia das reas verdes, visto que a regio muito seca e a vegetao contribui para aumentar a umidade do ar. Por isso, importante projetar espaos que promovam a integrao entre os ambientes construdos e os naturais. Esses so apenas alguns exemplos bsicos das solues mais indicadas para as cidades referidas. Adotar solues arquitetnicas que respeitem o clima local melhora a vida dos seus usurios e pode minimizar o uso de ar-condicionado durante todo o ano, sendo este um dos requisitos de qualidade dos empreendimentos imobilirios.

Estratgia de ocupao e uso do solo: vegetao e suas contribuies para a qualidade trmica dos ambientes urbanosO sucesso ou o fracasso de um espao pblico depende de vrias circunstncias, mas est claro que se o ambiente no apresenta caractersticas de conforto trmico esse espao est condenado ao abandono. Uma das maneiras mais eficazes de garantir microclimas agradveis ao convvio humano em espaos pblicos abertos a utilizao potencial da vegetao, seja a partir de espcies arbreas isoladas e/ou grupamentos arbreos. Conforme Duarte (1997, p. 89), sob a ptica do pedestre, a vegetao tem papel fundamental nos dias de calor, visto que as sombras por ela proporcionadas nos espaos pblicos tornam esses locais mais confortveis, provocando sensaes de bem-estar na populao. Isso se d pelo fato de que a vegetao tem menos capacidade e condutividade trmica do que os materiais de construo. A radiao solar absorvida, principalmente pelas folhas, e a reflexo dessa radiao muito pequena; alm disso, a transferncia de calor para o solo lenta. A velocidade dos ventos tambm modificada com a insero de vegetao: adensamentos verdes podem reduzir a velocidade do vento perto do solo, alm de a umidade relativa do ar ser mais elevada nessas reas

1 Brise: elemento arquitetnico em forma de placas horizontais ou verticais, fixas ou mveis, aplicadas sobre a fachada de um edifcio, parabarrar a incidncia direta dos raios solares; quebra-luz, quebra-sol (Dicionrio Houaiss de Lngua Portuguesa).

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(FONTES; DELBIN, 2002, p. 974-975). Nesse contexto, importante ressaltar que os ambientes mais secos so mais favorveis ocorrncia de incndios e perda de fertilidade do solo. Pesquisas de Lcia e Juan Mascar (2002, p. 41) indicam que sob agrupamentos vegetais a temperatura do ar pode ser entre 3 e 4 C mais baixa do que em reas expostas radiao solar direta. E, dependendo da cobertura do solo, como o asfalto, por exemplo, essa diferena pode ser ainda mais marcante.SATTLER, 2004. Adaptado.

Temperatura do ar conforme tipo de ocupao do solo.

Na figura acima, podemos constatar que o tipo de ocupao e material utilizados na cobertura do solo influencia a temperatura do ar nessa regio, segundo dados de Sattler (2004). As temperaturas so mais amenas na sombra da rvore; j o piso prximo casa, alm de absorver muita radiao (calor), re-emite esse calor para o interior do ambiente. Se a rvore estivesse plantada mais perto da janela da casa, certamente o clima seria mais ameno no interior da edificao. Adotar solues construtivas que propiciem mais qualidade ambiental ao empreendimento imobilirio aumenta a qualidade de vida dos usurios da edificao, assim como a dos habitantes do entorno da edificao, pois as relaes ambientais desenvolvem-se em diferentes escalas. Os reflexos de uma arquitetura que cria espaos mais agradveis ao uso humano, sob a perspectiva ambiental, ultrapassam a satisfao dos clientes, pois melhora as relaes econmicas e sociais do empreendimento. Os benefcios econmicos so percebidos em mdio prazo, j que h uma economia de energia durante o uso da edificao e em longo prazo pela satisfao dos compradores do imvel. Para o gestor imobilirio, entender as contribuies proporcionadas pela integrao do empreendimento com seu ambiente qualifica sua ao profissional, j que poder indicar para seus clientes solues mais adequadas e que proporcionam mais satisfao. O gestor imobilirio poder utilizar esse conhecimento tanto para indicar caminhos para seu cliente investidor, assim como para contribuir para a tomada de deciso do cliente que ir comprar ou alugar um imvel.

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Texto complementarProjeto premiado tem razes no Programa Habitare(HABITARE, 2006)

Um dos trs projetos vencedores do concurso Melhor Prtica em Construo Sustentvel, revelado durante a 11. Conferncia Latino-Americana de Construo Sustentvel, tem razes no Programa Habitare. O Projeto de demonstrao de eficincia energtica em habitao unifamiliar, desenvolvido em parceria por profissionais da Eletrosul, Eletrobrs (Procel) e integrantes do Laboratrio de Eficincia Energtica em Edificaes (LabEEE), ligado Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC), resultado de uma linha de pesquisa que j contou com recursos do Programa de Tecnologia de Habitao, financiado pela Finep. A proposta premiada prev a construo de uma casa-modelo direcionada pesquisa e demonstrao de solues inovadoras para uso racional da energia eltrica e menor impacto ambiental. De acordo com simulaes e estudos prvios comparativos realizados pela equipe, o uso combinado das estratgias adotadas pode proporcionar uma economia de 35,6% a 64% de energia em relao a construes convencionais. A expectativa de que o modelo se torne um instrumento educativo para implementao e incentivo aplicao de conceitos relacionados sustentabilidade na habitao. A proposta de Santa Catarina leva em conta a especificidade do clima de Florianpolis (cidade em que o modelo ser construdo), buscando eficincia e conforto a partir do projeto arquitetnico. A adequao do padro arquitetnico o item que exige menores investimentos, mas proporciona uma das maiores economias de energia. Por isso, todo o projeto arquitetnico, desde suas etapas iniciais de conceituao e concepo, buscou solues para obteno da mxima eficincia energtica para condies opostas de inverno e vero, procurando tambm por solues sustentveis, explica a arquiteta Alexandra Maciel, uma das autoras do projeto premiado. Em termos de materiais foram feitos estudos de baixo impacto ambiental, reaproveitamento e reciclagem para seleo dos componentes. Buscamos tambm adotar materiais que permitissem aplicao em estado natural de cor e caractersticas fsicas, estabelecendo uma linguagem com a natureza, procurando empregar conceitos da Arquitetura Orgnica, explica a arquiteta. Segundo ela, a vegetao utilizada como elemento de projeto. Est previsto o plantio de 194 espcies nativas e 1.500 metros quadrados de grama. O objetivo recuperar a rea e colaborar com a gerao do microclima, explica.

guaPara uso racional da gua, o sistema hidrulico da casa foi desenvolvido prevendo o aproveitamento da chuva e o tratamento de efluentes no local da construo. O projeto prev que as guas

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pluviais coletadas e os efluentes tratados sero um suprimento complementar ao sistema de gua potvel. Por isso, o sistema hidrulico da casa vai usar trs reservatrios: de gua pluvial, de efluentes tratados e de gua potvel da rede de abastecimento. Os reservatrios podero ser observados a partir de um jardim suspenso, no segundo piso da casa. Assim o visitante vai visualizar um sistema que deve gerar 46% de economia de gua potvel em relao ao consumo total de gua da casa. Dispositivos economizadores e instalaes aparentes e de fcil acesso foram priorizados para colaborar com a reduo do consumo de gua e gastos com futuras reformas. A concepo das instalaes sanitrias tambm recebeu cuidado especial. Est prevista a construo de tanques independentes de tratamento biolgico. Um deles vai tratar somente os efluentes do vaso sanitrio e da primeira gua da chuva, considerados imprprios para o reaproveitamento mesmo aps o tratamento biolgico. Neste caso, o tratamento prvio, ainda que no seja suficiente para permitir o reuso da gua na casa, vai reduzir a carga de poluio na rede coletora. Com relao aos efluentes de pias e chuveiros, as instalaes sanitrias e o tratamento permitiro o reaproveitamento em atividades que no exigem a gua potvel, como a irrigao do jardim e um sistema de aquecimento dos quartos. O projeto premiado prev que o aquecimento dos quartos ser realizado a partir de um sistema inovadorsimples e que minimiza o uso de energia eltrica para aquecimento do ambiente. A proposta circular gua aquecida em uma tubulao de cobre presa ao rodap, para transferncia de calor para a casa. A temperatura interna do ar abaixo de 18C, que segue limites de conforto estabelecidos em estudos, determinar os momentos de acionamento da bomba para circulao da gua quente. O aquecimento ser feito por meio de sistema solar, que ter seus coletores na cobertura do quarto de casal.

Desempenho econmico[...] Com rea prevista de 206 metros quadrados, incluindo sala, cozinha, banheiro, servio, quarto de casal, quarto de solteiro, terraos, acessos, rampas e mezanino, a casa ser um ambiente para demonstrao e desenvolvimento de atividades de ensino e pesquisa. Todas as solues e sistemas implementados podero ser observados atravs da visitao pblica. Tambm sero realizadas atividades de monitoramento termo-energtico e os dados sero disponibilizados eletronicamente atravs da visita virtual. O modelo real vai abrigar o Ncleo ProcelEletrosul-LabEEE, para o desenvolvimento de atividades de pesquisa. O projeto foi coordenado por Henrique Martins, da Eletrosul, e pelo professor Roberto Lamberts, do LabEEE/UFSC, com autoria da arquiteta Alexandra Albuquerque Maciel, pesquisadora do LabEEE. So co-autores a arquiteta Suely F. de Andrade (LabEEE) e o arquiteto Arnaldo de Oliveira (Eletrosul).

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Atividades1. Reflita sobre o tipo de uso e ocupao do solo urbano da sua cidade. Pense nas condies de conforto trmico da sua residncia e ou do seu escritrio. O uso de condicionamento artificial de ar nesses ambientes pode ser considerado racional por falta ou excesso de calor? Analise a orientao solar de cada ambiente e verifique se necessitam de mais calor ou de mais resfriamento. Faa um desenho esquemtico da planta baixa e anote suas observaes, compare com outros empreendimentos da sua cidade e com as condies climticas locais.

Ampliando conhecimentosLAMBERTS, R.; DUTRA, L.; PEREIRA, F. O. Eficincia Energtica na Arquitetura. 2. ed. So Paulo: ProLivros, 2004.