Conforto ambiental nas edificações

Resumo
Nesta unidade vamos entender a importância de adotar conceitos da
eficiência energética nas edificações. Também serão apresentadas algumas soluções básicas para que os empreendimentos imobiliários tenham maior eficiência energética.
Conforto ambiental
nas edificações
Conforto ambiental
O conforto ambiental nas edificações é matéria cada vez mais presente e discutida nos congressos
que estudam o ambiente construído e suas relações com o homem, procurando aprimorar a qualidade
de vida para as pessoas. O conforto ambiental das edificações pode ser entendido como adequação ao
uso do homem, respeitando condições térmicas, de ventilação, de insolação, de acústica e visual, capazes de alterar o desempenho da edificação e seu contexto urbano.
Conforto visual
Os aspectos referentes ao conforto visual são subjetivos, no entanto destaco para vocês que as
paisagens preferidas das pessoas geralmente são espaços que possibilitam uma visão ampla do horizonte, que contempla visuais dinâmicos e naturais. Os ambientes construídos com formas e elementos
arquitetônicos diferenciados são sempre bem-vindos e também agradam as pessoas. Por isso, é importante planejar as cidades de forma a permitir mais integração entre os espaços artificiais, construídos, e
os ambientes naturais.
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Conforto acústico
Observar as condições locais de conforto acústico contribui para confrontar o tipo de atividades potenciais ao empreendimento em relação às atividades permitidas pelo plano diretor da cidade.
O desempenho da edificação sob o aspecto de conforto acústico se faz necessário para promover ao
homem o adequado desenvolvimento das suas atividades diárias (descanso, lazer ou trabalho). Além
disso, o conforto acústico eficiente nos ambientes pode minimizar a incidência de estresse no homem,
pois ambientes mais silenciosos facilitam a concentração.
Para medir o desempenho acústico das edificações é necessário realizar medições em condições
complexas, pois tal medição envolve a escala urbana. A localização do empreendimento é fator determinante para que a edificação apresente ou não qualidades acústicas, devido principalmente à intensidade do fluxo de veículos. A poluição sonora é usada como critério de planejamento de uso e ocupação
do solo das cidades, conforme o plano diretor urbano. Dessa forma, as atividades propostas no plano
diretor seguem critérios para o zoneamento, de acordo com a compatibilidade entre as atividades e as
áreas industriais. Excesso de ruído e poluição não é adequado ao uso residencial, por exemplo.
Um exemplo típico de área urbana que tem restrições de ocupação devido a problemas acústicos
é o entorno de aeroportos. Essa área é prejudicada pela poluição sonora gerada pela decolagem e pouso de aeronaves, o que não é compatível com atividades que exigem mais concentração como escolas,
por exemplo.
Conforto térmico da edificação
Qualquer atividade humana exige gasto de energia. A energia é inesgotável? Durante muito tempo realizamos nossas atividades sem preocupação com os gastos energéticos, entretanto; a partir da
década de 1980, a população brasileira vivenciou a experiência da crise energética. As questões relacionadas à escassez de energia ocasionam diferentes problemas de cunho ambiental, social e econômico.
Esses problemas afetam toda a sociedade prejudicando o fluxo de negócios em todas as áreas. Os
empreendimentos imobiliários dependem do fornecimento de energia para seu funcionamento, além
disso, gastam muita energia para sua produção. Para minimizar os gastos energéticos excedentes em
um imóvel é importante planejar estratégias que possibilitem maior eficiência energética à edificação.
Para um desempenho energético adequado, a arquitetura deve respeitar as condições climáticas
de cada local, além das demais necessidades dos seus usuários. A forma e a função não são mais os
únicos objetivos de uma edificação. Agora a eficiência energética e os requisitos ambientais também
devem ser considerados nos empreendimentos que pretendem atingir elevados níveis de satisfação
dos seus clientes. Segundo Lamberts, Dutra e Pereira (2004, p. 51), o projeto eficiente sob o ponto de
vista energético deve garantir uma perfeita interação entre o homem e o meio em todas as escalas da
cidade: global, regional e local.
As condições climáticas de cada região fornecem os subsídios para as decisões sobre a forma
arquitetônica a ser projetada, os materiais utilizados e a distribuição funcional dos espaços em relação
à orientação solar mais favorável para cada ambiente. Quando estamos trabalhando com conceitos da
eficiência energética na arquitetura, não significa dizer que o edifício deve ser desprovido de ilumina-
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ção e condicionamento artificial. As estratégias são utilizadas para minimizar o uso de recursos artificiais, diminuindo gastos com a conta de energia elétrica, tanto nas edificações residenciais, como nas
comerciais e industriais.
Eficiência energética
O conceito de eficiência energética, segundo Lamberts, Dutra e Pereira (2004, p. 14),
[...] pode ser entendido como a obtenção de um serviço com baixo dispêndio de energia. Portanto, um edifício é considerado
mais eficiente do que outro se esta edificação oferece as mesmas condições ambientais com menor consumo de energia.
Você deve estar se questionando sobre como podemos medir o conforto térmico de uma edificação. Conforme Lamberts (2004 p. 40-41), o conceito de conforto térmico é o reflexo de satisfação com o
ambiente que envolve a pessoa. A sensação de conforto varia conforme o estado das condições climáticas
locais, a quantidade de roupa que a pessoa está usando e a atividade que ela está desempenhando.
Dessa forma, desenvolver o produto imobiliário pensando em satisfazer as necessidades de conforto térmico dos clientes da edificação, além de proporcionar sensação de bem-estar entre os usuários do
edifício, acaba minimizando os gastos energéticos da edificação, gerando mais satisfação do produto.
Para a edificação consumir menos energia é necessário promover um uso mais racional. Sendo assim, é interessante especificar equipamentos que tenham mais eficiência energética e incentivar o uso
racional de energia, evitando desperdícios. Entretanto, algumas das principais soluções para diminuir os
gastos energéticos das edificações podem ser empregadas ainda na fase de planejamento do empreendimento imobiliário, por meio da adequação climática da forma, da função e dos materiais utilizados.
Para podermos projetar de forma eficiente é de suma importância conhecer os aspectos relacionados ao clima local e o tipo de uso e ocupação do solo urbano. O clima varia conforme a região em que
a cidade se localiza. Duarte e Serra (2003, p. 8) explicam que:
[...] cada cidade é composta por um mosaico de microclimas diferentes; os mesmos fenômenos que caracterizam o
mesoclima urbano existem em miniaturas por toda a cidade, como pequenas ilhas de calor, bolsões de poluição atmosférica e diferenças locais no comportamento dos ventos.
Por isso, ao analisar as propostas para um determinado empreendimento, é importante entender
o contexto urbano em que este se insere.
Estratégias arquitetônicas para a eficiência energética das edificações
Entender os fatores climáticos locais (orientação solar, umidade do ar, ventos predominantes de
cada local) é importante para observar o custo versus os benefícios proporcionados pela utilização de
estratégias de projeto que melhoram o conforto térmico do empreendimento. Vale ressaltar que o custo deve ser analisado do ponto de vista do usuário final, pois os benefícios se estendem por toda a vida
útil da edificação.
Os fatores dinâmicos do clima afetam o desempenho térmico do edifício. Os ganhos e perdas de
calor da edificação também dependem de algumas variáveis arquitetônicas. Alguns exemplos de influência térmica dos elementos da arquitetura (MASCARÓ, 1991; LAMBERTS, 2004. Adaptado.) destacam
os seguintes fatores:
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::: as características dos materiais das fachadas externas (expostas às condições climáticas);
::: a cor utilizada nas fachadas externas;
::: a orientação solar;
::: a forma e a altura da edificação;
::: a orientação e o tamanho das vedações transparentes;
::: as características do entorno da edificação;
::: a orientação em relação a ventilação;
::: o desempenho das aberturas, quanto às possibilidades de iluminação natural, bem como suas
devidas proteções à insolação inadequada;
::: a localização estratégica dos condicionadores de ar artificiais.
Cada região tem estratégias específicas para as soluções arquitetônicas a serem adotadas nas
edificações, já que as cidades brasileiras apresentam características climáticas bem diferenciadas
entre elas.
Estratégias para a ventilação
Toda edificação necessita de quantidades adequadas de ventilação. Existem dois tipos de ventilação nas edificações: a higiênica e a térmica. A ventilação higiênica tem caráter permanente, pois é necessária a qualquer hora e em todas as épocas do ano. Já a ventilação térmica é necessária apenas quando o
ar interior da edificação está mais quente que o ar exterior (ROSA; SEDREZ; SATTLER, 2001, p. 3).
Estratégias para a ventilação, adaptadas de Sattler (2004) e Lamberts, Dutra e Pereira (2004):
::: promover a ventilação cruzada – o ar que entra deve ter alguma saída oposta;
::: as aberturas de entrada de ar devem ser localizadas nas zonas dos ventos predominantes favoráveis;
::: a ventilação mais adequada é aquela em que o fluxo de ar entra pelos dormitórios e sai pela
parte de serviço;
::: o ar quente tende a subir, por isso a abertura de entrada de ar deve estar situada mais baixa
que a de saída;
LAMBERTS; DUTRA; PEREIRA, 2004.
Adaptado.
::: no inverno é interessante manter uma ventilação higiênica, ou seja, acima do nível da cabeça
do usuário, junto ao forro.
Exemplo de ventilação cruzada.
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LAMBERTS; DUTRA; PEREIRA, 2004.
Adaptado.
Conforto ambiental nas edificações
Exemplo de ventilação higiênica.
Orientação solar das edificações
A forma da edificação deve respeitar a orientação solar mais favorável ao local. Antes de projetar
os espaços do empreendimento, deve-se analisar as condições da orientação solar do terreno, conforme análises qualitativas e quantitativas dos lotes. Dessa forma, deve ser observado qual é a orientação
solar de cada face limite do terreno.
Ao distribuir os ambientes no terreno, deve ser analisada a orientação solar mais favorável a cada
ambiente. As condições de habitabilidade da edificação dependem da iluminação e ventilação naturais
disponíveis em cada ambiente. A adequada orientação solar segue princípios do movimento do sol,
observando que o nascer do sol ocorre no leste e o pôr-do-sol acontece na orientação oeste. O horário
mais quente do dia é logo após 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.
Estratégias bioclimáticas para as edificações nas principais cidades do Brasil
Segundo Lamberts, Dutra e Pereira (2004, p. 116-143):
Porto Alegre
O clima de Porto Alegre é complicado, visto que o projetista trabalha com duas situações antagônicas: frio intenso e úmido no inverno e calor intenso e úmido no verão. Para Porto Alegre é importante
planejar um sistema de esquadrias eficientes, as quais podem propiciar a ventilação necessária no verão
e ao mesmo tempo proporcionar uma excelente vedação no inverno para evitar perdas de calor. A ventilação cruzada é a solução mais adequada para retirar o calor interno nos dias de verão.
Curitiba
A cidade de Curitiba tem seu desconforto climático devido principalmente ao frio incidente. Para
as edificações de Curitiba salienta-se o maior aproveitamento solar possível, ou seja, permitir que o sol
aqueça naturalmente as edificações evitando situações de sombreamento. Nos dias de calor, a ventilação cruzada pode minimizar uma parte do desconforto.
São Paulo
Salienta-se que a cidade de São Paulo sofre muito com o efeito da ilha de calor, devido às altas
densidades, à pequena quantidade de vegetação e à poluição do ar. Para São Paulo destacam-se alter-
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nativas que promovam a melhor ventilação possível, com menos necessidades de aproveitamento do
calor solar.
Rio de Janeiro
Para o Rio de Janeiro aconselha-se muita ventilação. Além disso, é interessante criar sistemas de
sombreamento solar nas esquadrias evitando incidência do sol direta no interior da edificação, o que
acaba aumentando o calor interno. Pode-se utilizar brises1 de proteção das janelas e trepadeiras caducifólias, espécies que perdem as folhas no inverno e permitem a incidência solar em dias frios.
Salvador
Nessa cidade, o principal problema é o calor. Aconselham-se as mesmas estratégias indicadas
para o Rio de Janeiro (ventilação cruzada, uso de proteção solar nas esquadrias, além de propiciar espaços internos fluidos que facilitem a ventilação cruzada).
Brasília
Segundo as análises da carta bioclimática da cidade de Brasília, conforme literatura mencionada,
as estratégias indicadas para as edificações são a ventilação e o aquecimento solar. Para Brasília, alertase sobre a importância das áreas verdes, visto que a região é muito seca e a vegetação contribui para
aumentar a umidade do ar. Por isso, é importante projetar espaços que promovam a integração entre
os ambientes construídos e os naturais.
Esses são apenas alguns exemplos básicos das soluções mais indicadas para as cidades referidas.
Adotar soluções arquitetônicas que respeitem o clima local melhora a vida dos seus usuários e pode
minimizar o uso de ar-condicionado durante todo o ano, sendo este um dos requisitos de qualidade dos
empreendimentos imobiliários.
Estratégia de ocupação e uso do solo: vegetação e suas
contribuições para a qualidade térmica dos ambientes urbanos
O sucesso ou o fracasso de um espaço público depende de várias circunstâncias, mas está claro
que se o ambiente não apresenta características de conforto térmico esse espaço está condenado ao
abandono. Uma das maneiras mais eficazes de garantir microclimas agradáveis ao convívio humano em
espaços públicos abertos é a utilização potencial da vegetação, seja a partir de espécies arbóreas isoladas e/ou grupamentos arbóreos. Conforme Duarte (1997, p. 89), sob a óptica do pedestre, a vegetação
tem papel fundamental nos dias de calor, visto que as sombras por ela proporcionadas nos espaços
públicos tornam esses locais mais confortáveis, provocando sensações de bem-estar na população.
Isso se dá pelo fato de que a vegetação tem menos capacidade e condutividade térmica do
que os materiais de construção. A radiação solar é absorvida, principalmente pelas folhas, e a reflexão
dessa radiação é muito pequena; além disso, a transferência de calor para o solo é lenta. A velocidade
dos ventos também é modificada com a inserção de vegetação: adensamentos verdes podem reduzir
a velocidade do vento perto do solo, além de a umidade relativa do ar ser mais elevada nessas áreas
1 Brise: elemento arquitetônico em forma de placas horizontais ou verticais, fixas ou móveis, aplicadas sobre a fachada de um edifício, para
barrar a incidência direta dos raios solares; quebra-luz, quebra-sol (Dicionário Houaiss de Língua Portuguesa).
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(FONTES; DELBIN, 2002, p. 974-975). Nesse contexto, é importante ressaltar que os ambientes mais
secos são mais favoráveis à ocorrência de incêndios e à perda de fertilidade do solo.
SATTLER, 2004. Adaptado.
Pesquisas de Lúcia e Juan Mascaró (2002, p. 41) indicam que sob agrupamentos vegetais a temperatura do ar pode ser entre 3 e 4° C mais baixa do que em áreas expostas à radiação solar direta. E,
dependendo da cobertura do solo, como o asfalto, por exemplo, essa diferença pode ser ainda mais
marcante.
Temperatura do ar conforme tipo de ocupação do solo.
Na figura acima, podemos constatar que o tipo de ocupação e material utilizados na cobertura
do solo influencia a temperatura do ar nessa região, segundo dados de Sattler (2004). As temperaturas
são mais amenas na sombra da árvore; já o piso próximo à casa, além de absorver muita radiação (calor),
re-emite esse calor para o interior do ambiente. Se a árvore estivesse plantada mais perto da janela da
casa, certamente o clima seria mais ameno no interior da edificação.
Adotar soluções construtivas que propiciem mais qualidade ambiental ao empreendimento imobiliário aumenta a qualidade de vida dos usuários da edificação, assim como a dos habitantes do entorno da edificação, pois as relações ambientais desenvolvem-se em diferentes escalas. Os reflexos de uma
arquitetura que cria espaços mais agradáveis ao uso humano, sob a perspectiva ambiental, ultrapassam
a satisfação dos clientes, pois melhora as relações econômicas e sociais do empreendimento. Os benefícios econômicos são percebidos em médio prazo, já que há uma economia de energia durante o uso
da edificação e em longo prazo pela satisfação dos compradores do imóvel.
Para o gestor imobiliário, entender as contribuições proporcionadas pela integração do empreendimento com seu ambiente qualifica sua ação profissional, já que poderá indicar para seus clientes
soluções mais adequadas e que proporcionam mais satisfação. O gestor imobiliário poderá utilizar esse
conhecimento tanto para indicar caminhos para seu cliente investidor, assim como para contribuir para
a tomada de decisão do cliente que irá comprar ou alugar um imóvel.
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Texto complementar
Projeto premiado tem raízes no Programa Habitare
(HABITARE, 2006)
Um dos três projetos vencedores do concurso Melhor Prática em Construção Sustentável, revelado durante a 11.ª Conferência Latino-Americana de Construção Sustentável, tem “raízes” no Programa Habitare. O “Projeto de demonstração de eficiência energética em habitação unifamiliar”, desenvolvido em parceria por profissionais da Eletrosul, Eletrobrás (Procel) e integrantes do Laboratório
de Eficiência Energética em Edificações (LabEEE), ligado à Universidade Federal de Santa Catarina
(UFSC), é resultado de uma linha de pesquisa que já contou com recursos do Programa de Tecnologia
de Habitação, financiado pela Finep. A proposta premiada prevê a construção de uma casa-modelo
direcionada à pesquisa e demonstração de soluções inovadoras para uso racional da energia elétrica
e menor impacto ambiental. De acordo com simulações e estudos prévios comparativos realizados
pela equipe, o uso combinado das estratégias adotadas pode proporcionar uma economia de 35,6%
a 64% de energia em relação a construções convencionais. A expectativa é de que o modelo se torne
um instrumento educativo para implementação e incentivo à aplicação de conceitos relacionados à
sustentabilidade na habitação.
A proposta de Santa Catarina leva em conta a especificidade do clima de Florianópolis (cidade
em que o modelo será construído), buscando eficiência e conforto a partir do projeto arquitetônico.
“A adequação do padrão arquitetônico é o item que exige menores investimentos, mas proporciona
uma das maiores economias de energia. Por isso, todo o projeto arquitetônico, desde suas etapas iniciais de conceituação e concepção, buscou soluções para obtenção da máxima eficiência energética
para condições opostas de inverno e verão, procurando também por soluções sustentáveis”, 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 seleção dos componentes. Buscamos também adotar materiais que permitissem
aplicação em estado natural de cor e características físicas, estabelecendo uma linguagem com a natureza, procurando empregar conceitos da Arquitetura Orgânica”, explica a arquiteta. Segundo ela,
a vegetação é utilizada como elemento de projeto. Está previsto o plantio de 194 espécies nativas
e 1.500 metros quadrados de grama. “O objetivo é recuperar a área e colaborar com a geração do
microclima”, explica.
Água
Para uso racional da água, o sistema hidráulico da casa foi desenvolvido prevendo o aproveitamento da chuva e o tratamento de efluentes no local da construção. O projeto prevê que as águas
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pluviais coletadas e os efluentes tratados serão um suprimento complementar ao sistema de água
potável. Por isso, o sistema hidráulico da casa vai usar três reservatórios: de água pluvial, de efluentes
tratados e de água potável da rede de abastecimento. Os reservatórios poderão 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 água potável em relação ao consumo total de água da casa. Dispositivos economizadores e instalações aparentes e de fácil acesso foram priorizados para colaborar
com a redução do consumo de água e gastos com futuras reformas.
A concepção das instalações sanitárias também recebeu cuidado especial. Está prevista a construção de tanques independentes de tratamento biológico. Um deles vai tratar somente os efluentes
do vaso sanitário e da primeira água da chuva, considerados impróprios para o reaproveitamento
mesmo após o tratamento biológico. Neste caso, o tratamento prévio, ainda que não seja suficiente
para permitir o reuso da água na casa, vai reduzir a carga de poluição na rede coletora. Com relação
aos efluentes de pias e chuveiros, as instalações sanitárias e o tratamento permitirão o reaproveitamento em atividades que não exigem a água potável, como a irrigação do jardim e um sistema de
aquecimento dos quartos.
O projeto premiado prevê que o aquecimento dos quartos será realizado a partir de um sistema
“inovadorsimples e ”que minimiza o uso de energia elétrica para aquecimento do ambiente. A proposta é circular água aquecida em uma tubulação de cobre presa ao rodapé, para transferência de
calor para a casa. A temperatura interna do ar abaixo de 18ºC, que segue limites de conforto estabelecidos em estudos, determinará os momentos de acionamento da bomba para circulação da água
quente. O aquecimento será feito por meio de sistema solar, que terá seus coletores na cobertura do
quarto de casal.
Desempenho econômico
[...]
Com área prevista de 206 metros quadrados, incluindo sala, cozinha, banheiro, serviço, quarto
de casal, quarto de solteiro, terraços, acessos, rampas e mezanino, a casa será um ambiente para
demonstração e desenvolvimento de atividades de ensino e pesquisa. Todas as soluções e sistemas
implementados poderão ser observados através da visitação pública.
Também serão realizadas atividades de monitoramento termo-energético e os dados serão disponibilizados eletronicamente através da visita virtual. O modelo real vai abrigar o Núcleo 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. São co-autores a arquiteta Suely
F. de Andrade (LabEEE) e o arquiteto Arnaldo de Oliveira (Eletrosul).
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Atividades
1.
Reflita sobre o tipo de uso e ocupação do solo urbano da sua cidade. Pense nas condições de
conforto térmico da sua residência e ou do seu escritório. O uso de condicionamento artificial
de ar nesses ambientes pode ser considerado racional por falta ou excesso de calor? Analise a
orientação solar de cada ambiente e verifique se necessitam de mais calor ou de mais resfriamento.
Faça um desenho esquemático da planta baixa e anote suas observações, compare com outros
empreendimentos da sua cidade e com as condições climáticas locais.
Ampliando conhecimentos
LAMBERTS, R.; DUTRA, L.; PEREIRA, F. O. Eficiência Energética na Arquitetura. 2. ed. São Paulo: ProLivros, 2004.