edifícios altos

EDIFÍCIOS ALTOS
Estudos de Caso
Joana Gonçalves
[email protected]
Arquiteta Dra.
Profa. FAU USP
Pesquisadora do LABAUT/ FAU USP
Laboratório de Conforto Ambiental e
Eficiência Energética
COMMERZBANK HQ / FRANKFURT
- Localização: Frankfurt am Main,
Alemanha, latitude 50o Norte
- Cliente/investidor: Commerzbank
- Arquitetura e urbanismo: Norman
Foster and Partners, London
- Estrutura: Ove Arup and Partners
International, London
- Engenharia mecânica e elétrica: Roger
Preston and Partners, Pedderson and
Ahrens, Schaad and Hoelzel and Stangier
Partner.
- Uso do empreendimento: escritórios,
residências e restaurantes
- Número de pavimentos: 56
- Altura: 258 metros
- Área total construída: 120.000 m2
- Status/ fase: construído em 1997
1
COMMERZBANK HQ
A Torre do
Commerzbank e a
cidade de Frankfurt
Acessos e
integração
na
morfologia
do entorno
imediato
COMMERZBANK HQ / FRANKFURT
AS PREMISSAS DO PROJETO E AS ESTRATÉGIAS
DE BAIXO IMPACTO AMBIENTAL
Tendo como principais justificativas de projeto o conforto, a satisfação do
usuário e a eficiência energética do edifício, os aspectos de distinção
do Commerzbank HQ são:
- Possibilidade de ventilação natural, tanto pelas janelas voltadas
diretamente para o exterior, como na parte interna do edifício voltada
para os átrios e jardins;
- Comunicação visual entre partes internas do edifício e interação social
por meio dos jardins de pé-direito quádruplo, que são ligados aos
átrios centrais;
- Vistas externas para a cidade a partir dos espaços abertos (chamados
de jardins suspensos) localizados entre as áreas de trabalho;
- Controle de ofuscamento e distribuição de luz natural no interior dos
espaços de trabalho, com o auxílio de brises internos aos painéis das
fachadas.
2
COMMERZBANK HQ / FRANKFURT
AS PREMISSAS DO PROJETO E AS ESTRATÉGIAS
DE BAIXO IMPACTO AMBIENTAL
COMMERZBANK HQ /
FRANKFURT
AS PREMISSAS DO
PROJETO E AS
ESTRATÉGIAS DE BAIXO
IMPACTO AMBIENTAL
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COMMERZBANK HQ / FRANKFURT
ESTRATÉGIA AMBIENTAL - CONCEITUAÇÃO
VERÃO
INVERNO
COMMERZBANK HQ / FRANKFURT
ESTRATÉGIA AMBIENTAL - CONCEITUAÇÃO
Nos estudos de simulação para todas as subdivisões internas das
“pétalas” (cada pétala corresponde a 1/3 do pavimento), combinadas à
divisão em vilas, chegou-se às seguintes conclusões:
1. Na zona periférica (junto às fachadas externas) as condições
microclimáticas externas são a principal variável de influência na
estratégia de climatização, sendo então possível os meios passivos de
ventilação natural por parte do ano.
2. Na zona intermediária, o condicionamento ambiental ativo é
requisitado por todo o ano. (Desta análise é possível deduzir que se a
zona do meio fosse mais estreita e os limites laterais do átrio maiores, a
necessidade da condicionamento ambiental artificial intermitente
desapareceria)
3. As zonas mais internas (aquelas junto aos átrios e jardins) são as de
menor demanda pelos sistemas ativos, devido à influência da mediação
climática trazida pelas aberturas laterais e pelo átrio central.
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COMMERZBANK HQ / FRANKFURT
ESTRATÉGIA AMBIENTAL - CONCEITUAÇÃO
VISTA PARA PÁTIOS INTERNOS
JARDINS SUSPENSOS
COMMERZBANK HQ / FRANKFURT
ESTRATÉGIA AMBIENTAL - CONCEITUAÇÃO
PÁTIOS INTERNOS
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COMMERZBANK HQ / FRANKFURT
OS SISTEMAS DE CONDICIONAMENTO AMBIENTAL
E O CONSUMO DE ENERGIA
O uso da ventilação natural é a estratégia principal para a eficiência energética. O
projeto de climatização teve como meta inicial 50% de economia no consumo de
energia, em comparação aos moldes de edifícios de escritório em Frankfurt
hermeticamente fechados. Porém, os estudos das condições microclimáticas
locais mostraram que o edifício poderia ser arrefecido naturalmente por 60% do
ano (mais do que a meta inicial).
Os estudos de simulação identificaram nas zonas externas da última vila o menor
número de horas anuais possíveis para o uso da ventilação natural.
Esses mesmos estudos mostraram que limitações para o uso da ventilação
natural ocorreriam tanto nos últimos pavimentos, como junto a base do edifício,
em decorrência da aceleração das correntes de ar. No segundo caso isso
ocorreria por efeito de turbulências criadas pelo próprio edifício.
Quanto à poluição sonora e atmosférica (empecilhos usualmente encontrados em
centros urbanos para a abertura da envoltória), não foram registradas situações
negativas nas imediações do edifício.
COMMERZBANK HQ / FRANKFURT
OS SISTEMAS DE CONDICIONAMENTO AMBIENTAL
E O CONSUMO DE ENERGIA
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COMMERZBANK HQ / FRANKFURT
OS SISTEMAS DE CONDICIONAMENTO AMBIENTAL
E O CONSUMO DE ENERGIA
A concepção da parte ativa do condicionamento ambiental foi baseada na
separação entre o resfriamento, ou o aquecimento do ar e a ventilação, com o
argumento do aumento da eficiência energética. O sistema completo de
climatização da torre de escritórios do Commerzbank é composto das seguintes
partes: forros gelados, aquecedores, sistema de ventilação mecânica e a
abertura de janelas para a ventilação natural.
Para o resfriamento do ambiente interno, a opção aplicada foi a tecnologia dos
forros gelados (chilled ceillings). No caso da utilização dos forros gelados, a
complementação do condicionamento ambiental pode ser feita com a ventilação
mecânica, ou simplesmente com a natural.
Para atender a necessidade de aquecimento, o edifício possui o sistema de
aquecedores convencionais nos ambientes internos.
Para o funcionamento da ventilação natural, o edifício é divido verticalmente em
quatro módulos sobrepostos que operam como edifícios independentes. Com
relação à ventilação mecânica, a setorização das unidades de serviço divide o
edifício em dois grandes blocos.
COMMERZBANK HQ / FRANKFURT
OS SISTEMAS DE CONDICIONAMENTO AMBIENTAL
E O CONSUMO DE ENERGIA
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COMMERZBANK HQ / FRANKFURT
COMMERZBANK HQ / FRANKFURT
SIMULAÇÃO X OPERAÇÃO
Surpreendentemente, a torre de escritórios do Commerzbank HQ apresenta
resultados mais eficientes do que as expectativas das simulações, no âmbito
da eficiência energética do condicionamento ambiental.
Depois de quatro anos em operação (desde 1998), é constatado que mesmo
com a possibilidade de fechar o edifício inteiro para a ventilação natural e
climatização exclusivamente por meios ativos, existem partes do edifício que
beneficiam-se da ventilação natural por 100% do ano, ao contrário do previsto
em projeto.
Conseqüentemente, a previsão do uso da ventilação natural na torre de
escritórios do Commerzbank HQ por 60% do ano subiu para 80%, com uma
variação de + ou - 5%, dependendo das condições climáticas específicas de
cada ano.
O índice de 80% é calculado pelo sistema de automação predial do edifício,
registrando o tempo que as duas centrais de condicionamento ambiental não
são requisitadas.
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COMMERZBANK HQ / FRANKFURT
SIMULAÇÃO X OPERAÇÃO
De um modo geral, o edifício em operação
mostrou que a ventilação natural NÃO pode
ser realizada nas seguintes situações:
1. zonas internas de todas as pétalas
(corredores e os chamados inner offices);
2. zonas externas das três orientações no
inverno para temperaturas externas abaixo de
0oC (devido aos riscos de condensação);
3. zonas externas das orientações sul e leste
no verão para temperaturas externas acima
de 25oC;
4. zonas externas da orientação noroeste, na
ocorrência de ventos acima de 15 m/s.
COMMERZBANK HQ / FRANKFURT
SIMULAÇÃO X OPERAÇÃO
Ao mesmo tempo que o Commerzbank HQ é considerado por muitos o novo
paradigma da tipologia de edifícios altos de escritório para o século 21, por sua
inovação no que diz respeito à espacialidade interna e aos aspectos ambientais, o
edifício tem provocado discussões em torno de suas características projetuais
aclamadas como “ecologicamente consciente”. As maiores críticas levantadas
contra as soluções aplicadas no Commerzbank dizem respeito aos seguintes
aspectos:
1. Metragem quadrada e volumétrica que não são comercialmente ocupáveis,
como no caso dos átrios e áreas comuns;
2. Área de envoltória aumentada pela existência das fachadas internas, aumento
os custos de construção e de manutenção das mesmas.
3. Coexistência de dois sistemas de condicionamento ambiental: o referente a
ventilação natural, que inclui esquadrias que abrem, e um segundo composto
pelos mecanismos necessários para a ventilação mecânica.
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4 TIMES SQUARE / NY
- Projeto: 4 Times Square
- Localização: Nova Iorque, latitude 41o Norte
- Cliente/ investidor: The Durst Organization
- Arquitetura e urbanismo: Fox and Fowle Architects
- Estrutura: Cantor Seinuk Consulting Engineers
- Engenharia mecânica e elétrica: Cosentini
Associates
- Uso do empreendimento: escritórios e comércio
- Número de pavimentos: 48
- Altura: 216 metros
- Área total construída: 148.800 m2
- Status/ fase: construído em 1999
4 TIMES SQUARE / NY
Os investidores do 4 Times Square
acreditam que a imagem do edifício
de baixo impacto ambiental é um
fator positivo para o valor imobiliário
do empreendimento, atraindo
inquilinos e mantendo-os, dentre
outras razões, pelas vantagens de
um ambiente interno de melhor
qualidade, com custos de operação
menores, declara Douglas Durst.
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4 TIMES SQUARE / NY
Do ponto de vista do
impacto ambiental da
construção sobre os
espaços urbanos, a
ocupação do 4 Times
Square tem o aspecto
positivo de substituir
um edifício de
escritórios antigo (sem
valor para a
especulação
imobiliário), e não ser
uma construção sobre
uma área aberta, de
características
naturais.
4 TIMES SQUARE / NY
ARQUITETURA
Nos últimos anos,
a região recebeu a
construção de
uma série de
quatro edifícios
altos, como parte
de um projeto
público de
revitalização da
região que criou o
consórcio público
e privado
chamado de 42sd
Street
Development
Corporation.
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4 TIMES SQUARE / NY
CARACTERÍSTICAS DO PROJETO DECORRENTES
DE CONSIDERAÇÕES AMBIENTAIS
Do conjunto de medidas em prol da eficiência energética, do conforto
ambiental e do impacto ambiental global do edifício, destaca-se quatro
principais:
1. geração de energia limpa
2. aumento do volume de ar externo
3. melhoria das condições de luz natural no interior
4. utilização de absorption chillers
Paralelamente, um conjunto de outras ações complementam a proposta.
4 TIMES SQUARE / NY
PARTICULARIDADES DAS ESTRATÉGIAS DE BAIXO
IMPACTO AMBIENTAL
Somando o que é produzido pelos painéis fotovoltáicos e os dois
módulos de células combustíveis, a geração de energia limpa não
ultrapassa 2% do consumo total do edifício.
Com respeito à qualidade do ar nos ambientes de trabalho, o sistema
de condicionamento ambiental admite cinco vezes mais ar fresco do
que o exigido pelo Estado de Nova Iorque. Do volume de ar externo,
85% é filtrado, ao invés dos 35% usuais em demais edifícios da
cidade.
A puxada do ar externo é feita por dois pontos do edifício de alturas
diferentes. A primeira a 25m de altura e a segunda a 213m. Existe
ainda a alternativa de blocos de três andares serem alimentados com
100% de ar externo, ao invés de serem misturados com o ar interno.
12
4 TIMES SQUARE / NY
PARTICULARIDADES DAS ESTRATÉGIAS DE BAIXO
IMPACTO AMBIENTAL
Ainda com respeito ao ambiente interno, o edifício diferencia-se de
seus similares pelas condições de luz natural. Simulações
computacionais provaram que com o aumento de 15cm no pé-direito
em comparação ao usual dos edifícios das últimas décadas na cidade,
25% do pavimento tipo é beneficiado com boa iluminação natural.
Com ênfase na questão energética, o projeto do 4 Times Square teve
como meta o consumo de 41% a menos do correspondente em um
edifício de escritórios convencional em Nova Iorque nos últimos dez
anos. Para isso foram combinados aspectos da arquitetura e da
engenharia de sistemas prediais.
4 TIMES SQUARE / NY
PARTICULARIDADES DAS ESTRATÉGIAS DE BAIXO
IMPACTO AMBIENTAL
No âmbito dos sistemas prediais, o aspecto de destaque foi a
utilização de absorption chillers movidos a gás natural, para o
funcionamento do ar condicionado, repercutindo em economia de
energia na operação do sistema.
Com referência à arquitetura, 2 foram as medidas principais visando a
eficiência energética:
- o aumento do pé-direito para um melhor aproveitamento da
iluminação,
- e um projeto de fachadas com isolamento térmico apropriado para
evitar as perdas térmicas nos meses de inverno.
O projeto da envoltória contou com o auxílio do programa de simulação
DOE-2, com o qual foi possível quantificar a participação da envoltória
nos ganhos e perdas térmicas do edifício, e consequentemente, no
consumo de energia do condicionamento ambiental.
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4 TIMES SQUARE / NY
PARTICULARIDADES DAS ESTRATÉGIAS DE BAIXO
IMPACTO AMBIENTAL
Como resultado do edifício em operação, o edifício é 1/3 mais eficiente
do que o previsto, relata Daniel Kaye (facility manager), destacando,
contudo, que apesar da capacidade para 8.000 usuários, o 4 Times
Square dispõe de uma população atual de 4.000 pessoas.
110 BISHOPSGATE / LONDRES
- Localização: Londres, latitude 52o
Norte
- Cliente/ investidor: Heron Properties
International
- Arquitetura e urbanismo: Kohn
Pedersen Fox, London
- Estrutura: Ove Arup and Partners
International, London
- Engenharia mecânica e elétrica:
Ove Arup and Partners International,
London
- Usos do empreendimento:
escritórios na torre e comércio/lazer na
base
- Número de pavimentos: 42
- Altura: 183 metros
- Área total construída: 63.105 m2
14
110 BISHOPSGATE / LONDRES
CONCEITO ARQUITETÔNICO
O edifício 110 Bishopsgate é um
dos primeiros projetos em Londres
a passar por um processo extenso
de estudos sobre o impacto do
edifício no ambiente urbano, nas
mais variadas e abrangentes
questões relacionadas ao tema de
sustentabilidade. Da concepção
até a fase de aprovação, foram
envolvidos mais de 40
consultores.
Status/ fase: aprovação para a
construção concedida pelo poder
público em abril de 2002, início da
construção em 2003 com previsão
de conclusão em 2006.
110 BISHOPSGATE / LONDRES
15
110 BISHOPSGATE / LONDRES
Aspecto importante do
projeto de arquitetura do
edifício, para a qualidade
ambiental interna e o
consumo de energia, é a
localização no núcleo de
elevadores e serviços junto
a elevação sul.
Além dos benefícios
ambientais e espaciais de
liberar o espaço central do
edifício, o deslocamento do
núcleo possibilitou que as
escadas, sanitários e
lobbies da circulação
vertical recebam luz e
ventilação natural.
110 BISHOPSGATE / LONDRES
CONFORTO E ENERGIA
Abordagem balanceada entre os benefícios e interesses econômicos
e o desempenho ambiental do empreendimento, direcionou as
principais decisões de projeto.
O projeto do edifício 110 Bishopsgate foi avaliado pelo conjunto de
indicadores do sistema BREEAM, e desenvolvido para alcançar a
marca de “excelente” em sustentabilidade ambiental.
A aplicação de medidas em prol da eficiência energética no projeto
110 Bishopsgate tem como meta a redução de 25 a 30% no consumo
de energia, repercutindo em 30% de redução na emissão indireta de
CO2, em comparação ao modelo tradicional de edifícios de escritórios
em Londres.
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110 BISHOPSGATE / LONDRES
CONFORTO E ENERGIA
Dentre as iniciativas do projeto visando alcançar um conceito favorável
estão as seguintes medidas de arquitetura e engenharia:
- Zonas de proteção/ transição climática;
- Fachadas ventiladas;
- Resfriamento passivo da água do sistema de condicionamento
ambiental;
- Building Energy Management System – gerenciamento computacional
de todos os dispositivos que consomem energia;
- Boilers e chillers de alta eficiência energética;
- Geração de gelo durante a noite;
- Sistema de Iluminação artificial de maior eficiência energética;
- Descentralização por vilas da ventilação do sistema de climatização.
110 BISHOPSGATE / LONDRES
CONFORTO E ENERGIA
Em termos espaciais, o principal
elemento do projeto do edifício para
as questões de conforto ambiental e
eficiência energética são os
ÁTRIOS, devido à sua contribuição
no acesso da luz natural.
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110 BISHOPSGATE / LONDRES
CONFORTO E ENERGIA
Com o formato da planta
em “U” e pé-direito triplo, o
posicionamento central do
átrio provê a maximização
do acesso da luz natural
até as partes internas do
pavimento mais distantes
das fachadas.
Desse modo, considerando
os limites internos do átrio,
nenhum usuário é
posicionado a mais do que
nove metros do perímetro
do pavimento, por onde é
feita a captação da luz
natural.
110 BISHOPSGATE / LONDRES
CONFORTO E ENERGIA
Inicialmente, as diferentes
fachadas são tratadas
diferentemente, por estarem
expostas a diferentes
condições de insolação.
As fachadas leste e oeste
são constituídas de paredes
de vidro triplo, compostas de:
- uma camada de vidro duplo
hermeticamente fechada,
- seguida por uma cavidade
ventilada com proteções
solares (micro-persianas)
- uma última camada interna
de vidro simples.
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110 BISHOPSGATE / LONDRES
CONFORTO E ENERGIA
A parede externa de vidro
duplo, além de ser
especificada como low-iron,
para minimizar a reflexão
externa, recebe também um
tratamento metalizado low-e, a
fim de minimizar as perdas
térmicas no inverno.
Com respeito a climatização
das áreas de escritórios, é
adotado um sistema de
condicionamento ativo durante
todo o período de ocupação.
A ventilação natural não é
utilizada.
110 BISHOPSGATE / LONDRES
CONFORTO E ENERGIA
O projeto da envoltória teve um papel determinante para as
questões de conforto ambiental e energia, sendo um trabalho
conjunto de arquitetura e engenharia no experimento das
chamadas “fachadas ventiladas”.
A cavidade ventilada da fachada é parte do sistema de
condicionamento ambiental do edifício. O ar aquecido nos espaços
internos é sugado pela cavidade das fachadas, correspondente à
altura de um pé-direito, e expelido para o ambiente externo.
O sistema de condicionamento ambiental oferece ao inquilino o
fornecimento de água resfriada passivamente por torres de
resfriamento na cobertura. Com a temperatura dessa água
(variando de 14 a 19oC - não tão baixas quanto a água gelada do ar
condicionado) é possível a adaptação de outros recursos de
climatização de menor consumo de energia, como os forros e as
lajes geladas.
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SWISS RE HEADQUARTERS “THE GHERKIN”
GHERKIN”
- Localização: Londres, latitude 52o Norte
- Cliente/investidor: Swiss Reinsurance
Company
- Arquitetura e urbanismo: Foster and
Partners
- Estrutura: Ove Arup and Partners, Londres
- Engenharia mecânica e elétrica: Gardiner
and Theobald, Hilson Moran Partnership Ltd.,
BDSP Partnership, Ove Arup and PartnersLondon, RWG Associates, Sandy Brown
Associates.
- Usos do empreendimento: escritórios na
torre e comércio na base
- Número de pavimentos: 41
- Altura: 180 metros
- Área total construída: 76.400 m2
- Status/ fase: em construção, com previsão
de conclusão para 2004
SWISS RE HEADQUARTERS / LONDRES
É intenção do projeto fazer da nova sede
da Swiss Re, em Londres, uma referência
internacional de desempenho ambiental e
energético para a tipologia de edifícios
altos de escritórios, em inglês classificada
como environmentally progressive
building.
Estudos preditivos de consumo de
energia para a climatização do edifício
apontam para as chances de 20% de
economia, decorrentes unicamente da
forma.
A relação entre área de envoltória e
volume interno mostrou ser favorável para
a redução tanto de perdas de calor no
inverno, como de ganhos térmicos no
verão.
20
SWISS RE HEADQUARTERS / LONDRES
A forma do pavimento tipo estrela,
inserida no perímetro circular da
envoltória externa, permite que uma
porcentagem maior da área útil
usufrua dos benefícios da
iluminação e ventilação naturais.
SWISS RE HEADQUARTERS / LONDRES
A envoltória é parte
fundamental do projeto de
climatização do edifício.
Fachadas de vidro triplo,
combinadas aos volumes dos
átrios, fazem a mediação
climática entre exterior e
interior, visando:
- melhores condições de
conforto,
- menor consumo de energia,
- e a conseqüente redução da
contribuição indireta para as
emissões de CO2 na
atmosfera.
21
SWISS RE HEADQUARTERS / LONDRES
A parte da envoltória
correspondente aos espaços de
escritórios é composta de fora para
dentro, das seguintes camadas:
- uma pele externa de vidro duplo
tratado com uma metalização para
aumentar sua capacidade de
proteção contra a radiação solar
direta,
- seguida por uma cavidade
ventilada de 15 cm com proteções
solares na forma de micropersianas horizontais,
- e uma segunda pele interna de
vidro simples transparente.
SWISS RE HEADQUARTERS / LONDRES
A estratégia ambiental de climatização do edifício segue os
princípios do chamado modo misto (mixed-mode), em que o
edifício pode ser condicionado passivamente, com ventilação
natural, ou por um sistema de condicionamento ativo,
dependo das condições externas de clima.
22
SWISS RE HEADQUARTERS / LONDRES
Os escritórios não apresentam aberturas diretas para o exterior e a
ventilação natural é possibilitada pela comunicação com os átrios.
As simulações para a ventilação natural foram realizadas prevendo
vãos nas fachadas dos átrios, totalizando 9m2 de abertura por
pavimento.
Seguindo essa
exigência de
área de
abertura por
pavimento, 144
esquadrias (em
cada bloco de
seis andares)
são projetadas
para abrir.
SWISS RE HEADQUARTERS / LONDRES
O edifício é simulado para operar com
ventilação natural quando a temperatura
externa mínima for de até 5oC.
Para condições externas abaixo de 5oC, o
aquecimento ativo passa a ser necessário,
e a partir do momento em que as zonas
internas ultrapassarem os 26oC, a
ventilação mecânica ou o arrefecimento
ativo (ou os dois) deverão ser ativados.
Trabalha-se com uma temperatura interna
máxima de 24oC, ou preferencialmente
26oC. A umidade relativa máxima permitida
é de 60%.
Ocorrências acima desse limite também
colocarão o edifício para operar com o ar
condicionado.
23
SWISS RE HEADQUARTERS / LONDRES
Concluindo, a porcentagem anual estimada para a ventilação natural da
Swiss Re varia entre 40% e 80%, dependendo da ocorrência das
condições climáticas determinantes e dos níveis de tolerância a serem
definidos, como no caso da máxima interna aceitável (24oC ou 26oC).
Ilustrando essa questão, os estudos de simulação mostraram que o
aumento da temperatura de projeto de 24oC para 26oC incorrem no
acréscimo de 22% do tempo anual da ventilação natural.
A previsão de economia de energia, decorrente da estratégia passiva de
climatização, é de 30 a 50 kWh/m2 por ano, comparados aos 250
kWh/m2 por ano de um edifício similar de Londres, dependente 100% do
condicionamento ativo (BRE, 1998).
Considerando o debate sobre impacto ambiental global, os números de
economia de energia na Swiss Re repercutem em uma redução de 14 a
26 Kg de CO2 liberados na atmosfera por ano, em comparação ao
modelo convencional.
CENU: TORRE NORTE / SÃO PAULO
Projeto: Torre Norte
Localização: São Paulo, latitude 24o Sul
Cliente/investidor: Fundação dos Economiários Federais,
FUNSEF
Encorporador: Tishman Speyer e Método Desenvolvimento
Arquitetura e urbanismo: Botti Rubin Arquitetos
Estrutura: Julio Kasoy e Mario Franco Engenheiros Civis
Fachadas: AEC Consultores de Arquitetura e Construção
Engenharia mecânica, elétrica e hidráulica: MHA
Engenharia
Consultores internacionais: The Cantor Seinuk Group P.C.,
New York; Consentini Associates, New York; The boundary
Layer Wind Tunnel Laboratory, Toronto; Israel Berger and
Associates, New York e outros.
Usos do empreendimento: escritórios
Número de pavimentos: 37
Altura: 167 metros
Área total construída: 68.096 m2
Status/fase: construído em 1999
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CENU: TORRE NORTE / SÃO PAULO
CENU: TORRE NORTE / SÃO PAULO
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CENU: TORRE NORTE / SÃO PAULO
Questões da Arquitetura relacionadas ao conforto ambiental
Mesmo com a dependência dos sistemas ativos de condicionamento
ambiental, vale o seguinte questinamento:
Quanto o projeto de arquitetura do edifício, com ênfase para as
fachadas, contribuiu para o conforto interno?
Em uma primeira aproximação qualitativa, é possível identificar alguns
pontos positivos.
FORMA
A forma quadrada do edifício diminui a superfície de trocas térmicas
entre o meio externo e o meio interno em relação a formas mais
retangulares, no entanto, isso não implica diretamente em menores
ganhos de carga térmica, por causa das diferentes intensidades da
radiação solar nas diferentes orientações.
CENU: TORRE NORTE / SÃO PAULO
Questões da Arquitetura relacionadas ao conforto ambiental
ENVOLTÓRIA
O índice de window wall ratio (WWR), que indica a porcentagem da
fachada ocupada por material transparente/translúcido, é visivelmente
igual ou menor a 50%, o que conta positivamente contra os ganhos
externos de carga térmica.
A relação de cheios e vazios das fachadas dos três edifícios do CENU
apontam para uma opção às fachadas inteiramente envidraçadas, que
são menos favorável as condições climáticas locais, apesar de serem
comum em vários edifícios de escritório em São Paulo, incluindo
empreendimentos recentes na avenida Nações Unidas.
Com respeito a envoltória como um todo, a inércia térmica das partes
opacas também são, certamente, um fator de contribuição para o
conforto ambiental, por retardar e amortecer a radiação solar incidente.
26
CENU: TORRE NORTE / SÃO PAULO
A estratégia de climatização
A Torre Norte foi projetada para operar por todo o tempo de ocupação
com base nos recursos ativos de condicionamento ambiental. A meta
do condicionamento ambiental na Torre Norte foi oferecer um padrão
de climatização que respondesse às expectativas de um público
internacional. A exemplo disso, a temperatura de projeto (temperatura
de set point) para o verão é de 23oC.
O edifício é servido por um sistema de ar condicionado central,
alimentado por uma central de água gelada e duas puxadas de ar
externo. Chegando aos pavimentos, o ar tratado e resfriado é
distribuído por caixas de volume de ar variável (VAV) monitoradas por
sensores de temperatura e um sistema central de automação.
Também internamente, as fachadas tratadas por difusores lineares a
fim de reforçar o isolamento térmico entre o meio externo e o interno.
BIRMANN 21 / SÃO PAULO
Apresentação
Projeto: Birmann 21
Localização: São Paulo, latitude 24o Sul
Incorporador: Birmann S.A.
Arquitetura e urbanismo: Sikdmore Owings
and Merril SOM, NY e Kogan Arquitetos
Associados, SP
Estrutura: Julio Kasoy e Mario Franco
Engenheiros Civis
Engenharia mecânica e elétrica: Jaros, Baum
and Bolles Consulting Engeneers NY, Datum
Cons. e Projetos Ltda. e MHA Engenharia
Usos do empreendimento: escritórios
Número de pavimentos: 26
Altura: 130 metros
Área total construída: 61.780 m2
Status/fase: construído em 1996.
27
BIRMANN 21 / SÃO PAULO
BIRMANN 21 / SÃO PAULO
O edifício e o conforto ambiental
O volume da torre de escritórios apresenta um tratamento diferenciado
entre as quatro fachadas, o que representa um aspecto favorável para a
adequação do edifício às condições locais de clima e de exposição à
radiação solar.
Por conta da forte insolação sobre a fachada envidraçada desprovida de
proteção solar, a carga de calor incidente afeta diretamente o conforto
dos usuários localizados próximos a pele de vidro, além de representar
uma sobrecarga térmica para o sistema de ar condicionado no verão.
Em contra partida, o efeito da insolação durante a metade mais fria do
ano é comparavelmente menor, uma vez que essa orientação permite o
acesso do sol pelo vidro somente até as 9:00 da manhã.
Brises metálicos horizontais são aplicados nas elevações: sudoeste,
noroeste e nordeste, porém, estudos mostram como tais elementos da
fachada são visivelmente sub-dimensionados quanto proteção solar,
dada à angulação da radiação incidente nos planos de fachada do
edifício.
28
BIRMANN 21 / SÃO PAULO
O edifício e o conforto ambiental
ILUMINAÇÃO NATURAL
Estudos a respeito da influência da forma do pavimento tipo na
distribuição da luz natural é confirmada na ocorrência de contrates55.
As áreas próximas as fachadas provam ser muito iluminadas, com
decréscimos bruscos em direção as partes mais interna do andar na
condição de persianas levantadas.
OS SISTEMAS DE CLIMATIZAÇÃO E O CONFORTO AMBIENTAL
O edificio Birmann 21 foi projetado para usufruir do ar condicionado
por 100% do tempo de ocupação, da mesma forma que qualquer outro
edifício da última década em São Paulo, erguido com o intuito de ser
uma referência de qualidade do espaço de escritórios da cidade.
BIRMANN 21 / SÃO PAULO
O edifício e o conforto ambiental
As principais justificativas de arquitetos e engenheiros envolvidos no
desenvolvimentos de edifícios dessa categoria em São Paulo, para o
uso intermitente do ar condicionado são:
1. qualidade do ar frequentemente ruim nas localizações de edifícios de
escritório, principalmente devido ao intenso fluxo de veículos;
2. poluição sonora perturbadora do conforto ambiental, também
decorrente do fluxo de veículos;
3. temperatura e umidade do ar externo frequentemente altas por
longos períodos no ano;
4. radiação solar intensa por longos períodos do ano, somando cargas
térmicas internas possíveis de serem retiradas apenas com o recurso
de sistemas ativos de condicionamento ambiental.
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BIRMANN 21 / SÃO PAULO
O edifício e o conforto ambiental
O consumo de energia
Quanto ao consumo de energia por usos finais no Birmann 21,
observa-se que dos 19,5 KW/m2 mês, os elevadores e os
equipamentos são os grandes consumidores com 53%, seguidos
pela iluminação artificial e pelo ar condicionado, com 25% e 23%,
respectivamente.
Este resultado demonstra uma significativa variação em relação à
estudos prévios de edifícios de escritório também da década de
noventa, nos quais o ar condicionado aparece como o maior
consumidor de energia com 40% do total, seguido pela iluminação
com 25%
BIRMANN 21 / SÃO PAULO
O edifício e o conforto ambiental
O edifício Birmann 21 em ocupação plena é um exemplo da
complexidade de compatibilização entre o projeto das condições
ambientais internas e a operação dessas funções em edifícios altos de
escritório climatizados artificialmente. Sob a perspectiva do conforto
ambiental e suas implicações no consumo de energia do edifício, o
estudo de caso parece ser potencialmente melhor do que seu
desempenho atual. A exemplo disso, dois aspectos do projeto são
observados: as quatro fachadas podem ter protetores solares mais
eficientes e, com a abertura de partes da caixilharia externa, a torre é
adaptável a ventilação natural noturna.
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Obrigada!
Arq. Dra. Joana Gonçalves
[email protected]
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