PROJETO BIOCLIMÁTICO

Figura 01: Fachada principal

Você sabia que para cada região do planeta, cada cidade e clima existe um tipo de arquitetura mais adequada?

Sabia também que é possível eliminar quase por completo o uso de ar-condicionados e aquecedores?

Essa arquitetura é chamada no Brasil de Arquitetura Bioclimática. E é na verdade o que a arquitetura deveria ser por essência.

O estudo do clima, o relevo e o terreno onde se deseja construir é necessário em qualquer projeto, mas no projeto bioclimático esse estudo é que define tudo. Nada é mais importante que o conforto, nem a estética, nem o desejo de uso de um material podem ser colocados acima do que é importante para o conforto no interior da construção e dos espaços gerados por ela.

O que é feito, corriqueiramente, hoje em dia, é assumir que em um projeto utilizaremos a alvenaria convencional, a cobertura com laje e telhas de barro, os ambientes até são verificados quanto a insolação, e, assim que definida as plantas, o layout e os acabamentos, entram os sistemas de conforto, geralmente artificiais, como o ar condicionado, o aquecimento dos pisos, entre outros.

O sistema de conforto, deve ser definido antes do layout, e muito antes dos acabamentos.

A seguir, um estudo feito para uma edificação residencial em um bairro de São José – SC.

Figura 02: Fachada fundos

O CLIMA:

Este projeto iniciou-se com o estudo do clima dessa região (dados do INMET e INPE): umidade 80%, amplitude térmica entre 5 o e 7oC, podendo no mês de maio chegar a 10o C. as temperaturas médias máximas do verão são de 24,3oC (janeiro) e médias mínimas de inverno 16,4oC (agosto). Ventos predominantes de Norte e Nordeste. Precipitação importante com média máxima de 200mm em Fevereiro e média mínima de 80mm em junho. A insolação e a radiação são estudadas posteriormente de acordo com a edificação.

O TERRENO:

O terreno fica em um bairro de São José, onde foram analisados o entorno e as condicionantes climáticas e do terreno.

No terreno existem 5 árvores de pequeno porte (cerca de 7m de altura), existe também uma pequena inclinação do terreno do meio para os fundos que chega à um desnível de 2m, e as edificações que podem interferir um pouco na insolação e no regime dos ventos são as marcadas na figura 04 em amarelo, as demais edificações ficam com a cumeeira abaixo do terreno de estudo ou muito distantes para ter grande influência sobre o mesmo.

Figura 03: trajetória solar e principais ventos

Figura 04: principais interferências do entorno e no terreno

 

OS CRITÉRIOS:

De acordo com os dados encontrados foram definidos critérios para o desenvolvimento do projeto da edificação.

Para o verão são necessários o sombreamento das aberturas, a ventilação, o estudo da envoltória para retardar o aquecimento interno. Para o inverno aquecimento solar, o uso do ganho de calor interno e , o estudo da envoltória para armazenar calor para o período mais frio: a noite.

AS ESTRATÉGIAS:

Para atender os critérios encontrados, estratégias são desenvolvidas, essas estratégias precisam atender cada estação sem prejudicar a outra, ou seja, as estratégias de verão devem agir de forma interessante para o inverno, ou, que as estratégias possam ser controladas para privilegiar cada estação do ano.

Essas estratégias serão elucidadas no projeto.

O PROJETO:

De acordo com todas as condicionantes encontradas foi definido o layout que gerou as áreas da residência:

Figura 05: layout e áreas de atividades da residência

 

Materiais: Na figura 05, pode-se notar que existe diferenciação das paredes em planta, isso se deve à diferença de material aplicado, não só as paredes, mas também existem diferentes cobertura e pisos. Estes elementos foram definidos em função do uso e orientação solar e com base em vários cálculos de temperatura. Esses cálculos relacionam os materiais, suas características físicas, quantidades de superfície e seção; a insolação e a radiação solar; a área de aberturas existentes; o tipo de vidro dessas aberturas; o calor interno envolvido como lâmpadas, equipamentos e número de pessoas;

E, à partir de todas essas variáveis os cálculos mostraram que de acordo com as escolhas feitas para esse projeto, é possível diminuir a variação térmica do interior com relação ao exterior. Na maioria das edificações no inverno a edificação é mais fria que o exterior e no verão a edificação é mais quente que o exterior, com variação de vários graus. O projeto propiciou variações menores de temperatura, sempre mantendo o interior da casa com variação de 2oC da temperatura desejável de conforto, para mais no verão e para menos no inverno.

Deve-se levar em conta também que esses cálculos não levam em consideração outras estratégias utilizadas, que vão melhorar ainda mais as temperaturas, deixando o projeto mais próximo do conforto desejado.

Sombreamento: para cada fachada foi feito um estudo de insolação de acordo com a necessidade de sol no inverno e proteção solar no verão:

Figura 06: Estudo de sombreamento de acordo com as estações para a fachada NO

Figura 07: Estudo dos ângulos de sombreamento para a fachada NO

 

Essas proteções, sombreiam as aberturas no verão e permitem a entrada de sol tão importante no inverno. As proteções desse projeto foram feitas: pelo beirais, por brises, por pérgolas e pela vegetação decídua (que perde suas folhas no inverno, permitindo a entrada do sol).

Ventilação: para o verão, na parte do dia, deve-se fechar as aberturas a noroeste e sudoeste, evitando assim os ventos quentes, e aproveitando os ventos resfriados provenientes da passagem pela vegetação, pela parte debaixo da edificação (existem grelhas no piso que aproveitam essa ventilação) e pelo resfriamento ocorrido pelo seu encontro com a fonte de água no pátio central. No verão na parte da noite, podem ser abertas todas as janelas, propiciando a ventilação noturna, mais fresca que a ventilação do dia. Uma opção também é a ventilação mecânica por ventiladores de teto, mais eficientes que ventiladores de chão, pois, distribuem o vento de forma homogênea pelo ambiente, sem ocupar espaço e potencializam a ventilação propiciada pela própria arquitetura (gastam bem menos energia que um ar-condicionado, e agridem menos o meio ambiente).

Figura 08: pátio central com fonte de água e aproveitamento da ventilação inferior da edificação

Figura 09:resfriamento evaporativo pela vegetação e aproveitamento da ventilação inferior da edificação

 

 

Para o inverno pode se utilizar a seleção de ventilação, pode-se fechar a casa toda para manter o calor, ou abrir algumas janelas opostas, apenas para troca de ar.

Figura 10: ventilação cruzada

Figura 11: cortes B e C com ventilação cruzada e resfriamento evaporativo por vegetação e espelho de água.

Ganho de calor interno: para o inverno as paredes com material maciço armazenam o calor do dia liberando-o nos ambientes à noite. Além disso os pontos de calor existentes na casa como o fogão, a churrasqueira e os fornos, podem ter seu calor mantido no interior com as aberturas fechadas, e as paredes retendo seu calor na parte interna. Outra estratégia é a utilização de um fogão a lenha, para os dias mais frios, pode-se usar como opção ao fogão e para aquecer (quem considera o fogão a lenha agressor do meio ambiente, tem de esquecer também a churrasqueira, pois, o princípio é o mesmo, já o fogão a lenha permite além da cocção de alimentos o aquecimento potencial da casa; além disso a churrasqueira dessa casa está em uma posição que permite o ganho de calor com seu uso).

Iluminação natural: na parte do escritório foi feita uma prateleira de luz, esta prateleira serviu de proteção solar para a abertura e propiciou a reflexão da luz para dentro do ambiente. Todas as janelas são amplas e os ambientes pouco profundos, ou possuem aberturas em mais de uma orientação, ou ainda possuem aberturas intermediárias, no meio do ambiante (caso da cozinha com abertura na parte superior), propiciando iluminação o dia inteiro.

CONSIDERAÇÕES

Essa matéria não pretende ensinar como fazer essa análise bioclimática, apenas mostra que é possível fazer da arquitetura seu próprio sistema de conforto sem necessidade de condicionamento de ar quente ou frio.

E você que vai construir! Não seria interessante construir de maneira bioclimática?

Pode-se investir um pouco mais na edificação e diminuir em muito os gastos com o conforto térmico da edificação, menos energia com iluminação, ventilação e aquecimento.

Para quê construir uma casa ineficiente do ponto de vista do conforto, para então depois investir em sistemas artificais de conforto?!

Construa uma arquitetura real, uma arquitetura que não precisa de conserto, ela por si só resolve os problemas de conforto, além da segurança, privacidade, abrigo, entre outras necessidades que a edifição oferece.

FONTE: Arq. Aniara Bellina Hoffmann / disciplina ARQ 1306 – PosArq/UFSC