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EM BUSCA DE UMA ANTEPROJETO DE UM CENTRO UNIVERSITÁRIO DE JOÃO PESSOA - UNIPÊ FELIPE MEIRA DO VALE ARNAUD ARQUITETURA SUSTENTÁVEL CENTRO EDUCATIVO DE SUSTENTABILIDADE CENTRO UNIVERSITÁRIO DE JOÃO PESSOA – UNIPÊ BACHARELADO EM ARQUITETURA E URBANISMO FELIPE MEIRA DO VALE ARNAUD EM BUSCA DE UMA ARQUITETURA SUSTENTÁVEL: ANTEPROJETO DE ARQUITETURA DE UM CENTRO EDUCATIVO DE SUSTENTABILIDADE. Trabalho de Conclusão de Curso JOÃO PESSOA 2017 FELIPE MEIRA DO VALE ARNAUD EM BUSCA DE UMA ARQUITETURA SUSTENTÁVEL: ANTEPROJETO DE ARQUITETURA DE UM CENTRO EDUCATIVO DE SUSTENTABILIDADE. Trabalho de Conclusão de Curso Trabalho de Conclusão de Curso, do curso de Arquitetura e Urbanismo do Centro Universitário de João Pessoa – Unipê. Orientadora: Profa. Silvia Regina Muniz M. H. dos Santos. JOÃO PESSOA 2017 A744b Arnaud, Felipe Meira do Vale. Em busca de uma arquitetura sustentável: anteprojeto de arquitetura de um Centro Educativo de Sustentabilidade. / Felipe Meira do Vale Arnaud. - João Pessoa, 2018. 131f. Orientador (a): Prof.ª Silvia Regina Muniz H. dos Santos. Monografia (Curso de Arquitetura e Urbanismo) – Centro Universitário de João Pessoa – UNIPÊ. 1. Arquitetura Sustentável. 2. Arquitetura Escolar. I. Título. UNIPÊ / BC CDU - 727 FELIPE MEIRA DO VALE ARNAUD EM BUSCA DE UMA ARQUITETURA SUSTENTÁVEL: Anteprojeto de Arquitetura de Um Centro Educativo de Sustentabilidade Relatório final, apresentado ao Centro Universitário de João Pessoa - Unipê, como parte das exigências para a obtenção do título de bacharel em Arquitetura e urbanismo. João Pessoa, ____ de _____________ de _____. BANCA EXAMINADORA ________________________________________ Prof. Silvia Regina Muniz Henrique dos Santos Orientador - Unipê ________________________________________ Prof. Deborah Padula Kishimoto Examinadora – Interna ________________________________________ Prof. José Nivaldo Ribeiro Filho Examinador - Externo RESUMO Este Trabalho de Conclusão de Curso tem como produto final o desenvolvimento de um anteprojeto de arquitetura de um Centro Educativo de Sustentabilidade (CES), com o objetivo de disseminar o conhecimento acerca da sustentabilidade e da educação ambiental na cidade de João Pessoa. A proposta envolve a reabilitação de uma edificação existente, como estratégia de economia de recursos (água, energia e materiais construtivos) e redução de impactos ao meio ambiente; e apoia-se nos princípios da sustentabilidade para a elaboração da intervenção. Para fundamentar o desenvolvimento deste projeto o trabalho se debruçou sobre um estudo da evolução da consciência ambiental e a definição do conceito de desenvolvimento sustentável, buscando entender seus princípios, com foco no tripé da sustentabilidade (eficácia econômica, equidade social e preservação ambiental). Foram abordados os conceitos de arquitetura e urbanismo sustentáveis e a construção civil sustentável, compreendendo estratégias para elaboração de um projeto com baixo impacto ambiental. Foi realizado ainda um estudo cronológico da arquitetura escolar, buscando entender a evolução do equipamento e sua influência nas novas edificações. Para melhor compreensão das características específicas de um centro educacional, foram analisados projetos correlatos, onde foram observados também aspectos sustentáveis. Palavras chaves: Centro Educativo de Sustentabilidade (CES). Desenvolvimento sustentável. Anteprojeto de arquitetura. Arquitetura escolar. Reabilitação. ABSTRACT This Conclusion Work of Course has as its final product the development of an architectural project of an Educational Center of Sustainability (ECS), with the aim of disseminating knowledge about sustainability and environmental education in the city of João Pessoa. The proposal involves the rehabilitation of an existing building, as a resource saving strategy (water, energy and building materials) and reduction of impacts to the environment; and is based on the principles of sustainability for the elaboration of the intervention. In order to support the development of this project, the work focused on a study of the evolution of environmental awareness and the definition of the concept of sustainable development, seeking to understand its principles, focusing on the sustainability tripod (economic efficacy, social equity and environmental preservation). The concepts of sustainable architecture and urbanism, and sustainable civil construction were discussed, including strategies for the elaboration of a project with low environmental impact. A chronological study of the school architecture was carried out, trying to understand the evolution of the equipment and its influence in the new buildings. In order to better understand the specific characteristics of an educational center, related projects were analyzed, where sustainable aspects were also observed. Key words: Educational Center of Sustainability (ECS), Sustainable development, Preliminary architecture, School architecture, Rehabilitation. SUMÁRIO Introdução ......................................................................................................... 6 Capítulo 1 – Referencial teórico-metodológico e projetual .......................... 9 1. Fundamentação teórica ............................................................................... 9 1.1. A evolução da consciência ambiental e definição do conceito de desenvolvimento sustentável ......................................................................... 9 1.2. Os princípios do desenvolvimento sustentável .......................................... 10 1.3. O desenvolvimento urbano sustentável ..................................................... 12 1.4. O desafio da sustentabilidade na construção civil e na arquitetura ........... 15 1.5. O equipamento escolar: Centro Educativo ................................................ 21 2. Referencial projetual .................................................................................. 26 2.1. Moradias infantis para escola Canuanã - Fundação Bradesco ................. 26 2.2. Centro Educativo “Montecarlo Gillerme Gaviria Correa” (MGGC) ............. 41 2.3. Escola SENAI Armando de Arruda – São Caetano do Sul/SP .................. 59 2.4. Quadro resumo .......................................................................................... 78 3. Procedimentos metodológicos ................................................................. 81 Capítulo 2 – Elaboração da proposta ........................................................... 81 4. Área de intervenção ................................................................................... 81 4.1. Escolha do terreno ..................................................................................... 83 4.2. Condicionantes legais ................................................................................ 90 4.3. Diagnóstico do terreno ............................................................................... 92 4.4. Vistoria das edificações .............................................................................99 5. A proposta ................................................................................................ 106 5.1. Caracterização e dimensionamento......................................................... 106 5.2. Diretrizes projetuais ................................................................................. 112 5.3. Conceito e partido arquitetônico .............................................................. 113 5.4. Relações funcionais ................................................................................. 115 5.5. Concepção arquitetônica ......................................................................... 119 6. Considerações finais ............................................................................... 124 Referências ................................................................................................... 127 6 Introdução A evolução das atividades humanas e o desenvolvimento econômico tem gerado um novo estilo de vida baseado no alto consumo dos recursos naturais. A degradação dos recursos ambientais causados pelos novos modelos de produção, e de vida, associados ao consumo de combustíveis fósseis, tem causado preocupações com riscos globais como a contaminação da água, do ar, do solo, das cadeias alimentares, o efeito estufa, a explosão demográfica e o empobrecimento da biodiversidade, que começam a surgir a partir da década de 1980. Nasce, então, a necessidade da busca por um estilo de vida que reduza os riscos do desequilíbrio ambiental, baseando-se em um modelo de desenvolvimento sustentável. No entanto, a sustentabilidade possui um conceito complexo que, apesar de ter sido definido oficialmente em 1987, ainda carece de maior difusão acerca de seus ensinamentos. Cada indivíduo, enquanto parte da sociedade, tem a responsabilidade de promover atitudes e ações que visem a redução dos impactos ambientais. Para isso, é necessária uma mudança de mentalidade, de padrões e de cultura para melhorar a qualidade de vida socioambiental. A melhor maneira de provocar uma mudança de paradigma é utilizar a educação como base para o processo. Atualmente, em João Pessoa, assim como no Brasil inteiro, existe uma carência de instituições que promovam a difusão do conhecimento a respeito do desenvolvimento sustentável. A criação de um Centro Educativo de Sustentabilidade (CES) na cidade irá promover a democratização do conhecimento acerca do tema, reunindo profissionais de várias áreas para realizar discussões e pesquisas, além de atender ao déficit de especializações, cursos e certificações voltados à sustentabilidade. Estimulará a conscientização ambiental e permitirá o acesso à educação ambiental para todos. O centro irá formar profissionais mais conscientes e preparados para atuar no mercado de trabalho, visando atender aos três pilares da sustentabilidade: eficácia econômica, equidade social e preservação ambiental1. _______________________________________________________________ 1 Estes termos serão melhor explicados no Cap. 1. 7 O propósito é utilizar a mudança de pensamento de cada indivíduo como uma ferramenta para gerar uma mudança no coletivo e produzir cidades mais saudáveis, com maior equilíbrio ambiental e igualdade socioeconômica. O Centro Educativo de Sustentabilidade (CES) irá ainda oferecer exemplos de práticas sustentáveis na sua construção e na concepção arquitetônica, de forma concreta. O edifício funcionará como um modelo de sustentabilidade, acrescentando ao aprendizado dos alunos e dos demais indivíduos que o frequentarem. A escolha do referido tema para o Trabalho de Conclusão de Curso surgiu da inquietação pessoal a respeito da carência de discussões acerca do Desenvolvimento Sustentável no curso de Arquitetura e Urbanismo. Buscou-se o tema não só como uma forma de se aprofundar num assunto que foi pouco discutido em sala de aula, mas também, por ser uma área de interesse para atuação como futuro profissional. Nesse sentido, a busca por informações sobre esse tema trouxe a percepção de que o desenvolvimento urbano tem gerado grandes desafios para a redução dos impactos ao meio ambiente, sendo necessário mudar a forma de produção das cidades, de maneira que tragam menos impactos ambientais, equidade social e eficácia econômica. Aliado a isso, é importante utilizar a educação como ferramenta transformadora, na busca por cidades mais sustentáveis. Assim, buscando aliar sustentabilidade e educação, foi definido o equipamento como um Centro Educativo voltado para o ensino da sustentabilidade que ofereça cursos profissionalizantes e pós-graduações voltados para o desenvolvimento sustentável na cidade de João Pessoa, por perceber também que existe ainda escassez por esses serviços. Este trabalho tem como objetivo geral desenvolver um Anteprojeto Arquitetônico de um Centro Educativo de Sustentabilidade para a cidade de João Pessoa aplicando o tripé da sustentabilidade ao projeto. Para isso será necessário realizar três objetivos específicos: compreender os conceitos de equidade social, eficácia econômica e preservação ambiental – tripé da Sustentabilidade – para aplicá-los ao projeto; identificar as áreas com vocação para a implantação do Centro Educativo, para definir o terreno com melhores condições de infraestrutura e oferta de transportes públicos, 8 condicionantes ambientais favoráveis e que possua localização central; e entender as características e especificidades de um edifício escolar. O método de trabalho proposto baseia-se na pesquisa bibliográfica focada em três eixos principais: o entendimento do conceito de desenvolvimento sustentável e seus princípios, bem como sua evolução histórica; a aplicação da sustentabilidade na arquitetura e urbanismo, e na construção civil; e a compreensão das características e especificidades de um edifício escolar. Na análise de correlatos, que corresponde ao referencial projetual, foram abordados três correlatos que permitiram um melhor entendimento do funcionamento de um centro educacional, além de proporcionar um repertório projetual acerca de edifícios sustentáveis. Estes pontos formam o Capítulo 1, que contém, ainda, a descrição dos procedimentos metodológicos adotados. O primeiro correlato abordado foi o das Moradias Infantis, no Tocantins, destaca-se em aspectos de adequação ao clima local e o cuidado em preservar a identidade do local, utilizando-se da união entre técnicas construtivas vernaculares e modernas. Em seguida, foi abordado o projeto do Centro Educativo Montecarlo Gaviria, em Medellin, um projeto que apresenta uma implantação cuidadosa, buscando reduzir os impactos ambientais e com o uso de estratégias bioclimáticas, como uma casca que torna-se um marco na fachada do edifício. Por último, foi analisado o projeto da Escola do SENAI, em São Paulo, uma proposta que se apropria de técnicas construtivas que proporcionam uma obra limpa e rápida, com redução dos desperdícios de material, além de dispor de grandes áreas de convívio para proporcionar trocas de conhecimento. O Capítulo 2 inicia com a análise de algumas áreas, buscando identificar o melhor local para implantação do equipamento, onde foram destacados os principais pontos positivos e negativos de cada terreno. Em seguida foi realizado o diagnóstico do terreno escolhido, segundo aspectos legais, ambientais e funcionais. Por último, foi abordado o desenvolvimento das etapas projetuais para a elaboração da proposta arquitetônica, onde foi descrito o processo de concepção do objeto de estudo, com a elaboração do memorial projetual, onde encontra-se aspectos de conceituação, partido arquitetônico e desenhos da proposta. 9 Capítulo 1 – Referencial teórico-metodológico e projetual 1. Fundamentação teórica 1.1. A evolução da consciência ambiental e definição doconceito de desenvolvimento sustentável A evolução das atividades humanas e o desenvolvimento econômico tem gerado um novo estilo de vida baseado no alto consumo dos recursos naturais. A degradação dos recursos ambientais causados pelos novos modelos de produção, e de vida, associados ao consumo de combustíveis fósseis, tem gerado preocupações com riscos globais como a contaminação da água, do ar, do solo, o efeito estufa, a explosão demográfica e o empobrecimento da biodiversidade, provocando questionamentos a respeito do desenvolvimento das cidades. Segundo Zambrano (2008), a revolução industrial foi um marco do desenvolvimento tecnológico para a sociedade, provocando a aceleração no consumo dos recursos naturais, com destaque para os recursos energéticos oriundos do carvão. Destaca ainda que, após a segunda guerra mundial, surgiu um modelo econômico baseado na utilização da tecnologia sem considerar a possibilidade do esgotamento dos recursos, contribuindo para os riscos do desequilíbrio ecológico. Este modelo de desenvolvimento, apesar de ter gerado grandes avanços tecnológicos, acarretou uma série de problemas para a sociedade, como o crescimento do número de analfabetos e famintos no mundo, além de dificultar o acesso a água e moradia de boa qualidade (ZAMBRANO, 2008). Surgem então, a partir da década de 70, eventos que promovem a discussão dos problemas ambientais globais, visando estabelecer políticas ambientais para o controle do desenvolvimento mundial. Dentre eles, destaca- se a Comissão Mundial sobre Meio Ambiente e Desenvolvimento e a Publicação do relatório “Nosso Futuro Comum” – também conhecido como Relatório Brundtland – que ocorreu em 1987, e apresentaram ao mundo pela primeira vez o conceito de Desenvolvimento Sustentável. O conceito foi oficialmente elaborado por Gro Harlem BRUNDTLAND, secretária geral da Assembleia da Comissão Mundial sobre Meio Ambiente e Desenvolvimento da ONU. “Um 10 desenvolvimento que responda às necessidades do presente sem comprometer a capacidade das gerações futuras de responder às suas próprias necessidades” (ONU; COMISSÃO BRUNDTLAND, 1987, apud ZAMBRANO, p. 26). Partindo desse conceito, entende-se que o Desenvolvimento Sustentável abrange aspectos das necessidades humanas, envolvendo não só questões ambientais, mas também econômicas e socioculturais. Significa que a sociedade deve repensar a forma como consome os recursos naturais, para que se produza menores impactos ao meio ambiente, além de realizar uma manutenção dos recursos e do equilíbrio social e econômico, para ser passado às próximas gerações. Conforme a palavra sustentabilidade foi sendo utilizada ao longo do tempo, foram surgindo novos conceitos: crescimento sustentável, moradia sustentável, cidades sustentáveis, sustentabilidade ambiental e ecológica, sustentabilidade cultural, desenvolvimento urbano sustentável, construção sustentável, projeto sustentável, arquitetura sustentável, etc. (DEFRISE, 1998, apud ZAMBRANO 2008). Assim, segundo Letícia Zambrano: O Desenvolvimento Sustentável é, portanto, um modelo de desenvolvimento pautado em princípios e ações que considerem, em igualdade de importância, os aspectos ambientais, socioculturais e econômicos, como um tripé de equilíbrio, onde, em se desconsiderando um dos aspectos, o desenvolvimento deixa de ser sustentável (2008, p. 27). Portanto, seguindo a definição de Desenvolvimento Sustentável elaborada por Zambrano, para atingir a sustentabilidade não podem ser desconsiderados nenhum dos fatores envolvidos: aspectos ambientais, socioculturais e econômicos. Tomando estes conceitos como base, conclui-se que, para aplicar a sustentabilidade ao projeto, não se deve desprezar nenhum desses aspectos. É importante estabelecer uma relação de equilíbrio com os atores sociais envolvidos na proposta, buscando um uso eficiente dos recursos, de forma a reduzir os desperdícios e os impactos ambientais, e levando em consideração os fatores econômicos, sempre pensando a longo prazo, pois nossas ações irão afetar as futuras gerações. 1.2. Os princípios do desenvolvimento sustentável O tripé da sustentabilidade – eficácia econômica, preservação ambiental e equidade social – em conjunto com outros princípios, funcionam como 11 norteadores para a busca de um desenvolvimento sustentável. Destaca-se alguns dos principais princípios definidos pelo Relatório Brundtland, além do tripé da sustentabilidade: princípio do longo prazo, princípio de globalidade e princípio de governança. Eficácia econômica: Deve-se inserir aspectos sociais e ambientais na análise de custo-benefício econômico. Baseia-se numa relação favorável entre custos financeiros e benefícios ambientais e sociais (ONU; COMISSÃO BRUNDTLAND, 1987, apud ZAMBRANO, 2008). Envolve a análise dos custos não apenas na ótica do menor valor financeiro, mas nos retornos previstos a longo prazo em termos ambientais e sociais Preservação ambiental: Refere-se à preservação das espécies animais e vegetais, bem como dos ecossistemas; a redução de danos ambientais provenientes das atividades humanas e o uso controlado dos recursos naturais, principalmente os não renováveis. Caminha em paralelo com políticas de incentivo à produção de novos materiais e desenvolvimento de novas técnicas de produção que buscam a redução do uso de materiais (ZAMBRANO, 2008, p. 28). Equidade social: Busca garantir os direitos da sociedade, atendendo aos seus anseios e necessidades. Envolve o respeito aos grupos sociais e valores culturais. Compreende envolver a sociedade nos processos decisórios de leis, planejamentos, empreendimentos, políticas, economia, etc (ONU; COMISSÃO BRUNDTLAND, 1987, apud ZAMBRANO, 2008). Princípio do longo prazo: Envolve a consideração sobre mudanças de necessidades dos grupos envolvidos, em relação a aspectos socioeconômicos, culturais, etc., cogitando a possibilidade de adaptação a estes novos cenários (ONU; COMISSÃO BRUNDTLAND, 1987, apud ZAMBRANO, 2008). Princípio de globalidade: Significa pensar globalmente e agir localmente. Envolve a análise dos impactos em todas as escalas: local, regional, nacional e global. Princípio de governança: Baseia-se na inclusão de todos os atores sociais no processo de decisões, buscando garantir o consenso entre os envolvidos. Envolve a garantia da conscientização e o acesso à 12 informação das comunidades, promovendo as condições de plena participação no processo decisório. Para que todos os princípios sejam atendidos, é necessário a participação de todos os atores sociais: governantes, administradores, lideranças sociais e os profissionais de todas as áreas. O objetivo da abordagem desses princípios e do conceito de desenvolvimento sustentável neste trabalho é entender os seus conceitos e buscar aplica-los ao anteprojeto do Centro Educativo de Sustentabilidade, objeto de estudo abordado neste Trabalho de Conclusão de Curso. No entanto, os princípios de governança e globalidade não serão utilizados, pois envolvem uma alta complexidade, cujo presente trabalho não pretende abordar, pois o tema carece de uma discussão mais prolongada e aprofundada. Haja vista ainda que, estes princípios devem envolver a participação de outros atores da sociedade, além do arquiteto e urbanista, para sua eficiente aplicação, como governantes e administradores. Os princípios a serem aplicados serão: eficácia econômica, preservação ambiental, equidade social e princípio do longo prazo. 1.3. O desenvolvimento urbano sustentável Como forma de subsídio para realizar uma melhor escolha do terreno para o objeto de estudo deste trabalho – e entendendo que não se trata o projeto arquitetônico isoladamente – será abordado o tema do desenvolvimento urbano sustentável, para que haja um entendimento dos impactos urbanos gerados pelaedificação, e como estes podem ser reduzidos, gerando espaços mais saudáveis, acessíveis e com menores impactos sociais e ambientais. As cidades são o habitat natural dos seres humanos, sendo palco das suas atividades e fornecendo espaços para atender as suas necessidades básicas. Caracterizam-se pela urbanização (infraestrutura, organização, serviços de transporte, etc.), pela concentração de atividades econômicas, lazer e cultura. Segundo relatório da ONU (2014, apud DESA, 2014), hoje, 54% da população mundial vive em áreas urbanas, podendo atingir a 66% em 2050. Projeções mostram que o crescimento populacional mundial pode trazer mais de 13 2,5 mil milhões de pessoas para as áreas urbanizadas, exigindo com isso mais investimentos em infraestrutura. Entre as necessidades básicas dos seres humanos e suas relações com a problemática ambiental, social e econômica da sustentabilidade, percebe-se a forte presença de questões relacionadas ao acesso e disponibilidade de ambientes construídos, que venham a atender às necessidades das populações, com qualidade, e sem representar danos ao meio ambiente (ZAMBRANO, 2008, p. 30). Ou seja, o crescimento populacional aumenta a necessidade de espaços construídos que atendam às necessidades da população, como moradias, espaços de lazer, trabalho, saúde, educação e cultura. No entanto, devido ao grande adensamento dos centros urbanos e as políticas expansionistas – como as políticas habitacionais, por exemplo, que tendem a explorar áreas distantes dos centros, onde se necessita gerar novas infraestruturas e novos equipamentos necessários para gerar condições de habitabilidade ao local – as cidades seguem crescendo horizontalmente de maneira excessiva. Esta forma de desenvolvimento das cidades tem gerado grandes problemas urbanísticos, tornando-se cada dia mais insustentável, pois proporciona grandes distâncias entre espaços de trabalho e espaços de moradia, além de gerar segregação espacial, haja vista que o solo urbano próximo aos centros possuem valor elevado, ocasionando o deslocamento das classes sociais mais desfavorecidas para as periferias, onde encontram-se moradias e terrenos à custos mais baixos. Destacam-se ainda, mais problemas atuais presentes no processo de urbanização como: Especulação imobiliária ocasionando perdas e desperdícios pela substituição do espaço edificado, muitas vezes em condições de habitabilidade; incoerência entre a limitação de recursos energéticos com as matrizes de transporte urbano adotadas; poluição e contaminação ocasionadas pelas atividades humanas, relacionadas principalmente ao uso do automóvel e a queima de combustíveis fosseis; destruição do habitat e das paisagens naturais ocasionadas pela expansão urbana (Haugton & Hunter, 1994, apud NOBRE, 2004, apud ZAMBRANO, 2008). Para cidade se tornar sustentável são necessárias mudanças na sua estrutura espacial, bem como no seu zoneamento setorizado em excesso, que torna o homem dependente do automóvel. A valorização do transporte individual em detrimento do coletivo contribuiu para a deterioração da estrutura social da cidade, destruição da qualidade dos espaços públicos e estimulou a expansão 14 urbana para bairros distantes (ROGERS, 2001). Assim como o surgimento dos elevadores permitiu a construção de edifícios cada vez mais altos, o automóvel possibilitou que os cidadãos morassem longe dos centros urbanos, compartimentando as atividades cotidianas, segregando trabalho, lojas e casas, e assim prejudicando a vida na cidade (ROGERS, 2001). Este modelo urbano predominante nas grandes cidades gera grandes impactos ambientais como a poluição do ar, congestionamentos de tráfego, alto consumo energético, além de afastar os cidadãos dos espaços públicos devido aos ruídos, ocupação das ruas por carros estacionados e a insegurança que impede a socialização nas ruas. Estes impactos ocultos do modelo do zoneamento estão sendo reconhecidos atualmente, como é relatado por Richard Rogers (p. 38, 2001), a exemplo dos Estados Unidos: O custo econômico do congestionamento de tráfego, em termos de energia gasta e tempo perdido, é de cerca de 150 bilhões de dólares por ano, equivalente ao produto nacional da Dinamarca. E este dado ainda não começou a considerar os custos sociais incluindo saúde, recentemente estimado pelo World Resources Institute como de mais de 300 bilhões de dólares. Para atingir o desenvolvimento urbano sustentável é necessária uma desaceleração do crescimento das cidades, buscando a redução da expansão territorial e o fortalecimento dos centros ocupados, como comunidades compactas e sustentáveis. Esta estratégia promove a redução no consumo de recursos, pois aproveita estruturas pré-existentes (infraestrutura, transporte, reutilização de edifícios) e reduz a dependência do automóvel por aproximar os trabalhos às moradias. Como forma de estimular esta estratégia de planejamento urbano sustentável, o presente trabalho irá buscar implantar o objeto de estudo em um terreno que possua uma estrutura urbana consolidada, bem servida de transportes públicos, além de possuir facilidade de acesso por bicicletas, e com pré-existência de infraestrutura, estimulando o uso de transportes alternativos e evitando gerar grandes percursos até o equipamento implantado. Deve-se buscar ainda uma área com concentração de comércios e serviços, buscando atender às necessidades dos usuários do Centro Educativo e estimulando a diversidade de usos. Portanto, serão analisados os aspectos de infraestrutura urbana, oferta de transportes públicos, condicionantes naturais e 15 localização para definir o terreno com maior potencial para implantação da proposta. 1.4. O desafio da sustentabilidade na construção civil e na arquitetura Existindo o entendimento de que a Construção Civil é indissociável da Arquitetura, tendo em vista que estas trabalham em conjunto, e as soluções adotadas no projeto arquitetônico geram consequências na construção e no canteiro de obras, serão compreendidas as problemáticas da construção sustentável e o conceito de arquitetura sustentável. A Construção Civil é responsável pela transformação do ambiente natural em ambiente construído e está em constante evolução. Todas as atividades humanas dependem de um ambiente construído, o que gera um grande número de construções. A indústria da construção civil é incessante e sua cadeia produtiva impacta a sociedade e o meio ambiente em diversos setores e em escalas diversas. Segundo Vahan Agopyan e Vanderley M. John: O tamanho planetário do ambiente construído implica grandes impactos ambientais, incluindo o uso de uma grande quantidade de materiais de construção, mão de obra, água, energia e geração de resíduos (2011, p. 13). Segundo dados do final da década de 1990, somente os resíduos das atividades de construção e demolição são gerados em quantidade típica de 500 kg/hab. ano (PINTO, 1990, apud AGOPYAN, 2011). Aproximadamente 26% da água retirada é utilizada no ambiente construído e, somente o Brasil, foi responsável por 44% do consumo de energia elétrica em 2007 segundo dados da Aneel (AGOPYAN; JOHN, 2011). Espera-se um crescimento mundial de duas vezes e meia na indústria de materiais de construção entre 2010 e 2050 (IAE/WBCSD, 2009, apud AGOPYAN; JOHN, 2011). No Brasil, estima-se que o setor da construção dobre de tamanho até 2022 (CONSTRUBUSINESS, 2010, apud AGOPYAN; JOHN, 2011). Estes números crescem devido ao aumento da população que vive em meios urbanos, o que gera uma demanda cada vez maior por ambientes construídos e, consequentemente, um grande crescimento no consumo de recursos nas cidades. O impacto ambiental causado pela construção civil está presente em diversos setores, pois possui uma grande cadeia produtiva: extração de 16 matérias-primas; produção e transportede materiais e componentes; concepção e projetos; execução, práticas de uso e manutenção e, ao final da vida útil, a demolição/desmontagem, e destinação de resíduos gerados (AGOPYAN; JOHN, 2011). Portanto, para que haja a aplicação da sustentabilidade na construção é necessário o entendimento e desenvolvimento de soluções em todos os níveis. As decisões projetuais, por exemplo, afetam diretamente o consumo de recursos naturais e de energia, bem como a otimização ou não da execução e o efeito global em seu entorno (corte, aterro, inundações, ventilação, insolação) (AGOPYAN; JOHN, 2011). Por estes motivos a Arquitetura é indissociável da Construção Civil. Para atingir uma obra sustentável, necessita-se ampla comunicação entre os diversos setores envolvidos no empreendimento, buscando as soluções mais adequadas para o problema. Um dos maiores desafios para alcançar a sustentabilidade na construção civil está na execução onde: Ocorre a geração de uma parcela significativa de resíduos, fator muito preocupante nas áreas urbanas. O volume de resíduos gerado é agravado pelas já bem divulgadas perdas dos processos ainda não otimizados (AGOPYAN; JOHN, 2011, p. 15). Ocorre ainda que, durante o uso da edificação existe um grande consumo de energia e geração de mais resíduos, assim como ao final da vida útil, na etapa de demolição, onde são gerados grandes volumes de resíduos. É importante perceber que estes fatores são afetados diretamente pelas soluções adotadas no projeto arquitetônico. Por isso, é de grande importância o entendimento das problemáticas da construção pelo arquiteto, para que possa buscar técnicas construtivas, materiais e estratégias de projeto que possibilitem uma construção com menor desperdício e menor consumo de energia, bem como a redução na geração de resíduos em todas as etapas da obra. Vahan Agopyan ressalta que, apesar de uma conscientização tardia, a construção civil vem desenvolvendo soluções decisivas para se tornar menos agressiva à natureza, como a reciclagem e redução de perdas e de consumo de energia. Apesar dessas medidas focarem apenas em fatores ambientais, são importantes para atingir uma construção sustentável. No entanto, ainda é necessário a evolução de toda a cadeia produtiva, buscando implementar inovações que reduzam o impacto ambiental, geração de condições ambientais e de trabalho adequadas e busca pela eficácia econômica a longo prazo. 17 Novos materiais têm surgido, buscando a redução dos impactos ambientais, como: os blocos de entulho, materiais autolimpantes, pigmentos frios, madeira manufaturada e tijolos de terra, que na verdade é um resgate de um material utilizado em construções primitivas. Apesar da redução dos impactos ambientais, antes dos materiais serem aplicados ao projeto é necessário avaliar a disponibilidade deles no local além de seus aspectos socioculturais, para que possam ser considerados soluções sustentáveis para a obra. Também deve ser avaliado o custo-benefício a longo prazo. Um material pode possuir grande redução de impacto ambiental e, no entanto, ainda apresentar um custo muito alto para o orçamento da obra ou uma durabilidade reduzida, gerando altos custos de manutenção. Não existe sustentabilidade sem durabilidade. A durabilidade dos produtos influencia decisivamente o período de tempo em que a construção vai prestar serviços e a quantidade de recursos na manutenção. Em consequência, define o impacto ambiental, mas também o social e o econômico (AGOPYAN; JOHN, 2011, p. 85). Aumentar a durabilidade das construções gera grandes benefícios ambientais, econômicos e sociais, pois implica uma redução de velocidade do fluxo de materiais e, consequentemente, redução na geração de resíduos e no consumo de matérias-primas, além de reduzir os impactos gerados na produção dos materiais (AGOPYAN; JOHN, 2011). Um edifício com maior durabilidade possui uma redução nos custos de manutenção com as partes substituíveis, que consequentemente afetam a lucratividade do empreendimento, a renda disponível das famílias e o orçamento do Estado, tornando-se assim um benefício econômico (AGOPYAN; JOHN, 2011). Além disso, é inegável que vidas úteis maiores significam benefícios aos usuários, tanto na forma de custos reduzidos com manutenção, como na forma de valorização do imóvel, demonstrando uma preocupação com o aspecto social da sustentabilidade. É importante observar que o aumento da durabilidade do edifício deve existir paralelamente a um projeto que busque um design adaptável e flexível, evitando que a construção entre em obsolescência, tendo em vista que a necessidade de hoje, pode não ser a mesma de amanhã. No entanto, atingir a sustentabilidade na construção vai além de uma construção com vida útil prolongada, é necessária uma mudança em toda a cadeia produtiva, desde os materiais utilizados até os serviços oferecidos. 18 Aspectos como eficiência energética, utilização de recursos renováveis e/ou recicláveis e a racionalização do uso da água são de grande importância para reduzir os impactos ambientais. O arquiteto Paulo Fujioka explica cada um destes aspectos no livro Iniciativa Solvin 2008 (p. 32): Eficiência energética: inclui o uso de automação de sistemas prediais e racionalização do consumo, utilizando, em menor quantidade possível, materiais e técnicas construtivas de alta demanda de energia; ainda com opção de geração autônoma e alternativa de eletricidade através de tecnologia solar fotovoltaica, biodigestores, geradores eólicos mais eficientes e de pequeno porte, controle de climatização para redução de consumo de energia; Recursos renováveis e/ou recicláveis: adotando-se materiais de grande durabilidade na construção (inclusive de pesquisas em Patologia das Construções); Racionalização do uso da água: tanto na construção como no consumo cotidiano do edifício (incluindo reuso de águas servidas). Para produzir uma edificação sustentável, é necessário unir técnicas construtivas e concepção arquitetônica eficientes ambientalmente, preocupando-se com o meio ambiente e adaptando-se as características climáticas locais, técnicas que podem ser observadas desde o surgimento da cabana primitiva. Encontram-se informações datadas de I a.C., registradas por Vitruvios, que demonstram a preocupação com a relação do edifício com as condições climáticas. Este autor foi citado por Chatelet, Fernandez et al. (2005): “A disposição de uma casa terá sido bem escolhida, se para construí-la, tiver-se tido em conta o país e o clima” (VITRUVIO, séc I a.C., traduzido de CHATELET, A., FERNANDEZ P., 2005, apud ZAMBRANO, 2008, p. 49). A evolução da sociedade carregou esses conhecimentos e desenvolveu ferramentas, instrumentos e técnicas que permitissem um maior aproveitamento dos atributos ambientais. No entanto, a partir do modernismo, alguns arquitetos adeptos do movimento Estilo Internacional demonstraram uma ruptura da arquitetura com o meio ambiente e com os conhecimentos dos fenômenos naturais (ZAMBRANO, 19 2008). Esse estilo nasceu a partir das repercussões do projeto de Mies Van Der Rohe, para o pavilhão do Reich Alemão (fig. 01), na Exposição Internacional de 1929. Teve como um de seus principais ícones o edifício Seagram Building (fig. 02), projetado pelos arquitetos Mies Van Der Rohe e Philip Johnson e construído em Nova York, entre 1954-1958 (ZAMBRANO, 2008). Seguindo este padrão do Estilo Internacional, vendeu-se para o mundo inteiro, uma arquitetura com estética padronizada, baseada na imagem da caixa envidraçada e com estruturas metálicas envolvendo toda a edificação (ZAMBRANO 2008). Esta arquitetura desprezou aspectos socioculturais e ambientais locais, criando uma arquitetura com grande impacto ao meio ambiente, amparada por tecnologias e sistemas artificiais de conforto ambiental que geraram um altoconsumo energético. O surgimento deste estilo, marcado por fachadas envidraçadas, marcou a ruptura dos arquitetos com os conhecimentos anteriormente adquiridos acerca das condições climáticas e do meio ambiente, e uma supervalorização da tecnologia e dos sistemas artificias na edificação em detrimento do aproveitamento dos atributos ambientais. No entanto, surgiram movimentos de resistência em prol da valorização da natureza em paralelo ao descaso do Estilo Internacional. Ou seja, havia uma coexistência entre arquitetos que desprezavam as características ambientais e arquitetos que buscavam uma relação mais harmônica entre a edificação e o Fonte: https://pt.linkedin.com/pulse/os-130-anos-do- arquiteto-mies-van-der-rohe-o-solit%C3%A1rio- ailton-maciel ) Fonte:http://aparthistory2015.blo gspot.com.br/2015/09/seagram- building.html ) Figura 1: Pavilhão do Reich Alemão, 1929 Figura 2: Seagram Building, 1958 20 meio ambiente. A partir destes movimentos surgiram formas de produzir arquitetura que demonstravam maior preocupação com o impacto ambiental gerado pela construção: arquitetura solar, arquitetura bioclimática, arquitetura ecológica e posteriormente, integrando todos estes conceitos e abrangendo outros princípios a mais, a arquitetura sustentável. A arquitetura solar surge em resposta à crise mundial do petróleo da década de 70. Utilizava técnicas para a redução no consumo energético da edificação. Para isto, buscavam ganhos térmicos em climas frios e perdas térmicas em climas quentes, possibilitando a redução do uso dos sistemas artificiais de conforto ambiental (GUIMARÃES; et al. 2017). Devido a existência de poucos estudos na época, a respeito de conforto ambiental, esta arquitetura se demonstrou ineficiente em alguns casos (GUIMARÃES, et al., 2017). Da evolução a arquitetura solar surge a arquitetura bioclimática, que contava com estudos mais aprofundados para o desenvolvimento de técnicas e estratégias para o conforto ambiental (GUIMARÃES; et al., 2017). Apoiava-se nas características climáticas locais para implantação da edificação, através de estudos das mudanças ocasionadas pelos ciclos das estações (GUIMARÃES, et al., 2017). A arquitetura ecológica, também conhecida como arquitetura verde, possuía visão mais ampla que a anterior. Apoiava-se na redução dos impactos ambientais gerados pela construção e pela utilização da edificação. Apresentava consciência de que a arquitetura gerava impactos em toda a cadeia produtiva e em todas as fases de vida (GUIMARÃES; et al., 2017). Da evolução da arquitetura ecológica, surgiu a arquitetura sustentável (ver figura 3). Fonte: Adaptado de FERNANDEZ, 2002, apud ZAMBRANO, 2008, p. 76. Arquitetura Bioclimática (anos 80) - Critérios para conforto interior: visão de fora para dentro Arquitetura Ecológica, etc. (final dos anos 80 e década de 90) - Redução de impactos ambientais: visão de dentro para fora e de fora para dentro Arquitetura Sustentável (a partir do final da década de 90) - Critérios Ambientais, Sociais e Econômicos Arquitetura Solar (anos 70) - Critérios para conservação de energia Figura 3: A evolução dos conceitos de arquitetura de baixo impacto ambiental. 21 A arquitetura sustentável possui, então, um conceito mais amplo que as anteriores. Englobando os aspectos socioculturais, as construções necessitam de responsabilidade social, educação ambiental dos envolvidos, preocupações com as desigualdades, combate ao trabalho escravo, o respeito a diversidade cultural, a participação de todos os envolvidos no processo decisório, a igualdade de oportunidades para todas as gerações, entre outros. O entendimento da eficácia econômica na arquitetura sustentável possui também um conceito mais amplo, que envolve os custos a longo prazo. Produzir uma arquitetura sustentável, segundo Corbella e Yannas (2003), significa integrar o edifício com a totalidade do meio ambiente, tornando-o parte de um conjunto maior. É a arquitetura que quer criar prédios objetivando o aumento da qualidade de vida do ser humano no ambiente construído e no seu entorno, integrando com as características da vida e do clima locais, consumindo a menor quantidade de energia compatível com o conforto ambiental, para legar um mundo menos poluído para as futuras gerações (CORBELLA; YANNAS, 2003, p. 19). A arquitetura sustentável é, portanto, uma forma de construir com uma consciência ambiental e social mais ampla. Observa-se o edifício não só na escala do terreno, pois é perceptível o impacto causado em diversas escalas. É necessário avaliar os impactos de vizinhança, demostrando responsabilidade social, os impactos ambientais, que representam o respeito ao meio ambiente, e buscar a eficácia econômica ao longo da vida útil da construção. Deve-se projetar ainda de maneira a integrar a edificação com a rua, e permitir acesso a todos. A arquitetura deve ser pensada para cada local, estudando suas particularidades, sem reprodução de clichês e estilos predefinidos, permitindo a difusão de uma pluralidade de culturas. Para este Trabalho de Conclusão de Curso, o anteprojeto de arquitetura do Centro Educativo de Sustentabilidade será abordado seguindo o conceito de arquitetura sustentável, buscando o equilíbrio entre os aspectos sociais, ambientais e econômicos, procurando atender ao tripé da sustentabilidade. 1.5. O equipamento escolar: Centro Educativo A definição de centro educativo é um estabelecimento, espaço físico ou edifício que possui a função de reunir as pessoas e oferecer ensino de diferentes tipos. O objeto de estudo deste trabalho, visa a, oferecer o ensino em 22 sustentabilidade e educação ambiental. Para tanto, serão estudadas as características e necessidades de uma edificação escolar, com o objetivo de entender suas particularidades funcionais, estéticas e de conforto, além de um breve entendimento do surgimento e evolução da escola. A evolução da arquitetura escolar está diretamente relacionada à história da humanidade, ou seja, as características e os costumes, e as formas de ensino, adotadas em cada período, estão marcados na estrutura das escolas, em sua organização espacial e na estética da edificação. Kowaltowski (2011, p. 65) destaca que: A arquitetura escolar na história, principalmente no século XIX, teve duas tendências dialéticas: de um lado, o desejo de controle e disciplina por espaços bem determinados, com projetos baseados no isolamento autônomo; de outro, as influências das teorias pedagógicas, que valorizam mais a criatividade e a individualidade. O projeto do ambiente escolar agora era visto como um espaço aberto para o jardim, para áreas externas que podem abrigar parte das atividades de pesquisa e ensino. O projeto dessas escolas tem como base a interação social. As primeiras edificações escolares não demonstravam preocupação com o conforto e influência do espaço físico no aprendizado dos alunos. Até o início do século XIX, os projetos escolares apresentavam austeridade e imponência, seus espaços internos eram extremamente retilíneos e com layout rígido. O pé- direito com altura excessiva e, apesar de boa iluminação, as janelas eram posicionadas no alto das paredes, sem permitir aos alunos olhar para o exterior. As salas de aula eram aproveitadas até a lotação, de 40 a 60 alunos, e as áreas externas dessas escolas tinham pequenos espaços sombreados para recreação das crianças (KOWALTOWSKI, 2011). Na metade do século XIX, surgem autores que demonstram preocupação com as condições de conforto oferecidas pelo ambiente escolar. Barnard (1851, apud KOWALTOWSKI, 2011), por exemplo, define princípios de projeto para a arquitetura escolar, como a forma de implantação, tamanho da edificação e da sala de aula, além de questões de confortoambiental, como luz, aquecimento, ventilação e móveis. Observa-se, nos últimos anos do século XX, esforços para combater os problemas dos prédios escolares nos Estados Unidos, existindo preocupações constantes com: eficiência energética e sustentabilidade, incorporadas aos programas de necessidade; o desenho universal e a acessibilidade plena; o conforto ambiental, principalmente as condições acústicas e da qualidade do ar das salas de aula (KOWALTOWSKI, 2011, p. 77). 23 Nessa época surge a valorização dos edifícios escolares e a preocupação com o desenho urbano do lote da escola, considerada um equipamento público de valor para a comunidade. Esses princípios da arquitetura escolar começam a se disseminar pelo mundo, e surgem conceitos que buscam o estímulo à aprendizagem e à criatividade, através do espaço físico da escola, como a arquitetura orgânica, que busca estimular o aluno através do uso de materiais naturais, formas curvas e interação com o ambiente natural, e as escolas de alto desempenho, que tinham o objetivo de gerar ambientes saudáveis e seguros, com emprego de alto conforto térmico, acústico e luminoso, além de buscar reduzir os custos de operação com programas de uso eficiente de água e energia (KOWALTOWSKI, 2011). No Brasil, ainda hoje, a maioria das escolas segue a mesma disposição espacial tradicional, com carteiras enfileiradas e o professor em frente ao quadro, semelhante à organização utilizada na época do Império, onde, muitas vezes, a escola era uma extensão da casa do professor, em salas pouco ventiladas e pouco iluminadas (KOWALTOWSKI, 2011). Essas características são consequências de uma arquitetura escolar com o objetivo de atender ao maior número de alunos, sem se preocupar com a qualidade dos ambientes. Do final do século XX até o início do século XXI, surgiram várias normas e cadernos técnicos no Brasil, com o objetivo de orientar o profissional a realizar um projeto escolar, estabelecendo parâmetros e recomendações para atender às necessidades mínimas do tamanho dos ambientes, do conforto térmico, acústico e luminoso, e da acessibilidade, além de orientar para a forma de implantação da edificação. Dentre eles, destacam-se os cadernos técnicos do Programa “Fundo de Fortalecimento da Escola” (Fundescola), desenvolvido pelo Ministério da Educação (MEC), que publicou, em 2002, os “Cadernos Técnicos: Subsídios para a Elaboração de Projetos e Adequação de Edificações Escolares”, volumes 1-4 e o Manual de Ambientes Didáticos da USP, de 2011. No entanto, esses instrumentos estabelecem apenas parâmetros mínimos na elaboração do projeto escolar, não atendendo aos requisitos necessários para desenvolver uma escola de alta qualidade. De acordo com Kowaltowski (2011, p. 111): A arquitetura escolar e a satisfação do usuário em relação à qualidade do ambiente estão diretamente ligadas ao conforto ambiental, que 24 inclui os aspectos térmico, visual, acústico e funcional proporcionados pelos espaços externos e internos. O conforto ambiental depende diretamente do projeto do edifício e de sua adaptação as atividades do usuário, o que influencia a produtividade do trabalho ou aprendizagem. Para contribuir para o alto desempenho dos alunos é necessário produzir escolas que aprimorem as condições de qualidade do ar interno, temperatura e umidade, ventilação e iluminação, e a acústica das salas de aula. As cores das paredes e do teto das salas de aula influenciam a qualidade construtiva, pois atuam nas condições de iluminação e, indiretamente, ampliam a legibilidade. Vários estudos comprovam a importância da luz do dia em salas de aula para o bem-estar dos ocupantes de espaços escolares. [...] O Heschong Mahone Group (1999) demonstrou que os estudantes em salas de aula com mais iluminação natural (adequadamente filtrada) trabalhavam de maneira 20% mais eficiente nos testes de matemática e 26% nos testes de leitura. Observou-se que as salas de aula com maior área de abertura, claraboias e janelas que poderiam ser operadas pelos usuários resultavam em níveis melhores de desempenho dos alunos do que os ambientes desprovidos dessas características (KOWALTOWSKI, 2011, p. 113). Portanto, deve-se privilegiar as cores claras, pois são mais eficientes para a penetração da luz natural, tendo em vista que possuem maior reflexibilidade. Além da iluminação natural atuar como um elemento benéfico para o aprendizado em sala de aula, o seu correto aproveitamento poderá proporcionar uma economia de energia, pois irá reduzir o uso da iluminação artificial. Outro aspecto importante é a acústica das salas de aula, que afeta diretamente a qualidade da comunicação, e consequentemente, a qualidade do ensino e aprendizagem. Os ambientes educacionais devem possuir tratamento contra ruídos externos, para que não atrapalhem as atividades desenvolvidas no interior das salas. A densidade de alunos por turma também possui influência na aprendizagem, pois afeta as condições de comunicação verbal (KOWALTOWSKI, 2011). Deve-se prezar também pela funcionalidade da escola, sendo fator importante para oferecer um ensino de qualidade. Necessita-se atenção especial ao dimensionamento dos ambientes, e a sua adaptação aos usos destinados, além de oferecer um formato que permita uma grande variedade de organizações do layout. Outro aspecto referente a funcionalidade é a lógica dos fluxos de usuários na edificação, que devem ser pensados de forma que evite ao máximo os conflitos com os fluxos de serviço e visitas. O controle de fluxos 25 bem elaborado no projeto arquitetônico oferece maior segurança aos usuários, pois evita o acesso de pessoas indevidas aos ambientes de estudos. Kowaltowski (2013) recomenda que “os ambientes de aprendizagem sejam associados às metodologias de ensino e princípios pedagógicos, sendo flexíveis quanto ao uso dos espaços e com maior variedade de configurações” (p. 277). O processo de aprendizagem é influenciado pelos espaços escolares, sendo alguns princípios de extrema importância para melhorar o desempenho dos alunos: criação de ambientes estimulantes, conexão entre espaços internos e externos, áreas de uso público para comunidade incorporadas ao edifício escolar e flexibilidade. Apesar de a arquitetura escolar no Brasil ainda apresentar, em sua maioria, edifícios sem identidade, padronizados e pouco estimulantes para os seus usuários, observa-se que os novos projetos procuram atender a novos padrões estéticos e funcionais, com base no aprimoramento dos espaços escolares como forma de maximizar o desempenho dos alunos. Tendo em vista que as escolas são instrumentos transformadores da sociedade, apresentando importante papel social, o presente trabalho irá abordar a arquitetura do Centro Educativo de Sustentabilidade através de um edifício mais criativo e estimulante, com maior desempenho térmico, acústico e luminoso, além de implantar programas de redução no consumo de água e luz como forma de educar os alunos ambientalmente, seguindo os princípios da escola de alto desempenho e assim tornando o ambiente escolar mais atrativo e maximizando o desempenho dos alunos e professores. Será necessária atenção especial para as normas e cadernos técnicos que definem os parâmetros mínimos dos ambientes escolares, no entanto, o objetivo será produzir ambientes que possuam qualidade acima do mínimo definido pelas normas, e assim proporcionar uma escola com desempenho elevado. 26 2. Referencial projetual Visando uma compreensão mais clara do tema e suas especificidades, foram realizadas análises de projetos de escolas e demais equipamentos educativos. Foi realizado também o estudo de um projeto que possui função diferenciada do equipamento abordado neste trabalho, com o objetivo de aprofundar-se na abordagem de técnicas construtivas sustentáveis, pois omesmo apresenta fortes aspectos de preservação ambiental e inclusão social. A metodologia adotada para a investigação foi a dos Professores Márcio Cotrim, Wylnna Vidal e Nelci Tinem, usada no Laboratório de Pesquisa Projeto e Memória (LPPM) que está vinculado institucionalmente ao Departamento de Arquitetura (DA) do Centro de Tecnologia (CT) da Universidade Federal da Paraíba (UFPB). Este método foi elaborado através da compilação e síntese de várias metodologias de análise de projeto, como Baker e Ching. Dentre os itens a serem analisados estão: os de caráter funcional, onde deve-se estudar entorno, implantação, topografia, orientação solar/insolação, circulação e acessos, zoneamento/setorização e organização espacial; e os de caráter formal, sendo observados geometria da planta, volumetria, fachadas, sistemas de aberturas, lógica estrutural, coberta, elementos de adequação climática e materiais 2. 2.1. Moradias infantis para escola Canuanã - Fundação Bradesco Implantado no município de Formoso do Araguaia, em Tocantins, o projeto foi realizado pelo Designer Marcelo Rosenbaum em parceria com Gustavo Utrabo e Pedro Duschenes do escritório de arquitetura Aleph Zero. Marcelo está à frente da Rosenbaum, escritório de design, arquitetura e inovação. Os arquitetos do escritório Aleph Zero, são graduados pela Universidade Federal do Paraná, naturais de Curitiba e utilizam o escritório de arquitetura como ateliê para experimentações. _______________________________________________________________ 2 Para mais informações acessar: http://www.lppm.com.br/?q=node/1. Página oficial do Laboratório de Pesquisa Projeto e Memória (LPPM). 27 Suas experiências são realizadas com a produção de estruturas que são implantadas em espaços públicos, buscando identificar como a arquitetura e o design pode moldar o comportamento das pessoas. Possuem como forte característica projetual o design industrial e modular. Antes de iniciar a produção projetual a equipe buscou conhecer a Zona Rural de Formoso do Araguaia, para conhecer a Fazenda Canuanã, uma escola rural em regime de internato mantida pela Fundação Bradesco há quase 40 anos. O espaço abrigava crianças de 7 a 18 anos e cumpria papel de casa, escola, laboratório, etc. Foi realizado um processo de desenho participativo, com fases de pesquisa, imersão, diálogos e workshops em conjunto com os alunos, professores e comunidade com o intuito de desenvolverem a proposta em conjunto. As moradias estão localizadas em uma zona rural circundada por aldeias e vilarejos, além de possuir uma paisagem natural muito rica. As edificações foram organizadas em duas vilas separadas, uma masculina e outra feminina, possuindo construções idênticas. Sua implantação foi definida com o sentido longitudinal direcionado para o Rio Javaés (ver fig. 5), possibilitando ampla visão da paisagem. Fonte: http://www.alephzero.arq.br/about/ Figura 4: Vista das fachadas noroeste e sudoeste 28 O entorno da edificação foi mantido sem pavimentação (assim como as demais construções preexistentes), portanto, não se define um acesso principal ou secundário, as moradias podem ser acessadas por todos os lados, percorrendo um caminho natural que for conveniente para cada usuário (ver fig. 6). Fonte: http://www.alephzero.arq.br/about/. Editado pelo autor (2017). Figura 6: Diagrama de acessos. Fonte: Acervo do autor. Figura 5: Implantação 29 A amplitude do terreno e sua topografia plana, permitiram uma maior racionalização na construção, reduzindo as movimentações de terra a quase zero, e facilitando a drenagem (ver fig. 7) das águas pluviais que se concentram no pátio central (em amarelo) e são direcionadas para o rio através de canalizações (em vermelho) que aproveitam a declividade natural do terreno. A topografia também influenciou na fachada, permitindo uma edificação com grande horizontalidade (ver fig. 8). Esta forma de concepção das fachadas em conjunto com suas orientações (fachada Noroeste e Sudeste), permitiram um grande aproveitamento da ventilação cruzada (ver fig. 9) no sentido Leste-Oeste. A cidade de Formoso do Araguaia possui apenas 54 anos e, também por este motivo, não existem muitos estudos acerca de seu clima. No entanto, estudos climáticos de Palmas – cidade do Tocantins que se localiza próximo a Fazenda Canuanã – determinam a predominância dos ventos provenientes do Leste (SILVA; SOUZA, 2016). Devido à proximidade entre as cidades, adotou-se a mesma ventilação predominante para o estudo do projeto das Moradias Infantis, Fonte: http://www.alephzero.arq.br/about/. Editado pelo autor (2017). Fonte: http://www.alephzero.arq.br/about/. Editado pelo autor (2017). Figura 7: Planta baixa do pavimento térreo. Figura 8: Vista frontal da fachada noroeste 30 no entanto, entendendo que podem existir pequenas variações no sentido dos ventos predominantes da região de Formoso do Araguaia em relação a Palmas. As moradias foram implantadas em blocos separados com espaços vazios entre eles (em amarelo), permitindo uma grande permeabilidade para os ventos provenientes de qualquer direção (ver fig. 9 e 10). As áreas de estudos foram dispostas no pavimento superior, garantindo ventilação cruzada sem nenhuma barreira física, além de permitir maior privacidade e conforto acústico para os ambientes. Fonte: Acervo do autor. Fonte: http://www.alephzero.arq.br/about/. Editado pelo autor (2017). Figura 9: Diagrama de ventilação. Figura 10: Diagrama de insolação. 31 A maioria dos dormitórios foi orientada a Sudeste e Noroeste (em roxo), recebendo a insolação do período da manhã e da tarde respectivamente, por isso, foi necessário inserir paredes vazadas nas faces afetadas para filtrar a luz do sol. Estes elementos também foram inseridos nas fachadas pouco afetadas pela insolação. Além disso, uma grande marquise de quatro metros (tracejado vermelho) gera proteção solar para todas as fachadas da edificação, otimizando o conforto térmico em todos os ambientes (ver figs. 10 e 11). As circulações do projeto foram resolvidas através de dois eixos ordenadores (em vermelho) que percorrem toda a edificação em seu sentido longitudinal e se ramifica no sentido transversal (em laranja) distribuindo o fluxo para os demais dormitórios e pátios centrais. Fonte: http://www.alephzero.arq.br/about/. Figura 12: Diagrama de circulações do pavimento térreo. Figura 11: Marquise e elementos de proteção solar. Fonte: http://www.alephzero.arq.br/about/. Editado pelo autor (2017). 32 Nas extremidades foram dispostos halls de distribuição (em roxo) que dão acesso ao interior através dos jardins centrais (em verde) e estão interligados a uma circulação secundária periférica (em amarelo) que circunda todo o prédio, distribuindo o fluxo para o exterior. Quatro circulações verticais foram inseridas na orientação noroeste para dar acesso ao pavimento superior (ver figs. 13 e 14). Neste nível, um eixo no sentido longitudinal (em vermelho) percorre todos os espaços de estudos (em marrom) de maneira sinuosa, devido à disposição dos ambientes como obstáculos que convidam o usuário a entrar. Este percurso se ramifica dando acesso aos demais cômodos (em azul). Os ambientes de estudos foram dispostos em sequência linear com espaços de convívio (azul) dispostos perpendicularmente e de forma intercalada. Esta organização espacial reduz a separação física entre lugar de estudo e de convívio, tornando as atividades de estudosmais agradáveis. Desta maneira, os espaços de convívio se tornam também espaços de estudos, além de favorecer as trocas visuais. Figura 14: Vista da circulação vertical. Fonte: http://www.alephzero.arq.br/about/. Figura 13: Diagrama de circulações do 1º pavimento. Fonte: http://www.alephzero.arq.br/about/. Editado pelo autor (2017). 33 Uma enorme cobertura proporciona grandes áreas sombreadas que dão unidade à edificação, abrigando todos os seus ambientes, o que faz referência às construções indígenas por seu caráter unificador e que remete à proteção e abrigo (ver figs. 15 e 16). Três átrios abertos na cobertura conformam pátios centrais (em vermelho) organizados linearmente no pavimento térreo (ver fig. 17), que agrupam os dormitórios (em verde) em seu entorno (ver figs. 17 e 18), formando espaços convidativos para a interação entre os usuários, e lembrando a organização centralizada presente em algumas aldeias indígenas (ver fig. 19). Fonte:http://vidavidavivida.blogspot.com.br. Figura 15: Vista inferior da cobertura. Figura 17: Organização espacial do térreo. Fonte: http://www.alephzero.arq.br/about/. Figura 16: Vista inferior - cobertura de oca. Fonte: http://www.alephzero.arq.br/about/. Editado pelo autor (2017). 34 A coberta se configura em um grande plano esbelto (em azul, fig. 20), de formato retangular, que se assenta sob delgados pilares uniformemente ritmados, inclinando-se suavemente em seu menor sentido (noroeste-sudeste), assim, abriga todos os volumes edificados, que são dispostos em um espaço delimitado pelos planos formados pela modulação dos pilares (em laranja). A partir da subtração de três prismas retangulares (em verde) no centro da cobertura surgem os pátios centrais, delimitados, novamente, pela sequência equilibrada dos pilares (em laranja). Os pátios funcionam como conectores entre os volumes dos dormitórios (em roxo), modulares e em formato de prisma retangular, são implantados ao redor dos jardins (amarelo), estabelecendo uma organização centralizada (ver fig. 20). Fonte: http://vidavidavivida.blogspot.com.br/2013/07/oca-arquitetura- indigena.html. Fonte: http://arcoweb.com.br/projetodesign/arquitetura/rosenbaum- e-aleph-zero-moradias-estudantis-formoso-do-araguaia-to. Figura 18: Vista do pátio central. Figura 19: Organização espacial de uma tribo indígena. 35 No primeiro pavimento, ao contrário das formas regulares presentes no térreo, os espaços são constituídos por formatos irregulares derivados da adição de retângulos (marrom), criando saques sobre os volumes do térreo e que funcionam como grandes varandas (ver fig. 20). Neste pavimento, os espaços são delimitados apenas por guarda-corpos vazados (vermelho) em ripas de madeira ritmadas. A edificação, em geral, é bastante permeável e fluida, proporcionando uma relação interior-exterior contínua e direta. O térreo, mesmo concentrando maior parte do volume edificado – que corresponde aos dormitórios – não se configura em uma massa densa, devido a sua distribuição em módulos soltos, em volta de pátios internos, que permite uma maior flexibilidade de percursos. O Fonte: Acervo do autor. Figura 20: Diagrama de análise volumétrica. 36 pavimento superior se configura como um grande espaço coberto e livre de vedações, funcionando espaços de estudos, convívio e contemplação, propiciando uma visão total do entorno e permitindo grande circulação dos ventos. A volumetria e as fachadas das moradias utilizam estratégias eficientes de adequação ao clima quente e úmido do estado do Tocantins, portanto, foram utilizados elementos como brises para proteção solar nas fachadas noroeste e sudeste, além do aproveitamento da ventilação cruzada através de espaços vazios que permitem a incidência dos ventos através dos blocos de dormitórios. Estes elementos de proteção solar acrescentam ainda estética ao edifício, proporcionando ritmo e textura às fachadas (ver figs. 21 e 22). Sua função é filtrar a radiação solar direta, no entanto permitindo a entrada de luz, sem barrar a ventilação natural. As paredes, construídas em blocos de adobe, apresentam aberturas para entrada de luz e ventilação naturais, devido ao assentamento espaçado e inclinado dos blocos em alguns locais pontuais que também conferem ritmo e ressalta a textura rústica do material. Estes elementos de adequação climática são adaptações de técnicas construtivas locais (ver figs. 23 e 24), o que demonstra que a arquitetura vernacular pode auxiliar na produção de uma construção com eficiência térmica e energética, tendo em vista que estes sistemas permitiram que a edificação não necessitasse de ar condicionado. Fonte: http://rosenbaum.com.br. Figura 21: Elementos de composição e proteção da fachada noroeste Figura 22: Elementos de composição e proteção da fachada noroeste. Fonte: http://rosenbaum.com.br. 37 Os guarda-corpos (ver fig. 22) do primeiro pavimento, assim como os elementos de proteção solar citados, além de exercer sua função principal, também funcionam como composição de grande expressão nas fachadas, conferindo identidade ao edifício (ver figs. 21 e 22). O estado do Tocantins apresenta grandes variações na temperatura da manhã para a noite, ou seja, há períodos em que a temperatura é alta no turno da manhã e baixa no turno da noite. Por isso, os blocos de dormitórios apresentam poucas aberturas, permitindo que o calor absorvido durante a manhã seja conservado. As portas e janelas foram concebidas em conjunto em forma de painéis, possibilitando a pré-fabricação e a racionalização da instalação na obra. Fonte: http://rosenbaum.com.br/a-gente/equipe/. Figura 24: Técnicas locais aplicadas ao projeto. Fonte: http://rosenbaum.com.br/a-gente/equipe/. Fonte: http://rosenbaum.com.br. Figura 23: Técnica construtiva vernacular encontrada em aldeia de formoso do Araguaia. Fonte: http://rosenbaum.com.br Figura 25: Vista das esquadrias dos dormitórios. Figura 26: Pintura indígena do vilarejo. 38 Foram utilizadas aberturas altas em todos os dormitórios, elementos que além de conferir beleza, permitem a saída do ar quente. Os pátios centrais também funcionam como fortes estratégias de adequação climática, pois permitem iluminar todos os ambientes e melhorar a ventilação. A cobertura (tracejado amarelo, figs. 27 e 28) torna-se um elemento marcante nas fachadas, pois, além de funcionar como um dado – organizando todos os elementos abaixo dela – confere leveza, uma vez que repousa suavemente sobre os pilares, sem tocar nos volumes que se encontram sob ela. Este tipo de coberta não funciona apenas como elemento estético, mas também como uma forte estratégia climática, pois permite que o ar circule livremente acima das edificações (ver fig. 29), permitindo a troca de ar constante, removendo o calor transmitido pela cobertura. Figura 27: Fachada Sudoeste. Fonte: Acervo do autor. Figura 29: Sistema de coberta com ventilação cruzada. Fonte: http://www.alephzero.arq.br/about/. Editado pelo autor (2017). Figura 28: Fachada Nordeste. Fonte: http://www.alephzero.arq.br/about/. Editado pelo autor (2017). 39 Outro aspecto que confere leveza ao conjunto é a estrutura esbelta alcançada devido aos vãos econômicos e ao uso de madeira laminada colada, material que possui resistência próxima a do aço. Os pilares contornam toda a edificação, assemelhando-se à estrutura de um templo grego peristilado3, podendoser vistos em todas as fachadas, e estabelecem um ritmo cuja modulação estrutural de 6,00 x 6,00 metros permite racionalização e rapidez na execução, além de reduzir os desperdícios de materiais. Toda estrutura foi concebida em madeira, com exceção das lajes que são de concreto armado. A cobertura com dimensões de 160 x 65 metros possui inclinação de aproximadamente 5% e sua estrutura em madeira laminada colada (MLC) é formada por caibros e ripas apenas. As telhas são do tipo sanduiche, material que confere maior inércia térmica4 a coberta, no entanto não foi possível identificar o material específico. Os materiais adotados na construção foram baseados no conceito de integração entre tecnologias avançadas e vernaculares. Estas, foram buscadas na cultura local, com o objetivo de inserir a identidade do lugar às moradias. ____________________________________________________________________________ 3 Os templos gregos recebem nomenclaturas que identificavam o seu estilo. Peristilado é o termo utilizado para os templos gregos que recebem colunas em volta de todo o seu perímetro. 4 A inércia térmica de um determinado material está relacionada com a capacidade de amortecimento e atraso da onda de calor, devido ao aquecimento ou resfriamento do mesmo (FROTA; SCHIFFER, 2003). Ou seja, quanto maior for o tempo de transmissão de calor através de um material, maior será sua inércia térmica, garantindo que o calor seja transmitido para os ambientes apenas à noite, propiciando resfriamento pela manhã e aquecimento à noite. Fonte: http://rosenbaum.com.br/a-gente/equipe/. Figura 30: Imagem da construção da estrutura em MLC. 40 Uniu-se então a MLC e o tijolo de adobe. A primeira, apresenta-se como material de alto desempenho, podendo ser pré-fabricada, e permite uma construção seca e rápida. Já o adobe, é um material de baixa tecnologia, mas que também possui grande desempenho, principalmente por possuir grande eficiência térmica. Os blocos são muito utilizados na região, e foram produzidos pela própria comunidade, gerando valorização da mão de obra local e integração social. O projeto em estudo apresenta vários princípios da sustentabilidade citados anteriormente neste trabalho. Para que se faça uma análise mais aprofundada acerca do tema, serão citados os aspectos que o torna um edifício sustentável. São eles: Aspectos Socioculturais: Inclusão da comunidade na elaboração da proposta; preservação da identidade do local através do uso de materiais tradicionais, técnicas construtivas e pinturas encontradas na comunidade; acessibilidade para todos; respeito às preexistências; ambientes de qualidade, com segurança e conforto para os usuários; cria-se uma relação público-privado através de espaços abertos para o público externo. Aspectos Ambientais e Econômicos: Máximo aproveitamento dos atributos ambientais (iluminação e ventilação), e consequente Fonte: Acervo do autor. Figura 31: Perspectiva da estrutura. 41 redução no consumo energético; movimentação de terra mínima; uso de materiais naturais como a madeira e o adobe que foi produzido no próprio local da obra; obra seca e de execução rápida; possibilidade de reaproveitamento da estrutura; possibilidade de adaptabilidade para novos usos; materiais com grande durabilidade e baixa manutenção devido as grandes marquises que protegem contra as intempéries; 2.2. Centro Educativo “Montecarlo Gillerme Gaviria Correa” (MGGC) O edifício educativo foi implantado em Medellín, no Bairro Las Granjas, e foi projetado pela Empresa de Desenvolvimento Urbano (EDU) da cidade. Pertencente a província de Antioquia, na Colômbia, o município é reconhecido pelos grandes investimentos em comunidades carentes e a qualidade de seus edifícios públicos, pois acreditam que a educação e a cultura possuem papel essencial na transformação social. A EDU é uma empresa de grande importância para a Administração Municipal, pois é responsável pela execução de programas públicos de gestão urbana, por isto, é protagonista de muitas transformações ocorridas na cidade. Atua nas áreas da Arquitetura e Urbanismo e seus projetos sempre ganham um caráter de transformação da sociedade, dentre eles estão diversos Parques Bibliotecas (ver fig. 32), Casas de Música, Centros Educativos (ver fig. 33) e Centros Desportivos (ver fig. 34). A seguir alguns exemplos irão esclarecer esta característica forte presente nas obras da EDU: Fonte: http://www.edu.gov.co/. Figura 32: Parque Biblioteca Guayabal, Medellín. 42 O projeto do Centro Educativo MGGC contou com a participação de um grande número de arquitetos, sendo os diretores John Lopera, Gustavo Restrepo, Juan Mejia. Segundo os arquitetos, “este projeto busca contribuir com o encontro cidadão, integrando estas infraestruturas à cidade e seus habitantes e possibilitar, assim, a recuperação do espaço público”. Fonte: http://www.edu.gov.co/. Figura 33: Instituição Javier Lodoño, Medellín. Fonte: http://www.edu.gov.co/. Figura 34: Unidade Desportiva Maria Luisa Calle, Medellín. Figura 35: Foto aérea da paisagem onde foi inserido o Centro Educativo MGGC. Fonte: http://www.archdaily.com.br 43 A escola foi inserida em uma comunidade de Medellín, com uma arquitetura que contrasta com a paisagem construída das casas em alvenaria aparente e exerce papel de valorização da comunidade, trazendo cultura, lazer e educação para esta que apresenta a predominância do uso residencial. O projeto foi implantado em um terreno onde abrigava uma antiga fábrica de bilhar. Buscou-se inserir a edificação exatamente onde a fábrica havia deixado suas marcas no solo e assim, não interferir na reserva natural presente no lote, que foi incorporada ao projeto como parte fundamental do planejamento urbano, sendo realizada a sua recuperação e transformação em um parque ambiental para a comunidade. O colégio foi dividido em duas edificações distintas, uma destinada ao jardim de infância (em vermelho) e outra ao ensino médio e escola de música (em laranja), e suas implantações ocorrem em níveis distintos, sendo a primeira em um nível mais baixo que a segunda. Figura 36: Implantação. Fonte: Google Earth. Editado pelo autor (2017). 1 – Ensino Médio e Escola de Música; 2 – Jardim de Infância; 3 – Pátio descoberto. 1 2 3 44 A área de recreação (em azul) do ensino médio ocorre em um terceiro nível, mais alto que o térreo das edificações. Os acessos também ocorrem separadamente (ver fig. 37), sendo o primeiro ao norte da escola (em verde), destinada ao jardim de infância, e o segundo ao sul (em amarelo), destinado ao ensino fundamental e escola de música. Fonte: https://www.archdaily.com.br. Editado pelo autor (2017). Figura 38: Corte transversal do ed. do ensino fundamental. Fonte: https://www.archdaily.com.br. Editado pelo autor (2017). Figura 37: Implantação térrea e acessos. 45 A edificação foi implantada com sua maior dimensão orientada para leste/oeste, recebendo a insolação da manhã e da tarde na maioria de seus ambientes. No entanto, analisando cada bloco isoladamente, percebe-se um tratamento diferenciado em relação a insolação. O bloco do jardim de infância (amarelo) possui a maioria dos seus ambientes – o que corresponde as suas salas de aula – orientada ao norte e sul, garantindo o mínimo de insolação durante maior parte do ano. Apenas o restaurante e as oficinas foram orientadas a leste, recebendo o sol da manhã. Figura 39: Carta Solar de Medellín e diagrama de insolação. Fonte: SOL-AR 6.2 e Google Earth. Editado
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