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Orientação solar das edificações Apresentação A correta orientação solar de uma edificação é um dos principais fatores para otimizar a utilização dos recursos naturais disponíveis no ambiente, como a luz solar e o vento, gerando conforto e bem- estar aos usuários. Nesta Unidade de Aprendizagem, você verá a importância da orientação solar no projeto de edificações e como a insolação pode interferir no conforto dos ambientes, por meio de exemplos e conteúdo teórico. Bons estudos. Ao final desta Unidade de Aprendizagem, você deve apresentar os seguintes aprendizados: Definir a importância da orientação solar para o projeto de edificações.• Identificar as interferências da insolação nos ambientes.• Exemplificar projetos arquitetônicos em que a interação entre edificação e orientação solar é considerada. • Infográfico O entorno da edificação, a implantação, o zoneamento da edificação e o tratamento que as fachadas recebem são alguns desses elementos que são essenciais que o arquiteto considere em seu projeto. Acompanhe, no infográfico, um detalhamento de cada um desses elementos a considerar em um projeto e suas interferências da insolação nos ambientes. Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar. https://statics-marketplace.plataforma.grupoa.education/sagah/031b658b-c3e2-4c50-811f-d0d18cddabe9/548b6692-1ac8-419b-8c46-05465e12de6a.jpg Conteúdo do livro A orientação solar em projetos de arquitetura é um dos elementos principais na etapa de levantamentos e estudos preliminares, podendo, muitas vezes, ser uma condicionanante projetual. A correta disposição de uma edificação quanto à sua insolação auxilia no bem-estar dos habitantes, tornando os ambientes mais salubres e confortáveis, além de contribuir com a eficiência energética. No capítulo Orientação solar das edificações, da obra Conforto ambiental, base teórica para esta Unidade de Aprendizagem, você estudará mais sobre o conforto ambiental e a importância da orientação solar para o projeto de edificações. Boa leitura. CONFORTO AMBIENTAL Orientação solar das edificações Objetivos de aprendizagem Ao final deste texto, você deve apresentar os seguintes aprendizados: Definir a importância da orientação solar para o projeto de edificações. Identificar as interferências da insolação nos ambientes. Exemplificar projetos arquitetônicos em que a interação entre edifi- cação e orientação solar é considerada. Introdução A correta orientação solar de uma edificação é um dos principais fatores para otimizar a utilização dos recursos naturais disponíveis no ambiente, como a luz solar e o vento, gerando conforto e bem-estar para os usuários. Para tanto, o projeto arquitetônico deve ser desenvolvido de acordo com as características bioclimáticas de cada local, aproveitando o que o clima traz de bom e resolvendo os problemas que poderiam interferir no desempenho da edificação. Condições de conforto ambiental são imprescindíveis para a saúde e o bem-estar das pessoas. Nos projetos de edificações, devemos considerar os fatores que influenciam direta ou indiretamente o conforto ambiental. O clima, as condições de vento, a temperatura, a insolação, a umidade e a luz natural serão determinantes para o conforto térmico da edificação. De acordo com Mascaró (1991), são quatro os principais fatores que afetam a perda de calor no ser humano, também chamados de fatores dinâmicos do clima: temperatura, umidade, movimento do ar e radiação. Uma edificação projetada sem considerar esses fatores pode se tornar inapropriada para os usuários dela, além de representar gastos maiores com consumo energético para compensar o desconforto térmico natural da edificação. Um exemplo são os edifícios envidraçados em climas quen- tes e com orientações com muita incidência solar. A menos que sejam utilizados materiais especiais e, muitas vezes, extremamente caros, esses edifícios requerem soluções de climatização artificial para compensar o calor intenso no verão e o frio no inverno. Há que se observar que todas as decisões que afetam o consumo energético de uma edificação ocorrem na elaboração dos desenhos preliminares de um projeto. O esforço necessário para implementar tais decisões na fase preliminar do projeto é pequeno quando comparado àquele que seria necessário para a sua posterior implementação, con- forme lecionam Brown e Dekay (2004). Neste capítulo, você vai verificar a importância da orientação solar no projeto de edificações e como a insolação pode interferir no conforto dos ambientes, analisando, por fim, exemplos de projetos arquitetônicos em que a interação entre edificação e orientação solar foi considerada. Importância da orientação solar para o projeto de edificações Na elaboração de projetos de arquitetura adequados aos diferentes climas, destacam-se alguns fatores que infl uenciam as decisões de projeto em função das características climáticas. De acordo com Frota (2003), são eles: forma (geometria) mais apropriada; orientação e dimensionamento das aberturas; localização dos diversos blocos no espaço físico; determinação da sombra projetada das edificações; determinação das máscaras produzidas por obstruções externas às aberturas; indicação de elementos externos de projeção da radiação solar (cons- truções, vegetação, etc.). O controle da radiação solar é um dos fatores com maior impacto no conforto térmico da edificação. Em locais onde o clima é muito quente, por exemplo, deve-se evitar que a radiação solar penetre em excesso nos ambientes, prevenindo ganhos de calor. No inverno, as pessoas perdem calor e, com isso, sentem frio; no verão, sentem calor e buscam se refrescar. Há muitas formas de isolar o calor e o frio nas construções, visando minimizar o desconforto térmico. As soluções Orientação solar das edificações2 estão, basicamente, na adequação do projeto do edifício, especialmente no que tange à sua orientação e ao seu envoltório (paredes, aberturas e cobertura). Determinar a posição do sol para o local da edificação e proteger o seu envoltório requer um estudo da geometria da insolação, que vai determinar graficamente a incidência do sol de acordo com a latitude, a hora e a época do ano, conforme leciona Frota (2003). No exemplo demonstrado nas Figuras 1 e 2, você observar que, de acordo com o horário do dia e a época do ano, há uma variação significativa na sombra projetada pela edificação no terreno devido à mudança da incidência solar. Nesse exemplo hipotético, a edificação está em um terreno situado no Hemisfério Norte, em Saint Louis, Missouri. Figura 1. Sítio hipotético para demonstrar a incidência solar sobre a edificação no terreno em diferentes horários e épocas do ano. Fonte: Brown e Dekay (2004, p. 29). 3Orientação solar das edificações Figura 2. Incidência solar sobre a edificação no terreno (sítio hipotético) em diferentes horários e épocas do ano. Fonte: Brown e Dekay (2004, p. 30). Na prática Veja, por meio de realidade aumentada, o quanto a incidência de luz solar em terreno no Hemisfério Sul influencia os aspectos construtivos de uma edificação, bem como as decisões arquitetônicas. Aponte para o QR code ou acesse o link https://goo.gl/RtwuxK para ver o recurso.. Orientação solar das edificações4 Para determinar os horários do dia e do ano nos quais o sol estará pre- sente em determinado sítio, utilizamos a carta solar, com a representação dos elementos existentes no sítio. A Figura 3 mostra um solaroscópio, um instrumento que simula o movimento do Sol e permite identificar a incidência solar sobre uma edificação e a sombra projetada no terreno. Figura 3. Representação de um solaroscópio. Fonte: Adaptada de Lamberts, Dutra e Pereira (2014). Para melhor compreender a carta solar e a utilização do solaroscópio para simulações em projeto, veja a Figura 4, que demonstra o movimento do planeta Terra em torno do Sol e os diferentes ângulosde incidência da radiação solar de acordo com o período do ano e o horário do dia. Já a Figura 5 demonstra a trajetória solar em um dia qualquer na carta solar. 5Orientação solar das edificações Figura 4. Trajetória da Terra ao redor do Sol (translação), com o ângulo de inclinação do eixo norte-sul, os solstícios e os equinócios para o Hemisfério Sul. Fonte: Adaptada de Lamberts, Dutra e Pereira (2014). Figura 5. Trajetória solar em um dia qualquer na carta solar. Fonte: Adaptada de Lamberts, Dutra e Pereira (2014). Orientação solar das edificações6 A carta solar representa a trajetória do Sol na abóbada celeste como se ele estivesse projetado sobre uma superfície horizontal, conforme apontam Libbey-Owens-Ford (1974), Olgyay (1963) e Hoke (1996, apud BROWN; DEKAY, 2004). Na Figura 6 é demonstrado um exemplo de carta solar para a latitude 40º. Figura 6. Carta solar para a latitude 40°. Fonte: Brown e Dekay (2004, p. 31). Interferências da insolação nos ambientes As edifi cações são nossa terceira pele. No tempo em que nossos ancestrais se deslocavam em busca de áreas para se fi xar, há centenas de milhares de anos, eles não somente necessitavam adequar suas vestimentas, mas também as edifi cações para os abrigar e proteger. Assim, surgiu a necessidade de se construir edifi cações mais resistentes tanto ao frio quanto ao calor. 7Orientação solar das edificações O que não mudou com essas migrações foi o metabolismo humano pree- xistente. Em todas as sociedades, as pessoas têm a fi siologia e a temperatura corporal de aproximadamente 37,5 ºC, além dos mecanismos de adaptação para que possam manter seus corpos a essa temperatura mesmo nos climas mais rigorosos, conforme lecionam Roaf, Crichton e Nicol (2009). Assim, para tornar possível a sobrevivência em temperaturas que podem variar de mais de 50 ºC, nas latitudes menores, até −50°C, no Círculo Ártico, outros fatores entraram em jogo: o uso de vestimentas mais pesadas ou mais leves (a segunda pele) e o projeto das edificações (a terceira pele). A Figura 7 resume as interações entre clima, pessoas e edificações. Figura 7. Interação entre clima, pessoas e edificações: as edificações amenizam o clima de assentamentos ocupados de forma tradicional para ficarem adequados aos ocupantes e para trazer conforto dentro das normas culturais. Fonte: Roaf, Crichton e Nicol (2009, p. 52). A insolação nos ambientes afeta diretamente as pessoas e o conforto dos espaços. Dependendo da orientação solar, da distribuição das aberturas, dos materiais utilizados e da forma da edificação, haverá maior ou menor penetração dos raios solares. Com isso, há um impacto sobre a iluminação natural dos ambientes e a quantidade de calor dentro deles. A orientação do edifício influencia a quantidade de calor que ele recebe e pode representar o aumento do consumo de energia. Mascaró (1991) destaca que o uso adequado da orientação solar da edificação pode reduzir em cerca de 50% o consumo energético. O autor também exemplifica que um edifício Orientação solar das edificações8 na latitude 30ºS (correspondente a Porto Alegre), com suas fachadas maiores orientadas favoravelmente, recebe 1,7 milhão de quilocalorias/dia, ao passo que, quando orientado desfavoravelmente, a carga térmica recebida é da ordem de 4,2 milhões de quilocalorias/dia (quase 150% maior). Além da orientação, a forma da edificação também vai influenciar na carga térmica recebida por ele. Para que um edifício se torne confortável, ele deve ser projetado para o clima em que está inserido e deve considerar a orientação solar desde a fase preliminar do projeto. Esse cuidado deve ter como base o controle da radiação solar direta nos ambientes internos e a minimização da radiação solar direta e difusa nas fachadas e coberturas do edifício. No Hemisfério Sul (abaixo da Linha do Equador), a melhor orientação solar para a iluminação natural nas edificações é a orientação solar norte. Nessa orientação há maior incidência de luz solar direta e é relativamente fácil de sombrear as aberturas para o controle da entrada de radiação solar. A orientação solar sul também é benéfica para a iluminação natural, considerando que a incidência de luz é constante e que se trata da orientação que menos recebe luz solar direta, evitando assim o ofuscamento nos ambientes. Já as orientações solares leste e oeste são as que recebem a luz solar direta com mais intensidade no verão e menos no inverno, dificultando o projeto de proteções solares. A Figura 8 ilustra uma planta ideal considerando a orientação solar e a luz natural. Figura 8. Planta com orientação ideal em relação à iluminação natural. Fonte: Adaptada de Lamberts, Dutra e Pereira (2014). 9Orientação solar das edificações Projetos arquitetônicos em que a interação entre edificação e orientação solar é considerada As estratégias de projeto são utilizadas para melhorar a interação entre a edifi cação, o clima e a orientação solar. A maioria delas trata da orientação e da localização dos recintos com relação à insolação e à ventilação do lo- cal. A seguir serão apresentados alguns exemplos em que essa interação foi considerada no projeto arquitetônico. Nesses exemplos foram considerados principalmente a forma e o fechamento dos recintos, de modo a reduzir as cargas de aquecimento ou esfriamento, ou para responder às necessidades de uma edifi cação quanto ao aquecimento, ao esfriamento e à iluminação, por meio do uso dos recursos disponíveis no sítio. As estratégias apresentam recomendações de como os recintos podem ser projetados de forma a coletar, armazenar e distribuir o calor solar e/ou melhor utilizar o recurso de ventilação natural, conforme apontam Brown e Dekay (2004). Plantas baixas compactas As plantas baixas compactas reduzem a área de pele e, portanto, as perdas e os ganhos térmicos (aquecimento e esfriamento), conforme mostra a Figura 9. A quantidade de pele exposta em relação ao volume envolvido aumenta à medida que formas compactas, como cubos, são alongadas e se transformam em prismas retangulares ou fechamentos mais articula- dos. Consequentemente, as perdas e os ganhos térmicos por condução e convecção através da pele são maiores nas formas alongadas do que na formas compactas com o mesmo volume, conforme lecionam Brown e Dekay (2004). Orientação solar das edificações10 Figura 9. Exemplo de edificação no estilo New England Salt Box, com planta baixa compacta, e seu desempenho térmico. Fonte: Brown e Dekay (2004, p. 168). Estratégias de ventilação Na Figura 10 estão demonstradas de forma esquemática diferentes soluções em planta baixa e corte que permitem melhor utilização da ventilação natural nos ambientes da edifi cação. A ventilação cruzada é uma estratégia particu- larmente valiosa pois, além de remover o calor dos recintos, também promove uma melhor sensação térmica em climas quentes, uma vez que auxilia na evaporação das pessoas, conforme apontam Brown e Dekay (2004). 11Orientação solar das edificações Figura 10. Estratégias de organização dos espaços que favorecem tanto a ventilação cruzada quanto a ventilação por efeito chaminé. Fonte: Brown e Dekay (2004, p. 170). Conjunto habitacional em blocos com jardins Nem sempre os terrenos apresentam uma condição que permita a melhor orientação solar da edifi cação. A Figura 11 traz o exemplo do conjunto habi- tacional Brunnerstrasse-Empergasse, dos arquitetos Reinberg-Trebersperg- -Raith, em Viena, na Áustria, que foi concebido em doze barras de blocos com três pavimentos voltados para o sul (a maior incidência solar no Hemisfério Norte, ao contrário do Hemisfério Sul). As unidades voltadas para o sul garantem o aquecimento térmico necessário por meio da insolação direta nas fachadas e da criação de jardins de inverno, conforme apontam Brown e Dekay (2004). Orientação solar das edificações12 Figura 11. Conjunto habitacional Brunnerstrasse-Empergasse, corte norte-sul típico. Fonte: Browne Dekay (2004, p. 177). No link a seguir, leia um estudo de caso de um edifí cio de escritó rios em Brasí lia cujo projeto levou em consideração a análise bioclimática da cidade. https://goo.gl/kMHchn 13Orientação solar das edificações BROWN, G. Z.; DEKAY, M. Sol, vento & luz: estratégias para o projeto de arquitetura. 2. ed. Porto Alegre: Bookman, 2004. FROTA, A. B. Manual de conforto térmico. 8. ed. São Paulo: Studio Nobel, 2003. LAMBERTS, R.; DUTRA, L.; PEREIRA, F. O. R. Eficiência energética na arquitetura. 3. ed. Brasília: PROCEL Edífica, 2014. Disponível em: <http://www.mme.gov.br/docu- ments/10584/1985241/Livro%20-%20Efici%C3%AAncia%20Energ%C3%A9tica%20 na%20Arquitetura.pdf>. Acesso em: 6 nov. 2018. MASCARÓ, L. R. Energia na edificação. 2. ed. São Paulo: Projeto, 1991. ROAF, S.; CRICHTON, D.; NICOL, F. A adaptação de edificações e cidades às mudanças climá- ticas: um guia de sobrevivência para o século XXI. 1. ed. Porto Alegre: Bookman, 2009. Orientação solar das edificações14 Dica do professor A proteção solar nas edificações, assim como a orientação solar bem-disposta, possibilita que os espaços sejam dimensionados com conforto térmico e lumínico de forma natural. Os Brises são elementos compositivos de fachadas, utilizados como barreiras de proteção contra a radiação que poderia incidir diretamente nas janelas, varandas ou paredes. Assista ao vídeo desta Dica do Professor e conheça mais sobre os Brises. Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar. https://fast.player.liquidplatform.com/pApiv2/embed/cee29914fad5b594d8f5918df1e801fd/035fb09ad570eda697e23c41f90cb5dd Na prática João da Gama Filgueiras Lima, também conhecido como Lelé, foi um arquiteto brasileiro conhecido pelos projetos desenvolvidos junto à Rede Sarah de hospitais. O hospital da Rede Sarah do Rio de Janeiro, projetado pelo arquiteto, é um exemplo de arquitetura adequada ao clima, à orientação solar e às condições de conforto necessárias do local. Conheça um pouco mais sobre esse projeto. Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar. https://statics-marketplace.plataforma.grupoa.education/sagah/8e0147ab-74f0-44d6-b63d-fca32e1544dd/d4f010de-1eea-44ad-a2fb-ee1fdacd5662.jpg Saiba + Para ampliar o seu conhecimento a respeito desse assunto, veja abaixo as sugestões do professor: Galeria da arquitetura O vídeo apresenta uma entrevista com Siegbert Zanettini, falando sobre a ampliação do Centro de Pesquisa da Petrobras que se destacou como símbolo da arquitetura ecossistêmica e sustentável no Brasil. Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar. A evolução das estratégias de conforto térmico e ventilação natural na obra de João Filgueiras Lima, Lelé: Hospitais Sarah de Salvador e do Rio de Janeiro O artigo apresenta as principais estratégias de conforto térmico e ventilação natural, utilizadas nos projetos arquitetônicos do arquiteto João Figueiras Lima. Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar. Projeteee - Projetando edificações energeticamente eficientes O Projeteee é a primeira plataforma nacional que agrupa soluções para um projeto de edifício eficiente, com intuito de dar continuidade ao trabalho desenvolvido pelo PROCEL/Eletrobrás e a Universidade Federal de Santa Catarina – UFSC. O Projeteee é uma ferramenta pública com uma interface de fácil uso e serve como suporte didático a alunos e profissionais da construção civil visando a auxiliar seus projetos a fim de garantir o conforto dos usuários no interior das edificações. https://www.youtube.com/embed/2hI6DuzsUNU http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18141/tde-25042011-100330/es.php Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar. Sol, vento e luz - Estratégias para o projeto de arquitetura Neste livro são demonstrados diversos exemplos e soluções que comprovam o quanto as decisões de projeto afetam o desempenho térmico e o conforto das edificações. Conteúdo interativo disponível na plataforma de ensino! http://www.mme.gov.br/projeteee Trocas térmicas entre o meio e as edificações Apresentação A saúde do ser humano depende de muitas variáveis e condições que interferem direta ou indiretamente no seu cotidiano. O conforto térmico do ambiente em que se vive ou trabalha interfere profundamente na saúde física, mental e social, afetando o bem-estar do indivíduo. As trocas térmicas condicionam os ambientes de maneira favorável ou desfavorável, sendo necessário conhecer os mecanismos relacionados ao calor, por meio de escolhas de materiais corretos, uso de boas técnicas construtivas e boas práticas nas especificações. É necessário entender a conservação, a troca e a dispersão do calor para adequação das edificações de forma a garantir a vida humana mais confortável nos ambientes. Nesta Unidade de Aprendizagem, você verá as principais formas de troca térmica e ventilação e quais recursos podem ser usados para a melhoria do conforto térmico nas edificações. Bons estudos. Ao final desta Unidade de Aprendizagem, você deve apresentar os seguintes aprendizados: Diferenciar os conceitos de irradiação solar direta, difusa e total.• Reconhecer a importância dos movimentos do ar ou da ventilação.• Sugerir estratégias de proteção solar.• Infográfico Saber usar a orientação solar em favor de um bom projeto faz a diferença na vida e no cotidiano dos usuários da edificação. Barreiras solares de proteção são importantes para sanar problemas com a falta de conforto térmico, mas, para se construir uma edificação eficiente, há soluções baratas e corretas na fase do projeto. A irradiação solar pode ser aproveitada ou evitada com o uso correto da localização dos cômodos da edificação. Neste Infografico, você verá como usar a orientação solar para escolher a localização dos cômodos de maneira a amenizar o desconforto. Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar. https://statics-marketplace.plataforma.grupoa.education/sagah/f27b9781-8286-4b5d-b8ea-d7def9a102d7/f8dd1e23-b748-4691-a442-c1d563b70149.png Conteúdo do livro Para projetar edificações mais eficientes, o apoio dos conhecimentos, das normas técnicas e das experiências já vivenciadas são de grande importância. As proteções solares, as ventilações naturais e outros elementos que possibilitam as trocas térmicas poderão ser usados se houver conhecimento de como aproveitar cada recurso de maneira correta. No capítulo Trocas térmicas entre o meio e as edificações, da obra Conforto ambiental: iluminação natural, você terá informações importantes para auxiliar no processo de escolha da melhor solução arquitetônica, considerando as proposições descritas. Boa leitura. CONFORTO AMBIENTAL: ILUMINAÇÃO NATURAL Laura Jane Lopes Barbosa Trocas térmicas entre o meio e as edificações Objetivos de aprendizagem Ao final deste texto, você deve apresentar os seguintes aprendizados: � Diferenciar os conceitos de irradiação solar direta, difusa e total. � Reconhecer a importância dos movimentos do ar/ventilação. � Sugerir estratégias de proteção solar. Introdução Neste capítulo, você vai estudar de que modo o ambiente interfere na arquitetura e a arquitetura pode interferir nesse ambiente, considerando a situação térmica e as trocas entre eles. Entender o conceito de troca térmica é primordial para o bom exercício projetual e, consequentemente, para que a edificação seja eficiente termicamente. As consequências de uma edificação planejada desconsiderando os estudos das trocas térmicas com o meio onde será edificada são graves e, muitas vezes, exigem recursos altos para a devida correção. Entender como essas trocas térmicas funcionam, diferenciando as formas de irradiação, reconhecendo a importância das ventilações e usando estrategicamente osrecursos de proteção solar, fará a diferença em um projeto e sua construção. De acordo com Mascaró e Mascaró (1992), os elementos deter- minantes do desempenho térmico são as paredes e a cobertura, o que faz um bom projeto de arquitetura depender, em grande parte, das boas escolhas dos materiais desses envolventes, combinadas com a zona climática local. 1 Irradiação solar direta, difusa e total A irradiação solar ou radiação solar é o fluxo de energia emitida pelo Sol e transmitida como radiação eletromagnética, que afeta diretamente o clima da Terra (RODRÍGUEZ GÓMEZ et al., 2018). É emitida em diferentes camadas da atmosfera e se propaga a uma velocidade de 300.000 km/s, influenciando nos processos físicos e biológicos do planeta e interferindo em toda a vida humana. Com aspectos ondulatórios e corpusculares, sua relevância é de tal porte que o planeta, verdadeiramente, não existiria sem a interferência da irradiação solar — e é essa irradiação que o diferencia de outros planetas conhecidos atualmente. O Sol é, seguramente, a fonte de energia mais importante da Terra. Sendo fonte de calor ou de luz, sua relevância no conforto térmico das edificações é irrefutável. Da luz do Sol se pode tirar partido para qualquer projeto arqui- tetônico, principalmente, no que tange ao conforto térmico e à economia de energia, gerando uma edificação de excelente desempenho. A radiação solar é o elemento climático que tem o comportamento mais conhecido, sendo simples a detecção dos índices que a determinam. Mar- cando a altura e o azimute em uma carta solar, você saberá onde estará o Sol em determinada data no ano. A carta solar de São Paulo, por exemplo, mostra como se pode usar as cartas solares para controlar a incidência do Sol nas edificações. O movimento de rotação da Terra é de 23° em relação ao de translação. Conforme a época do ano e a latitude do local, o Sol faz um percurso específico. Azimute, em árabe, significa caminho, e refere-se ao ângulo encontrado em um plano horizontal entre o plano vertical do ponto observado e o meridiano do observador. O desempenho térmico de uma edificação pode ser mais bem compreendido se baseado nas trocas térmicas (FROTA; SCHIFFER, 2007), e a irradiação solar é fundamentalmente um fenômeno de interferência. Trocas térmicas entre o meio e as edificações2 Essa produção de energia contínua, quando irradiada sem interferência de espelhamento pela atmosfera, incidindo em linha reta sobre a Terra, é chamada de irradiação direta ou radiação direta (Rd). A intensidade dessa radiação depende da altura solar (H) e do ângulo de incidência dos raios solares no plano receptor (Q). Esse tipo de radiação influencia fortemente no conforto térmico das edificações, sendo a principal fonte de calor desse processo, e é também a de maior incidência de luz. Já a radiação solar difusa (RDif) é a fração da radiação que atravessa a atmosfera e tem a direção dos raios solares difundidos por componentes at- mosféricos como névoa, nuvens ou mesmo partículas em suspensão e fumaça. A radiação solar global ou total é igual à soma da radiação direta com a difusa, englobando todos os aspectos e formas de radiação possíveis. A radiação solar tem aumentado a cada dia, causando sérios danos à saúde das pessoas. O aquecimento solar e as superfícies das cidades aumentam, significativamente, os riscos à saúde dos usuários. As construções e mesmo o urbanismo têm se estabelecido de maneira a proteger as pessoas desse problema. 2 A importância dos movimentos do ar e da ventilação Os estudos de conforto térmico são de extrema importância para a compreensão das condições de satisfação pessoal, produtividade e saúde, e também para análise do desempenho energético, auxiliando na conservação dos recursos de energia (NICOL; HUMPHREYS; ROAF, 2012). É evidente que possibilitar a ventilação natural é a forma mais saudável de se projetar uma edificação eficiente em seu desempenho. Os modelos praticados a cada processo de melhoria das soluções arquitetônicas são implantados com muita eficiência nas edificações, possibilitando um conforto térmico incontestável 3Trocas térmicas entre o meio e as edificações Desde a renovação do ar, passando pelo resfriamento psicofisiológico até o resfriamento convectivo, a ventilação natural exerce seu papel principal, o de gerar qualidade de vida aos usuários. A diferença de pressão, que pode ser causada pelo vento ou pela temperatura, é a base para mover o ar e aproveitá-lo da melhor forma possível em sistemas passivos de ventilação, aqueles que não dependem de energia ou outro recurso específico de ventilação mecânica. Segundo Cândido et al. (2010), no Brasil, desfrutamos de um clima variado, porém grande parte do território brasileiro tem um clima quente e úmido. Nesse caso, a ventilação natural é uma forma eficiente de promover conforto térmico e redução do consumo de energia. Os dois tipos de ventilação passiva existentes são a ventilação cruzada e a ventilação de efeito chaminé, que utilizam a pressão do ar negativa ou positiva para ventilar confortavelmente. Para que haja uma boa ventilação natural, é necessário posicionar as aberturas em zonas de pressão opostas, que removem o calor por acelerarem as trocas por convecção e aumentarem os níveis de evaporação. As barreiras arquitetônicas devem ser consideradas no momento de se projetar uma edificação com o aproveitamento da ventilação natural, assim como as condições do vento e do clima local. A ventilação natural também diminui custos, muitas vezes na construção da edificação, mas, principalmente, na manutenção desta, gerando economia e sustentabilidade, bem como saúde e bem-estar dos usuários. Na Figura 1, você verá a ventilação com exaustores eólicos, um exemplo de ventilação que pode ser considerada natural por não utilizar energia para seu funcionamento. Ela utiliza a pressão do ar para girar os exaustores e retirar o ar quente do local. A taxa na qual o ar flui através de um ambiente, retirando o calor, é a função da área de entrada e saída de ar, da velocidade do vento e da direção do vento em relação às aberturas. Entretanto, as ventilações naturais não são eficientes para amenizar o calor em climas muito úmidos, pois não retiram a umidade do ar. Trocas térmicas entre o meio e as edificações4 Figura 1. Ventilação com exaustores eólicos. Fonte: Dpongvit/Shutterstock.com. Muitos arquitetos brasileiros e estrangeiros exercem suas funções de projetar de maneira eficiente energeticamente com excelência. Um bom exemplo é o arquiteto britânico Norman Foster. Em uma de suas obras, o domo do edifício do Reichstag (Figura 2), que abriga o parlamento alemão em Berlim, Foster utilizou uma cobertura para promover ventilação e iluminação naturais através de uma espécie de cone invertido, localizado no centro da edificação. O ar entra pela fachada principal e é distribuído pelo interior do edifício, fazendo uso do efeito chaminé para eliminar o ar quente da construção. 5Trocas térmicas entre o meio e as edificações Figura 2. Edifício do Reichstag, Berlim, Alemanha. Fonte: Lepores (2016, documento on-line). Segundo Ching (2013), as janelas e vãos de iluminação podem e devem ser projetados para criar um ambiente agradável, porém, se nesses vãos a incidência de iluminação for muito alta, o calor irá afetar a construção. Para contornar isso é necessário projetar criteriosa e cuidadosamente elementos de proteção solar. 3 Estratégias de proteção solar nas edificações Existem muitos recursos de proteção solar física que criam barreiras arqui- tetônicas, interrompendo ou desviando a irradiação do Sol na edificação. A cada dia crescem as opções, com materiais mais atuais surgindo no mercado, e ideias novas vão sendo implementadas, gerando novos recursos. Basicamente, os elementos de proteção solar das edificações são externos e podem estar instalados verticalmente ou horizontalmente, ou das duas formas ao mesmo tempo.Os projetos arquitetônicos para a criação de barreiras solares ou proteção solar devem ser pensados com muito critério, principalmente se Trocas térmicas entre o meio e as edificações6 a escolha do tipo de proteção for fixa e não móvel, que pode ser mexida com mais facilidade em algum erro de projeto e cálculo. Quando mal dimensionados, esses elementos de proteção solar podem escurecer a edificação internamente e neutralizar outro conceito básico de conforto e economia de recursos energéticos, a iluminação natural. Frota (2004) defende que a proteção bem dimensionada permite a entrada de luz natural no ambiente e, em paralelo, o aproveitamento da luz refletida por seus elementos de sombreamento. Os materiais utilizados nas proteções solares devem ter por característica a baixa capacidade térmica, para que haja um rápido resfriamento após a diminuição da incidência do Sol. Algumas barreiras arquitetônicas de proteção solar podem classificadas conforme descritas a seguir. O sombreamento por meio de vegetação é, além de agradável aos olhos, o tipo de proteção que pode evitar erros estéticos nas edificações. Deve ser planejado com cuidado, pois, além de ser uma barreira física, é uma barreira viva e, se não for bem escolhida e bem localizada, pode interferir negati- vamente em uma construção com o seu crescimento. A sombra gerada por uma árvore ou arbusto, ou mesmo em jardins verticais, é muito agradável e de muita eficiência, só necessita de manutenção e cuidados mais frequentes. Soluções paisagísticas fazem grande diferença no conforto térmico das edificações. O paisagismo é uma forma viva e eficaz de tornar as edificações confortáveis e huma- nizadas. Além de gerar conforto térmico, se bem utilizado, gera um conforto visual agradável a quem utiliza a edificação. As aplicações do cobogó, ou elemento vazado, para as trocas térmicas das edificações com o meio são eficientes e ainda têm a vantagem de trazerem iluminação ao ambiente interno. O cobogó foi criado e é largamente utilizado na região Norte e Nordeste do Brasil. Conforme afirma Bittencourt (1995), ele é um bom exemplo de sistema de misto em escala reduzida. Também funciona como barreira fixa, devendo ser utilizado com um bom estudo de projeto. 7Trocas térmicas entre o meio e as edificações Os cobogós são elementos vazados inspirados nos muxarabis árabes — veja um exemplo na Figura 3. Foram criados no Recife e difundidos por arquitetos como Lucio Costa, que se aproveitavam do recurso da iluminação e ventilação naturais em um país tropical como o Brasil. Figura 3. Muxarabis em Abu-Dhabi, Emirados Árabes. Fonte: Anna Ostanina/Shutterstock.com. As pérgulas ou brises horizontais, ou mesmo pergolados, são excelentes barreiras de proteção se usadas corretamente — por exemplo, em fachadas Norte e Sul, nas quais a incidência do Sol é menor, principalmente em horários em que o Sol está mais alto. Esses elementos podem ser fixos ou móveis e não impedem a ventilação local. Além das pérgulas, outros elementos horizontais de proteção solar são os toldos e os beirais das edificações. Conforme relata Leite (2003), o pergolado se torna mais eficiente em algumas estações do ano e em algumas horas do dia, não todo o tempo. Trocas térmicas entre o meio e as edificações8 Já os brises verticais são eficientes barreiras para fachadas Leste ou Oeste, quando o Sol está mais baixo. Precisam ser localizadas corretamente após estudo da geometria solar, como as outras barreiras. Podem também ser fixos ou móveis, inclusive articulados, funcionando como persianas ou venezianas. Veja um exemplo de brises verticais na Figura 4. Figura 4. Brises verticais em edifício na cidade de Abu-Dhabi, Emirados Árabes. Fonte: Aecom (2020, documento on-line). As prateleiras de luz são elementos de grande eficiência, pois permitem o sombreamento, evitando a radiação direta nas janelas, porém refletem parte da iluminação para dentro do ambiente. É um elemento arquitetônico colocado na parte superior da janela, com parte de sua superfície para fora e outra para dentro, como ilustra a Figura 5. Também pode ser feito em duas partes, sendo uma superior à janela e outra inferior, fazendo o mesmo efeito de iluminação por irradiação da luz indireta. Devem ser estudadas e calculadas conforme a orientação do Sol no local. Brown e Dekay (2007) mencionam que uma janela inteira, se comparada com uma de mesmo tamanho e altura dividida em porções superior e inferior por uma prateleira de luz horizontal, tem pior desempenho — ou seja, a janela com prateleira de luz apresenta desempenho muito melhor. 9Trocas térmicas entre o meio e as edificações Figura 5. Prateleiras de luz. Irland Revenue Offices, Nottingham, Inglaterra. Projeto de Michael Hopking & Partners. Fonte: Brown e Dekay (2007, p. 279). A tecnologia na fabricação de vidros está possibilitando o uso dos brises de vidro em diversas atuações, inclusive para barreiras de proteção solar. Com sua estrutura de composição, os novos vidros têm trabalhado na filtragem dos raios infravermelhos. É uma tecnologia ainda pouco acessível e que exige muitos cuidados para a utilização. Trocas térmicas entre o meio e as edificações10 Além de elementos externos que influenciam no sombreamento diretamente, os elementos internos também podem ser considerados barreiras de proteção solares. As cortinas e persianas são protetores um pouco menos eficientes, porque permitem que a radiação ultrapasse o fechamento externo e só pro- tegem depois que o calor penetrou na área interna do ambiente, porém ainda são válidas para este fim, se usadas corretamente. Segundo Koenigsberger et al. (1980), em janelas de vidro com venezianas internas, a redução do fator de ganho solar é de 17%. Seja em elementos fixos ou não, naturais ou construídos, as trocas térmicas entre o ambiente externo e interno das edificações devem ser aproveitadas ou corrigidas, usando-se o conhecimento técnico para gerar conforto ao usuário. A busca pelo conforto térmico dentro das edificações estabelece o termômetro para a busca por experiências que proporcionem melhores resultados a cada dia nas construções e reformas, de modo a adaptar as demandas do ser humano. De acordo com Roriz (2008), são estreitos os limites de condições ambientais em que o homem se sente confortável; sem esses limites, mesmo que sobre- viva, estará em extrema condição de desconforto. Por essa e outras razões, os estudos sobre o comportamento térmico das edificações têm se tornado cada vez mais importantes e aprofundados, e os projetos arquitetônicos têm necessidades cada vez mais latentes de dedicação e conhecimento técnico. AECOM. Siemens. [S. l.], 2020. Disponível em: https://aecom.com/ae/projects/siemens/. Acesso em: 26 mar. 2020. BITTENCOURT, L. Efeito da forma dos elementos vazados na resistência oferecida à pas- sagem da ventilação natural. In: ENCONTRO NACIONAL DE CONFORTO NO AMBIENTE CONSTRUÍDO, 3., 1995, Gramado. Anais eletrônicos... 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Porto Alegre: Sagah, 2018. OLIVEIRA, A. S. de. Fundamentos de meteorologia e climatologia. Bahia: UFRB, [201-?]. Trocas térmicas entre o meio e as edificações12 Os links para sites da web fornecidos neste capítulo foram todos testados, e seu fun- cionamento foi comprovado no momento da publicação do material. No entanto, a rede é extremamente dinâmica; suas páginas estão constantemente mudando de local e conteúdo. Assim, os editores declaram não ter qualquer responsabilidade sobre qualidade, precisão ou integralidade das informações referidas em tais links. PROJETEEE. Ventilação natural. Florianópolis, 2020. Disponível em: http://projeteee. mma.gov.br/estrategia/ventilacao-natural/. Acesso em: 26 mar. 2020. SHAYEB, G. Tipos de irradiação. [S. l.], 2020. Disponível em: https://www.gshengenharia. com.br/post/tipos-de-irradia%C3%A7%C3%A3o. Acesso em: 26 mar. 2020. 13Trocas térmicas entre o meio e as edificações Dica do professor As intervenções arquitetônicas são, muitas vezes, recursos imprescindíveis para o melhor desempenho da edificação. O aproveitamento do sol, dos ventos e do clima é fundamental para que as trocas térmicas sejam benéficas aos usuários. Nesta Dica do Professor, você verá a importância de conhecer os recursos existentes e exercitar o processo criativo com conhecimeno para obter melhores resultados em projetos. Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar. https://fast.player.liquidplatform.com/pApiv2/embed/cee29914fad5b594d8f5918df1e801fd/a53e89db0f82f235b9f2d84ffc1be589 Na prática Para gerar conforto térmico, nem sempre as soluções mais complexas são as mais eficientes. O uso correto das correntes de ar, da pressão atmosférica e dos ventos dominantes representa uma condição que favorece uma solução eficiente. Acompanhe, em Na Prática, a história de uma família que se beneficiou do conhecimento básico do filho e do apoio de um profissional para solucionar de maneira eficiente o desconforto de sua moradia. Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar. https://statics-marketplace.plataforma.grupoa.education/sagah/ff607dbb-2630-4eb3-99e1-faceb35da525/9df8a56d-6fbe-431c-91f0-ffcdd4e621d0.png Saiba + Para ampliar o seu conhecimento a respeito desse assunto, veja abaixo as sugestões do professor: Subcobertura diminui as trocas térmicas entre ambiente interno e externo Neste link, você verá a subcobertura, um produto criado para facilitar e melhorar o desempenho das edificações nas trocas térmicas com o meio, gerando mais conforto térmico nas construções. Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar. Ventilação natural, proteção solar e as melhores práticas projetuais para combater o calor Neste link, você acessará uma entrevista com um dos maiores especialistas em conforto térmico, Richard Dear, que fala sobre as soluções para um bom desempenho térmico e dá dicas construtivas. Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar. Como a temperatura afeta as construções? O aumento da temperatura terrestre tem afetado o planeta em todas as suas áreas. Conheça, por meio deste site, o comportamento de materiais e soluções arquitetônicas para entender como o calor afeta as construções de maneira incessante e como pode ser solucionado com as boas práticas projetuais. https://correiobraziliense.lugarcerto.com.br/app/noticia/show-room/2013/07/18/interna_showroom,47094/subcobertura-diminui-as-trocas-termicas-entre-ambiente-interno-e-externo.shtml?v=757647216 https://www.caurj.gov.br/ventilacao-natural-protecao-solar-e-as-melhores-praticas-projetuais-para-combater-o-calor/?v=1242912666 Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar. http://blog.montage.com.br/index.php/2018/10/05/como-a-temperatura-afeta-as-construcoes/?v=1452598557 Uso de ventilação natural e climatização artificial em edifícios Apresentação A sensação de conforto nos ambientes internos de uma edificação depende de diversos fatores. Ainda que cada usuário perceba e sinta o espaço de uma forma diferente, alguns parâmetros de conforto são de senso comum. Questões como ventilação adequada e condicionamento do ar, com temperaturas nem muito elevadas, nem muito baixas, devem ser consideradas com muito cuidado nos projetos de arquitetura. A discussão acerca do conforto térmico e da climatização não se limita ao conforto dos usuários. Há fatores mais complexos envolvidos, como o impacto que as estratégias utilizadas na construção civil têm nos recursos naturais não renováveis. Por esse motivo, deve haver um balanço entre o uso de estratégias de climatização natural e de climatização complementar. Nesta Unidade de Aprendizagem, você identificará estratégias passivas de condicionamento, que podem ser facilmente propostas nos projetos de arquitetura. Serão apresentadas opções de complementação aos sistemas passivos e, por último, comparados os usos isolados e combinados das estratégias apresentadas. Bons estudos. Ao final desta Unidade de Aprendizagem, você deve apresentar os seguintes aprendizados: Determinar estratégias passivas de condicionamento.• Definir estratégias de complementação aos sistemas passivos.• Comparar o uso isolado e combinado das estratégias de condicionamento ambiental.• Infográfico É sabido que os sistemas de ventilação passiva são a maneira mais sustentável de promover a climatização de ambientes internos. Entretanto, nem sempre são suficientes, sendo necessário recorrer aos sistemas de climatização artificial. Atualmente, o mais comum é o ar condicionado, que apresenta grandes vantagens de conforto, mas ainda está longe de oferecer eficiência energética e sustentabilidade. Conheça neste Infográfico os principais tipos de aparelhos de ar condicionado e seus métodos de instalação. Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar. https://statics-marketplace.plataforma.grupoa.education/sagah/73b876a5-f21f-43ba-bfa8-e1854c81e7c0/10abd5ed-9eed-439d-a3b6-8574db5f1160.jpgConteúdo do livro É impossível não relacionar a eficiência energética das edificações à interpretação das condições climáticas do local e a implantação de estratégias que promovam habitabilidade aos espaços de forma natural. Para poder projetar tais estratégias, é necessário que também se compreenda os parâmetros de conforto ambiental, que frequentemente são ligados à temperatura e ventilação dos ambientes. O capítulo Uso de ventilação natural e climatização artificial em edifícios, da obra Conforto ambiental: ventilação e acústica, base teórica desta Unidade de Aprendizagem, tem por objetivo estudar as estratégias de condicionamento ambiental passivas em comparação aos sistemas mecanizados. Ao final do conteúdo, você compreenderá também como algumas estratégias podem ser usadas em conjunto, sem prejudicar a eficiência do edifício. Boa leitura. CONFORTO AMBIENTAL: VENTILAÇÃO E ACÚSTICA Gabriel Lima Giambastiani Uso de ventilação natural e climatização artificial em edifícios Objetivos de aprendizagem Ao final deste texto, você deve apresentar os seguintes aprendizados: Determinar estratégias passivas de condicionamento. Definir estratégias de complementação aos sistemas passivos. Comparar o uso isolado e combinado das estratégias de condicio- namento ambiental. Introdução Na elaboração de um projeto de climatização de um edifício, deve-se levar em consideração as trocas de calor que ocorrem no interior da edificação e entre ela e seu entorno, além do próprio clima da região. O objetivo de um projeto de conforto térmico é proporcionar um ambiente agradável para os usuários. Pode-se dizer que o projetista é bem-sucedido quando as pessoas sequer percebem a climatização do ambiente, uma vez que em um ambiente agradável não sentimos sensações desconfortáveis como calor ou frio excessivos. Além do conforto, essa discussão envolve uma preocupação legí- tima relativa ao uso de recursos energéticos na construção civil. Nesse contexto, estratégias de climatização que proporcionem conforto com menor uso de recursos não renováveis devem ser priorizadas. Neste capítulo, você vai conhecer algumas estratégias de ventilação passiva e como, em alguns casos, elas devem ser complementadas com outras soluções. Além disso, vai descobrir a vantagem do uso de sistemas integrados para a climatização de edifícios. 1 Estratégias de ventilação passiva A percepção do conforto térmico é o resultado da combinação de caracterís- ticas do ambiente físico (movimento e umidade relativa do ar, temperatura), da atividade e do tipo de vestimenta do usuário (BUXTON, 2017). Imagine a seguinte situação: em um dia frio, uma pessoa usando roupas de inverno (casaco, bota, touca, etc.) passa por um ciclista de camiseta e bermuda curta. É certo que as condições ambientais são as mesmas para os dois, mas suas atividades são diferentes; logo, ambos ajustaram seus trajes para aumentarem o conforto. A primeira informação que devemos assimilar é que conforto é uma percepção subjetiva e, portanto, varia de pessoa para pessoa. Se é assim, faz sentido falarmos de estratégias gerais de climatização? Acontece que nem sempre as pessoas podem ajustar seus trajes ou escolher suas atividades. Imagine um edifício de escritórios; nele as pessoas estarão vestidas e desempenhando atividades relativamente parecidas. Além disso, um edifício é um ambiente artificial por definição; logo, o ambiente dentro dele também o será. Portanto, é preciso garantir que essas condições garantam o conforto da maioria dos usuários. A ventilação é o processo de fornecimento e renovação do ar por meios naturais ou mecânicos (BUXTON, 2017). A ventilação natural, também co- nhecida como ventilação passiva, ocorre quando esse processo acontece me- diante aberturas intencionalmente criadas, sem a ajuda de métodos mecânicos, como o ar-condicionado, por exemplo. A principal vantagem da ventilação natural em relação à mecânica é que tira proveito de recursos renováveis e das características naturais do sítio no qual a edificação está inserida. A seguir, vamos examinar algumas estratégias de projetos que podem ser utilizadas para ventilar naturalmente as edificações. Ventilação cruzada O ar se move através de um gradiente de pressão. A barlavento, o lado que recebe o vento, ocorre uma pressão positiva; a sotavento, o lado contrário ao qual recebe o vento, há uma zona de pressão negativa (ROAF, 2014). O ar se desloca nesse sentido, a partir do ponto de pressão positiva, sendo succionado do ponto de pressão negativa. O projetista pode tirar proveito desse fato criando aberturas para provocar tais movimentações. A ventilação cruzada acontece quando se constroem aberturas nos lados de pressão positiva e de pressão negativa, conforme você pode observar na Figura 1. Uso de ventilação natural e climatização artificial em edifícios2 Figura 1. Ventilação cruzada: aberturas no lado de pressão e de sucção do vento. Fonte: Roaf (2014, p. 131). Perceba que há uma abertura à esquerda. O vento, representado pelas setas, penetra o edifício por essa abertura, circula pelo interior do ambiente e deixa o edifício por uma outra abertura do lado oposto ao da primeira. Chamamos de ventilação cruzada em função do movimento que o ar faz ao cruzar o recinto. Imagine que você está sentado no banco de uma praça e sente uma brisa passar pelo seu rosto: é esse o tipo de sensação que buscamos quando planejamos uma ventilação cruzada, a sensação agradável de sentir o ar passando pelo ambiente. Perceba que esse efeito nem sempre é desejado, sendo preferível em locais bastante quentes, onde, além dos efeitos benéficos da circulação e renovação do ar, seu uso pode potencializar uma sensação térmica mais agradável. A ventilação cruzada mais eficaz ocorre quando as entradas de ar são localizadas na área de alta pressão e as saídas nas zonas de sucção (BROWN, 2007); logo, é necessário conhecer a orientação dos ventos predominantes para localizar as aberturas de maneira adequada. Ventilação por efeito chaminé Ocorre o efeito chaminé quando há uma diferença entre a temperatura do ar no interior da edifi cação e a do exterior (BUXTON, 2017). Se a temperatura do ar no interior for mais elevada, ele será menos denso e mais leve que o ar 3Uso de ventilação natural e climatização artificial em edifícios externo; portanto, vai subir e deixar a edifi cação por aberturas localizadas em pontos mais altos. Ao mesmo tempo, esse ar será substituído pelo ar externo que entrará por pontos mais baixos. Observe a Figura 2. Figura 2. Ventilação por efeito chaminé. Fonte: Brown (2007, p. 208). Observe, nos cortes, que o ar penetra a edificação por pontos mais baixos e, à medida que é aquecido no interior da edificação, sobe e a deixa através de aberturas localizadas em pontos mais altos. Esse movimento de circu- lação vertical do ar lembra a dinâmica de uma chaminé, que dá nome ao efeito. Segundo Brown (2007), essa estratégia é útil para locais onde o vento é fraco demais ou em períodos em que é menos intenso, como à noite, uma vez que não necessita de ventos para que o ar se mova, pois a movimentação se dá pela diferença de temperatura entre o ar externo e o ar interno. Além da independência em relação à presença de ventos, esse efeito independe da orientação do edifício. Segundo Buxton (2017, p. 151), “[...] o efeito chaminé aumenta com a di- ferença de temperatura entre o interior e o exterior da edificação, bem como com a elevação da altura entre as aberturas mais altas e as mais baixas”. Se traçarmos um corte no edifício, existirá um ponto chamado de plano neutro; nele, a pressão interna será a mesma que a pressão externa (na ausência de vento). Na zona acima do plano neutro, haverá pressão positiva, expulsando o Uso de ventilação natural e climatização artificial em edifícios4 ar para fora; abaixo, haverá uma zona de pressão negativa, succionando o ar externo para o interior do edifício. Observe, na Figura3, uma representação esquemática dessas diferentes zonas de pressão. Figura 3. Corte esquemático representando o gradiente de pressão que ocorre na ventilação por efeito chaminé. Fonte: Buxton (2017, p. 151). Pátios internos A organização dos espaços internos de uma edifi cação ao redor de pátios é uma estratégia antiga e remonta, pelo menos, até os romanos. A princípio, essa organiza- ção resolvia um problema compositivo, a distribuição periférica do programa com um espaço aberto centralizador, com consequências positivas no que diz respeito à habitabilidade das construções. Segundo Brown (2007, p. 230), os principais fatores a infl uenciar a ventilação em um pátio interno são a proporção entre a altura da edifi cação e a largura do pátio em uma seção normal ao vento e a proporção na direção em que cruza o vento. Observe, na Figura 4, diferentes proporções de pátios internos e os consequentes efeitos no que diz respeito à ventilação. 5Uso de ventilação natural e climatização artificial em edifícios Figura 4. Dimensionamento de pátios internos considerando a orientação do edifício normal ao vento predominante. Fonte: Brown (2007, p. 232). Brown (2017, p. 231) oferece orientações gerais quanto ao dimensionamento de pátios internos e climas. Segundo o autor, para climas quentes, em que a ventilação é desejável, é preferível orientar o pátio à 45° em relação aos ventos predominantes, de maneira a otimizar tanto os ventos no pátio quanto a ven- tilação cruzada nas edificações. Já nos climas mais frescos, pátios menores oferecerão maior proteção contra os ventos, mas devem ser suficientemente largos no sentido Norte–Sul para possibilitar a insolação durante os meses de inverno. Dependendo das dimensões do pátio, sua área ficará bastante exposta aos efeitos da iluminação solar direta, exigindo estudos de iluminação e eventuais elementos de sombreamento, como vegetação, galerias, coberturas móveis, etc. Uso de ventilação natural e climatização artificial em edifícios6 Observe como se deve manipular preocupações nem sempre convergen- tes. Programa de necessidades, ventilação, insolação: todos concorrem e influenciam a configuração final de um edifício. Não raro, o projetista deverá sopesar as necessidades e favorecer algum critério em detrimento de outro. Portanto, em alguns casos, será necessário complementar a ventilação passiva com outros métodos de ventilação, ponto que passamos a examinar a seguir. 2 Complementação de sistemas passivos Se a ventilação natural (ou passiva) consiste na movimentação do ar pelo uso de fenômenos físicos, isto é, pela ação natural do ar, sua complementação é feita por meio de sistemas mecânicos, ou seja, aqueles que contam com algum meio artifi cial tanto para o insufl amento quanto para a exaustão do ar. À medida que aumenta o tamanho das edifi cações, é difícil que a totalidade da necessidade de iluminação e de ventilação seja suprida com estratégias passivas (BROWN, 2007). Imagine uma pequena residência: caso um dos moradores sinta calor, pode abrir uma das janelas, talvez até a janela e uma porta para estimular uma ventilação cruzada. Agora imagine um edifício residencial com centenas de unidades, muitas com orientações diferentes, ou um edifício de escritório onde centenas de pessoas trabalham em salas com janelas, não raro, fixas. Isso não significa, é claro, que sistemas mecânicos se destinem somente a edificações complexas; até mesmo construções mais simples, como uma residência, podem contar com sistemas complementares para quando as estratégias de ventilação passiva não são suficientes para garantir o conforto dos usuários. Algumas situações que demandam sistemas mecânicos de ventilação são as seguintes (BUXTON, 2017): espaços com planta baixa profunda e que não podem ser ventilados por meios naturais; espaços com altos índices de ocupação ou elevados ganhos térmicos; espaços com níveis elevados de poluição ou de umidade, como cozinhas e banheiros; em ambientes onde a qualidade do ar é ruim, de forma que este necessita ser filtrado ou insuflado em grande quantidade. 7Uso de ventilação natural e climatização artificial em edifícios Cuide para não confundir climatização com ventilação. Ambos os conceitos estão inseridos dentro de um grupo de preocupações relacionadas ao conforto térmico (Figura 5). A ventilação diz respeito à circulação e à renovação do ar, enquanto a climatização diz respeito à calefação e ao resfriamento do ar. Ainda que um ambiente tenha uma temperatura adequada, a qualidade do ar pode ser ruim; e o contrário também pode ser verdadeiro: o ar pode ter boa qualidade, pois o ambiente é ventilado, mas a temperatura não ser adequada, causando desconforto. Figura 5. Componentes do projeto de conforto térmico. Fonte: Buxton (2017, p. 125). A estratégia mais comum de climatização mecânica das edificações é o ar-condicionado. Segundo Roaf (2009), os primeiros edifícios que faziam uso de sistemas de ar condicionado foram propostos nos Estados Unidos e no Reino Unido na década de 1890, tornando-se comuns nos edifícios americanos a partir da década de 1930. O desenvolvimento dessa tecnologia estimulou o desenho de edifícios que utilizavam grandes extensões de vidro como material de fechamento das fachadas, como é o caso de muitas obras-primas da arquite- tura moderna, como a Lever House (Figura 6), do escritório norte-americano Skidmore, Owings and Merrill (SOM). Uso de ventilação natural e climatização artificial em edifícios8 Figura 6. Lever House, por Natalie de Blois e Gordon Bunshaft (SOM). Fonte: Ezra Stoller/ArchDaily.com. O projeto dos arquitetos Natalie de Blois e Gordon Bunshaft sintetiza os ideais da época: a tecnologia possibilitava um clima interno independente do ambiente externo. Hoje, estima-se que as edificações consumam 50% da energia gerada no mundo e que produzam mais da metade das emissões responsáveis por mudanças climáticas (ROAF, 2009). Nesse cenário, o ar-condicionado deixa de ser visto como uma panaceia para todos os problemas relativos à climatização e seu uso começa a ser repensado. Roaf (2009) recomenda algumas possíveis soluções para a questão do uso do ar-condicionado. Desde não o usar, dando preferência a outros mé- todos de climatização, até propostas menos extremas, como limitar seu uso a períodos críticos do dia ou, até mesmo, do ano. Além disso, a autora recomenda a melhoria da eficiência dos aparelhos e que, se possível, façam uso de fontes de energias limpas e renováveis. Também é possível projetar edificações melhores do ponto de vista da eficiência energética, que tenham baixos ganhos térmicos. 9Uso de ventilação natural e climatização artificial em edifícios Perceba que o mais importante nessa discussão é conscientizar projetistas e o público em geral de que há outras maneiras de climatizar um edifício e de que nem sempre é necessário recorrer a uma tecnologia que, embora seja muito cômoda, traz uma série de consequências negativas. O ar-condicionado tenta tratar os sintomas das mudanças climáticas, das quais ele é um dos principais causadores. Não é irônico? No que diz respeito à ventilação, é possível que os sistemas de ventilação natural tenham que ser complementados com sistemas mecânicos. Dentro dessa categoria, teremos a exaustão e o insuflamento mecânicos. A exaustão pode ser empregada para a retirada de ar indesejado. Você já deve ter se deparado com um mecanismo de exaustão mecânica em banheiros (Figura 7), principalmente naqueles que não têm janelas. Figura 7. Ventilação mecânica em banheiros. Fonte: Only_NewPhoto/Shutterstock.com. Por sua vez, os sistemas de insuflamento mecânico de ar são usados quando é preciso criar um fluxo positivo de ar. São utilizados, por exemplo, em residências, para manter um nível de ventilação mínimo e, desse modo, reduzir a condensação de umidade. Um aparelho de uso comum na ventilação dos espaços internos são os ventiladores, que transformama energia mecânica aplicada a seu eixo de rotação em aumento da pressão do ar; dependendo do sentido de rotação, podem remover ou injetar ar no ambiente. Uso de ventilação natural e climatização artificial em edifícios10 Em edifícios de grande porte, os sistemas de ventilação mecânica geral- mente contam com um equilíbrio entre técnicas de insulamento e exaustão do ar, permitindo controle das taxas de ventilação elevadas, aquecimento e esfriamento do ar que entra na edificação, filtragem do ar que ingressa no edifício, controle da umidade do ar e recuperação do calor da exaustão, que é enviado ao insuflamento (BUXTON, 2017). Você já deve ter percebido que muitos dos métodos apresentados como complementares são de uso corrente e, além disso, não dão sinais de entrar em desuso tão cedo. Mesmo assim, é possível criar um balanço entre estratégias de climatização e ventilação passiva com métodos complementares, assunto que passamos a abordar agora. 3 Estratégias híbridas de climatização e ventilação Para Roaf (2009), dizer que uma edifi cação é sustentável implica, entre outras coisas, associá-la a conceitos como efi ciência, desempenho e integração. Seguindo uma ten- dência geral de reavaliar o impacto das ações das pessoas no meio ambiente, há uma grande preocupação em otimizar os recursos utilizados na construção de edifícios. Como você viu na seção anterior, estima-se que as edificações sejam responsá- veis pelo consumo de 50% da energia gerada no mundo. Mesmo assim, você deve saber, com base na sua experiência, que grande parte dos ambientes internos das construções depende de algum tipo de sistema artificial para garantir o conforto térmico dos usuários. Nesse cenário, qual é a postura mais adequada? A negação da tecnologia e um retorno convicto às técnicas e construções primitivas; ou passar a conta para as próximas gerações e ver até quando o planeta aguenta? Talvez uma postura melhor seja otimizar a tecnologia existente e tirar proveito dos recursos naturais de maneira mais inteligente, diminuindo ou, até mesmo, eliminando a necessidade de componentes mecânicos. Segundo Lamberts, Dutra e Pereira (2014), o ar-condicionado é o sistema mais utilizado na climatização, principalmente por resolver vários problemas ao mesmo tempo: temperatura, umidade, pureza e distribuição do ar. Dessa forma, realmente é um aparelho indispensável em alguns ambientes, como hospitais, salas de compu- tadores, etc. Seu uso no interior de edifícios de escritório, por exemplo, é bastante difundido em função da relação entre conforto térmico e produtividade; profissionais que se sentem confortáveis produzem mais e melhor. Segundo o mesmo autor, o projeto de ar-condicionado deve ser pensando em conjunto ao projeto arquitetônico para evitar mudanças indesejadas posteriormente. Além disso, a preocupação com 11Uso de ventilação natural e climatização artificial em edifícios estratégias de climatização no momento da concepção do projeto pode, senão eliminar, minimizar bastante a necessidade do uso de ar-condicionado. Veja o exemplo do edifício da Upcycle, projetado por Gensler Architects (Figura 8). O projeto transformou um antigo centro de reciclagem em um edifício de escritórios. Utilizando elementos do prédio antigo, o escritório de arquitetura Gensler, foi projetada uma edificação que faz uso da ventilação natural e reduz o uso de ar-condicionado. Figura 8. Edifício da Upcycle, do escritório Gensler Architects. Fonte: Dror Baldinger/ArchDaily.com. Uso de ventilação natural e climatização artificial em edifícios12 Observe que, na cobertura do edifício, foram criadas aberturas para favo- recer a iluminação natural. Além disso, no centro da planta, há aberturas em formato de shed, que proporcionam ventilação e iluminação naturais. Para atingir bons resultados com essas estratégias, é necessário estudar as condições naturais do sítio. Hoje isso fica bastante facilitado pelo uso de ferramentas computacionais que permitem testar diferentes orientações e a posição do sol em diferentes momentos do ano, e até mesmo carregar dados de repositórios especializados, permitindo análises precisas e, consequentemente, decisões de projeto mais bem informadas. Nas coberturas do tipo shed, as aberturas são dispostas de maneira seriada, lembrando os dentes de um serrote, motivo que a leva ser conhecida também como “dente de serra”. Bastante usada em ambientes fabris para garantir iluminação homogênea em toda a área da planta, pode ser combinada com esquadrias móveis para favorecer o conforto térmico e a iluminação. O uso de sheds como estratégia de ventilação pode ser observado também no projeto do Hospital Sarah Kubitschek, em Salvador, realizado por João da Gama Filgueira Lima, conhecido como Lelé, arquiteto modernista que dominava as questões de conforto térmico. Grandes e curvos sheds metálicos auxiliam na ventilação dos ambientes, uma vez que o ar quente e impuro sobe e é expelido pelas aberturas superiores, que funcionam, ainda, como fonte natural de iluminação. 13Uso de ventilação natural e climatização artificial em edifícios Figura 9. Corredor do Hospital Sarah Kubitschek, projeto de Lelé, em Salvador. Fonte: Nelso Kon/ArchDaily.com. Cabe ressaltar que as soluções de ventilação não devem ser generalizadas; a escolha da melhor estratégia deve estar de acordo não só com o clima local, mas com o uso da edificação. Em projetos de edificações para serviços de saúde, a exemplo do hospital Sara Kubitschek, a ventilação cruzada não é recomendada, já que bactérias podem ser transmitidas pela propagação do ar. Veja como a preocupação com soluções inteligentes e mais respeitosas com o meio ambiente são possíveis, ainda mais quando a preocupação existe desde o início do projeto. As estratégias naturais devem ser exploradas ao máximo, garantindo sua eficiência e seu diálogo com a arquitetura proposta, pouco condicionada a sistemas artificiais. As soluções mecânicas devem ser incorporadas às edificações de forma complementar e seu uso deve ser racionalizado. A preocupação com os recursos naturais e com o futuro do planeta não significa renunciar à tecnologia existente. O equilíbrio das estratégias é capaz de garantir condições de uso agradáveis ao usuário, além de reduzir o impacto ambiental e os custos de obra e manutenção. E agora, que tal aplicar esses conceitos em seus projetos? Uso de ventilação natural e climatização artificial em edifícios14 BROWN, G. Z. Sol, vento e luz: estratégias para o projeto de arquitetura. 2. ed. Porto Alegre: Bookman, 2007. (E-book). BUXTON, P. Manual do arquiteto: planejamento, dimensionamento e projeto. 5. ed. Porto Alegre: Bookman, 2017. (E-book). LAMBERTS, R.; DUTRA, L.; PEREIRA, F. O. R. Eficiência energética na arquitetura. Rio de Janeiro: Eletrobras/PROCEL, 2014. (E-book). ROAF, S. A adaptação de edificações e cidades às mudanças climáticas. Porto Alegre: Bookman, 2009. ROAF, S.; FUENTES, M.; THOMAS-REES, S. Ecohouse: a casa ambientalmente sustentável. 4. ed. Porto Alegre: Bookman, 2014. Leituras recomendadas CHING, F. D. K. Técnicas de construção ilustradas. 5. ed. Porto Alegre: Bookman, 2016. GURGEL, M. Design passivo: baixo consumo energético: guia para conhecer, entender e aplicar os princípios do design passivo em residências. São Paulo: Senac, 2012. KEELER, M.; BURKE, B. Fundamentos de projeto de edificações sustentáveis. Porto Alegre: Bookman, 2010. 15Uso de ventilação natural e climatização artificial em edifícios Dica do professor Atualmente, muito se fala em arquitetura bioclimática. Esse termo sempre é relacionado à sustentabilidade das edificações, ao consumo de energias renováveis e à eficiência das edificações. Nesta Dica do Professor, você conhecerá os princípios básicos da arquitetura bioclimática e a sua relação com a ventilação natural nos projetos de edificações. Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar. https://fast.player.liquidplatform.com/pApiv2/embed/cee29914fad5b594d8f5918df1e801fd/e3f97ca996f5e483aaefedd9bb421c9dNa prática A tecnologia construtiva pode colaborar muito para a habitabilidade das edificações. Com o uso de princípios simples aliados a tecnologias modernas, é possível inserir mais conforto aos ambientes projetados. Neste Na Prática, você conhecerá um edifício que usufrui de alta tecnologia, com a finalidade de obter o melhor da ventilação natural, mitigando o uso de ar condicionado e fomentando a eficiência energética. Conteúdo interativo disponível na plataforma de ensino! Saiba + Para ampliar o seu conhecimento a respeito desse assunto, veja abaixo as sugestões do professor: Estratégias de ventilação natural Conheça as principais estratégias de ventilação natural e as compreenda com ótimos exemplos. Além de reconhecer técnicas aplicáveis a seus projetos de arquitetura, observe como escritórios renomados utilizam as mesmas técnicas para otimizar a ventilação de seus projetos. Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar. Arquitetura bioclimática Veja aqui uma breve conceituação da arquitetura bioclimática e algumas de suas aplicações. Vídeo de fácil compreensão e ricamente ilustrado, ajuda a entender e visualizar questões importantes no desenvolvimento de um projeto eficiente. Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar. Concepção de edifícios eficientes Conheça esta ferramenta, que fornece informações bioclimáticas de 413 cidades, a fim de incentivar a construção de edificações energeticamente eficientes. Repositório com dados bioclimáticos que podem ser baixados e utilizados em seus projetos. https://www.archdaily.com.br/br/886541/ventilacao-cruzada-efeito-chamine-entenda-alguns-conceitos-de-ventilacao-natural https://www.youtube.com/embed/coJdr4TBH18 Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar. http://projeteee.mma.gov.br/?utm_medium=website&utm_source=archdaily.com.br Variáveis do comportamento térmico em ambientes residenciais e de serviços Apresentação As sociedades ao redor do mundo, ao longo da história, desenvolveram construções adaptadas ao lugar, às suas características geográficas e ao clima. Esse tipo de arquitetura, denominada vernacular, responde às demandas ambientais da melhor maneira possível, tornando as edificações adequadas ao uso e confortáveis para a execução das mais variadas atividades que fazem parte do cotidiano dos seres humanos. Quando essa adequação ao ambiente falha, o uso da edificação fica comprometido, uma vez que o frio ou o calor em excesso desestimula o uso dos espaços. Nesta Unidade de Aprendizagem, você vai identificar a importância das técnicas e dos materiais construtivos no desempenho térmico das edificações. Você vai analisar a influência dos elementos de cobertura e dos elementos de vedação vertical, as paredes, no isolamento do frio e do calor extremos. Ainda, você vai reconhecer a influência que a localização dos projetos tem no desempenho das edificações. Bons estudos. Ao final desta Unidade de Aprendizagem, você deve apresentar os seguintes aprendizados: Relacionar os efeitos do modelo de construção e da sua localização ao comportamento térmico. • Reconhecer a influência da capacidade térmica das paredes exteriores no verão e no inverno.• Descrever a influência da capacidade térmica da cobertura no verão e no inverno.• Infográfico O uso de isolamento térmico na composição dos elementos de uma edificação é comum na construção civil, uma vez que potencializa o desempenho das superfícies em relação à incidência do frio e do calor. Existe, no mercado, uma oferta variada de materiais para isolamento. Escolher o material mais adequado, no entanto, vai além da análise de seu comportamento térmico. No Infográfico a seguir, você vai identificar os principais materiais de isolamento térmico utilizados nas edificações. Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar. https://statics-marketplace.plataforma.grupoa.education/sagah/e596fc79-b34d-451d-b3db-401a4009237f/6c523dcb-bf5c-4ebc-bc72-cf815b427841.jpg Conteúdo do livro As construções são responsáveis por grande parte do consumo energético global. Esse fenômeno também é causado pela indiferença, por parte dos construtores, quanto ao clima e à necessidade da escolha correta e consciente dos materiais empregados, demandando o uso constante de equipamentos de condicionamento de ar, tanto para aquecimento quanto para resfriamento. No capítulo Variáveis do comportamento térmico em ambientes residenciais e de serviços, da obra Conforto ambiental: iluminação natural, você vai ver de que maneira a escolha de diferentes materiais pode impactar positiva ou negativamente o conforto térmico das edificações, entendendo as diferenças históricas nas construções em regiões com climas distintos. Você também vai entender de que maneira as paredes e coberturas se diferenciam no que tange à escolha dos materiais para garantir conforto térmico. Boa leitura. CONFORTO AMBIENTAL: ILUMINAÇÃO NATURAL Gabriel Lima Giambastiani Variáveis do comportamento térmico em ambientes residenciais e de serviços Objetivos de aprendizagem Ao final deste texto, você deve apresentar os seguintes aprendizados: � Relacionar os efeitos do modelo de construção e da sua localização ao comportamento térmico. � Reconhecer a influência da capacidade térmica das paredes exteriores no verão e no inverno. � Categorizar a influência da capacidade térmica da cobertura no verão e no inverno. Introdução O desconforto ocasionado por situações de frio ou calor extremo in- fluenciam no dia a dia dos usuários de uma edificação, tornando as atividades básicas do cotidiano incômodas e os ambientes na quais elas são executadas pouco confortáveis ao uso. Historicamente, as edificações se adaptam à sua localização, e as técnicas construtivas e materiais de construção são previstos de forma a responder ao clima local, atendendo às necessidades de isolamento e proteção específicos para cada região. Neste capítulo, você vai estudar a influência das coberturas e paredes no conforto térmico das edificações e ler sobre a importância da espe- cificação dos materiais e métodos construtivos mais adequados. Além disso, verá os efeitos que o modelo construtivo e a localização do projeto geram no comportamento térmico da edificação. 1 Efeitos do modelo de construção e da localização ao comportamento térmico Ao vermos uma imagem de um conjunto de construções brancas com telhados azuis e vista para o mar, rapidamente associamos a imagem à paisagem grega, como a mostrada na Figura 1. Em uma conclusão precipitada, poderíamos supor que a escolha de cores e materiais é fruto de um nacionalismo exacerbado, fazendo alusão à bandeira grega, que é azul e branca. A motivação, no entanto, é mais prática do que ufanista. O material mais abundante na região é a pedra, que absorve o calor e mantém o interior das edificações quente. A cor branca, por sua vez, reflete os raios solares, colaborando para manter o interior das edificações mais fresco. O azul dos telhados tem uma motivação econômica. Um produto de limpeza chamado loulaki, usado para lavar roupas, reage com o calcário formando um solução azulada; portanto, era a solução mais fácil e que logo se tornou a padrão. Perceba nesse exemplo as relações entre materiais de construção, localização geográfica e habitabilidade das edificações. Figura 1. Santorini, Grécia. Fonte: PHOTOCREO Michal Bednarek/Shutterstock.com. Variáveis do comportamento térmico em ambientes residenciais e de serviços2 A arquitetura se insere dentro de um contexto mais amplo, no qual inter- ferem condições políticas, sociais, econômicas etc. No entanto, nasce e se concretiza dentro de uma lógica disciplinar própria, de modo que podemos compreender as obras de arquitetura como o resultado de uma somatória de diversas forças internas e externas queajudam a moldá-la (ZEIN, 2018). Uma dessas forças é a localização da obra. É possível observar que cons- truções de diferentes partes do mundo apresentam características em comum pelo fato de estarem entre os mesmos paralelos no globo terrestre, ou seja, por compartilharem características climáticas. Os materiais podem diferir de região para região, mas as estratégias de conforto térmico tendem a se repetir nos locais de clima semelhante. Observe a Figura 2. Nas regiões em que o Sol atinge a Terra de modo mais vertical — isto é, na linha do Equador —, prevalece um clima quente, o que induz a soluções de proteção da incidência solar direta; já nas parcelas mais frias do globo terrestre, as estratégias devem ser de aproveitamento energético do calor do Sol. Figura 2. Regiões com clima semelhante apresentam soluções semelhantes. Veja no mapa a incidência solar em diferentes partes do mundo e estratégias similares. Fonte: Roaf (2014, p. 143). 3Variáveis do comportamento térmico em ambientes residenciais e de serviços As zonas latitudinais (Figura 3) são úteis para referência e comparação; no entanto, não têm limites rígidos e devemos pensar nelas como zonas de transição entre si (CHRISTOPHERSON; BIRKELAND, 2017). Figura 3. Diferentes zonas climáticas em função da latitude. Fonte: Christopherson e Birkeland (2017, p. 18). Além do clima, a localização da obra de arquitetura condiciona a dis- ponibilidade dos materiais de construção, como demonstrou o exemplo das construções gregas, e, consequentemente, da técnica construtiva. Não há concepção, em arquitetura, sem consciência construtiva — e é essa consciência que separa a arquitetura da pura geometria (MAHFUZ, 2007). Essa consci- ência construtiva é evidente na arquitetura vernacular, isto é, aquela que é produzida de maneira espontânea em determinada cultura sem a presença de profissionais projetistas. O termo vernacular, utilizado para tratar dessa arquitetura sem arquitetos, tem origem no latim vernaculum, expressão que era utilizada para tratar os escravos que nasciam na casa do senhor. A adaptação do termo para aspectos culturais foi inicialmente registrada no século XVII, quando James Howell se referiu às línguas nativas da Itália como idiomas vernaculares. Variáveis do comportamento térmico em ambientes residenciais e de serviços4 O aproveitamento dos materiais típicos de cada região, trabalhados com técnicas construtivas locais é testado, copiado e, com o tempo, leva à cristali- zação de uma construção típica daquela região sem a presença de uma mente criadora única. Nesse contexto, o conhecimento sobre o modo de construir é passado de geração em geração mediante cópia e pequenos aperfeiçoamentos. Esse tipo de construção nos interessa pois ilustra os pontos comentados acima: os condicionantes do local, a disponibilidade dos materiais de construção e a preocupação com a habitabilidade das edificações, uma vez que são respostas genuínas a problemas locais bastante específicos. Observe na Figura 4 algumas construções de palha e barro no Norte do continente africano. Perceba que é difícil distinguir a construção da terra que a circunda; as aberturas pequenas reduzem a quantidade de raios solares incidentes no interior das edificações, o que ajuda a manter o clima interno mais fresco. O telhado de palha é uma resposta simples e eficaz para o pro- blema da cobertura. Esta solução vernacular difere muito pouco de algumas construções no interior do Nordeste brasileiro, onde o clima quente e seco se repete. Entretanto, se avançarmos ao Sul, veremos que, em regiões quentes e úmidas, esta solução começa a sofrer algumas alterações, como inclinação dos telhados a fim de escoar a água da chuva e altura da construção em relação ao chão, para prevenir alagamentos. Figura 4. Casas de palha e barro no Norte da África. Fonte: Peter Wollinga/Shutterstock.com. 5Variáveis do comportamento térmico em ambientes residenciais e de serviços Sempre que você observar uma imagem de uma região qualquer, princi- palmente de suas construções primitivas, tente inferir quais eram as restrições que aquela população enfrentava e também quais problemas tentava solucionar com os materiais que tinha à disposição. Em regiões de clima frio, por exemplo, você vai verificar janelas mais amplas, voltadas para o sentido solar, a fim de captar o calor do Sol para o ambiente interno. Para os países de clima frio, existem estratégias de aquecimento passivo. Essas estraté- gias consistem em, de alguma forma, armazenar o calor proveniente do Sol e utilizá-lo de outras maneiras. Por exemplo, pisos e paredes de grande inércia térmica, como pedra natural e madeira, absorvem a luz solar incidente nas vidraças e armazenam o seu calor, liberando-o lentamente, mantendo o conforto ambiental interno. Esse tipo de aproveitamento de calor é considerado um sistema passivo de ganho direto (ROAF, 2014, p. 142). As características climáticas são as principais diretrizes para a escolha de tipologias construtivas e materiais de construção. Agora que você já leu sobre as relações entre os materiais de construção, a localização da edificação e as questões de habitabilidade, está pronto para analisar os aspectos relativos às principais superfícies das construções, isto é, as paredes e coberturas, cujas características influenciam diretamente no conforto dos ambientes internos. 2 Influência da capacidade térmica das paredes exteriores As construções humanas surgem, em primeira instância, como uma camada de separação entre o mundo externo e o corpo humano. Em todas as sociedades ao redor do mundo é possível observar dispositivos que protejam os habitantes das intempéries, sejam elas o calor excessivo e o Sol, sejam a chuva, a neve e o frio. Variáveis do comportamento térmico em ambientes residenciais e de serviços6 Historicamente, os povos desenvolveram um tipo de construção adaptada ao lugar onde habitavam, a chamada arquitetura vernacular. Essa arquitetura anônima, sem autores específicos, evoluiu ao longo dos séculos em proces- sos de tentativa e erro, para que os edifícios respondessem às demandas ambientais da melhor forma possível. O desenvolvimento das arquiteturas vernaculares geralmente se relaciona a situações de escassez econômica, quando a necessidade de sobreviver, sobretudo sem desperdiçar os recursos disponíveis, exerce tanta influência que impacta nas decisões arquitetônicas (MASCARÓ, 2004, p. 11). Lucio Costa, um dos primeiros arquitetos brasileiros a reconhecer e divulgar o valor da arquitetura tradicional brasileira, escreveu, em 1929, um texto no qual exalta os exemplares desse tipo de arquitetura no Brasil, principalmente aquela produzida em Minas Gerais, descrita por ele como robusta, forte, maciça, com linhas calmas e tranquilas. Ele costumava escrever sobre as boas recordações e a felicidade que esse tipo de arquitetura trazia ao seu inconsciente (COSTA, 1962). Essa arquitetura, que se encontra dentro do inconsciente dos povos, não pode, no entanto, ser multiplicada na velocidade necessária para o crescimento exponencial pelo qual as cidades ao redor do mundo passaram. A profissionali- zação dos arquitetos e subsequente corporativização das empresas construtoras ao redor do mundo levou a certa homogeneização das técnicas e materiais de forma independente da localização das construções. No Brasil, por exemplo, como você pode ver no mapa da Figura 5, o clima varia desde o equatorial, nas regiões amazônicas próximas ao Equador, até o subtropical, nas regiões abaixo do Trópico de Capricórnio, como os estados da região Sul do país. Somam-se ainda o semiárido, com clima bastante seco, e seu oposto, o tropical úmido, com chuvas fortes e umidade alta (ALVARES et al., 2013). Mesmo com essas diferenças, tanto os materiais de construção quanto o formato e as estratégias de arquitetura são consideravelmente simi- lares de Norte a Sul. 7Variáveis do comportamento térmico em ambientes residenciaise de serviços Figura 5. Mapa das regiões climáticas do Brasil. Fonte: Adaptado de Alvares et al. (2013). Desde o final do século XX, a preocupação com o impacto ambiental das construções levou a uma reconsideração das técnicas de construção utilizadas em regiões com climas díspares. Desta vez, em vez do processo de tentativa e erro, que na arquitetura vernacular levava gerações para ser aperfeiçoado, a indústria da construção civil tem a seu dispor ensaios laboratoriais que atestam a eficiência dos materiais empregados nas obras. Quando falamos da eficiência de materiais na construção civil, geralmente nos referimos à capacidade de um elemento de isolar termicamente um espaço fechado. O exemplo mais comum para entender esse atributo é uma caixa tér- mica, que você enche de gelo para conservá-lo por algum tempo, a despeito das condições climáticas. Nas edificações, a envoltória e, em especial, as paredes são as responsáveis por manter o interior dos prédios em uma temperatura agradável. Para isso, utilizam-se materiais com baixa condutividade térmica, Variáveis do comportamento térmico em ambientes residenciais e de serviços8 ou seja, materiais que não transmitem calor ou frio do interior para o exterior. Quanto mais frio o clima, mais potente e necessário deve ser o isolamento térmico (ROAF, 2014). O termo condutividade térmica é definido pela medida de fluência do calor de uma unidade de espessura de um material através da condução. É a capacidade que um material tem de conduzir energia térmica, dada pelo fluxo térmico W por unidade de espessura de determinada área de um material e por grau de diferença de temperatura (BROWN; DEKAY, 2007). Na construção civil, os materiais são classificados quanto ao seu isolamento térmico em três categorias — isolamento resistivo, isolamento refletivo e isolamento capacitivo —, de acordo com a maneira pela qual objetos produ- zidos ou revestidos com esses materiais, como tijolos e blocos estruturais, comportam-se e resistem à variações de temperatura. Isolamento resistivo O isolamento resistivo é conhecido como aquele tipo de material que a maioria das pessoas imagina quando pensa em um isolante térmico. Trata-se das lãs mineral, de vidro e vegetal, dos fardos de palha e dos inúmeros tipos de poliestireno e poliuretano, conhecidos popularmente como “isopor” no Brasil. Esses materiais atuam no sentido de evitar a convecção. Isso depende da condutividade do material ou do vazio contidos dentro dos materiais, assim como suas dimensões e a diferença de temperatura (ROAF, (2014). Este tipo de isolamento também é utilizado em esquadrias de alto de- sempenho, tanto em sua instalação (com poliestireno expandido), quando do contato com as paredes, evitando frestas, quanto nos sistemas de folhas de vidros duplos com câmara de ar interna. Em suma, o isolamento resistivo é aquele que ocorre por meio da resistência do material à condução de calor. O ar é um elemento que oferece grande resistência quando confinado em pe- quenas células no interior de um material ou encapsulado entre dois materiais totalmente inertes, como o vidro. 9Variáveis do comportamento térmico em ambientes residenciais e de serviços Isolamento refletivo Este tipo de isolamento consiste na utilização de materiais que tenham a capacidade de refletir os raios do Sol, reduzindo ou impedindo que sejam absorvidos pela superfície. Isso evita que o material aqueça e transfira carga térmica para o ambiente interno. Neste tipo de material, o isolamento se dá, por exemplo, pelo uso de lâminas com espessuras mínimas e materiais com elevadíssimos níveis de refletância. Embora seja mais visível em coberturas, como mantas térmicas revestidas com uma fina camada de alumínio, este tipo de isolamento em manta pode também ser utilizado na parte interna de paredes duplas. O alumínio apresenta emissividade baixa, reduzindo a transferência de calor entre as paredes das paredes duplas. Entretanto, a parcela reflexiva não deve estar em contato com a camada interna da parede dupla. Sendo o metal um bom condutor térmico, se ele tocar o material da camada interna da parede, pode ser responsável por conduzir calor para ele, aquecendo, por consequência, o ambiente. O Instituto de Pesquisas Tecnológicas de São Paulo (INSTITUTO DE PES- QUISAS TECNOLÓGICAS, 2020) coloca que ainda podem ser considerados isolantes refletivos as tintas utilizadas na face externa das paredes de vedação. A refletância é medida por suas propriedades de absorver ou refletir a luz do sol, considerando tonalidades cromáticas e materiais de fabricação. Outros revestimentos de fachadas, como cerâmicas, painéis compostos de alumínio ou placas de poliestireno também podem atuar como isolantes refletivos. Embora mais usada em coberturas, a chamada “tinta térmica” também pode ser utilizada em paredes. Com a adição de microesferas cerâmicas, este tipo de tinta aumenta o potencial de reflexão da superfície onde ela é aplicada. Variáveis do comportamento térmico em ambientes residenciais e de serviços10 Isolamento capacitivo O terceiro tipo de material isolante foi o mais utilizado no passado, sendo a solução menos tecnológica dos três. Estes materiais garantem a inércia térmica a partir da massa térmica, observada em construções com paredes pesadas. Nesses casos, a espessura e a massa dos elementos construtivos é tão grande que retarda a transmitância de calor. A condutividade térmica aqui é reduzida, de acordo com o material e espessura da parede, assim como a diferença de temperatura entre os dois lados da parede (ROAF, 2014). Este tipo de isolamento segue sendo muito eficiente em regiões de clima frio, pois a inércia térmica é um fator determinante. Isso quer dizer que as paredes pesadas, como pedras ou tijolos largos, apresentam baixo grau de absorção da temperatura externa, isto é, o frio. Normalmente, é associado com sistemas de calefação internos. Essa combinação de estratégias, segundo Roaf (2014), é responsável por manter o ambiente interno, quando constantemente ocupado, ameno e confortável. Entretanto, uma vez que o imóvel fique desocupado por um longo período de tempo, é necessário grande tempo e energia para que ele volte a apresentar temperatura amena no interior. Como você pode ver, se na arquitetura vernacular as soluções se limita- vam aos materiais encontrados no local e à experiência construtiva de uma sociedade, atualmente a engenharia de materiais nos permite utilizar materiais compostos e sintéticos que foram testados à exaustão para garantir o funcio- namento em diversas situações de projeto. É importante analisar o clima do local onde será implantada a edificação para assim aplicar os materiais mais eficientes para o isolamento térmico e conforto interno. Além das paredes, é importante considerar também o material das co- berturas das edificações. Em climas quentes, principalmente, a proteção da insolação direta pode ser crucial para amenizar os efeitos do calor dentro dos ambientes A seguir, veremos como os materiais podem ser utilizados em coberturas para garantir construções com desempenho térmico satisfatório. 3 Influência da capacidade térmica da cobertura Enquanto nas paredes uma das características mais importantes para a conser- vação de energia é a capacidade de isolar termicamente o interior e o exterior da edificação, nas coberturas, é preciso ter um cuidado extra no que tange à incidência solar direta sobre o plano de cobertura. Enquanto as paredes podem 11Variáveis do comportamento térmico em ambientes residenciais e de serviços ou não ser sombreadas, as coberturas raramente o são, criando a necessidade de utilização de materiais que se comportem satisfatoriamente nessas condições. Os raios solares são formados por ondas de radiação eletromagnética de diferentes comprimentos que atingem a Terra constantemente. As ondas são separadas entre as visíveis, o que chamamos de luz, e as do espectro invi- sível, entre elaso infravermelho e o ultravioleta — estas duas responsáveis, respectivamente, pelo aquecimento e pelas queimaduras solares. As ondas responsáveis pela difusão de rádio e televisão ficam em frequências abaixo de 1 bilhão de hertz. Já acima da frequência de um bilhão de hertz estão as chamadas ondas de calor, primeiro as micro-ondas seguidas do infravermelho. Em um pequeno espectro de ondas com frequência acima do infravermelho está a luz visível. Essas ondas constituem menos do que 1 milionésimo de 1% do espectro eletro- magnético medido (HEWITT, 2015). A luz vermelha representa a frequência mais baixa que podemos enxergar, enquanto a luz violeta é a mais alta, apro- ximadamente duas vezes maior. As frequências acima do espectro visível de luz são chamadas de ultravio- leta, raios X e raios gama, cada qual com frequência mais alta que a anterior, inexistindo, no entanto, uma divisão clara entre elas. Observe na Figura 6 um espectro eletromagnético, identificando as diferentes radiações. Figura 6. Espectro de ondas eletromagnéticas. Fonte: Hewitt (2015, p. 489). Variáveis do comportamento térmico em ambientes residenciais e de serviços12 Na arquitetura, três tipos de radiação exercem a maior influência: o infra- vermelho, o espectro visível e o ultravioleta. A radiação infravermelha é a radiação percebida como calor, responsável pelo aquecimento dos espaços internos; a radiação no espectro visível é responsável pela iluminação dos ambientes e a percepção de cores; já a ultravioleta, embora em grande parte seja absorvida pela atmosfera terrestre, é a radiação responsável pelas quei- maduras solares. A radiação solar que consegue passar pela atmosfera se movimenta li- vremente até atingir um objeto. Segundo Brown e Dekay (2007), ao atingir uma superfície, como a cobertura de um edifício, parte da energia contida na radiação é absorvida pelo material enquanto o restante é refletido, voltando para a atmosfera. No Quadro 1, você pode ver uma relação entre a absortância e a refletância de um material. Observe que a soma dos dois atributos sempre é igual a 100, ou seja, um material que absorve 50% da radiação obrigatoriamente reflete os outros 50%. Veja como a tinta preta fosca absorve incríveis 95% dos raios, refletindo apenas 5%, enquanto a película aluminizada Mylar, é praticamente o oposto, absorvendo apenas 10% dos raios e refletindo 90% de volta para a atmosfera. Cor/material Absortância Refletância Tinta preta fosca ótica 0,98 0,02 Tinta preta fosca 0,95 0,05 Verniz preto 0,92 0,08 Tinta chumbo 0,91 0,09 Concreto preto 0,91 0,09 Verniz azul-escuro 0,91 0,09 Tinta a óleo preta 0,90 0,10 Tijolos azuis tipo Stafford 0,89 0,11 Tinta fosca oliva-escuro 0,89 0,11 Tinta marrom-escuro 0,88 0,12 Tinta azul-escuro-acinzentado 0,88 0,12 Quadro 1. Absortância e refletância solar dos acabamentos (Continua) 13Variáveis do comportamento térmico em ambientes residenciais e de serviços Fonte: Adaptado de Brown e Dekay (2007). Cor/material Absortância Refletância Azul-celeste/verniz verde-escuro 0,88 0,12 Concreto marrom 0,85 0,15 Tinta marrom 0,84 0,16 Tinta marrom-claro 0,80 0,20 Verniz marrom ou verde 0,79 0,21 Tinta anticorrosiva 0,78 0,22 Tinta a óleo cinza-claro 0,75 0,25 Tinta a óleo vermelha 0,74 0,26 Tijolos cor natural 0,70 0,30 Concreto cor natural 0,65 0,35 Tijolos laranja levemente claro 0,60 0,40 Tinta verde fosca 0,59 0,41 Tinta laranja 0,58 0,42 Tinta amarela 0,57 0,43 Tinta azul 0,51 0,49 Tinta verde-médio 0,51 0,49 Tinta verde-claro 0,47 0,53 Tinta branca semibrilho 0,30 0,70 Tinta branca brilho 0,25 0,75 Tinta prateada 0,25 0,75 Verniz branco 0,21 0,79 Refletor de alumínio polido 0,12 0,88 Película Mylar aluminizada 0,10 0,90 Acabamentos especiais (laboratórios) 0,02 0,98 Quadro 1. Absortância e refletância solar dos acabamentos (Continuação) Variáveis do comportamento térmico em ambientes residenciais e de serviços14 A transmissão do calor de um objeto aquecido por radiação solar não é, no entanto, um fator isolado nas construções. Para que exista o aquecimento de um ambiente, é preciso que o material aquecido tenha uma resistência térmica baixa. A resistência térmica é a medida do valor de isolamento ou da resistência ao fluxo de calor dos materiais ou elementos construtivos, ou seja, é a capacidade de um material de transmitir calor (BROWN; DEKAY, 2007). O Sistema Internacional de Medidas adota a sigla SRI para designar a resistência térmica, que é medida em K/W pela área analisada. No Quadro 2, você pode ver o RSI de alguns materiais utilizados na construção civil. Observe, no Quadro 2, como existe uma diferença considerável entre os três tipos de isolantes. enquanto os isolantes para enchimento variam de 0,10 para os materiais mais simples como a palha prensada até 0,30 para compostos industrializados, a exemplo da lã de vidro de alto desempenho, os isolantes superficiais rígidos partem de 0,20 para as placas de lã mineral e chegam até 0,49 nos materiais complexos, como os painéis de poliisocianurato com revestimento. Tipo de isolante RSI por centímetro (– R por polegada) Isolantes para enchimento Palha prensada 0,10 (1,5) Algodão prensado ou em fibras soltas 0,21–0,26 (3,0–3,7) Lã de vidro ou fibra de vidro prensada 0,20–0,26 (2,9–3,8) Lã de vidro ou fibra de vidro prensada de alto desempenho 0,26–0,30 (3,7–4,3) Fibras de vidro soltas 0,16–0,19 (2,3–2,7) Fibras soltas de lã de rocha 0,19–0,21 (2,7–3,0) Fibras soltas de celulose 0,24–0,26 (3,4–3,7) Perlita ou vermiculita 0,17–0,26 (2,4–3,7) Quadro 2. Valores de resistência dos materiais isolantes (Continua) 15Variáveis do comportamento térmico em ambientes residenciais e de serviços Fonte: Adaptado de Brown e Dekay (2007). Tipo de isolante RSI por centímetro (– R por polegada) Isolantes para enchimento (em espuma) Celulose borrifada 0,20–0,24 (2,9–3,5) Fibra de vidro borrifada 0,26–0,27 (3,7–3,9) Espuma de cementite 0,27 (3,9) Espuma de poliuretano borrifada 0,39–0,44 (5,6–6,3) Isolantes superficiais rígidos Placas de lã mineral 0,20 (2,9) Painéis de poliestireno expandido 0,25–0,28 (3,6–4,0) Painéis de fibra de vidro 0,28 (4) Icynene 0,27 (4,3) Painéis de poliestireno extrudado, sem revestimento 0,31–0,35 (4,5–5,0) Painéis de poliisocianurato, com revestimento 0,49 (7,0) Quadro 2. Valores de resistência dos materiais isolantes (Continuação) A perda de calor em casas nos meses mais frios — e consequente ganho térmico nos meses mais quentes — depende tanto da condução quanto da radiação (BAUER; WESTFALL; DIAS, 2013), demandando a combinação entre isolamento térmico e revestimentos com refletância elevada. Atualmente, as novas técnicas construtivas miram na elevação da eficiência do isolamento, utilizando barreiras radiantes. Isso significa utilizar uma camada de um material que reflete eficientemente as ondas eletromagnéticas, especialmente a radiação infravermelha, relacionada com a sensação de calor (BAUER; WESTFALL; DIAS, 2013). Variáveis do comportamento térmico em ambientes residenciais e de serviços16 Na Figura 7, você pode ver um exemplo de como a combinação entre dife- rentes materiais é uma das estratégias mais acertadas para garantir uma inércia térmica satisfatória. Na ilustração, é possível observar que, na cobertura, são utilizadas telhas e isolamento com fator R de R–30, em uma combinação que torna o conjunto mais eficiente do que apenas o uso de telhas. Nas paredes, o mesmo princípio é aplicado, combinando os tijolos externos e isolamento com fator R de R–19 separados pela mesma barreira radiante que separa telhas e estrutura do telhado. A substância refletora normalmente é o alumínio ou algum material revestido com ele, já que esse material reflete 97% da radiação infravermelha. Figura 7. Cobertura e paredes com materiais compostos. Fonte: Bauer, Westfall e Dias (2013, p. 192). 17Variáveis do comportamento térmico em ambientes residenciais e de serviços Bauer, Westfalle Dias (2013) demonstram a importância do uso de barreiras radiantes citando estudos do Laboratório Nacional de Oak Ridge, na Flórida, Estados Unidos, que compararam residências da região construídas com e sem o uso de tais elementos. Segundo os autores, os ganhos de calor no verão “[...] em telhados com isolamento R–19 podem ser reduzidos entre 16 e 42%” (BAUER; WESTFALL; DIAS, 2013, p. ??), levando a uma redução nos gastos com condicionamento de ar na faixa de 17%. Para as coberturas, tanto o isolamento resistivo quanto o refletivo são amplamente utilizados. O exemplo da Figura 7 demonstra o uso de um tipo resistivo, que é a utilização de isolamentos na parcela interna do telhado, nor- malmente compostos por lã de vidro, de rocha ou outros materiais derivados de polímeros. Esse tipo de solução normalmente é dado quando do projeto das coberturas, pois sua instalação é feita acima dos forros, sendo necessário, portanto, que seja feita antes da construção dos forros. Verifique, na Figura 8, a instalação desse tipo de isolamento. Figura 8. Isolamento de cobertura por lã de rocha. Após a fixação da manta, é possível instalar o forro. Fonte: (a) Sanit Ratsameephot/Shutterstock.com; (b) Patryk Kosmider/Shutterstock.com. (a) (b) Embora a instalação de materiais isolantes refletivos, como a manta de alumínio, também seja indicada na parte interna, isto é, abaixo das telhas, o material pode também ser aplicado posteriormente à construção da edificação. É muito comum a aplicação de mantas térmicas com capa de alumínio em coberturas acima das telhas. Conforme visto, as características reflexivas do alumínio são muito eficazes impedindo a penetração do espectro infravermelho das ondas do Sol. Variáveis do comportamento térmico em ambientes residenciais e de serviços18 Outro material que vem ganhando mercado na construção brasileira para a mesma finalidade são as tintas térmicas. Por ter efeito estético mais agradável do que o alumínio, esta tecnologia tem caído no gosto dos consumidores que precisam isolar as suas coberturas após a sua construção. Com o corrente uso de isolantes refletivos, algumas empresas de telha passaram a incluí-lo no processo de fabricação das telhas. Assim como as chamadas telhas sanduíche (que têm material isolante térmico entre duas camas de telhas metálicas, formando um sanduíche), as telhas com camada de alumínio já podem ser compradas prontas, agilizando o processo construtivo. Por ser um material pesado, o isolamento capacitivo é pouco usado em coberturas. Para aplicar os materiais de construção com suas respectivas propriedades térmicas, é necessário que se estude o clima de implantação da edificação e, a partir daí, combinar as melhores soluções, que, além de serem competentes para telhado e paredes, configurem uma solução estética aprazível. Por exemplo, em uma região quente e seca, é indicado que se use um bom isolamento no telhado, para que a radiação infravermelha seja impedida de entrar, preservando o frescor interno. As cores claras auxiliam na reflexão da luz. As paredes podem permitir a passagem de ventos, porém podem apresentar elementos construtivos que filtrem os raios do Sol diretos, como brises. Como você pode ver, as propriedades dos materiais utilizados nas constru- ções têm influência direta na qualidade ambiental e na eficiência energética das edificações. Enquanto, nas paredes, essa escolha pode ser mitigada por dispositivos de projeto como beirais e aberturas generosas, as coberturas geralmente têm apenas a sua própria geometria e o material das quais são formadas para performar de maneira eficiente. Em seus próximos projetos, lembre-se de utilizar materiais que contribuam positivamente para o conforto térmico dos usuários. 19Variáveis do comportamento térmico em ambientes residenciais e de serviços ALVARES, C. A. et al. Köppen's climate classification map for Brazil. Meteorologische Zeitschrift, v. 22, n. 6, p. 711–728, 2013. BAUER, W.; WESTFALL, G. D.; DIAS, H. Física para universitários: relatividade, oscilações, ondas e calor. Porto Alegre: AMGH, 2013. BROWN, G. Z.; DEKAY, G. Sol, vento e luz: estratégias para o projeto de arquitetura. Porto Alegre: Bookman, 2007. CHRISTOPHERSON, R.; BIRKELAND, G. H. Geossistemas: uma introdução à geografia física. 9. ed. Porto Alegre: Bookman, 2017. COSTA, L. Sobre arquitetura. Porto Alegre: CEUA, 1962. HEWITT, P. G. Física conceitual. Porto Alegre: Bookman, 2015 INSTITUTO DE PESQUISAS TECNOLÓGICAS. Caracterização de produtos isolantes térmi- cos para a indústria e construção. São Paulo, 2020. Disponível em: https://www.ipt.br/ solucoes/184-caracterizacao_de_produtos_isolantes_termicos_para_industria_e_ construcao_civil.htm. Acesso em: 9 abr. 2020. MAHFUZ, E. da C. Observações sobre o formalismo de Helio Piñón: parte 1. Vitruvius Arquitextos, ano 08, out. 2007. Disponível em: https://www.vitruvius.com.br/revistas/ read/arquitextos/08.089/196. Acesso em: 9 abr. 2020. MASCARÓ, J. L. (org.). O custo das decisões arquitetônicas. Porto Alegre: Masquatro Editora, 2004. ROAF, S. Ecohouse. 4. ed. Porto Alegre: Bookman, 2014. ZEIN, R. V. Leituras críticas. São Paulo: Romano Guerra Editora, 2018. Leituras recomendadas ANDRADE, V. Andrade Morettin: cadernos de arquitetura. São Paulo: Bei Comunicação, 2016. JOURDA, F.-H. Pequeno manual do projeto sustentável. São Paulo: Gustavo Gili, 2013. Variáveis do comportamento térmico em ambientes residenciais e de serviços20 Os links para sites da web fornecidos neste capítulo foram todos testados, e seu fun- cionamento foi comprovado no momento da publicação do material. No entanto, a rede é extremamente dinâmica; suas páginas estão constantemente mudando de local e conteúdo. Assim, os editores declaram não ter qualquer responsabilidade sobre qualidade, precisão ou integralidade das informações referidas em tais links. 21Variáveis do comportamento térmico em ambientes residenciais e de serviços Dica do professor O comportamento térmico das construções depende de muitas variáveis. Responsáveis por separar ambientes internos e externos nas edificações, as paredes podem desempenhar um importante papel no controle térmico dos espaços. Os materiais construtivos e de vedação especificados influenciam o comportamento das alvenarias em relação ao controle do frio e do calor excessivos. Na Dica do Professor, serão analisados dois dos materiais mais utilizados na construção de paredes: os blocos de concreto e os blocos cerâmicos. Você vai identificar as vantagens e desvantagens de cada um bem como os elementos que devem ser considerados para a escolha do material mais adequado. Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar. https://fast.player.liquidplatform.com/pApiv2/embed/cee29914fad5b594d8f5918df1e801fd/270b60683bba277bbab79a77b33a58b2 Na prática Há várias maneiras de mitigar o desconforto térmico proveniente da exposição direta de fachadas à incidência solar, sobretudo em orientações críticas, como a oeste no hemisfério sul. Uma alternativa muito utilizada é o brise-soleil, que bloqueia a entrada direta do sol sem bloquear totalmente a visão. Neste Na Prática, conheça um pouco da história e os tipos de aplicação dos brises, que tiveram destaque durante o movimento moderno, abrindo caminho para uma série de modelos utilizados com eficiência até hoje. Conteúdo interativo disponível na plataforma de ensino! Saiba + Para ampliar o seu conhecimento a respeito desse assunto, veja abaixo as sugestões do professor: Desempenho térmico e eficiência energética de edificações Veja esta palestra do professor Roberto Lamberts sobre desempenho térmico e eficiência energética das edificações, com variados conceitos sobre o tema, além da nova norma de desempenho. Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar. Verde sobe dos jardins para as coberturas Neste artigo, você vai acompanhar a análise daspossibilidades de uso das coberturas verdes nas edificações, principalmente em razão dos ganhos em habitabilidade que esse tipo de solução proporciona. Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar. A influência do comportamento do usuário no desempenho térmico e energético de edificações residenciais Nesta tese de doutorado, você vai ver a investigação do papel do usuário no desempenho térmico das edificações. https://www.youtube.com/embed/tXgeyQJi3q0 https://www.arcoweb.com.br/finestra/tecnologia/ecoeficiencia-telhados-verdes-01-12-2009 Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar. Guia da norma de desempenho ABNT NBR 15.575 O Conselho de Arquitetura e Urbanismo (CAU/BR) elaborou, junto com a Associação Brasileira de Escritórios de Arquitetura (AsBEA), um guia para a norma de desempenho ABNT NBR 15.575, que pode ser acessado neste link. Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar. http://www.labeee.ufsc.br/sites/default/files/publicacoes/teses/Tese_Marcio%20Jose%20Sorgato_BU.pdf https://www.caubr.gov.br/mudancasnormadesempenho/ Ventilação e acústica na norma de desempenho das edificações Apresentação Você conhece a Norma de Desempenho de Edificações? Esse documento ajuda os profissionais da construção na garantia de níveis de conforto e performance dos edifícios. Desse modo, os usuários podem ter certeza que suas expectativas serão contempladas. A ventilação e a acústica dos ambientes de uma edificação devem ser pensadas desde a concepção dos projetos. Além do emprego de estratégias que garantam boas condições de habitabildiade aos usuários, precisam estar previstas técnicas construtivas adequadas à vida útil esperada das edificações e que sejam ambientalmente corretas. Nesta Unidade de Aprendizagem, você irá conhecer como a Norma de Desempenho de Edificações pode ajudar arquitetos na busca por construções com mais conforto ambiental, tanto no que tange à temperatura interna quanto na qualidade acústica, garantindo economia de energia e contribuindo com a preservação da natureza. Bons estudos. Ao final desta Unidade de Aprendizagem, você deve apresentar os seguintes aprendizados: Reconhecer o que a Norma de Desempenho de Edificações prevê acerca do conforto ambiental. • Identificar os aspectos relativos à ventilação na Norma de Desempenho de Edificações.• Avaliar o impacto da acústica no desempenho das edificações.• Infográfico Atualmente, as paredes e os forros de gesso acartonado são uma ótima alternativa para gerar agilidade na obra, além de reduzir a quantidade de resíduos. No entanto, para se tornarem mais eficientes no que tange ao desempenho acústico, é necessário investir em materiais isolantes na parte interna das paredes e superior dos forros. Neste Infográfico, você irá conhecer os tipos de materiais isolantes mais usuais e as principais indicações de cada um. Além disso, irá verificar alternativas que vêm ganhando relevância para determinados usos. Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar. https://statics-marketplace.plataforma.grupoa.education/sagah/e13bc771-4d0c-4c71-8ed2-c3f425eac03f/295ee330-578e-42c3-845b-63ac9863a1f1.jpg Conteúdo do livro Desde 2013, o Brasil conta com uma Norma Técnica para garantir que os edifícios tenham níveis de conforto e segurança satisfatórios, garantindo que os compradores não recebam construções com problemas técnicos. No capítulo Ventilação e acústica na Norma de Desempenho de Edificações, da obra Conforto ambiental: ventilação e acústica, base teórica desta Unidade de Aprendizagem, conheça os aspectos ligados à habitabilidade contemplados nessa Norma, nas áreas de condicionamento do ar, de ventilação e acústica, com ênfase em soluções que contribuem para a preservação do meio ambiente e economia de energia. Boa leitura. CONFORTO AMBIENTAL: VENTILAÇÃO E ACÚSTICA Anna Carolina Manfroi Galinatti Ventilação e acústica na Norma de Desempenho de Edificações Objetivos de aprendizagem Ao final deste texto, você deve apresentar os seguintes aprendizados: Reconhecer o que a Norma de Desempenho prevê acerca de conforto ambiental. Identificar os aspectos relativos à ventilação na Norma de Desempenho. Avaliar o impacto da acústica no desempenho das edificações. Introdução A ABNT NBR 15575:2013, mais conhecida como Norma de Desempenho de Edificações, guia os profissionais envolvidos na construção civil para garantir que os edifícios correspondam às necessidades de performance ambiental e estrutural para as quais foram projetados. Neste capítulo, você conhecerá as recomendações da referida Norma na área do conforto ambiental, levando em conta a ventilação e o condi- cionamento do ar, além de conhecer materiais de revestimento que otimi- zam a performance acústica do edifício sem prejudicar o meio ambiente. 1 Conforto ambiental na Norma de Desempenho A Norma de Desempenho, nome popular da ABNT NBR 15575:2013, resultou de uma iniciativa promovida pela Caixa Econômica Federal e a Financiadora de Estudos e Projetos (Finep) cujo objetivo era aglutinar um conjunto de nor- mativas e resoluções para regrar os mais diversos aspectos da qualidade das edifi cações. Embora a discussão a respeito da criação da referida Norma tenha começado no ano 2000, apenas em 2007 a primeira versão do documento foi disponibilizada para discussão e posterior publicação, que ocorreu em 2013. Entidades ligadas à arquitetura consideram a Norma uma conquista po- sitiva para o País, pois concentra, em um texto único e claro, determinações e condicionantes que anteriormente estavam espalhados em muitas outras publicações. No Guia para Arquitetos na Aplicação da Norma de Desempe- nho, a Associação Brasileira de Escritórios de Arquitetura (Asbea) destaca: A ABNT NBR 15.575 agregou em seu conteúdo uma extensa relação de normas já existentes, das mais diversas disciplinas e relacionadas ao tema, e estabelece ampla e solidária junção de incumbências entre os intervenientes do processo. Torna-se necessária a quebra de vários paradigmas na cultura brasileira da construção habitacional, passando por uma nova maneira de especificação e elaboração de projetos que inclui o conhecimento do comportamento em uso dos inúmeros materiais, componentes, elementos e sistemas construtivos que compõem a edificação (ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DOS ESCRITÓRIOS DE ARQUITETURA, 2013, p. 1). A fim de que a Norma de Desempenho cobrisse o escopo necessário para regulamentar a construção civil no Brasil, os responsáveis por sua elaboração buscaram, em documentos similares utilizados em outros países, o tipo de solicitação possível para o Brasil. Para o Conselho de Arquitetos e Urbanistas do Brasil (CAU/BR), a NBR 15.575 inova ao “[...] estabelecer exigências de con- forto e segurança”, associando, pela primeira vez entre as normas brasileiras, “[...] a qualidade de produtos ao resultado que eles conferem ao consumidor” (CONSELHO DE ARQUITETURA E URBANISMO DO BRASIL, 2013, documento on-line), trazendo, para isso critérios objetivos de avaliação. O documento é dividido em seis partes, sendo uma delas dedicada às deman- das gerais das obras, enquanto as demais tratam, cada uma, de um dos sistemas que compõem um edifício: estrutura, pisos, vedações e sistemas hidrossanitários. Para cada um desses sistemas, a Norma estabelece os critérios objetivos de qualidade e os procedimentos que precisam ser adotados para aferi-los. Os exemplos de atributos normatizados pela NBR 15.575 compreendem todos os aspectos das construções, desde a verificação da resistência mecânica dos elementos estruturais, que deve satisfazer níveis mínimos, até a resistência ao fogo das coberturas. As instalações hidrossanitárias e elétricas precisam estar protegidas ou ter níveis de resistência a impacto que permitam seu uso contínuo sem riscode rompimentos em situações usuais. Ventilação e acústica na Norma de Desempenho de Edificações2 Nota-se que, na Norma de Desempenho, existe um esforço considerável em conferir a aspectos qualitativos, como o conforto térmico e acústico, critérios de mensuração objetivos. Um exemplo que torna claro esse esforço são os níveis de redução dos ruídos externos aos edifícios que a envoltória do edifício precisa obedecer para que este seja considerado satisfatório: Sob essa ótica a Norma foi organizada a partir dos elementos do edifício levando em consideração as condições de implantação e as exigências dos usuários definindo os requisitos (características qualitativas) aos quais se pretende atender, estabelecendo critérios (grandezas quantitativas) para esse atendimento e sua forma de avaliação (ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DOS ESCRITÓRIOS DE ARQUITETURA, 2013, p. 5). Em resumo, a Norma de Desempenho coloca lado a lado as exigências dos usuários (conforto, economia, segurança e sustentabilidade) e as condições do meio onde o edifício está/será inserido para atribuir critérios objetivos de medição da performance da edificação. Na Figura 1, você pode ver um resumo gráfico da estrutura da Norma. Figura 1. Resumo gráfico da Norma de Desempenho. Fonte: Associação Brasileira dos Escritórios de Arquitetura (2013, p. 5). 3Ventilação e acústica na Norma de Desempenho de Edificações Os requisitos dos usuários são divididos em três categorias principais, dentro das quais os atributos específicos são colocados. Essas exigências estão resumidas no Quadro 1. Segurança Segurança estrutural Trata da resistência mecânica dos elementos estruturais, medida com ensaios de tração e compressão. Segurança contra fogo Refere-se à resistência a incêndios, medida em tempo de condução quando exposto a chamas. Segurança no uso e na operação Garante a segurança dos usuários durante o uso, evitando lesões causadas pela edificação. Habitabilidade Desempenho acústico Determina os níveis de ruído interno e externo permiti- dos nas edificações. Estanqueidade Normatiza a capacidade de a edificação se manter livre da entrada indesejada de água. Desempenho térmico Trata do comportamento relativo ao conforto térmico. Desempenho lumínico Garante que os espaços tenham quantidade suficiente de luz para o desempenho das atividades para as quais foram projetados. Saúde, higiene e qualidade do ar Normatiza a renovação e a pureza do ar no interior do edifício com o objetivo de diminuir contaminações. Funcionalidade e acessibilidade Referente à adoção de soluções para garantir a acessibili- dade universal. Conforto tátil e antropodinâmico Trata das superfícies em relação ao conforto e à funciona- lidade necessários para o uso. Sustentabilidade Durabilidade Estuda a vida útil dos materiais e sistemas empregados na edificação. Manutenibilidade Trata da necessidade de manutenção dos elementos construtivos. Impacto ambiental Estuda, de maneira global, o impacto das cadeias de produção envolvidas na construção. Quadro 1. Requisitos dos usuários na Norma de Desempenho de Edificações Ventilação e acústica na Norma de Desempenho de Edificações4 Como você já sabe, a Norma de Desempenho faz o cruzamento entre os requisitos gerais das construções e os cinco sistemas presentes nos edifícios com os requisitos dos usuários para chegar a um sistema de pontuação do desempenho. Na Figura 2, você pode ver uma matriz que mostra como, para cada um dos sistemas do edifício, devem ser levados em conta todos os re- quisitos dos usuários. Figura 2. Matriz de aplicação da Norma de Desempenho. Fonte: Associação Brasileira dos Escritórios de Arquitetura (2013, p. 6). 2 Ventilação na Norma de Desempenho A ventilação aparece em dois dos requisitos dos usuários presentes na Norma de Desempenho: (1) desempenho térmico e (2) saúde, higiene e qualidade do ar. Em ambos os casos, a circulação do ar no interior do edifício tem impacto considerável na pontuação. Quanto ao conforto térmico, a ventilação é capaz de diminuir tanto a temperatura interna do espaço quanto a percepção de calor pelos usuários; no requisito de saúde, a ventilação permite a troca do ar do ambiente com o exterior, diminuindo a proliferação de microorganismos. 5Ventilação e acústica na Norma de Desempenho de Edificações No Brasil, a ventilação natural é, segundo Lamberts, Dutra e Pereira (2014), uma das estratégias de conforto ambiental mais importantes, ficando atrás apenas da proteção solar em impacto no conforto térmico dos edifícios. No Quadro 2, você pode ver o percentual de horas do dia nas quais a ventilação natural é necessária para manter a habitabilidade dos espaços internos em algumas das maiores cidades do País. Fonte: Adaptado de Lamberts, Dutra e Pereira (2014). Cidade Necessidade de ventilação natural (% das horas do ANO) Necessidade de ventilação natural (% das horas de VERÃO) Belém* 88,8 93,1 Brasília 17,3 36,3 Curitiba 6,84 19,9 Florianópolis** 36,4 77,1 Fortaleza* 85,8 92,3 São Luís* 86,7 86,5 Macéio* 76,4 84,9 Natal* 84,2 88,7 Porto Alegre** 23,3 59,0 Recife* 67,8 76,2 Rio de Janeiro* 60,9 78,0 Salvador* 57,9 80,6 São Paulo** 14,3 45,2 Vitória* 60,9 87,4 *Cidades com grande necessidade de ventilação no ANO TODO. **Cidades com grande necessidade de ventilação no VERÃO. Quadro 2. Percentual de necessidade de ventilação natural em algumas cidades brasileiras Repare que, no Quadro 2, as cidades mais quentes, como Belém e Natal, com temperaturas médias anuais de 26,5°C e 26,4°C, respectivamente, demandam muito mais ventilação que cidades mais frias, como Curitiba e São Paulo, cujas temperaturas médias anuais ficam em 17,4°C e 20,1°C, respectivamente. Ventilação e acústica na Norma de Desempenho de Edificações6 É importante notar que a ventilação natural só é eficiente para o resfriamentos dos ambientes enquanto as temperaturas estiverem entre 20 e 32°C, pois, como aponta Lamberts, “[...] a partir daí, os ganhos térmicos por convecção funcionariam mais como aquecimento” (LAMBERTS; DUTRA; PEREIRA, 2014, p. 174). Para temperaturas entre 27 e 32°C, a ventilação só é eficiente se a umidade relativa do ar estiver entre 15 e 75%. Para o cálculo da ventilação de um ambiente, a Norma de Desempenho leva em consideração a área útil de ventilação de uma esquadria, descontando as partes das aberturas que bloqueiam ou diminuem a passagem do vento. Na Figura 3, você pode ver uma ilustração de como o sistema de abertura das janelas influencia a área útil de ventilação. Figura 3. Área útil de ventilação. Fonte: Lamberts, Dutra e Pereira (2014, p. 177). 7Ventilação e acústica na Norma de Desempenho de Edificações Observe, na Figura 3, como a relação entre abertura e ventilação pode ser direta, no caso das janelas tipo guilhotina, de correr ou de abrir, ou indireta, no caso das basculantes e maxim-ar, em que uma tabela relaciona o ângulo de abertura da esquadria à capacidade de ventilação do elemento. Você já notou que, algumas vezes, abre a janela de sua casa e o vento parece não entrar no ambiente? Por outro lado, já levou um susto quando um vento forte bateu a porta de seu quarto quando você estava distraído? Ambos os fenômenos são explicados pela ventilação cruzada, que faz o vento atravessar um espaço, desde que tenha um ponto para entrar e outro para sair. No caso do ambiente no qual o vento parecia não entrar, você precisava abrir uma porta ou outra janela para permitir a passagem do ar; no susto da porta batendo, a ventilação cruzada era tão forte que acabou movimentando a folha da porta. A ventilação cruzada é condição essencial para o atendimento dos requisitos da Norma de Desempenho. Para o conforto térmico, o vento passando reduz a percepção de calor tanto pela evaporação do suor quanto pela retirada do calor gerado pelo corpo humano; para a saúde, a ventilação cruzada traz ar puro do exterior para o interior. Veja, na Figura 4, uma ilustração de comoo vento atravessa o ambiente. Figura 4. Ventilação cruzada. Fonte: Lamberts, Dutra e Pereira (2014, p. 182). Ventilação e acústica na Norma de Desempenho de Edificações8 Na arquitetura, a ventilação cruzada pode se dar de diversas maneiras, desde que exista uma entrada e uma saída de ar no ambiente. Dependendo da posição das aberturas e da divisão interna do espaço, o vento se movimentará de maneira mais ou menos direta e eficiente. Observe, na Figura 5, exemplos de como o ambiente influencia o fluxo de ar. Figura 5. Movimento do ar no interior de espaços construídos. Fonte: Lamberts, Dutra e Pereira (2014, p. 185). Agora que você já sabe como a ventilação influencia o conforto térmico e a saúde dos usuários de um edifício, agora é hora de entendermos o que diz a Norma de Desempenho sobre o conforto acústico dentro dos edifícios. 3 Impacto da acústica no desempenho das edificações A Norma de Desempenho considera o comportamento acústico um dos critérios de aferição de qualidade de uma edifi cação. O conforto acústico é aferido utilizando os níveis de pressão sonora, medidos em decibéis, estabelecendo níveis máximos para cada tipo de atividade, além de padrões para a atenuação do barulho proveniente do exterior. A NBR 15.575 admite três tipos de medição de ruídos: 1. o método de precisão, realizado em laboratório; 2. o método de engenharia, realizado no loca; 3. o método simplificado, que faz uma estimativa no campo. 9Ventilação e acústica na Norma de Desempenho de Edificações Porém, a Norma considera o método de engenharia o mais preciso. Veja, no Quadro 3, cada um dos métodos e seus procedimentos. Fonte: Adaptado de Associação Brasileira de Normas Técnicas (2013). Método de precisão “Determina a isolação sonora de componentes e elementos construtivos (parede, janela, porta e outros), fornecendo valores de referência de cálculo para projetos.” Para ter o valor de um projeto completo, é preciso calcular o impacto de cada elemento construtivo no todo, chegando no isolamento global do conjunto. Método de engenharia “Determina, em campo, de forma rigorosa, o isolamento sonoro global da vedação externa (conjunto fachada e cobertura, no caso de casas térreas e sobrados, e somente fachada nos edifícios multipiso), caracterizando de forma direta o comporta- mento acústico do sistema.” Esse método é muito preciso para a avaliação de constru- ções preexistentes, pois registra o comportamento real do edifício. Método simplificado de campo “Esse método permite obter uma estimativa do isolamento sonoro global da vedação externa (conjunto fachada e cober- tura, no caso de casas térreas e sobrados, e somente fachada nos edifícios multipiso), do isolamento sonoro global entre recintos internos, em situações em que não se dispõe de instru- mentação necessária para medir o tempo de reverberação, ou quando as condições de ruído de fundo não permitem obter esse parâmetro.” Esse método é uma simplificação do anterior. Permite aproximações aos valores reais sem a precisão do método anterior. Quadro 3. Métodos de verificação acústica A NBR 15.575 estabelece quatro categorias para determinar a performance do edifício no quesito desempenho acústico: 1. isolação acústica de paredes externas, que trata da influência do meio nos ruídos dentro dos espaços; 2. isolação acústica entre ambientes, que determina quanto som pode passar de um ambiente para outro; Ventilação e acústica na Norma de Desempenho de Edificações10 3. níveis de ruídos permitidos na habitação, estabelecendo a quantidade máxima de decibéis em residências; 4. nível de ruído de impacto em coberturas acessíveis de uso coletivo, que trata da transmissão de sons para o interior das casas. A seguir, veremos cada uma delas com mais detalhe. Isolação acústica de paredes externas Você já dormiu em uma casa ou apartamento que fosse vizinho de um bar movimentado ou de uma parada de ônibus? O ruído constante das conversas no bar e da frenagem e da aceleração dos ônibus causa grande desconforto, certo? A Norma de Desempenho prevê níveis mínimos de atenuação dos ruídos externos pela envoltória da edifi cação justamente para garantir que as construções respondem efetivamente a essa necessidade. O primeiro passo para fazer a aferição desse requisito é medir o nível de ruído no entorno. Em posse dessa medição, o profissional poderá classificar o local de acordo com sua classe de ruído. A Norma apresente três classes, de acordo com o local de implantação da edificação, que você pode ver no Quadro 4, o qual mostra a localização da habitação e o coeficiente de redução de ruído (diferença padronizada de nível) necessário para cada situação. Fonte: Adaptado de Associação Brasileira de Normas Técnicas (2013). Classe de ruído Localização da habitação D2m,nT,w [dB] I Habitação distante de fontes de ruído intenso de qualquer natureza. ≥ 20 II Habitação localizada em áreas sujeitas a situações de ruído não enquadráveis nas classes I e III. ≥ 25 III Habitação sujeita a ruído intenso de meios de transporte e de outras naturezas, desde que conforme a legislação. ≥ 30 Nota 1: para vedação externa de salas, cozinhas, lavanderias e banheiros, não há exigências específicas. Nota 2: em regiões de aeroportos, estádios, locais de eventos esportivos, rodovias e ferrovias, estudos específicos são necessários. Quadro 4. Classes de ruído 11Ventilação e acústica na Norma de Desempenho de Edificações Isolação acústica entre ambientes Assim como ocorre entre o exterior e o interior das casas, os ruídos inter- nos dos edifícios, especialmente aqueles provenientes de outras unidades autônomas do mesmo empreendimento, podem ser geradores de desconforto acústico. A aferição desse critério também foi normatizada pela NBR 15.575, por meio de uma tabela que determina a diferença padronizada de nível das paredes que dividem ambientes internos, como você pode ver no Quadro 5. Fonte: Adaptado de Associação Brasileira de Normas Técnicas (2013). Elemento DnT,w [dB] Parede entre unidades habitacionais autônomas (parede de geminação) nas situações em que não haja ambiente dormitório. ≥ 40 Parede entre unidades habitacionais autônomas (parede de geminação) caso pelo menos um dos ambientes seja dormitório. ≥ 45 Parede cega de dormitórios entre uma unidade habita- cional e áreas comuns de trânsito eventual, como corre- dores e escadaria nos pavimentos. ≥ 40 Parede cega de salas e cozinhas entre uma unidade habitacional e áreas comuns de trânsito eventual, como corredores e escadarias dos pavimentos. ≥ 30 Parede cega entre uma unidade habitacional e áreas comuns de permanência de pessoas, para atividades de lazer e atividades esportivas, como home theater, salas de ginástica, salão de festas, salão de jogos, banheiros e vestiários coletivos, cozinhas e lavanderias coletivas. ≥ 45 Conjunto de paredes e portas de unidades distintas, separadas pelo hall (DnT,w obtida entre as unidades). ≥ 40 Quadro 5. Valores mínimos de diferença padronizada de nível entre ambientes Ventilação e acústica na Norma de Desempenho de Edificações12 Níveis de ruídos permitidos na habitação Esse critério trata da transmissão de ruídos pelo piso de uma unidade para outra, em unidades habitacionais. A aferição desses ruídos deve ser realizada utilizando um dos três métodos de medição aceitos pela Norma de Desem- penho (precisão, engenharia ou simplifi cado) nos dormitórios das unidades, com portas e janelas fechadas. Para aferir o desempenho do sistema de pisos, a NBR 15.575 apresenta uma tabela de níveis de ruído permitidos, que você pode ver no Quadro 6. Fonte: Adaptado de Associação Brasileira de Normas Técnicas (2013). Elemento L’nT,w [dB] Sistema de piso separando unidades habitacionais autônomas posicionadas em pavimentos distintos. ≥ 80 Sistema de piso de uso coletivo para atividades de lazer e atividades esportivas (como home theater, salas de ginástica, salão de festas, salão de jogos,banheiros e vestiários coletivos, cozinhas e lavan- derias coletivas) sobre unidades habitacionais autônomas. ≥ 55 Quadro 6. Critério e nível de pressão sonora de impacto padrão ponderado Nível de ruído de impacto em coberturas acessíveis de uso coletivo Assim como no item anterior, o nível de ruído em coberturas acessíveis mede o desempenho acústico dos sistemas de piso; nesse caso, entre as unidades autônomas e os espaços de uso comum dos edifícios localizados nas cober- turas, como terraços e salões de festa. Já imaginou tentar dormir enquanto seu vizinho está fazendo uma festa no salão do prédio logo acima de seu apartamento? A NBR 15.575 dita padrões de performance para evitar que isso seja um problema. 13Ventilação e acústica na Norma de Desempenho de Edificações Os níveis de atenuação de ruído pelas lajes são normatizados por uma tabela apresentada na parte três da Norma de Desempenho, demonstrando as diferentes demandas de redução de ruído de acordo com os ambientes que estão sendo separados pelas lajes (Quadro 7). Fonte: Adaptado de Associação Brasileira de Normas Técnicas (2013). Elemento DnT,w [dB] Sistema de piso separando unidades habitacionais autônomas de áreas em que um dos recintos seja dormitório. ≥ 45 Sistema de piso separando unidades habitacionais au- tônomas de áreas comuns de trânsito eventual, como corredores e escadaria nos pavimentos, bem como em pavimentos distintos. ≥ 40 Sistema de piso separando unidades habitacionais autô- nomas de áreas comuns de uso coletivo para atividades de lazer e atividades esportivas, como home theater, salas de ginástica, salão de festas, salão de jogos, banheiros e vestiários coletivos, cozinhas e lavanderias coletivas. ≥ 45 Quadro 7. Critérios de diferença padronizada de nível ponderada Como você viu, a Norma de Desempenho é um documento extenso e completo, que busca guiar os profissionais da construção no esforço de garantir que os edifícios tenham características que contribuam para o conforto dos usuários e a preservação de recursos financeiros e ambientais. Pela aplicação de uma norma como a que temos hoje no Brasil, os arquitetos podem ficar tranquilos, sabendo que os usuários dos seus edifícios poderão aproveitar ao máximo os espaços projetados pelo maior período possível. Agora que você conhece a Norma de Desempenho de Edificações, é hora de pensar em como aplicar os conceitos aqui tratados em seus projetos, seja pelo uso da ventilação nos ambientes internos, seja pela adoção de soluções que reduzam o ruído no interior dos espaços. Ventilação e acústica na Norma de Desempenho de Edificações14 ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. ABNT NBR 15575:2013: desempenho de edificações habitacionais. Rio de Janeiro: ABNT, 2013. (E-book). ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DOS ESCRITÓRIOS DE ARQUITETURA. Guia para arquitetos na aplicação da norma de desempenho. Brasília: ASBEA, 2013. (E-book). CONSELHO DE ARQUITETURA E URBANISMO DO BRASIL. Norma de desempenho da ABNT: garantia de qualidade em obras de casas e apartamentos. 2013. Disponível em: https://www.caubr.gov.br/mudancasnormadesempenho/. Acesso em: 16 ago. 2020. LAMBERTS, R.; DUTRA, L.; PEREIRA, F. O. R. Eficiência energética na arquitetura. Rio de Janeiro: Eletrobras/PROCEL, 2014. (E-book). Os links para sites da web fornecidos neste capítulo foram todos testados, e seu fun- cionamento foi comprovado no momento da publicação do material. No entanto, a rede é extremamente dinâmica; suas páginas estão constantemente mudando de local e conteúdo. Assim, os editores declaram não ter qualquer responsabilidade sobre qualidade, precisão ou integralidade das informações referidas em tais links. 15Ventilação e acústica na Norma de Desempenho de Edificações Dica do professor Há muito preconceito sobre a construção de paredes em gesso acartonado. No entanto, esse material passa por constante evolução e, atualmente, é até mais eficiente do que alguns mais tradicionais. Nesta Dica do Professor, compreenda essa evolução e as principais estratégias para ganhar eficiência na drywall. Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar. https://fast.player.liquidplatform.com/pApiv2/embed/cee29914fad5b594d8f5918df1e801fd/fd00cc3483ea3b93975851f38af1a86d Na prática A qualidade do ar do interior das edificações é um requisito básico do conforto ambiental. Além de garantir clima ameno, as aberturas nas paredes e no teto são responsáveis por manter uma atmosfera saudável. Há alguns tipos de edificação que exigem uma atenção ainda maior com a habitabilidade dos ambientes. É o caso dos edifícios de saúde, como hospitais e clínicas. Nesses ambientes, é preciso garantir temperaturas amenas e, simultaneamente, promover a circulação de ar para evitar a circulação interna de vírus e bactérias, responsáveis pela propagação de doenças. Veja um exemplo de arquitetura hospitalar que, em uma região com poucos recursos, garante a habitabilidade do ambiente interno. Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar. https://statics-marketplace.plataforma.grupoa.education/sagah/6d6c4b79-d8d8-43f3-96e0-58cc37b3ee04/f3a18a6c-6c18-4477-b887-8ceb38035d17.jpg Saiba + Para ampliar o seu conhecimento a respeito desse assunto, veja abaixo as sugestões do professor: Conheça sete mitos e sete verdades sobre o drywall Conheça as características técnicas e desvende os principais mitos da construção em gesso acartonado. Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar. Normas Técnicas - AsBEA-RS #1: Norma de Desempenho NBR 15575 Entenda a responsabilidade do arquiteto perante a Norma de Desempenho de Edificações. Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar. Ventilação natural e renovação do ar podem ser decisivas no combate ao coronavírus Observe a necessidade da ventilação natural para evitar a propagação de doenças, como a covid- 19, em ambientes fechados. Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar. https://drywall.org.br/blogabdrywall/conheca-7-mitos-e-verdades-sobre-o-drywall/ https://www.youtube.com/embed/Wp7PAtFpLQY https://www12.senado.leg.br/tv/programas/noticias-1/2020/04/ventilacao-natural-e-renovacao-do-ar-podem-decisivas-no-combate-ao-coronavirus Síndrome dos edifícios doentes em recintos com ventilação e climatização artificiais: revisão de literatura Aprofunde seus conhecimentos sobre a necessidade de ventilação natural e a relação com a saúde dos usuários dos ambientes. Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar. http://www.inmetro.gov.br/producaointelectual/obras_intelectuais/224_obraIntelectual.pdf Características térmicas dos materiais de construção e acabamentos Apresentação O projeto de arquitetura é um planejamento em que são inseridas todas as informações importantes e indispensáveis para uma obra bem feita. A especificação dos materiais faz parte de qualquer projeto executivo de arquitetura, e saber especificar materiais adequados para o desempenho proposto é fundamental para o sucesso de uma construção. Cabe ao arquiteto conhecer o desempenho dos materiais para que os especifique corretamente no projeto e para cada tipo de obra. Muitos problemas no uso da edificação decorrem de erros de especificação. Nesta Unidade de Aprendizagem, você compreenderá que o desempenho da construção em relação ao conforto térmico, bem como a correta especificação e a escolha dos materiais podem fazer diferença na viabilidade da construção, tornando-a inclusive mais econômica. Bons estudos. Ao final desta Unidade de Aprendizagem, você deve apresentar os seguintes aprendizados: Diferenciar resistência térmica de componente de capacidade térmica de componente.• Comparar, termicamente, os elementos opacos dos materiais transparentes ou translúcidos.•Analisar componentes com camadas homogêneas, não homogêneas e câmara de ar.• Infográfico Para o sucesso de um projeto arquitetônico, é fundamental seguir alguns passos em determinada ordem lógica de prioridades. Por exemplo: se você compreender as características dos materiais a serem empregados, mas não conhecer as condições de insolação e de vento do local onde está o terreno da edificação a ser construída antes de definir os materiais ou a forma, essa compreensão pouco adianta para alcançar o objetivo desejado. Neste Infográfico, veja os seis passos básicos para o processo de um projeto, considerando os aspectos de conforto térmico da edificação a ser projetada. Entenda, ainda, o quanto é importante seguir a ordem natural dos processos do projeto. Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar. https://statics-marketplace.plataforma.grupoa.education/sagah/7ceeea53-825b-4320-a9bd-c3651c4b42c0/47aa558a-60c6-4508-8e18-ed14b0222101.png Conteúdo do livro A maneira como o arquiteto projeta uma edificação residencial pode, muitas vezes, parecer algo intuitivo e cercado de escolhas estéticas, porém a adequação dos materiais especificados no projeto de arquitetura executiva faz a diferença entre o sucesso e o fracasso do uso da construção. Lembre-se de que as adequações humanas nas edificações se referenciam nos dados climáticos e nas necessidades corporais do ser humano, dessa forma, a assertividade do projeto com relação aos seus aspectos térmicos será um grande diferencial para a construção. No capítulo Características térmicas dos materiais de construção e dos acabamentos, da obra Conforto ambiental: iluminação natural, você vai conhecer as variáveis arquitetônicas e os índices calculáveis dos componentes e como usá-los na prática para o conforto dos usuários das edificações residenciais. Boa leitura. CONFORTO AMBIENTAL: ILUMINAÇÃO NATURAL Laura Jane Lopes Barbosa Características térmicas dos materiais de construção e dos acabamentos Objetivos de aprendizagem Ao final deste texto, você deve apresentar os seguintes aprendizados: � Diferenciar resistência térmica de componente de capacidade térmica de componente. � Comparar, termicamente, os elementos opacos dos materiais trans- parentes ou translúcidos. � Analisar componentes com camadas homogêneas, não homogêneas e câmara de ar. Introdução Neste capítulo, você vai ler sobre como a arquitetura pode atender às necessidades do ser humano relativas ao conforto térmico. Vai estudar as atribuições dos materiais de construção e dos acabamentos necessárias para formar um ambiente confortável termicamente e as diferenças entre esses materiais, além de ver como melhor usar os recursos por meio do conhecimento das capacidades térmicas de cada material e de seu uso na construção. As adequações nas edificações se tornam cada vez menos frequentes a partir do momento em que os projetos são executados de maneira cor- reta e cuidadosa, considerando a localização da edificação, a forma como é inserida no terreno e os materiais bem especificados. Proporcionar as condições de conforto aos usuários da edificação transforma o ambiente e, consequentemente, o cotidiano de quem vive nele. Van Lengen (2004) afirma que a função da casa é nos proteger das condições de calor, frio ou umidade do clima. Com base nesse conceito, que, em sua simplicidade, mostra a importância do contexto desse es- tudo, pode-se compreender que não há como ignorar os conceitos de conforto térmico para o exercício projetual da arquitetura. As adequações humanas nas edificações se apoiam nos dados climáticos e nas necessidades corporais do ser humano; dessa forma, a assertividade do projeto quanto aos seus aspectos térmicos será um grande diferencial para a construção. 1 Resistência térmica de componente versus capacidade térmica de componente De modo geral, o conforto térmico das edificações é atingido por alguns fatores, como localização geológica, locação da obra conforme a insolação, vento dominante e materiais de construção e acabamentos com que foram construídas. Conforme Frota e Schiffer (2009), as necessidades térmicas do corpo humano se relacionam com o funcionamento do seu organismo, que precisa liberar calor o suficiente para manter sua temperatura interna em 37°C. Há muitas formas de se projetar gerando conforto térmico em uma edificação, e a correta especificação de materiais é uma delas, resultado de estudos avançados, melhorados consideravelmente pela tecnologia atual. Algumas características de materiais de construção e acabamentos têm seu estudo de extrema importância para a melhor especificação dos materiais no projeto. Considerando o conforto térmico das edificações, entender cada uma delas é fundamental. Dentro das trocas de calor, a sensação térmica é percebida mediante as diferenças sofridas no corpo humano pelo ambiente. Um lugar mais fresco e com ventilação adequada pode parecer ainda mais confortável depois de um lugar quente e com muita umidade, ao passo que um lugar quente e fechado pode ser refrescante depois da experiência de um lugar frio e com vento (UNWIN, 2013). Características térmicas dos materiais de construção e dos acabamentos2 No contexto de conforto térmico nas edificações, a resistência térmica e a capacidade térmica dos componentes, combinadas, formam o que a física chama de impedância térmica, que demonstra a possibilidade de um componente ou sistema de fazer troca de calor. Essas trocas são feitas de três formas: a condução, a convecção e a irradiação térmica. A resistência térmica de componente é a capacidade de um componente de reter o calor incidido sob sua superfície, não o conduzindo através de sua massa. É o inverso da condutibilidade térmica, que, por sua vez, tem o poder de conduzir o calor através de sua massa e aumenta à medida que a temperatura incidida também aumenta. Essa condição influencia, consideravelmente, no conforto ambiental. O conforto não é somente uma das maiores aspirações humanas, mas também é de relevante importância econômica, considerando que, em qualquer processo de trabalho, o desconforto pode diminuir a eficiência e o rendimento, podendo gerar, inclusive, aumento do número de acidentes (RORIZ, 2008). Um bom exemplo para entendermos esse conceito é pensarmos na diferença de dois componentes de uma panela: o corpo da panela, que é sempre feito de um material de alta condutibilidade térmica e baixa resistência térmica, e seu cabo, que tem alta resistência térmica e quase nenhuma condutibilidade térmica. Há algumas variáveis no processo de cálculo da resistência térmica, como refletividade e absortividade, sendo as cores das superfícies fortes influenciadoras na absorção ou reflexão de calor. 3Características térmicas dos materiais de construção e dos acabamentos Para conhecer a resistência térmica de um material é necessário que se- jam conhecidas a espessura (L) do material de fechamento e o seu índice de condutibilidade (l), conforme mostra a Figura 1. Figura 1. Fórmula para cálculo da resistência térmica. A capacidade térmica de componente estabelece a quantidade de ca- lor a que um corpo precisa ser submetido para modificar sua temperatura. A capacidade térmica (CT) é a razão da quantidade de calor (Q) recebida e a variação de sua temperatura (ΔT) após essa incidência em sua massa. Essa capacidade de retenção depende da massa de cada corpo. Afirma Romero (2000) que a capacidade térmica dos componentes pode reduzir a produção de calor do ambiente interno durante o dia. Mesmo tendo dois corpos de mesmo material, se eles tiverem massas di- ferentes, serão necessárias diferentes quantidades de calor para cada um para que alcancem a mesma temperatura. Portanto, uma parede de 10 centímetros de espessura feita em alvenaria e emboçada com cimento precisa de menor incidência de calor para mudar sua temperatura do que uma parede com o mesmo material,mas com 20 centímetros de espessura. Sua relação é dada matematicamente pela expressão: A Figura 2 mostra graficamente a definição da capacidade térmica Características térmicas dos materiais de construção e dos acabamentos4 Figura 2. Capacidade térmica. Fonte: Adaptada de Lamberts, Dutra e Pereira (2004). Text.Text. Tint. Tint. Capacidade térmica - quantidade de calor necessária para elevar em uma unidade a temperatura de um compontente, por unidade de área - Unidade: KJ/m °C Resumidamente, a resistência térmica e a capacidade térmica são critérios de conforto térmico que fazem grande diferença na especificação do projeto de arquitetura, considerando o atendimento às normas técnicas atuais. Conhecer o quanto é necessário ter informações de onde e quando usar determinado material tem sido não só um diferencial de qualidade em um projeto, mas uma obrigação geral na confecção dele. A especificação de material correta evita muitos problemas no uso e, juridicamente falando, na responsabilidade técnica pelo projeto. As normas NBR 15220, de 29 de abril de 2005, e 15575, de 19 de fevereiro de 2013, ambas da Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT), estabelecem os critérios de conforto térmico das unidades residenciais — sendo que as formas de avaliação simplificada de desempenho térmico são estabelecidas pela ABNT NBR 15575/2013. É obrigatório que os projetos de edificações residenciais de qualquer porte atendam aos requisitos da norma ABNT NBR 15575/2013 no que for pertinente, e o responsável direto desse atendimento é o projetista da edificação. (ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS, 2005; 2013). 5Características térmicas dos materiais de construção e dos acabamentos 2 Elementos opacos e materiais transparentes Visualmente, dentro dos materiais de construção e acabamentos, a compara- ção entre os elementos opacos e os materiais transparentes é inconfundível, com formas e funções muito diferentes. Dentro dos padrões estabelecidos e comprovados de conforto térmico das edificações, eles são diametralmente opostos quando colocados em suas funções de fechamento. Não há, neste caso, material melhor ou pior, há sim o mau ou o bom uso de cada um. Segundo Lamberts, Dutra e Pereira (2004), as trocas de energia entre o interior e exterior, seja de luz, seja de calor, têm como ponto principal os elementos que envolvem o ser humano, o chamado envelope construtivo. O estudo do envelope construtivo deve abranger, ao mesmo tempo, todos os fatores de interferência no problema, sendo a radiação solar um desses fatores, pois interfere diretamente nos materiais de construção, que se comportam de maneiras diferentes. Por esse motivo, os elementos que envolvem os usuários das edificações podem ser divididos em fechamentos opacos e fechamentos transparentes. Sua principal diferença é a capacidade, no caso dos materiais transparentes, e a incapacidade, no caso dos opacos, de transmitir radiação solar para o interior da edificação. Dentro desse princípio básico de uso de materiais em função da transmissão de calor, principalmente por meio da radiação solar, entende-se que o bom uso de cada um para o fim correto determinará, categoricamente, o conforto térmico da edificação, considerando sempre o que dizem as normas vigentes sobre o assunto. O conhecimento da carta climática local e da geometria do sol complementarão as informações necessárias para a escolha correta do material. Fechamentos opacos A transmissão de calor ocorre através de um fechamento opaco quando há diferença de temperatura interna e externa. O fluxo de calor ocorre na direção da superfície mais quente para a mais fria. Isso ocorre, basicamente, em três fases distintas: � troca de calor com o meio exterior; � condução através do fechamento; � troca de calor com o meio interior. Características térmicas dos materiais de construção e dos acabamentos6 Acompanhe essas fases na Figura 3. Figura 3. As três fases da transmissão de calor nos fechamentos opacos. Ambiente interno Radiação Convecção Fl ux o 18°C27°C 1 2 3 Ambiente interno Calor A radiação solar incidente no fechamento opaco tem a fração absorvida, que se transforma em calor, e a fração refletida. Nos corpos opacos, a soma da absortância e da refletância é igual a 1. Dessa forma, é possível determinar a propriedade de uma por meio da outra (DORNELLES; RORIZ, 2007). Na fase 1, troca de calor com o meio exterior, a radiação que incide sobre o material de fechamento opaco terá uma parcela refletida e outra absorvida, e seu valor dependerá da refletividade (a) e da absortividade (r) do material. Já na fase 2, condução através do fechamento, a área interna se diferenciará da externa pela elevação da temperatura no exterior. A troca térmica então se dá por condução, e a condutibilidade térmica (l) influirá, conforme a espessura do material, na intensidade do fluxo de calor que fluirá por ele. Fianlizando na fase 3, troca de calor com o meio interior, as trocas térmicas voltam a ser por convecção e por radiação. 7Características térmicas dos materiais de construção e dos acabamentos Na Figura 4, você pode observar graficamente a diferença da transmissão da radiação nos fechamentos opcaos e nos fechamentos transparentes. Figura 4. Transmissão da radiação nos fechamentos opacos e transparentes. Vidro (Fechamento transparente) Parede (Fechamento opaco) Fechamentos transparentes Os fechamentos transparentes são responsáveis pelas principais trocas de calor em uma edificação, sejam em janelas, sejam em vãos de iluminação natural, claraboias ou mesmo portas em material transparente. Eles fazem as trocas térmicas das três maneiras: condução, convecção e radiação. A condução e a convecção são feitas da mesma maneira que os elementos opacos, porém, no caso de janelas e portas, há a possível de troca de ar, por terem a possibilidade de abertura. De maneira diferenciada, a radiação se torna mais latente e inci- siva por sua transmissão ser direta ao interior, dependendo da transparência e transmissividade do material (t), o que não ocorre nos fechamentos opacos. Akerman (2000) defende que o vidro, o principal fechamento transparente e mais conhecido e utilizado, é mau condutor de calor. Normalmente, ele é aquecido pelo lado exposto à fonte de calor, mas leva certo tempo para chegar a outra face, conforme os fechamentos opacos. Características térmicas dos materiais de construção e dos acabamentos8 É o projeto arquitetônico que define as variáveis que determinam a quantidade de calor que será transmitida pelos fechamentos transparentes. A orientação geográfica, o tamanho da abertura, o tipo de material transparente e os elementos de proteção solar utilizados, ou não, são as principais variáveis. Na concepção de fechamentos transparentes, o principal elemento usado e largamente difundido é o vidro, porém existem muitos tipos de vidros, trata- mentos de vidros, além outros materiais que terão suas características como fonte determinante das diferenças de transmissão de calor. Os principais tipos de materiais transparentes são os vidros simples (transparentes), vidro verde, películas e vidros absorventes (como os fumês), películas e vidros reflexivos, camadas múltiplas, vidros com texturas e os plásticos. Westphal (2016) afirma que, sendo o comportamento do clima externo dinâmico, a influência do vidro no desempenho térmico da edificação tam- bém sofrerá variações no decorrer do dia e do ano, com as estações. Por isso é importante um estudo detalhado do clima e das propriedades do material. A radiação solar que incide sobre um fechamento transparente pode ser calculada por absortividade (a), refletividade (r), e transmissividade (t). No caso da reflexão, o ângulo de incidência da radiação solar fará a diferença na intensidade do reflexo. Dependendo da transparência do material, a radiação solar é transmitida diretamente para o interior. Elementos ou materiais cujos componentestêm características distintas, quando usados de modo inapropriado nas construções, podem modificar significativamente o desempenho e atingir até mesmo a funcionalidade da edificação. Para uso de muitos deles nem é preciso muita técnica ou cálcu- los para saber se podem ou não afetar termicamente o espaço construído. Há obviedades impostas e prementes que quase intuitivamente podemos perceber se estão corretos ou não. Tudo depende da função a que a edificação se destina. Segundo Castro (2006), se um material transparente for mal dimensionado ou posicionado em uma fachada, pode gerar calor demasiado no verão ou excessivo frio no inverno no ambiente interno. Alguns materiais são corretos para uma função e inabilitados a outras. A escolha mal feita desses compo- nentes compromete o dinheiro gasto, a reputação do profissional e a vida das pessoas que se utilizarão do ambiente, ou seja, um preço muito alto a pagar. 9Características térmicas dos materiais de construção e dos acabamentos 3 Componentes com camadas homogêneas, não homogêneas e câmara de ar O conhecimento da composição dos materiais de construção e acabamentos é, de fato, fundamental para a boa prática do exercício projetual da arquitetura. Todos os processos aqui já vistos podem ajudar a não comprometer um tra- balho de planejamento para a construção de qualquer edificação residencial. As composições, os efeitos, as variáveis arquitetônicas, a localização, as quali- dades térmicas desses materiais são vistos como conhecimento imprescindível ao processo de trabalho de planejamento e projeto arquitetônico. Nessa lista também se inclui a composição das camadas e os bolsões de ar nos materiais, que interferem profundamente na carga térmica dos ambientes. Por meio de processos químicos é possível obter diversas matérias-primas de composição dos materiais de construção — inclusive o ar. Considerando a característica da condutibilidade térmica dos materiais de construção e, no caso deste estudo, para fechamentos internos e externos de uma residência, pode-se também identificar os componentes cujas camadas sejam homogê- neas ou heterogêneas, e ainda os fechamentos que consistem em camadas de materiais mais camada de ar confinado. Segundo Granja (2002), para se compreender o fenômeno da inércia tér- mica em fechamentos opacos é muito importante analisar a transmissão periódica de calor em fechamentos homogêneos. Essa análise, entretanto, deve ser estendida aos fechamentos compostos, já que a maioria das construções assim são executadas. Esse processo de cálculo dos fechamentos compostos vai se complicando mais a cada camada de materiais adicionados ao fechamento. A análise se baseia no cálculo do coeficiente global de transmissão térmica (k), que quantifica a capacidade do material de ser transpassado por um fluxo de calor induzido pela diferença de calor entre os ambientes interno e externo do elemento construtivo de fechamento. O coeficiente considera e abrange as trocas térmicas superficiais, normalmente por convecção e radiação, e as trocas térmicas por condução, dada pelo material utilizado e suas características como espessura da camada, coeficiente de condutibilidade térmica, posição da camada ou camadas (horizontal ou vertical) e a direção do fluxo de calor. As fórmulas descritas e dimensionadas para o cálculo da resistência térmica e da capacidade térmica de componentes com camadas homogêneas, não homogêneas e com camadas de ar são detalhadas no corpo da ABNT NBR 15220/2005. Elas estão representadas no Quadro 1. Características térmicas dos materiais de construção e dos acabamentos10 Fonte: Adaptado de Associação Brasileira de Normas Técnicas (2005). Símbolos Símbolo Variável Unidade A Área m2 R Resistência térmica de um componente (m2∙K)/W U Transmitância térmica de um componente W/(m2∙K) CT Capacidade térmica de um componente KJ/(m 2∙K) $ Atraso térmico de um componente horas FSo Fator solar de elementos opacos — FSt Fator solar de elementos transparentes ou translúcidos — CS Coeficiente de sombreamento — c Calor específico KJ(kg∙K) e Espessura de uma camada m ≓ Condutividade térmica do material W/(m∙K) ‴ Densidade de massa aparente do material kg/m3 ⊍ Emissividade hemisférica total — Subscritos Subscrito Descrição ar Referente a uma câmara de ar n Número total de seções ou camadas (a, b, c, …, n − 1, n) de um elemento ou componente s Superfície e Exterior da edificação i Interior da edificação t Total, superfície a superfície T Total, ambiente a ambiente Quadro 1. Símbolos para formação das fórmulas de cálculo de resistência e capacidade térmica de elementos com camadas homogêneas, não homogêneas e camadas de ar 11Características térmicas dos materiais de construção e dos acabamentos Segundo Ching (2013), as características da forma e a praticidade do seu conceito prático de proporção, tamanho, textura e acústica dependem, em última análise, das propriedades de vedação do espaço. Analisando as diferenças de cada tipo de componente, no caso da resistência térmica, os componentes de camadas não homogêneas têm seu cálculo feito por meio da soma dos componentes de cada camada. Essa soma pode ser feita em série ou em paralelo. A resistência térmica de componente homogêneo é calculada pela fórmula destacada na Figura 1, que vimos anteriormente. Para reduzir as trocas de calor de um fechamento opaco, é evidente que a escolha dos materiais com índice de condutibilidade mais baixa é condição fundamental para um bom resultado. Assim como a execução de fechamentos de camadas múltiplas também coloca bons resultados a redução da troca de calor. A câmara de ar pode ser uma dessas camadas, fazendo sua troca térmica por convecção e radiação, e não por condução, dependendo da direção do fluxo e da inclinação do fechamento. As determinantes de cálculo da capacidade térmica para os componentes de camadas homogêneas e não homogêneas se tornam quase ignoráveis, pois a capacidade térmica de um material cujo índice é muito alto determinará o efeito da troca de calor dos outros, contribuindo na inércia térmica do ambiente fechado por ele. Considerando, nesse aspecto, a câmara de ar, que tem uma diferença mínima de capacidade térmica, ela também não influenciará no processo se inserida. Assim, o cálculo da capacidade térmica de um componente homogêneo e não homogêneo, com ou sem câmara de ar, pode ser executado da mesma forma, considerando o material inserido nas camadas que melhor retêm o calor como base para o cálculo. Segundo Lima et al. (2018), o nível mais alto de isolamento das fachadas formadas por blocos de tijolo duplo com câmara de ar fornece um nível maior de inércia térmica para a edificação, o que é altamente preconizado pela arquitetura bioclimática. Procure no YouTube o vídeo “Transferência de calor: resistência térmica”, do canal Desenrolando, e complemente seus conhecimentos sobre a especificação dos materiais de uma obra. Características térmicas dos materiais de construção e dos acabamentos12 Estudar o clima antes de traçar o projeto Para todas as variáveis arquitetônicas estudadas neste capítulo, cálculos e determinações normativas, deve-se considerar que a base de tudo é o clima. Esse elemento não pode ser ignorado, obviamente, porém é muito importante destacar que nenhuma fórmula matemática até hoje estudada é capaz de modificar o clima da localidade. As ações de proteção ao meio ambiente no mundo contribuem para a estabilização de mudanças feitas no decorrer de séculos de interferência do homem na Terra, mas especificar materiais de uma edificação com o objetivo de trazer conforto térmico ao usuário sem considerar a situação climática local é um erro grosseiro e imperdoável no processo de projeto. Em decorrência dos estudos sobre conservação e uso racional de energia elétrica e da necessidade da preservação ambiental, nasce um novo pensamento em arquitetura, com base nas necessidades dos edifíciosse adaptarem aos requisitos ambientais (DI TRAPANO, 2008). Conhecer as capacidades e resistências térmicas dos materiais só fará sen- tido se você souber usá-las em favor do usuário da edificação no local onde será implantada. O conhecimento das cartas climáticas e a observação pessoal do local, da topografia do terreno, e o programa de necessidades do projeto serão informações de base para o bom uso dos elementos e componentes a serem escolhidos. As normas técnicas auxiliam os processos do exercício projetual, facilitando nas decisões e especificações dos materiais e a firma de uso. Segundo Brown e Dekay (2004), a topografia, a radiação solar e a venti- lação, quando combinadas entre si, produzem microclimas que evidenciam algumas características do macroclima da região. Dessa forma, evidencia-se a importância do estudo do clima para a adequação da construção. As boas práticas da construção civil já estudaram e testaram diversas situ- ações e, por isso mesmo, normatizam as atividades de cálculo, especificação e projeto, dando aos profissionais condições de segurança para a prática das atividades da profissão. 13Características térmicas dos materiais de construção e dos acabamentos O edifício conhecido por Walkie-Talkie, localizado em Londres, na Inglaterra, é um bom exemplo do mal uso da combinação forma, localização e material no projeto. O edifício construído reflete a luz solar e irradia raios que aumentam a temperatura entre 60°C a até 92°C, como em uma lente, chegando a derreter objetos que estão na linha desse reflexo. Esse é um exemplo de um grande erro de projeto que atinge diretamente o investidor, o projetista e, principalmente, a população ao redor. Com o conhecimento técnico específico, o auxílio das normas e pesqui- sas das necessidades dos usuários da edificação a ser projetada, além das informações gerais do clima e até mesmo das medições de temperatura local e conhecimento das características de cada material, é possível realizar o planejamento de uma obra de maneira eficiente e eficaz. Com isso, gera-se conforto e proteção térmica aos usuários, beneficiando até mesmo a saúde física e mental dos moradores. Os erros provocados pela não observação desses fatores podem gerar prejuízos irreversíveis ao urbanismo, às pessoas e aos construtores das edificações. Cabe ao projetista a maior parcela de responsabilidade pelas escolhas erradas. De acordo com Daychoum (2008), as grandes organizações já podem sofrer com planos mal elaborados ou executados de maneira incorreta, e os projetistas, que muitas vezes se arriscam em escolhas intuitivas, podem sofrer muito mais. Por- tanto, o estudo e o uso correto das informações disponíveis para as escolhas dos materiais mais adequados e eficientes do projeto de arquitetura é fundamental. AKERMAN, M. Natureza, estrutura e propriedades do vidro. Brasil: CETEV, 2000. Disponível em: https://www.unifal-mg.edu.br/ppgcemateriais/files/file/processo%20seletivo/ NaturezaEstrut_Prop_Vidro%20Saint%20Gobain%202000.pdf. Acesso em: 26 mar. 2020. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. ABNT NBR 15220-2:2005: Desempe- nho térmico de edificações: parte 2: Método de célulo da transmitância térmica, da capacidade térmica, do atraso térmico e do fator solar de elementos e componentes de edificações. Rio de Janeiro: ABNT, 2005. Cancelada em 09/06/2008. Substituída por: ABNT NBR 15220-2:2005 Versão Corrigida:2008. Características térmicas dos materiais de construção e dos acabamentos14 ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. ABNT NBR 15575-1:2013: edificações habitacionais: desempenho. Rio de Janeiro: ABNT, 2013. BROWN, G. Z.; DEKAY, M. Sol, vento e luz: estratégias para o projeto de arquitetura. Porto Alegre: Bookman, 2004. CASTRO, A. P. A. S. Desempenho térmico de vidros utilizados na construção civil: estudo em células-teste. 2006. Tese (Doutorado em Engenharia Civil)- Faculdade de Enge- nharia Civil, Arquitetura e Urbanismo, Universidade Estadual de Campinas, Campinas, 2006. Disponível em: http://repositorio.unicamp.br/bitstream/REPOSIP/257744/1/ Castro_AdrianaPetitodeAlmeidaSilva_D.pdf. Acesso em: 26 mar. 2020. CHING, F. D. K. Arquitetura: forma, espaço e ordem. 3. ed. Porto Alegre: Bookman, 2013. DAYCHOUM, M. Manual de sobrevivência a reformas. Rio de Janeiro: Brasport, 2008. DI TRAPANO, P. Forma e qualidade ambiental na arquitetura contemporânea brasileira. 2008. Tese (Doutorado em Ciências em Arquitetura) - Programa de Pós-Graduação em Arquitetura, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2008. Dispo- nível em: http://www.dominiopublico.gov.br/pesquisa/DetalheObraForm.do?select_ action=&co_obra=136217. Acesso em: 26 mar. 2020. DORNELLES, K. A.; RORIZ, M. A influência das tintas imobiliárias sobre o desempenho térmico e energético de edificações. In: CONGRESSO INTERNACIONAL DE TINTAS, 10., 2007, São Paulo. Anais... São Paulo: Abrafati, 2007. FROTA, A. B.; SCHIFFER, S. R. Manual de conforto térmico. 5. ed. São Paulo: Studio Nobel, 2009. GRANJA, A. D. Transmissão de calor em regime periódico: efeito da inércia térmica em fechamentos opacos. 2002. Tese (Doutorado)- Universidade Estadual de Campinas, Campinas, 2002. Disponível em: http://repositorio.unicamp.br/jspui/handle/REPO- SIP/258618. Acesso em: 26 mar. 2020. LAMBERTS, R.; DUTRA, L.; PEREIRA, F. O. R. Eficiência energética na arquitetura. 2. ed. São Paulo: ProLivros, 2004. LIMA, M. V. de et al. Análise de desempenho térmico e conforto ambiental de sistemas construtivos em habitação de interesse social. In: SEMINÁRIO INTERNACIONAL DE CONSTRUÇÕES SUSTENTÁVEIS, 7., 2018, Passo Fundo. Anais eletrônicos... Disponível em: https://bit.ly/2y5nn5T. Acesso em: 26 mar. 2020. ROMERO, M. A. B. Princípios bioclimáticos para o desenho urbano. [Brasil], 2000. Disponível em: http://airesfernandes.weebly.com/uploads/5/1/6/5/5165255/princpios_bioclimti- cos_para_o_desenho_urbano.pdf. Acesso em: 26 mar. 2020. RORIZ, M. Conforto e desempenho térmico de edificações. São Carlos: Universidade Federal de São Carlos, 2008. UNWIN, S. A análise da arquitetura. Porto Alegre: Bookman, 2013. VAN LENGEN, J. Manual do arquiteto descalço. Porto Alegre: Livraria do Arquiteto, 2004. 15Características térmicas dos materiais de construção e dos acabamentos Os links para sites da web fornecidos neste capítulo foram todos testados, e seu fun- cionamento foi comprovado no momento da publicação do material. No entanto, a rede é extremamente dinâmica; suas páginas estão constantemente mudando de local e conteúdo. Assim, os editores declaram não ter qualquer responsabilidade sobre qualidade, precisão ou integralidade das informações referidas em tais links. WESTPHAL, F. S. Manual técnico do vidro plano para edificações. São Paulo: Simplíssimo Livros, 2016. Leituras recomendadas ARQUITETO FALA. Norma de desempenho de edificações entra em vigor: ABNT 15575. [S. l.], 2013. Disponível em: http://arquitetofala.blogspot.com/2013/07/norma-de-desempe- nho-de-edificacoes.html. Acesso em: 26 mar. 2020. CÂMARA BRASILEIRA DE INDUSTRIA DA CONSTRUÇÃO. Desempenho de edificações habitacionais: guia orientativo para atendimento a norma ABNT NBR 15575/2013. Brasil: CBCI, 2013. COMO foi que um arranha-céus 'derreteu' um carro?. BBC Brasil, 2013. Disponível em: https://www.bbc.com/portuguese/noticias/2013/09/130904_como_luzrefletida_der- rete_carro_an. Acesso em: 26 mar. 2020. MOUNT, H. Skyscraper?: on reflection it's more like a 37-storey barbecue: Harry Mount braves the death rays of the City tower that can melt cars. Daily Mail Online, 2013. Disponível em: https://www.dailymail.co.uk/news/article-2410490/Skyscraper-On- -reflection-like-37-storey-barbecue-HARRY-MOUNT-braves-death-rays-City-tower- -melt-cars.html. Acesso em: 26 mar. 2020. TRANSFERÊNCIA de calor: resistência térmica. [S. l.: s. n.], 2017. 1 vídeo (7 min). Publicado pelo canal Desenrolando. Disponível em: https://youtu.be/CAN1PLIQDmk. Acesso em: 26 mar. 2020. Características térmicas dosmateriais de construção e dos acabamentos16 Dica do professor Para o bom andamento do processo de um projeto de edificações residenciais, é necessário entender a importância das escolhas corretas dos materiais. Para isso, é preciso considerar, principalmente, os aspectos térmicos, hoje regulamentados por normas e leis, que asseguram ao profissional ótimos projetos e especificações adequadas, garantindo a qualidade da obra aos usuários da edificação e gerando valor ao imóvel. Nesta Dica do Professor, você vai entender como a escolha correta de materiais, considerando seus aspectos térmicos, pode ajudar na valorização do imóvel, fazendo deste um bom investimento financeiro tanto para o comprador quanto para o usuário da edificação. Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar. https://fast.player.liquidplatform.com/pApiv2/embed/cee29914fad5b594d8f5918df1e801fd/de297703c30bcde73384b1a20a693cc8 Na prática O erro projetual impede o sucesso de outros trabalhos do profissional. O preço que se paga por ignorar conceitos, cuidados e teorias já analisadas, bem como as características locais em todas as suas circunstâncias e todas as variáveis possíveis, torna o técnico do serviço um mero espectador e culpado por pequenas e grandes tragédias construtivas. Neste Na Prática, você vai conhecer a história de um esportista que confiou seu investimento a um arquiteto que não enxergou a necessidade do cuidado e da atenção a essas condicionantes e teve um grande prejuízo. Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar. https://statics-marketplace.plataforma.grupoa.education/sagah/85cd6ed3-0e4e-4c8e-a7c5-fe40f23150c5/f94b5d96-d9fb-4f11-85c2-c2a6ca4f7fd8.png Saiba + Para ampliar o seu conhecimento a respeito desse assunto, veja abaixo as sugestões do professor: Conforto térmico em habitações de interesse social - um estudo de caso Neste link, você vai encontrar um estudo de caso que mostra muitas informações importantes na ótica de um engenheiro mecânico. Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar. Como a simulação de materiais durante o projeto garante um bom desempenho da construção Quanto mais informações corretas e seguras na fase de projetos, melhor é a viabilização da construção. O texto a seguir aborda a simulação dos materiais em várias ferramentas e métodos existentes, promove uma condição segura e assertiva de construção com bom desempenho térmico, atendendo melhor às normas de desempenho da construção e, consequentemente, ao conforto do usuário. Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar. Desempenho térmico O desempenho térmico nas edificações tem estudos fundamentados e amparados por normas brasileiras que ajudam o profissional a determinar as interferências necessárias para uma edificação eficiente em todos os aspectos. Neste link, você vai conhecer melhor como avaliar o desempenho térmico das edificações sob o ponto de vista regulamentar das normas brasileiras. https://revista.pgsskroton.com/index.php/uniciencias/article/view/5116 https://www.archdaily.com.br/br/930355/simular-materiais-na-etapa-projetual-pode-garantir-o-desempenho-da-construcao?ad_source=search&ad_medium=search_result_all Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar. https://www.youtube.com/embed/51qNTOHXZPg Diferentes estratégias de ventilação natural Apresentação Dentre os componentes do projeto de conforto térmico, a ventilação integra a habitabilidade das edificações. O fluxo correto de insuflamento e de exaustão de ar é importante para garantir o conforto térmico dos usuários, assim como a qualidade do ar respirado nos espaços internos. Somadas a isso, há atividades em que a ventilação adequada é um dos pontos principais do projeto, como no caso de ambientes em que há presença de grande volume de gases interferindo na qualidade do ar respirado. O que é a ventilação? É o ar em movimento. Nesta Unidade de Aprendizagem, você compreenderá como tirar proveito de fenômenos naturais para usar o movimento do ar a favor de seus projetos, seja para adequá-los às necessidades de seus usuários, ou para minimizar o impacto humano no meio ambiente, fazendo uso de estratégias naturais de ventilação. Bons estudos. Ao final desta Unidade de Aprendizagem, você deve apresentar os seguintes aprendizados: Discutir a ventilação cruzada como estratégia passiva de condicionamento.• Explicar como a ventilação noturna pode resfriar os ambientes para o uso diurno.• Analisar a eficiência de sistemas de ventilação complementares a outros sistemas.• Infográfico Você já sabe que a ventilação natural é uma estratégia projetual imprescindível para promover o conforto térmico nos ambientes internos das edificações. Mas você sabia que a quantidade certa de ventilação também é responsável por manter o ar saudável, livre de odores e doenças? Conheça, neste Infográfico, o conceito de ventilação higiênica e como você pode inseri-lo em seus projetos. Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar. https://statics-marketplace.plataforma.grupoa.education/sagah/7a0c4597-6ef5-4b10-88b0-5d8ff120d483/89097660-8cbf-4bb5-82fb-acdbc36d108f.jpg Conteúdo do livro A ventilação natural talvez seja a estratégia mais elementar de habitabilidade das edificações. Raramente requer o uso de tecnologias sofisticadas, como painéis de captação de energia solar, e está diretamente associada à fruição do espaço construído. Espaços arejados são amplamente reconhecidos como um ponto positivo para a maioria dos usuários. Mesmo assim, talvez em razão dessa obviedade, a ventilação dos espaços construídos é negligenciada. No capítulo Diferentes estratégias de ventilação natural, da obra Conforto ambiental: ventilação e acústica, base teórica desta Unidade de Aprendizagem, você reconhecerá uma das estratégias mais simples e acessíveis para a ventilação natural das edificações: a ventilação cruzada. Além disso, identificará a importância de fenômenos naturais como estratégia de projeto. Há, contudo, situações em que a ventilação natural é insuficiente; por isso, o capítulo será encerrado com a investigação de algumas técnicas de ventilação artificial. Boa leitura. CONFORTO AMBIENTAL: VENTILAÇÃO E ACÚSTICA Gabriel Lima Giambastiani Diferentes estratégias de ventilação natural Objetivos de aprendizagem Ao final deste texto, você deve apresentar os seguintes aprendizados: Discutir a ventilação cruzada como estratégia passiva de condicionamento. Explicar como a ventilação noturna pode resfriar os ambientes para o uso diurno. Analisar a eficiência de sistemas de ventilação complementares a outros sistemas. Introdução A existência do ar é um fato tão trivial que raramente paramos para pensar a respeito. Porém, diariamente sofremos as consequências de projetos que não levaram em consideração questões básicas relativas a seu comportamento: ambientes mal ventilados causam desconforto e forçam usuários a recorrerem a soluções mecânicas para atenuar os problemas de projetos mal desenvolvidos. Neste capítulo, vamos analisar a natureza do ar e o que ocorre quando ele se movimenta: o vento. Aqui, você vai descobrir estratégias simples de utilização do vento nos projetos de arquitetura, além de compreender como fenômenos naturais, como o dia e a noite, podem ser utilizados para promover a habitabilidade das edificações. E como nem sempre as estratégias de ventila- ção natural são suficientes, também vamos discutir alguns usos de ventilação artificial para complementar os sistemas de ventilação das edificações. 1 Ventilação cruzada e condicionamento térmico Quando falamos de ventilação, referimo-nos à movimentação do ar e à sua renovação. Logo, ventilação não é sinônimo de climatização, que estárelacionada ao controle da pressão, da umidade e da temperatura de deter- minado local. Portanto, para estudarmos o conceito de ventilação e como ele se aplica no projeto de edifi cações, precisamos entender o que é o ar e como ele se desloca. Cuide para não confundir climatização com ventilação. Ambos os conceitos estão inseridos dentro de um grupo de preocupações relacionadas ao conforto térmico. A ventilação diz respeito à circulação e à renovação do ar, enquanto a climatização diz respeito à calefação e ao resfriamento do ar. Ainda que um ambiente tenha uma temperatura adequada, a qualidade do ar pode ser ruim; e o contrário também pode ser verdadeiro: o ar pode ter boa qualidade, pois o ambiente é ventilado, mas a temperatura não ser adequada, causando desconforto. O ar que respiramos é uma mistura de gases, não um composto quí- mico. Em volume, mais de 99% dessa mistura é composta por nitrogênio e oxigênio, e essa composição permanece proporcionalmente constante até aproximadamente 100 km de altitude (BARRY; CHORLEY, 2013). Veja, no Quadro 1, a composição média da atmosfera terrestre, ou seja, do ar que você está respirando neste exato momento. Componente Símbolo Volume % (ar seco) Peso molecular Nitrogênio N2 78,08 28,02 Oxigênio O2 20,95 32,00 Argônio*ᴪ Ar 0,93 39,88 Dióxido de carbono CO2 0,037 44,00 Neônioᴪ Ne 0,0018 20,18 Hélio*ᴪ He 0,0005 4,00 Ozônioᴥ O3 0,00006 48,00 Hidrogênio H 0,00005 2,02 Quadro 1. Composição média da atmosfera seca abaixo de 25 km (Continua) Diferentes estratégias de ventilação natural2 Perceba que o ar não é um gás, mas uma mistura deles, e que mantém suas características, como compressibilidade e expansibilidade. Quando esse fluido se desloca de um lugar para outro, ocorre aquilo que conhecemos como vento. O vento, portanto, é uma mistura de gases, que se desloca pela Terra. Mas o que causa essa movimentação? O que causa o vento? De uma maneira simplificada, o vento é o deslocamento horizontal do ar em relação à superfície da Terra e é produzido, essencialmente, por di- ferenças de pressão do ar de um lugar ao outro; as turbulências (que são as correntes ascendentes e descendentes de ar) acrescentam um componente vertical (CHRISTOPHERSON; BIRKELAND, 2017). Segundo Barry e Chorley (2013), existem quatro controles sobre o movimento horizontal do ar perto da superfície da Terra: 1. a força do gradiente de pressão; 2. a força de Coriolis; 3. a aceleração centrípeta da Terra; 4. forças friccionais. Diferentes combinações dessas forças gerarão diferentes tipos de vento. Uma compreensão extensiva das forças que causam o vento e sobre a interação entre elas não é necessária para o projeto de edificações que tirem partido da movimentação do ar. Brown (2007) estruturou três princípios que governam a movimentação do ar e cujo conhecimento é importante para projetos de arquitetura. O primeiro deles preconiza que, em função da fricção, a velocidade do vento é menor perto da superfície da Terra Fonte: Adaptado de Barry e Chorley (2013). Componente Símbolo Volume % (ar seco) Peso molecular Criptônioᴪ Kr 0,00011 — Xenônioᴪ Xe 0,00009 — Metanoᴕ CH4 0,00017 — *Produtos do decaimento do potássio e do urânio. ᴥRecombinação do oxigênio. ᴪGases inertes. ᴕNa superfície. Quadro 1. Composição média da atmosfera seca abaixo de 25 km (Continuação) 3Diferentes estratégias de ventilação natural do que nas partes mais altas da atmosfera. Imagine uma corrente de ar passando por um deserto (estamos desconsiderando outros elementos como construções, vegetação, etc.): a parte dessa corrente que estiver em contato com o solo sofrerá a ação das irregularidades do terreno, o que diminuirá sua velocidade. O segundo princípio diz que o ar tende a continuar se movendo na mesma direção quando encontra um obstáculo, em função da inércia. O terceiro princípio diz que o ar f lui de áreas de alta pressão a áreas de baixa pressão. Esses dois últimos princípios serão de grande importância ao examinarmos uma estratégia de ventilação muito comum, a ventilação cruzada. O termo “inércia” diz respeito à ausência de reação ou de mobilidade: estagnação. Na física, corresponde à resistência que um objeto oferece à aceleração. Quando falamos de inércia térmica de um objeto ou de uma construção, estamos nos referindo à sua capacidade de resistir a mudanças de temperatura. Um material com elevada inércia térmica é aquele que apresenta maior resistência a mudanças de temperatura. Esse conceito é muito importante em projetos de arquitetura, pois pode influenciar decisões de projeto significativas, como a escolha dos materiais de construção; além de ser aproveitado em algumas estratégias de climatização passiva. Agora que você já sabe o que é o ar e conhece as razões pelas quais ele se desloca, considere a influência desse fenômeno natural nos seres huma- nos. No inverno, uma pessoa pouco agasalhada pode ficar extremamente perturbada com a ação do vento. A movimentação do ar aumenta conside- ravelmente a sensação de desconforto causada pela baixa temperatura. Em regiões com incidência de ventos fortes, o fenômeno pode causar destruição, principalmente em construções precárias. Cada pessoa tem algum exemplo de sua experiência que ilustra o truísmo de que o vento em excesso causa desconforto. É igualmente verdade que o vento, quando suave e controlado, é extremamente agradável. É agradável sentar-se em um banco de praça, Diferentes estratégias de ventilação natural4 ou na varanda de uma residência, e sentir uma brisa tocar o rosto. É esse tipo de regulação que pode ser alcançado com a manipulação do ambiente construído: barrar, impedir, conter ventos fortes e estimular ventos suaves e agradáveis. Uma estratégia bastante difundida de controle e de aproveitamento do vento é técnica da ventilação cruzada. Nela, o ar é recebido de um lado da edificação e a deixa pelo lado oposto. Ao executar esse movimento, o ar cruza o ambiente, justificando o nome da técnica. Agora examine o efeito à luz daquilo que você já aprendeu. Você já sabe que o ar se move através de um gradiente de pressão. No lado que recebe o vento (barlavento), há uma zona de pressão positiva, enquanto, no lado oposto (sotavento), há uma zona de pressão negativa (ROAF; FUENTES; THOMAS-REES, 2014). O que ocorre é que há um deslocamento do ar nesse sentido, a partir do ponto de pressão positiva até o ponto de pressão negativa. Observe a Figura 1. Figura 1. Ventilação cruzada: aberturas no lado de pressão e de sucção do vento. Fonte: Roaf, Fuentes e Thomas-Rees (2014, p. 131). A seta indica o deslocamento do ar. Veja que é necessário criar aberturas em lados opostos para estimular a passagem do vento. A ventilação cruzada mais eficaz ocorre quando as entradas de ar estão localizadas na área de alta pressão, e as saídas, nas zonas de sucção (BROWN, 2007). Logo, é necessário conhecer a orientação dos ventos predominantes para localizar as aberturas de maneira adequada. Lembre-se, no entanto, que buscamos uma sensação agradável para os usuários das edificações. Portanto, em áreas de muito vento, nem sempre é desejável esse tipo de efeito. Também é possível controlá-lo variando a posição e o tamanho das aberturas. 5Diferentes estratégias de ventilação natural Além de causar um efeito agradável e favorecer uma sensação térmica adequada, a ventilação cruzada pode exercer um papel importante na habitabilidade e salubridade dos ambientes. A renovação constante do ar favorece um ambiente livre de odores desagradáveis e a sensação de ar viciado presente em muitos ambientes fechados onde não há renovação do ar, seja ela natural ou mecânica. Perceba como uma decisão projetual simples pode melhorar significati- vamente a habitabilidade de um ambiente. Nesta seção, você aprendeu como o conhecimento da direção dos ventos predominantes e o posicionamento premeditado de aberturas pode melhorar a qualidade de seu projeto. Também é possível tirar partidode outros fenômenos naturais e de suas consequências na ação e na temperatura dos ventos para criar estratégias de condicionamento passivo. Um desses fenômenos é o ciclo causado pelo fenômeno de rotação da terra: o dia e a noite. 2 Ventilação noturna Segundo Lamberts, Dutra e Pereira (2014), a ventilação noturna (também chamada de ventilação estrutural), pode ser empregada para reduzir a tempe- ratura do edifício à noite, quando a temperatura do ar externo é mais baixa que a do ar interno. Segundo o autor, as consequências desse uso variam conforme o tipo da edifi cação. Em edifi cações de pequeno porte, como residências, o ar noturno pode ser utilizado para aumentar a sensação de conforto para os usuários nesse período; em edifi cações de grande porte, como edifícios de uso comercial ou públicos, que contam com um contingente reduzido de usuários no período noturno, essa ventilação pode atuar na massa construída (lajes, paredes, vigas). Quanto maior a inércia térmica do edifício, maior será a vantagem potencial dessa técnica, diminuindo os picos de temperatura no dia seguinte. Veja a Figura 2. Diferentes estratégias de ventilação natural6 Figura 2. Exemplo de ventilação durante o período noturno. Fonte: Lamberts, Dutra e Pereira (2014, p. 190). A técnica funciona porque a ventilação noturna pode contribuir para di- minuir a amplitude da temperatura no interior da edificação em relação ao exterior, evitando, portanto, picos de calor durante o período diurno. Lamberts, Dutra e Pereira (2014) explica o funcionamento da estratégia da seguinte forma: a) o calor armazenado pelo edifício durante o dia é devolvido ao ambiente à noite, quando a temperatura externa diminui; b) de forma complementar, a massa da edificação, que foi resfriada durante a noite, mantém-se fria durante a maior parte do dia, evitando picos de calor. Como diretrizes de aplicação, o autor recomenda a abertura de tomadas de ar em diversos níveis do projeto, preferencialmente interligadas na prumada do edifício. Além disso, encoraja abrir saídas de ar na cobertura, para que o ar quente possa deixar a edificação. Brown (2007) afirma que o processo de resfriamento de um edifício durante o período noturno para aproveitamento no diurno depende de dois pontos principais. O primeiro consiste no comportamento do edifício durante o período diurno, quando o ar externo é mais quente. Segundo o autor, nesse momento, o edifício deve limitar a entrada do ar exterior (mais quente) para tirar maior 7Diferentes estratégias de ventilação natural proveito do arrefecimento da massa construída que ocorreu durante o período noturno. Durante a noite, o processo se inverte: a edificação deve se abrir para o exterior, permitindo que o ar externo (mais frio) ingresse no seu interior para expulsar o ar quente e diminuir a temperatura da massa construída. Perceba que a estratégia de Browm complementa a que foi vista anteriormente no que diz respeito à criação intencional de aberturas e sua deliberada manipulação conforme o período do dia. Como exemplo, Brown (2007) apresenta o Eastgate Center, edifício projetado por Pear Partnership em parceria com a empresa de engenharia Arup. O edifício fica em Harare, no Zimbábue. Observe o corte na Figura 3a: apenas os dois andares comerciais na base do edifício são mecanicamente climatizados. Nos escritórios, representados no corte pelos dois blocos estreitos, o ar é sugado com a ajuda de ventiladores posicionados no átrio central e por 32 dutos verticais, sendo, então, distribuído horizontalmente por canais abaixo do piso, onde o ar arrefece a estrutura do edifício. O ar entra das salas por aberturas baixas e percorre um caminho em diagonal, deixando a sala através de aberturas no alto. O ar, então, é expulso por aberturas na cobertura. Durante o dia, o sistema mecânico é ajustado para que o fluxo de ar seja o suficiente apenas para a renovação do ar. À noite, o sistema é ajustado para aumentar a circulação de ar gelado no interior da edificação. Esse sistema de ventilação foi inspirado em ninhos de térmitas, como você pode ver na Figura 3b. Figura 3. Eastgate Building, em Harare: exemplo de seção otimizada para ventilação. Fonte: (a) Brown (2007, p. 241); (b) Um edifício... (2018, documento on-line). Diferentes estratégias de ventilação natural8 Perceba que a refrigeração de uma edificação por meio da ventilação noturna se apoia em uma ideia simples: esfriar a edificação durante a noite para impedir que o calor externo esquente o edifício durante o dia. Para que esse objetivo seja alcançado, é preciso posicionar aberturas em locais estra- tégicos (onde há maior incidência de ventos) ou utilizar sistemas mecânicos, como o que foi comentado no exemplo. Além disso, é preciso manipular essas aberturas de maneira intencional durante os diferentes períodos do dia, regulando abertura e fechamento conforme a relação de temperatura entre interior e exterior. Atualmente, é possível, até mesmo, pensar na automação desse tipo de solução, com sistemas inteligentes variando e graduando abertura e fechamento de acordo com variações de temperatura monitoradas em tempo real; dia e noite compreendem um ciclo natural de variação de temperatura que podem ser usados como parâmetros gerais para manipulação das aberturas. Essa técnica, assim como a ventilação cruzada, ilustra como é possível tirar partido de fenômenos naturais para ventilar e climatizar as edificações. Porém, é preciso ter em mente que nem sempre isso é possível. Frequentemente, temos que utilizar sistemas mecânicos para que a ventilação seja satisfatória, ponto que passamos a examinar a seguir. 3 Sistemas de complementação Nem sempre é possível utilizar somente técnicas de ventilação natural nos projetos de arquitetura. Por isso, as normas de construção geralmente permitem que, em certas condições, sejam utilizados somente sistemas de ventilação me- cânica. Talvez o exemplo mais comum seja a ventilação mecânica utilizada em sanitários. Você já deve ter visitado um apartamento em que um dos banheiros não tem uma janela; dizemos, popularmente, que está posicionado “no meio” da planta. Esses ambientes, invariavelmente, terão que ser ventilados de forma mecânica. Procure e encontrará uma espécie de ventilador parecido com o da Figura 4, que é o mecanismo responsável pela ventilação daquele ambiente. No entanto, difi cilmente você vai encontrar dormitórios nas mesmas condições. Isso porque as normas de construção limitam esse tipo de solução a determinados ambientes. Esse tipo de restrição, contudo, varia conforme o lugar. Não se surpreenda se você encontrar quartos sem janela em hotéis, principalmente se forem localizados em centros densamente ocupados de cidades antigas. 9Diferentes estratégias de ventilação natural Figura 4. Ventilação mecânica em banheiros. Fonte: Only_NewPhoto/Shutterstock.com. Mas o que vem a ser um sistema de ventilação mecânica? Podemos defini- -lo a partir do conceito de ventilação natural. Se este consiste na movimentação do ar por meio de fenômenos físicos, isto é, por meio da ação natural da movimentação do ar; aquele consiste na movimentação do ar por meio de um meio artificial tanto para o insuflamento (inserção de ar no ambiente) quanto para a exaustão (remoção do ar). Segundo Brown (2007), a importância dos sistemas mecânicos de ventilação aumenta à medida que aumenta o tamanho da edificação. Esse argumento é facilmente perceptível. Imagine que é mais fácil ventilar uma residência de dois quartos do que um edifício de escritório de 30 andares, em que a ação do vento é muito diferente caso estivermos falando do térreo ou do 29º andar da edificação. Outro exemplo do uso de sistemas mecânicos para ventilação é o uso de coifas em cozinhas. Perceba que, nesse exemplo, o sistema mecânico não tem o intuito de suprir uma deficiência na ventilação em função do desenho do projeto, mas, sim, em função da atividade. A presença de um grandenúmero de aparelhos como fogões, fritadeiras, etc., joga uma grande quantidade vapor e odores no ambiente, de modo que é preciso um sistema mecânico para promover a renovação do ar do ambiente. O uso de coifas também é comum em ambientes residenciais, mas são nos ambientes comerciais (cozinhas profissionais de bares e restaurantes) que esses aparelhos ganham maior relevância (Figura 5). As coifas são aparelhos que funcionam de dois modos: no modo de exaustor e no modo Diferentes estratégias de ventilação natural10 de depurador. No primeiro, o ar quente é levado para fora do ambiente e o próprio aparelho retorna o ar fresco para o interior do ambiente; no segundo, o aparelho suga o ar, filtra e o devolve. A principal consequência dessa diferenciação é que o primeiro necessita de um duto para conduzir o ar que será descartado; o segundo, não. Figura 5. Ventilação mecânica em cozinhas. Fonte: Ar Natural (c2016, documento on-line). Seria equivocado, porém, associar a ventilação mecânica a situações-limite, em que não é possível utilizar a ventilação natural. Muitas vezes, sistemas mecânicos são utilizados para complementar a ventilação quando a ventilação natural se mostra insuficiente. Um dos mecanismos mais populares para esse uso são os ventiladores. O ventilador é um aparelho que transforma a energia mecânica aplicada ao seu eixo de rotação em aumento da pressão do ar, que varia dependendo do sentido da rotação, podendo remover ou injetar ar no ambiente. Observe, Na Figura 6, um ventilador posicionado acima de um ambiente de estar. Se não houvesse um aparelho colocado no teto, dificilmente poderíamos argumentar que se trata de um ambiente desconfortável. A presença do aparelho, por sua vez, leva a crer que a residência está localizada em um lugar quente e que nem sempre as condições naturais do local são suficientes para garantir o conforto dos usuários. O ventilador de teto atua como mecanismo de complementação de um espaço que, por si só, já é agradável. 11Diferentes estratégias de ventilação natural Figura 6. Ventilação mecânica utilizando ventiladores. Fonte: Alvarenga (2019, documento on-line). Existem, portanto, situações em que sistemas de ventilação mecânica são utilizados para suprir a ausência completa de ventilação e aquelas em que são utilizados para complementar ou melhorar uma situação aceitável. Segundo Pamela Buxton (2017), em edifícios de grande porte, os sistemas de ventilação mecânica geralmente contam com um equilíbrio entre técnicas de insulamento e exaustão do ar, permitindo controle das taxas de ventilação elevadas, aquecimento e esfriamento do ar que entra na edificação, filtragem do ar que ingressa no edifício, controle da umidade do ar e a recuperação do calor da exaustão, que é enviado ao insuflamento. Neste capítulo, vimos que, no projeto de uma edificação, atuam diversas forças, além das demandas específicas do usuário. Uma pessoa pode querer construir uma casa que atenda a uma série de premissas (vagas na garagem, número de quartos, posição da cozinha, etc.), mas, além disso, a edificação estará em um local que sofre a influência de inúmeras forças naturais, como o vento. Pode ser, então, que o projetista fique espantado com a quantidade de informações que deverá considerar em seu projeto. Mas veja que, dificil- mente, é necessário dominar todos os assuntos de maneira completa (o que seria impossível), bastando, na maioria das vezes, a ciência da existência dessas forças e a vontade de tirar proveito delas para construir edificações mais agradáveis e sustentáveis. Diferentes estratégias de ventilação natural12 ALVARENGA, B. Ventilador de teto: como instalar e escolher o modelo certo. 2019. Disponível em: https://www.vivadecora.com.br/revista/ventilador-de-teto/. Acesso em: 19 ago. 2020. AR NATURAL. Coifas industriais. c2016. Disponível em: http://www.arnatural.com.br/ coifa-industrial/coifa-industrial-parede.html. Acesso em: 19 ago. 2020. BARRY, R. G.; CHORLEY, R. J. Atmosfera, tempo e clima. 9. ed. Porto Alegre: Bookman, 2013. BROWN, G. Z. Sol, vento e luz: estratégias para o projeto de arquitetura. 2. ed. Porto Alegre: Bookman, 2007. (E-book). BUXTON, P. Manual do arquiteto: planejamento, dimensionamento e projeto. 5. ed. Porto Alegre: Bookman, 2017. (E-book). CHRISTOPHERSON, R.; BIRKELAND, G. H. Geossistemas: uma introdução à geografia física. 9. ed. Porto Alegre: Bookman, 2017. LAMBERTS, R.; DUTRA, L.; PEREIRA, F. O. R. Eficiência energética na arquitetura. Rio de Janeiro: Eletrobras/PROCEL, 2014. (E-book). ROAF, S.; FUENTES, M.; THOMAS-REES, S. Ecohouse: a casa ambientalmente sustentável. 4. ed. Porto Alegre: Bookman, 2014. UM EDIFÍCIO com ventilação natural inspirado em ninhos de térmitas. EngenhariaCivil. com, 2018. Disponível em: https://www.engenhariacivil.com/edificio-ventilacao-natural- -ninhos-termitas. Acesso em: 19 ago. 2020. Leituras recomendadas KEELER, M.; BURKE, B. Fundamentos de projeto de edificações sustentáveis. Porto Alegre: Bookman, 2010. ROAF, S. A adaptação de edificações e cidades às mudanças climáticas. Porto Alegre: Bookman, 2009. Os links para sites da web fornecidos neste capítulo foram todos testados, e seu fun- cionamento foi comprovado no momento da publicação do material. No entanto, a rede é extremamente dinâmica; suas páginas estão constantemente mudando de local e conteúdo. Assim, os editores declaram não ter qualquer responsabilidade sobre qualidade, precisão ou integralidade das informações referidas em tais links. 13Diferentes estratégias de ventilação natural Dica do professor Um ambiente salubre é uma obrigação para qualquer espaço de trabalho; isso não é diferente em cozinhas profissionais, onde uma grande quantidade de calor, gases e gorduras é inserida no ambiente pela cocção dos alimentos. A ventilação mecânica é um aliado obrigatório para manter esses ambientes saudáveis. Nesta Dica do Professor, conheça o funcionamento dos sistemas para coifas industriais. Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar. https://fast.player.liquidplatform.com/pApiv2/embed/cee29914fad5b594d8f5918df1e801fd/b5f7c66204edc9bf2a7f1c246b59c35e Na prática Arquitetura biomimética é aquela que procura na natureza soluções sustentáveis para os projetos, sem se limitar à reprodução de formas orgânicas, mas usando processos e materiais naturais. O arquiteto zimbabuano Mike Pearce é um dos grandes defensores dessa corrente arquitetônica. Neste Na Prática, você conhecerá um de seus projetos mais relevantes, o Eastgate Center, que tira o máximo de proveito de estratégias de ventilação e climatização natural para se manter confortável ao uso, durante o ano todo, sem que seja necessário o uso de estratégias artificias. Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar. https://statics-marketplace.plataforma.grupoa.education/sagah/5081e4f9-fe6e-4f6d-b62c-78b812f968b7/d4656fb5-1073-47de-9bd8-b29bb6fe1772.jpg Saiba + Para ampliar o seu conhecimento a respeito desse assunto, veja abaixo as sugestões do professor: Como projetar para atingir conforto térmico (e por que isso é importante) Artigo que ilustra estratégias para atingir o conforto térmico nos projetos e o porquê da importância de seu uso. Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar. Inércia térmica Vídeo explicativo sobre a inércia térmica, um conceito da arquitetura bioclimática, e como ela pode ser utilizada em projetos. Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar. Fatores que tornam o ambiente de trabalho um lugar feliz Um bom ambiente de trabalho depende de diversos fatores relacionados à edificação, como o conforto térmico e a qualidade do ar. Leia mais sobre o assunto na reportagem a seguir. Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar. https://www.archdaily.com.br/br/910400/como-projetar-para-atingir-conforto-termico-e-por-que-isso-e-importantehttps://www.youtube.com/embed/aWT6bk9ifww https://www.archdaily.com.br/br/933137/fatores-que-tornam-o-ambiente-de-trabalho-um-lugar-feliz Dimensionamento de iluminação de interiores residenciais Apresentação Sem luz, não há cor nem beleza e funcionalidade. A iluminação transforma qualquer ambiente, e sua utilização é imprescindível dentro da arquitetura. O bom uso da iluminação é capaz de trazer encantamento e saúde aos usuários da edificação. Tanto a iluminação natural como a artificial demandam estudos para o seu dimensionamento e bom uso, gerando um ambiente salutar e prazerozo aos usuários. O ambiente bem iluminado, não demasiado ou insuficiente para o fim a que se destina, torna a eficácia de sua utilização muito mais proxima do que é chamado de lugar perfeito. Nesta Unidade de Aprendizagem, você entenderá a importância do bom dimensionamento de iluminação em ambientes internos e como gerar bom resultado para criar um ambiente saudável, bonito, agradável e confortável. Bons estudos. Ao final desta Unidade de Aprendizagem, você deve apresentar os seguintes aprendizados: Identificar padrões de lâmpadas e luminárias.• Dimensionar a aplicação da distribuição de pontos de iluminação no leiaute.• Elaborar cálculos luminotécnicos de interiores residenciais.• Infográfico Projetar uma residência de maneira correta exige conhecimentos de várias áreas, ou seja, não apenas de normas e leis edilícias para a definição e o dimensionamento dos espaços, mas também dos recursos que serão necessários nos espaços edificados. A iluminação é, certamente, um tema de grande importância para tornar os espaços mais eficientes no uso e gerar maior conforto e funcionalidade, além de evidenciar esteticamente os espaços e seu mobiliário e objetos. Neste Infográfico, você vai conhecer os índices de iluminância dos principais ambientes de uma residência e absorver mais informações para fazer um bom projeto de arquitetura. Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar. https://statics-marketplace.plataforma.grupoa.education/sagah/acfbd40b-0dd6-4764-b425-85f0a10c41b0/a4e08241-ebf9-414d-a341-203d3dfa64d7.png Conteúdo do livro Uma boa iluminação de ambiente residencial merece cuidados, os quais são, muitas vezes, mais simples do que se imagina. Não se pode ignorar que a iluminação adequada faz a diferença de uma forma incontestável no cotidiano das pessoas, transformando sua saúde e seu humor de maneira direta. No capítulo Dimensionamento de iluminação de interiores residenciais, da obra Conforto ambiental: iIuminação natural, você vai conhecer um pouco mais sobre a iluminação residencial e entender por que o cuidado com ela é tão importante para a eficiência da edificação habitacional. Boa leitura. CONFORTO AMBIENTAL: ILUMINAÇÃO NATURAL Laura Jane Lopes Barbosa Dimensionamento de iluminação de interiores residenciais Objetivos de aprendizagem Ao final deste texto, você deve apresentar os seguintes aprendizados: � Identificar padrões de lâmpadas e luminárias. � Dimensionar a aplicação da distribuição de pontos de iluminação no leiaute. � Elaborar cálculos luminotécnicos de interiores residenciais. Introdução A iluminação é a chave de muitas funcionalidades dentro da arquitetura e interfere substancialmente na percepção de seus elementos. Uma iluminação bem dimensionada confere aos ambientes muito mais do que cores e claridade, proporcionando diferenças importantes na saúde física e emocional dos usuários: melhor visão, melhor humor, mais segurança e melhores condições de trabalho ou mesmo de tarefas domésticas. Além da saúde física e emocional, o ambiente com iluminação bem dimensionada gera economia financeira e coopera com a sustentabili- dade ambiental. Neste capítulo, você vai estudar o dimensionamento de iluminação residencial. Vai ler sobre os problemas e as soluções existentes para um melhor aproveitamento da iluminação residencial e ver como calcular o índice luminotécnico dos ambientes residenciais e qual a importância desse processo. 1 Padrões de lâmpadas e luminárias Em 1810, com a criação de um arco de carbono, o inglês Humphry Davy demonstrou a primeira luz elétrica credível. Em 1878, o inglês Joseph Swan inventou a lâmpada incandescente e, durante o ano de 1879, o estadunidense Thomas Edison construiu a primeira lâmpada de viabilidade comercial (TRE- GENZA; LOE, 2015). O relato histórico conta que a primeira lâmpada protótipo comerciável de Edison, considerada um sucesso, durava 48 horas; hoje, de acordo com o Manual Philips (2012), uma lâmpada LED requer o mínimo de manutenção, podendo chegar até 45.000 horas de vida útil. Além da questão do conforto e da produtividade adquiridos pelo simples fato de um ambiente estar bem iluminado, o consumo de energia é uma preocupação na sociedade em geral devido aos investimentos no setor elétrico, na geração de energia limpa. Estudos indicam que 19% de toda energia consumida é gasta com iluminação no mundo. Se forem observados setores específicos, desses 19%, 35% advém do consumo da iluminação residencial (PHILIPS, 2012). O critério de conforto luminoso é desejado pelo usuário, que, em casa, irá utilizar a iluminação para fazer suas atividades corriqueiras na melhor qualidade e no menor custo. O conforto almejado provém da quantidade de luz certa, da distribuição e do nível de contraste aplicados para cada função dada aos ambientes (OSRAM, [2009?]). Para ajudar no projeto, a NBR ISO/CIE 8995-1:2013, da Associação Brasi- leira de Normas Técnicas (2013), indica no item 5 os requisitos para o plane- jamento da iluminação. Recomenda-se, para diversos ambientes e atividades, os requisitos mínimos para a execução de tarefas, dedicados às condições operacionais de trabalho. No entanto, hoje, um projeto doméstico, residencial, pode e deve se atentar para alguns padrões de referência, pois estamos na era dos chamados home offices, ou seja, pessoas vêm trabalhando em escritórios em casa e, para isso, necessitam de cuidados com seu conforto visual. O Quadro 1 mostra alguns itens pinçados como referência, nos quais temos os parâmetros de lux, unidade de quantidade de luz disponível no am- biente, também chamada de nível de iluminância (lm/m2), o índice limite de ofuscamento unificado (UGRL) e o índice de reprodução de cor mínimo (Ra). Dimensionamento de iluminação de interiores residenciais2 Fonte: Adaptado de Associação Brasileira de Normas Técnicas (2013). Tipo de ambiente, tarefa ou atividade Em/lux UGRL Ra Observações Refeitório 200 22 80 Cozinha 500 22 80 Sala de descanso 100 22 80 Sala para exercícios físicos 300 22 80 Vestiários, banheiros, toaletes 200 25 80 Depósitos, estoques 100 25 60 200 lux, se forem continuamente ocupados. Corte e triagem de frutas e vegetais 300 25 80 Fabricação de alimentos finos, cozinha 500 22 80 Vestiários 200 25 50 Lavagem e limpeza a seco 300 25 80 Passar roupas 300 25 80 Escreve, teclar, ler, processar dados 500 19 80 Salas de reunião e conferência 500 19 80 Recomenda-se que a iluminação seja controlável Área de leitura 500 19 80 Salas para exercícios físicos 300 22 80 Quadro 1. Planejamento dos ambientes (áreas), tarefas e atividades com a especificação da iluminância, limitação de ofuscamento e qualidade da cor 3Dimensionamento de iluminação de interiores residenciais Para atender às características de conforto luminoso dependemos das condições do ambiente, por exemplo comprimento; largura; área; pé-direito; altura do plano de trabalho; altura do pendente da luminária; pé-direito útil; índice do recinto direto e indireto; coeficiente de reflexão do teto, da parede e do piso; fator de depreciação. Segundo a apostila OSRAM ([201-?]), é ne- cessário também saber: � Características da iluminação, por exemplo, iluminância planejada, tonalidade ou temperatura da cor, e índice de reprodução da cor. � Consumo da instalação. � Tipos de lâmpadase luminárias, o item mais importante neste conjunto de fatores, principalmente porque, na maioria das vezes, é o mais prático e fácil de mudar. As luminárias são de grande importância para a qualidade da iluminação. Não são meros dispositivos que conectam os fios à lâmpada — além de terem função estética, têm capacidade de gerar efeitos ora desejados, ora evitáveis. Ainda de acordo com OSRAM ([201-?]), para o projeto de iluminação, visando à melhor especificação dos tipos de lâmpadas e luminárias, é necessário o conhecimento dos seguintes itens: � tipos de lâmpadas; � potência das lâmpadas; � fluxo luminoso de cada lâmpada; � número de lâmpadas por luminária; � tipos de luminárias; � eficiência das luminárias; � eficiência do recinto; � fator de utilização; � quantidades de lâmpadas; � quantidades de luminárias; � marca, fabricante. Dimensionamento de iluminação de interiores residenciais4 Logo precisamos revisar alguns conceitos básicos de luminotécnica a fim de entender o que significa cada elemento de especificação. Conceitos básicos de luminotécnica para a escolha de lâmpadas e luminárias O primeiro princípio a ser atendido quanto à escolha das lâmpadas e luminárias é o das boas práticas de iluminação, algo que represente a facilidade na exe- cução das tarefas e conforto. No Quadro 1, vimos que a iluminância mantida (Em/lux) é o valor mínimo de iluminância média da superfície especificada. Com o interesse de identificar os fatores que cercam as boas práticas de ilumi- nação, veremos o espectro visível, a luz e cor, a intensidade de reprodução de cor, a luminância, o nível de iluminação, o fluxo luminoso, a direcionalidade e ofuscamento, e a eficiência energética. Espectro visível É com a velocidade da luz que as ondas eletromagnéticas se propagam no vácuo, transportando momento e energia para longe de uma fonte. O espectro eletromagnético é o intervalo de possíveis frequências que a onda eletro- magnética magnética pode ter. O que o nosso olho consegue enxergar dentro do espectro eletromagnético se resume a uma pequena faixa entre as ondas ultravioleta e infravermelha, o chamado espectro visível de luz, ou faixa visível. Conforme mencionam Tregenza e Loe (2015), assim como o calor radiante, as ondas de rádio e os raios X, a luz como fluxo de energia faz parte do espectro eletromagnético, tendo como grande diferença ser definida pela visão humana. Como mostra a Figura 1, as ondas da faixa visível são bem restritas diante da faixa de ondas existente entre as ondas de rádio e os raios gama. 5Dimensionamento de iluminação de interiores residenciais Figura 1. Espectro eletromagnético e faixa visível de luz. Fonte: Tregenza e Loe (2015, p. 24). A Figura 1 mostra que enxergamos apenas a faixa entre 400 e 700 na- nômetros (nm). As fontes de luz artificiais, as lâmpadas, não conseguem imitar a faixa solar na plenitude, e mesmo o Sol, que não é constante, pode variar a visualização das cores durante o dia — por exemplo, ao meio-dia ou ao entardecer, no verão ou no inverno podem ocorrer alterações da fonte luminosa. A especificação da lâmpada irá afetar a cor do objeto em análise. Luz e cor Sem luz não há cor. Os espectros de luz mostram as cores dos objetos de acordo com o índice de reprodução de cor da iluminação direcionada ao ob- jeto. Conforme o tipo de iluminação, as cores visíveis ao ser humano podem variar consideravelmente. Decompondo a luz branca em um prisma de cristal, obtemos sete cores (vermelho, alaranjado, amarelo, verde, azul, anil e violeta), que é o espectro visível ao ser humano. Conforme afirma Klotsche (2000), a absorção e o reflexo de luz resultam na cor de um objeto. Quando essa luz atinge a superfície do objeto, alguns raios coloridos são absorvidos e outros são refletidos. As cores são vistas pelo olho quando os objetos coloridos absorvem algumas radiações e refletem outras. Dimensionamento de iluminação de interiores residenciais6 A cor que vemos corresponde à parcela de cor da luz refletida por esse objeto. Acompanhe na Figura 2 como o reflexo correspondente às cores absorvidas e à cor refletida visível ao olho humano. Figura 2. O que determina a cor de um objeto. Fonte: Adaptada de Designua/Shutterstock.com. Luz branca Luz branca re�etida Luz branca Sem luz re�etida Luz branca Luz vermelha re�etida De acordo com Philips (2012), desde o surgimento das lâmpadas fluores- centes, disponibilizadas nas cores suave (de 2.700k, as amareladas) e claras (de 6.500k, as brancas), observou-se que as amareladas tornam o ambiente mais aconchegante, sendo recomendadas para salas, quartos e corredores. Com a luz branca, o ambiente fica mais estimulante, por isso é indicada para escritórios, cozinhas, áreas de serviço, banheiros, etc. Com o aperfeiçoamento das lâmpadas de LED (light emitting diode, ou diodo emissor de luz), as pos- sibilidades aumentaram e, hoje, podem ser encontradas de 1.000 a 10.000k, saindo do bem amarelado para o branco-azulado. 7Dimensionamento de iluminação de interiores residenciais Índice de reprodução de cor No índice de reprodução de cor (IRC), um objeto ou uma superfície são vistos de formas diferentes em relação a sua cor quando sob diferentes fontes de luz. Essa variação se relaciona com a capacidade da lâmpada de reproduzir as cores dos objetos. O IRC varia de 0 a 100 e está diretamente relacionado com a reprodução de cor por meio da luz natural. A escolha da cor e dos materiais tem total relevância na concepção das paredes, mobílias e objetos em uma sala, por exemplo, por causa dos seus diferentes coeficientes de reflexão ou reflectâncias (MIGUEL, 2006). A melhor iluminação artificial é aquela que mais se assemelha com a luz natural. A Figura 3 demonstra a diferença entre a graduação do IRC e como isso se reflete na reprodução da cor dentro dessa escala. Figura 3. Índice de reprodução de cor. 100 80 60 40 25 Dimensionamento de iluminação de interiores residenciais8 Intensidade luminosa A concentração de luz em uma direção específica radiada por segundo é denominada intensidade luminosa. Ela é representada pelo símbolo I, cuja unidade de medida é a candela (cd). Luminância Quando os raios luminosos não são visíveis, mas há sensação de luminosidade pela reflexão desses raios em uma superfície, isso é chamado de luminância. Sua unidade é a candela por metro quadrado (cd/m2). Nível de iluminação ou nível de luminância O nível de iluminação ou iluminância é a quantidade de luz ou fluxo luminoso que atinge, por segundo, uma unidade de área de uma superfície. É dimen- sionada em lux e representada pelo símbolo E. Um lux equivale a um lúmen por metro quadrado (lm/m2). Fluxo luminoso O fluxo luminoso é a potência luminosa total emitida por segundo por uma fonte em todas as direções, dimensionada pela unidade de medida lúmen (lm) representada pelo símbolo Ø. Direcionalidade e ofuscamento Quando se deseja destacar um quadro ou determinado objeto de decoração, ou se deseja fazer contrastes em paredes, deixando mais visíveis os ressaltos ou a textura, a iluminação direcional pode ser utilizada. O direcionamento errado pode gerar o ofuscamento. O ofuscamento é a sensação produzida por áreas brilhantes dentro da área de visão. Evitar o ofuscamento ajuda a prevenir erros, a fadiga e acidentes (ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS, 2013). 9Dimensionamento de iluminação de interiores residenciais Eficiência luminosa A eficiência luminosa é o resultado da divisão entre o fluxo luminoso emitido em lúmens e a potência consumida pela lâmpada em Watts, portanto sua unidade de medida é o lúmen por Watt (lm/W). A quantidade de luz emitida em relação ao gasto energético dessa luz é o que a determina. A vida útil da lâmpada é calculada pelo tempo, medido em horas. No site da Philips você encontra mais informações sobre iluminação, além de calculadoras que ajudam na solução de iluminação. Com uma busca rápida na internet, você encontrao site facilmente. Munidos desses fundamentos, agora podemos observar os tipos de lâm- padas, analisando a melhor utilização para cada caso. Tipos de lâmpadas As lâmpadas se dividem, basicamente, em cinco grupos principais: incandes- centes; fluorescentes; halógenas; de descarga HID; LEDs. Podem ainda ser subdivididas de acordo com os critérios de forma e matéria-prima. Incandescentes São as lâmpadas mais antigas do mercado. São indicadas para uso residencial, porém sua venda para uso em ambientes está proibida. Ainda são fabricadas para usos específicos, como iluminação interna de geladeiras e fogões. Têm baixa eficiência energética e uma vida útil muito curta (aproximadamente 1.000 horas). Veja um exemplo de lâmpada incandescente na Figura 4. Dimensionamento de iluminação de interiores residenciais10 Figura 4. Lâmpada incandescente. Fonte: rafastockbr/Shutterstock.com. A sugestão de OSRAM ([201-?]) é que estas lâmpadas sejam aplicadas onde não há preocupação com a eficiência energética, por ficarem pouco tempo em uso. Outras características: podem ser dimerizadas, ter o formato de velas e também ser indicadas a decorações. Fluorescentes Também chamadas de lâmpadas eletrônicas, têm maior eficiência do que as incandescentes (de 50 a 80 lm/W), porém seu IRC é menor. têm vida útil mais prolongada, de aproximadamente 10.000 h, e têm baixo consumo de energia. São fabricadas em três modelos: tubular, compacta eletrônica e compacta não integrada, na qual o transformador deve ser instalado de forma separada. Veja um exemplo de lâmpada fluorescente na Figura 5. As lâmpadas fluorescentes compactas se apresentam no formato de espiral e têm ótima qualidade e durabilidade. Algumas fontes de pesquisa indicam que elas não têm proteção ultravioleta (UV), o que acaba por envelhecer a pintura de quadros e provocar efeitos em longo prazo no ser humano. 11Dimensionamento de iluminação de interiores residenciais Figura 5. Lâmpada fluorescente. Fonte: HomeStudio/Shutterstock.com. Halógenas Estas lâmpadas têm o funcionamento parecido com o das incandescentes, porém têm o halogêneo em sua composição. Elas podem recuperar o calor liberado, reduzindo a necessidade de maior consumo de energia. Sua vida útil chega a 4.000 h. Estão disponíveis em vários tamanhos e formatos. Veja um exemplo na Figura 6. Modelos em cápsula já têm bloqueador de raios UV. A maioria opera a baixa tensão, 12 V, e necessita de transformador; no entanto alguns modelos já estão disponíveis em 127 V ou 220 V. A aplicação geralmente é decorativa e de destaque a objetos, utilizadas em museus, galerias de arte, restaurantes, hotéis. Figura 6. Lâmpada halógena. Fonte: Stefan Weis/Shutterstock.com. Dimensionamento de iluminação de interiores residenciais12 De descarga As lâmpadas de descarga (HID, high-intensity discharge, ou “descarga de alta intensidade”) produzem iluminação extraída da condução de corrente elétrica em um meio gasoso e se diferenciam pelo tipo de gás utilizado no processo de descarga, como vapor metálico, vapor de sódio, vapor de mercúrio e vapor misto. Não têm IRC muito eficiente, porém têm um baixo consumo de energia. Acompanhe um exemplo de lâmpada de descarga na Figura 7. São aplicadas em iluminação pública, esportiva, shopping centers, in- dústrias, lojas. Podem ser úteis para a iluminação de residências com quintal grande, onde há grande área a iluminar, e em iluminação pública. Entretanto, com o avanço da tecnologia LED, muitos municípios já estão trocando a iluminação pública do tipo HID pela LED, mais econômica. Figura 7. Lâmpada de descarga. Fonte: MZinchenko/Shutterstock.com. LED São as mais tecnológicas do mercado. Possibilitando diversos formatos, sua tecnologia converte energia elétrica diretamente em energia luminosa por meio de pequenos chips incorporados. Seu consumo de energia é ínfimo e sua vida útil é longa — de, aproximadamente, 25.000 horas. Embora seu preço ainda seja mais alto, são hoje uma das melhores alternativas do mercado, pois 13Dimensionamento de iluminação de interiores residenciais podem gerar uma redução de energia de mais de 80%. Também têm a vantagem de não serem poluidoras como as lâmpadas florescentes. Veja exemplos de lâmpadas LED na Figura 8. Figura 8. Lâmpada de LED. Fonte: eightstock/Shutterstock.com. As lâmpadas LED estão cada vez mais populares. Elas podem ter diversos formatos, como tubos, aproveitando luminárias que antes eram usadas somente para halogenadas tubulares, mas agora sem a necessidade dos reatores, favo- recendo a economia de energia. Há também as fitas de LED e as luminárias de LED. Para facilitar ao consumidor, atualmente, o rótulo de todas as lâmpadas apresenta informações sobre potência, tensão, temperatura de cor, cor, IRC, se é dimerizável ou não e a vida útil em horas, conforme mostra o Quadro 2. Entendendo melhor os rótulos das lâmpadas, a compra e o uso serão bem mais eficientes. Definir e comprar certo faz uma grande economia e adapta melhor o ambiente ao uso. Todas as deficiências luminosas de um ambiente poderão ser supridas pela escolha correta do produto. Dimensionamento de iluminação de interiores residenciais14 Fonte: Adaptado de Trybo Design (2017). Potência 40 W Potência da lâmpada em Watts por hora. Tensão 110 V Tensão de entrada em volts. Temperatura de cor 4.000 k Tonalidade da lâmpada dentro do espectro de luz visível. Cor Branca Cor do vidro, que pode ser branco, âmbar ou leitoso. IRC 80% Indica a fidelidade da reprodução; quanto mais próximo de 100, mais se assemelha à luz do sol. Dimerizável Sim Se permite ou não a graduação da intensidade da luz com um dispositivo chamado dimmer. Sem esta opção, a lâmpada apenas acende e apaga. Vida 5.000 h Durabilidade em horas quando acesa. Quadro 2. Informações dos rótulos das lâmpadas A escolha da lâmpada deve ser sempre conjugada ao tipo de luminária, buscando o maior conforto visual. O grande desafio dos arquitetos e enge- nheiros é lidar com os efeitos positivos, otimizadores, que a boa iluminação pode gerar nas pessoas, pois o ambiente pode ficar mais sereno, animado de acordo com o padrão luminoso apresentado. O princípio de HCL (human centric lighting, ou “iluminação centrada no ser humano”) é difundido no mundo todo e sua prática tem revolucionado a indústria da iluminação. A ideia é utilizar a tecnologia da iluminação focada nas questões de saúde, bem- -estar e desempenho, combinando benefícios visuais, biológicos e emocionais da luz. De maneira simplificada, HCL é a forma mais coerente de proporcionar luz certa no horário certo a cada pessoa. 15Dimensionamento de iluminação de interiores residenciais Você sabe quais são os efeitos da luz no bem-estar do ser humano? � A luz orienta nosso relógio interno. � Direta ou indiretamente, a luz afeta diferentes hormônios, influenciando na pressão arterial, nos batimentos cardíacos, na energia. � A luz correta no momento certo equilibra o organismo e ajuda o corpo humano a ficar acordado e ativo durante o dia e relaxado para dormir à noite. Fonte: Adaptado de Human Centric Lighting (2020) e Ledvance ([2020]). Luminárias Além de serem um elemento que conecta à rede elétrica à lâmpada, as lumi- nárias têm apelo estético e função de posicionar a fonte luminosa à distância específica, geralmente fixa. Na maioria das vezes disponibiliza fluxo luminoso final inferior ao fornecido pela lâmpada, devido às propriedades físicas das suas peças, absorvendo, refletindo e transmitindo a luz via materiais constituintes (OSRAM, [2009?]). A combinação de enorme variedades de formatos, com as lâmpadas e suas características resultam em uma infinidade de opções de iluminação. Conhecer os tipos básicos de luminárias, considerando suas variações conceituais, é fundamental. As luminárias embutidas quase não aparecem, pois somente a faixa externa da lâmpada fica exposta. São simples, mas podem ser fixas ou di- recionais, e são muito utilizadasem ambientes de pé-direito baixo. Já as luminárias pendentes normalmente são utilizadas para criar um foco de luz direta. Muito usadas em mesas de jantar e bancadas, necessitam de um desenho agradável, pois ficam visíveis e se destacam. São recomendadas para ambientes com pé-direito alto. Os plafons são quase como as luminárias embutidas, mas são externos e colados ao teto. Produzem efeito de luz indireta, muito usados para iluminação geral. As arandelas são luminárias de parede que, normalmente, emitem luz difusa e indireta. Combinadas com a lâmpada adequada, podem produzir uma luz de foco com muita eficiência, evidenciando quadros, texturas e outros objetos. Dimensionamento de iluminação de interiores residenciais16 As luminárias de mesa e de pé, mais conhecidas como abat-jour ou abajur, são uma iluminação de apoio para trabalho, leitura ou outra tarefa que demande uma luz mais direcionada, mas também são usadas para gerar uma iluminação difusa aconchegante para o ambiente. Após conhecer os tipos de iluminação artificial extraídos de diversos tipos de lâmpadas, a escolha das lâmpadas e seus dispositivos de luminárias será mais assertiva conforme o ambiente e o uso necessário. Fiorini (2006, documento on-line) menciona, “Projetos com uma distribuição luminosa ruim normalmente ocorrem devido à escolha da luminária inadequada ao tipo de ambiente.” 2 Distribuição de pontos de luz no leiaute Conforme visto no início deste capítulo, iluminar um ambiente habitacional, assim como um ambiente comercial ou industrial, está totalmente relacionado com saúde, bem-estar e conforto dos usuários. Segundo a frase atribuída a Niemeyer, “Uma boa iluminação levanta uma arquitetura medíocre, e uma iluminação ruim acaba com o melhor projeto”. As melhores soluções projetu- ais podem ser prejudicadas e indevidamente julgadas porque não estão bem iluminadas. A determinação dos pontos de luz, do tipo de luminária e do tipo de iluminação promoverá a edificação a um total sucesso ou a um fracasso indescritível de conceituação. O bom projeto de arquitetura deve contemplar todo o processo de ambientação, considerando a iluminação natural e artificial dos ambientes. De acordo com a ABNT NBR ISO/CIE 8995-1:2013, para a identificação dos pontos de iluminação no leiaute, é relevante saber o local de trabalho, da tarefa a ser feita, e a região do entorno, circunscrito a 50 centímetros ao redor de onde será feita a tarefa ou serviço (ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS, 2013). É importante evitar os excessos, pois a iluminação excessiva pode ofuscar e gerar fadiga nos contrastes; se for sem contrastes, o ambiente pode se tornar monótono, tedioso. 17Dimensionamento de iluminação de interiores residenciais Para fazer a melhor distribuição de iluminação, adequando o leiaute conforme a área de tarefa e entorno imediato, observe a Figura 9. Figura 9. Área de tarefa e entorno imediato. Fonte: Adaptada de Associação Brasileira de Normas Técnicas (2013). O fator uniformidade (U) é a razão entre o valor mínimo e o valor médio. Segundo a norma, a área da tarefa deve ser o mais uniformemente iluminada possível. Na área da tarefa, o fator uniformidade não pode ser menor do que 0,7 e, no entorno imediato, deve ser, no mínimo, igual a 0,5. Observando a Figura 10, avaliamos a área da tarefa. Figura 10. Área da tarefa. Fonte: Associação Brasileira de Normas Técnicas (2013, p. 26). Dimensionamento de iluminação de interiores residenciais18 A área da tarefa (quadrado superior) abrange a mesa; o espaço retangular inferior é o espaço do usuário. Neste caso de sobreposição, é recomendado não separar o tampo da mesa, uma faixa marginal, da área de trabalho, avaliando ambos como uma coisa só. De acordo com Giacobbo (2014), a norma ABNT vigente, NBR ISO 8995- 1:2013, deu um salto de qualidade em relação à anterior, NBR 5413. A principal mudança foi focada na metodologia para o dimensionamento da iluminação. Com isso, a definição do leiaute passou a exigir mais pontos para garantir um bom estudo. Um ponto que foi suprimido da NBR 5413 é que o projeto valorizava a faixa de idade do grupo de usuários da iluminação. Dando destaque aos fatores acrescidos, agora, temos o seguinte: � índice de ofuscamento; � sugestão de que o fator IRC (índice de reprodução de cor) seja fornecido pelo fabricante; � estabelecimento das áreas de tarefa e entorno imediato; � anexo sobre a manutenção; � critérios para a elaboração de grade de cálculos, visando a utilização de softwares e ajudando na determinação dos espaçamentos entre lâmpadas; � destaque para a uniformidade da iluminação; � recomendação de temperatura de cor mínima. O processo de determinação inicia quando utilizamos o Quadro 1, obtendo dados para o número de lux, ou seja, a iluminância, o UGRmáx (ofuscamento desconfortável) e o IRC mínimo. O segundo passo é a obtenção das luminá- rias com o fator de ofuscamento desconfortável menor do que o Quadro 1 permite, e a obtenção da temperatura de cor necessária. Utiliza-se a tabela de correlação dos dados para a obtenção do fator de utilização. A norma tem, em anexo, uma tabela, que ajuda a sintetizar os dados para aplicar o cálculo e determinação do número mínimo de luminárias. 19Dimensionamento de iluminação de interiores residenciais O arranjo dos locais de trabalho deve sempre descartar a faixa marginal. A faixa marginal é aquela próxima das paredes, onde as tarefas de acuidade não serão feitas. O parâmetro de altura para o platô de trabalho é de 0,75 metros acima do piso. Nos casos em que é sabido que o arranjo das áreas funcionais, de trabalho, acomete todo o espaço até os limites da sala, devemos iluminar a sala completamente. No estudo de leiaute da iluminação em residências, observamos a existência de poucos lugares cujas atividades tendem a ser muito prolongadas e de grande acuidade, dependendo muito da rotina dos seus usuários. O planejamento da iluminação pode ficar condicionado ao estabelecimento da mobília. Esses estudos devem, de preferência, ocorrer quando já se tem minimamente fixada a posição padrão do recheio doméstico. O mundo hoje é de total automatização. Quase todos os processos mecânicos de uma edificação têm se tornado automatizados. A iluminação residencial automatizada vem, junto com outros processos, como climatização, abertura de portas e janelas, irrigação, etc., expandindo-se e criando novos adeptos com muita rapidez. A domótica, termo que vem da junção das palavras domus (casa) e robótica, é a área do conhecimento que trata da automação de uma casa. A redução do consumo de energia, a segurança, a facilidade de uso e a versatilidade do processo torna o automação uma peça-chave no dimensionamento da iluminação, que ainda deve ser cuidadosamente calculado, porém, com esse recurso, muito mais bem aproveitado. A automação da iluminação residencial pode ser controlada por controles remotos, smartphones, tablets ou computadores, programando a hora, a lâmpada e a intensidade da luz, e por quanto tempo ficará ligada. Dimensionamento de iluminação de interiores residenciais20 3 Cálculo luminotécnico de interiores residenciais O cálculo luminotécnico de interiores residenciais deve seguir a ABNT NBR ISO/CIE 8995-1:2013. Para um bom projeto de iluminação é necessário definir a quantidade de iluminância necessária ao conforto e à segurança. A norma se dedica a considerar as áreas da tarefa e áreas do entorno; é relevante evitar fadiga visual devido a pontos muito iluminados e outros com baixa iluminação. A preocupação aplicada à norma são as operações de trabalho, mas é claro que, em se tratando de residências, devemos prever os comportamentos e rotinas dos usuários ainda não normatizados. Segundo Martau (2009), as normas técnicas levam muito tempo para serem revisadas e atualizadas e se limitam aos aspectos relacionados à eficiência energética somente; entre- tanto o grande desafio dos projetos é também o atendimentoàs exigências psicológicas e fisiológicas do organismo humano. Considerando que é necessário o melhor aproveitamento lumínico dos ambientes para gerar saúde, bem-estar e segurança, a Figura 11 demonstra a eficiência energética das lâmpadas elétricas e suas respectivas potências, o que ajuda a calcular os pontos de iluminação da residência. Figura 11. Potência e eficiência energética (lm/W) das lâmpadas elétricas. Fonte: Adaptada de OSRAM ([2009?]). 21Dimensionamento de iluminação de interiores residenciais Para calcular e dimensionar cada área você pode seguir o seguinte roteiro (ILUMINÂNCIA..., [201-?]). 1. Determinar a iluminância (E). 2. Calcular o índice do local (k), conforme apresentado a seguir. k = C × L(C + L) × A onde: � C = comprimento do local; � L = largura do local; � A = altura entre a luminária e o plano de trabalho. 3. Escolher o tipo de lâmpada e a luminária. 4. Em função do índice do local (k), dos índices de refletância do piso, parede e teto (Quadro 3), determinar o fator de iluminação na tabela da luminária escolhida. Fonte: Adaptado de Iluminância... ([201-?]). Branco Claro Médio Escuro Teto 80% 70% 50% 30% Parede 50% 30% 10% Piso 30% 10% Quadro 3. Fatores de iluminação Dimensionamento de iluminação de interiores residenciais22 5. Verificar o fator de manutenção (FM), que você pode ver no Quadro 4. Fonte: Adaptado de Iluminância... ([201-?]). Ambiente Limpo Médio Sujo Fator de manutenção (FM) 0,9 0,8 0,6 Quadro 4. Fatores de manutenção 6. Calcular a quantidade de luminárias, conforme apresentado a seguir. N = E × S φ × FU × FM onde: � N = quantidade de luminária; � E = iluminância desejada; � S = área do local; � φ = fluxo da luminária = fluxo luminoso da lâmpada × quantidade de lâmpada por luminária; � FU = fator de utilização; � FM = fator de manutenção. 7. O espaçamento das luminárias, para se obter uma distribuição uniforme, deve ser, via de regra, entre 1 e 1,5 a altura entre a luminária e o plano de trabalho (A). Todo cálculo deve ter uma tolerância, isso significa que devemos sempre estar de acordo com o preconizado pela norma ABNT NBR ISO/CIE 8995- 1:2013, baseada em dados práticos, e ter uma variação em torno de 10% para os valores obtidos de iluminância e luminância. 23Dimensionamento de iluminação de interiores residenciais Evidências de uma boa iluminação Podemos contar com cálculos, índices, normas e equipamentos para melhorar a iluminação dos ambientes residenciais, porém há que se contar também com a sensibilidade de cada pessoa que vive no local. Muitas vezes não se nota o quanto a iluminação está errada até que a pessoa se muda para o local, mas também muitas vezes não é necessário um ponto de comparação para se notar o quanto o ambiente está mal iluminado. As mudanças no humor, na limpeza, na rotina da família pode significar má iluminação. Com a infinidade de recursos disponíveis no mercado, dar solução ao problema pode não ser tão fácil do ponto de vista estético, mas no quesito técnico é tudo bem mais simples. Shuboni e Yan (2010) defendem que os benefícios da iluminação artificial para a nossa sociedade têm grandeza e obviedade, porém o impacto e a importância da luz noturna sobre o nosso corpo necessita ser reconhecido e compreendido. A Figura 12 evidencia um bom exemplo de iluminação distribuída em uma sala de estar integrada com o jantar, que está adequada ao uso sem muito luxo conforme a legenda a seguir. 1. A iluminação pontual foi distribuída difusamente a todo o ambiente usando o tecido da luminária de teto como filtro. 2. A luz do abajur oferece uma iluminação mais amena e suave. 3. Os lustres pendentes sobre a mesa de jantar evidenciam e marcam o ambiente, focalizam o ponto de referência da sala e proporcionam iluminação focal, adequada ao uso do local. 4. Assim como os pendentes da mesa de jantar, os da bancada divisória da cozinha fazem uma iluminação focal sem incidir na vista, iluminando apenas o balcão. Dimensionamento de iluminação de interiores residenciais24 1 3 4 2 Figura 12. Iluminação de sala de estar integrada. O dimensionamento do projeto luminotécnico residencial deve atender aos usuários, observando a rotina da casa. Hoje, como a casa vem sendo cada vez mais lugar de trabalho, fazer reuniões de negócios e também de receber visitas são questões a serem ponderadas para um perfeito planejamento do projeto elétrico em consonância ao luminotécnico. Quando o uso do ambiente é alterado, deve ser mudado também o projeto. Assim os moradores devem estar preparados para buscar, de tempos em tempos, fazer uma atualização do sistema lâmpadas–luminárias, atendendo a evolução da dinâmica doméstica. Isso resultará, muitas vezes, em maior economia, pela simples melhoria da eficiência das lâmpadas e luminárias, além de trazer mais segurança aos moradores. 25Dimensionamento de iluminação de interiores residenciais ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. ABNT NBR ISO/CIE 8995-1:2013: Ilumi- nação de ambientes de trabalho: parte 1: interior. Rio de Janeiro: ABNT, 2013. GIACOBBO, J. Estudos de caso comparativos entre normas de iluminação: NBR 5413 e NBR ISO 8995-1. 2014. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Elétrica)- Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre, 2014. Disponível em: https://lume.ufrgs.br/handle/10183/105051. Acesso em: 2 abr. 2020. FIORINI, T. M. S. 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Assim, os editores declaram não ter qualquer responsabilidade sobre qualidade, precisão ou integralidade das informações referidas em tais links. PAIS, A. M. G., Condições de iluminação em ambiente de escritório: influencia no conforto visual. 2011. Dissertação (Mestrado em Ergonomia na Segurança no Trabalho)- Uni- versidade de Lisboa, Lisboa, 2011. Disponível em: http://hdl.handle.net/10400.5/3048. Acesso em: 2 abr. 2020. PINHEIRO, A. C. da F. B. Conforto ambiental: iluminação, cores, ergonomia, paisagismo e critérios para projeto. São Paulo: Érica, 2014. (Série Eixos). POTÊNCIA de iluminação por cômodo! Cálculo e luminotécnica! [S. l.: s. n.], 2016. 1 vídeo (6 min). Publicado pelo canal Mundo da Elétrica. Disponível em: https://www. youtube.com/watch?v=5Zf3oojMGDg. Acesso em: 2 abr. 2020. QUEIROZ, P. Iluminação: guia completo para a sua casa. Casa e Jardim, 2018. 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Dimensionamento de iluminação de interiores residenciais28 Dica do professor Você já sabe da importância de se planejar para executar um bom projeto de iluminação e já considera que há aspectos imprescindíveis e que não podem deixar de ser analisados. O processo de especificação dos itens como lâmpadas e luminárias exige atualizações sistemáticas para a eficiência do projeto. Na Dica do Professor, você vai conhecer quatro passos importantes para projetar com eficiência a iluminação de um ambiente residencial, considerando cada tipo de iluminação nos ambientes em geral e a importância da compatibilização de projetos complementares para maior assertividade. Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar. https://fast.player.liquidplatform.com/pApiv2/embed/cee29914fad5b594d8f5918df1e801fd/cc03d3ba34b9bae4238b5d36096d68ef Na prática As atividades do cotidiano de uma família dependem muito da iluminação. Não há como negar a importância de se planejar e dimensionar adequadamente a iluminação residencial. Desde o uso geral em salas e quartos, até em banheiros e cozinhas, nestes últimos com um cuidado ainda maior, a luz deve ser bem dimensionado. Em Na Prática, você vai conhecer a história de uma família que ignorou o bom dimensionamento da iluminação da cozinha e sofreu sérias consequências por isso. Conteúdo interativo disponível na plataforma de ensino! Saiba + Para ampliar o seu conhecimento a respeito desse assunto, veja abaixo as sugestões do professor: Iluminação: tudo sobre lâmpadas e como iluminar Entender os diversos tipos de lâmpadas no mercado pode parecer muito complicado diante de tantas opções atuais, mas, com algumas informações básicas, você pode escolher de maneira assertiva e especificar com muita eficácia a iluminação de um ambiente. Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar. Qual iluminação é melhor para banheiros? Dentro de um ambiente muitas vezes pequeno e de grandes exigências de limpeza, a iluminação pode melhorar a forma como se usa. É sempre bom saber que tipo de iluminação será ideal para que um banheiro tenha eficiência em asseio e salubridade. Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar. Iluminação - Guia completo para sua casa Para iluminar artificialmente e com eficiência a edificação residencial, é necessário que se tenha conhecimento das demandas e do cotidiano do local, mas, fundamentalmente, o conhecimento das novas tecnologias também auxilia no processo de dimensionamento. https://www.youtube.com/embed/pbRaJEu7OC8 https://www.archdaily.com.br/br/924751/qual-iluminacao-e-melhor-para-banheiros?ad_source=search&ad_medium=search_result_articles?v=1597520622 Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar. https://revistacasaejardim.globo.com/Casa-e-Jardim/Decoracao/noticia/2016/11/iluminacao-guia-completo-para-sua-casa.html?v=1037422835 Escolha dos materiais de construção e sua influência na acústica dos espaços Apresentação Uma das finalidades da arquitetura é proporcionar para a cidades e seus usuários ambientes construídos que abriguem as mais variadas atividades do cotidiano. A realização das tarefas diárias — como morar, trabalhar e estudar — e das atividades de lazer e entretenimento deve acontecer em condições e ambientes confortáveis e agradáveis. Nesse sentido, os projetos de arquitetura exercem grande influência no comportamento dos ambientes, uma vez que podem prever, desde sua concepção, os materiais e as técnicas que são usados e ajudam na habitabilidade das instalações. O conforto acústico é um dos fatores que influenciam na qualidade dos espaços. Somado a outros atributos, como iluminação, temperatura e ventilação, o nível de ruído é essencial para o bom uso dos espaços. Os materiais construtivos e de acabamento disponíveis no mercado têm diferentes comportamentos em relação à absorção do som. Nesta Unidade de Aprendizagem,você irá acompanhar a explicação do conceito de coeficiente de absorção dos materiais. Também irá analisar a performance acústica dos elementos construtivos mais utilizados, sua composição e aplicação nos projetos. Bons estudos. Ao final desta Unidade de Aprendizagem, você deve apresentar os seguintes aprendizados: Definir os coeficientes de absorção acústicas de materiais.• Reconhecer a performance acústica dos materiais de construção.• Caracterizar materiais compostos e revestimentos acústicos.• Infográfico Apesar de os elementos maciços de vedação, como lajes e paredes, serem os mais lembrados quando o assunto é acústica dos ambientes, os sistemas de abertura exercem grande influência no isolamento de ruídos. Portas e janelas podem ser fontes de passagem de ruído significantes e, por isso, devem ser especificadas de acordo com as condições de isolamento necessárias em cada edificação. Neste Infográfico, veja os principais sistemas de abertura e sua performance acústica. Além disso, acompanhe quais são os materiais mais utilizados para as esquadrias, com suas vantagens e desvantagens, e os tipos de vidro que podem ser usados para melhorar a absorção de ruídos ou minimizar a passagem do som. Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar. https://statics-marketplace.plataforma.grupoa.education/sagah/a03439e6-b8fe-448b-87d2-af392eb2dab9/acada8f4-15b5-4400-9fa4-1b9bdc87ca42.jpg Conteúdo do livro O papel dos materiais de construção e de acabamento nas edificações vai muito além dos aspectos plásticos. A especificação dos elementos que farão parte das construções pode garantir, desde a concepção do projeto, ambientes com condições adequadas de conforto e habitabilidade aos usuários e às diversas atividades exercidas no cotidiano. O conforto acústico — o nível de ruído e a forma como ele se propaga em um ambiente — está diretamente relacionado à qualidade com a qual as tarefas conseguem ser executadas em um espaço. No capítulo Escolha dos materiais de construção e sua influência na acústica dos espaços, da obra Conforto ambiental: ventilação e acústica, base teórica desta Unidade de Aprendizagem, identifique exemplos de materiais que podem ser especificados para garantir condições acústicas adequadas aos ambientes. Com a apresentação do conceito de coeficiente de absorção dos materiais, observe também as características e a performance acústica dos materiais construtivos mais utilizados. Boa leitura. CONFORTO AMBIENTAL: VENTILAÇÃO E ACÚSTICA Anna Carolina Manfroi Galinatti Escolha dos materiais de construção e sua influência na acústica dos espaços Objetivos de aprendizagem Ao final deste texto, você deve apresentar os seguintes aprendizados: Definir os coeficientes de absorção acústica de materiais. Reconhecer a performance acústica dos materiais de construção. Caracterizar materiais compostos e revestimentos acústicos. Introdução A performance acústica é um dos parâmetros para aferição da habita- bilidade dos espaços construídos. Uma vez que as construções podem abrigar as mais variadas atividades, a preocupação com o comportamento dos ambientes em relação à propagação do som torna-se legítima. As tarefas do cotidiano dos usuários devem ser realizadas em condições agradáveis e adequadas à sua finalidade. Um ambiente de estudos, por exemplo, deve ser tranquilo, com baixos níveis de ruído. A estrutura de um teatro, por sua vez, deve ser projetada visando à propagação adequada do som, com volume adequado e sem eco. O desempenho acústico dos ambientes começa a ser esboçado já na concepção dos projetos de arquitetura, uma vez que os materiais constru- tivos e de acabamento utilizados influenciam muito o comportamento dos ambientes. Neste capítulo, portanto, mostraremos os principais ma- teriais utilizados para ganho de performance acústica nas construções. Para isso, inicialmente você será apresentado ao conceito de coeficiente de absorção acústica, característica que varia de material para material. 1 Coeficientes de absorção acústica de materiais A habitabilidade dos ambientes é o somatório das características que tornam um espaço mais ou menos confortável para o uso para o qual eles foram projetados. Esses atributos compreendem a iluminação, a temperatura interna e diversos outros fatores que fazem as pessoas se sentirem bem ao utilizar os ambientes, entre eles o conforto acústico, que trata da maneira como as ondas sonoras se propagam dentro do espaço. Segundo Buxton (2017), existem três fatores principais que contribuem para a propagação dos sons no ambiente construído: 1. o controle das barreiras sonoras; ou seja, a existência de bloqueios entre a fonte dos ruídos e o ambiente; 2. o controle da transmissão dos ruídos dentro de edifícios, sejam estes provenientes de pessoas, máquinas ou instalações prediais; 3. o desempenho acústico do recinto, geralmente ligado ao nível de eco no interior dos espaços. Segundo a autora, porém, a primeira alternativa (a redução do ruído na fonte) não costuma ser viável para a maioria dos sons que afeta uma edifica- ção, uma vez que eles “[...] costumam emanar de fontes fora do controle do projetista (como o barulho do trânsito de uma avenida, as atividades de um vizinho, etc.)” (BUXTON, 2017, p. 179). Por sua vez, o segundo fator para melhorar a performance acústica dos espaços, o controle dos ruídos internos do edifício, pode ser resolvido com a mudança nos componentes construtivos principais da edificação. Para Buxton (2017, p. 179), “Isso pode ser visto no uso de pesadas janelas com vidros duplos para a redução do barulho do trânsito ou na especificação de paredes internas de montantes leves e duplos”. A terceira alternativa é a modificação das propriedades acústicas do recinto que se está otimizando. Embora tenha pouca eficácia na redução dos ruídos oriundos do exterior, essa técnica melhora o conforto do espaço ao reduzir os ecos e, com isso, otimiza a compreensão do que é dito no interior desses espaços, por exemplo. O controle do eco nos ambientes, ou controle da reverberação, é feito pelo uso de materiais com coeficientes de absorção sonora distinta. Quanto maior o coeficiente de absorção dos materiais de um recinto, menor será a reverberação dentro do ambiente, reduzindo o eco. Quartos, por exemplo, geralmente têm cortinas e roupas de cama, materiais que absorvem bastante o Escolha dos materiais de construção e sua influência na acústica dos espaços2 som, enquanto banheiros, cuja maioria é revestida com pisos e revestimentos de parede de material cerâmico, têm consideravelmente mais reverberação. À escolha dos materiais que revestem os ambientes, somam-se as dimensões do espaço na definição do tempo de reverberação no interior do recinto. Para medir o tempo de reverberação, pode-se recorrer a duas opções. A primeira, empírica, consiste em emitir “[...] um som interrompido (um impacto ou ruído repentino)” e mensurar “[...] o tempo que leva para esse nível de ruído cair até 60 dB” (BUXTON, 2017, p. 180). A segunda é, durante o período de projeto, fazer um cálculo que leva em conta o coeficiente de absorção e o volume do ambiente utilizando a seguinte fórmula: onde: T = tempo de reverberação; V = volume do recinto (m³); Sά = absorção superficial total (m²); x é o coeficiente relacionado à atenuação sonora do ar. O coeficiente de absorção utilizado na fórmula acima é uma propriedade específica de cada material, cujos valores são tabelados para quase todos os materiais utilizados na construção civil, facilitando a tomada de decisão dos arquitetos. A quantidade de som absorvido pelos materiais varia conforme a frequência do som, medida em hertz. Veja, no Quadro 1, uma lista com os materiais mais utilizados em edifícios. Frequência (hertz) 125 250 500 1.000 2.000 4.000 Concreto aparente liso 0,01 0,01 0,02 0,02 0,02 0,05 Reboco em parede maciça 0,04 0,05 0,06 0,08 0,040,06 Gesso acartonado em parede oca de montantes leves 100 mm 0,08 0,11 0,05 0,03 0,02 0,03 Gesso acartonado em parede de montantes leves com cavidade pre- enchida com lã mineral 100 mm 0,30 0,12 0,08 0,06 0,06 0,05 Quadro 1. Coeficiente de absorção de alguns materiais (Continua) 3Escolha dos materiais de construção e sua influência na acústica dos espaços Frequência (hertz) 125 250 500 1.000 2.000 4.000 Vidro de 6 mm 0,10 0,06 0,04 0,03 0,02 0,02 Vidros duplos com chapas de 2–3 mm e câmara de ar de 10 mm 0,15 0,05 0,03 0,03 0,02 0,02 Parede leve de aglomerado de 22 mm com cavidade de 50 mm preenchida com lã mineral 0,12 0,04 0,06 0,05 0,05 0,05 Painéis acústicos de madeira para o revestimento de paredes 0,18 0,34 0,42 0,59 0,83 0,68 Gesso sobre tela metálica com câmara de ar profunda 0,20 0,15 0,10 0,05 0,05 0,05 Cortina plissada pendurada em frente a uma parede maciça 0,05 0,15 0,35 0,40 0,50 0,50 Piso elevado composto de madeira aglomerada de 45 mm revestida por chapas de aço a 800 mm da laje de concreto, sem carpete 0,08 0,07 0,06 0,07 0,08 0,08 Tabuado de madeira sobre barrotes 0,15 0,11 0,10 0,07 0,06 0,07 Piso de linóleo ou vinil colado no concreto 0,02 0,02 0,03 0,04 0,04 0,05 Carpete puncionado de 5 mm colado no concreto 0,01 0,02 0,05 0,15 0,30 0,40 Carpete com lanugem de densi- dade média e base de borracha esponjosa 0,50 0,10 0,30 0,50 0,65 0,70 Porta de madeira maciça 0,14 0,10 0,06 0,08 0,10 0,10 Lã mineral de 50 mm (96 kg/m3) por trás da chapa de aço perfu- rada em 25% de sua superfície 0,20 0,35 0,65 0,85 0,90 0,80 Painéis de gesso decorativos para uso em forro 0,20 0,22 0,18 0,15 0,15 0,16 Quadro 1. Coeficiente de absorção de alguns materiais (Continuação) (Continua) Escolha dos materiais de construção e sua influência na acústica dos espaços4 Observe o Quadro 1 e tente verificar se os valores mais altos designam os materiais com maior ou menor capacidade de absorver ondas sonoras. Ora, você sabe que superfícies muito lisas e duras, como o concreto, tendem a produzir espaços com mais eco, enquanto cortinas e outros tecidos têm propriedades opostas, certo? Pelo seu conhecimento e pela análise do Quadro 1, fica claro que, quanto maior for o coeficiente de absorção de um material, menos reverberação haverá no ambiente. Para escolher o melhor material construtivo, é preciso que você saiba, de antemão, o tipo de som que ele deverá atenuar. Como vimos no Quadro 1, diferentes materiais têm propriedades distintas, dependendo da frequência sonora que incide sobre eles. Para que você saiba que frequência cada tipo de som produz, veja o gráfico da Figura 1, produzido por Ching e Binggeli (2019) para relacionar frequência e intensidade (medida em decibéis). Fonte: Adaptado de Buxton (2017). Frequência (hertz) 125 250 500 1.000 2.000 4.000 Assento forrado em parte e desocupado 0,07 0,12 0,26 0,42 0,50 0,55 Cadeira de metal ou plástico desocupada em unidades de m2 (por cadeira) 0,07 0,00 0,14 0,00 0,14 0,14 Assentos totalmente forrados (por item), em m2 0,12 0,00 0,28 0,00 0,32 0,37 Superfície de água (por exemplo, de uma piscina) 0,01 0,01 0,01 0,01 0,02 0,02 Quadro 1. Coeficiente de absorção de alguns materiais (Continuação) 5Escolha dos materiais de construção e sua influência na acústica dos espaços Figura 1. Tipos de som e sua frequência. Fonte: Ching e Binggeli (2019, p. 291). Mesmo que a intensidade sonora seja bastante importante, geralmente é uma propriedade difícil de controlar, pois costuma estar relacionada a ele- mentos externos. O máximo que pode ser feito em construções é garantir o isolamento sonoro entre a fonte de ruído e o ambiente de estar. Pense em um aeroporto, onde os aviões produzem níveis de ruído muito altos e, por isso, os ambientes internos são completamente isolados do exterior. No entanto, a qualidade sonora do interior dos espaços pode ser trabalhada de maneira inteligente para que esses ambientes se tornem mais agradáveis: Quando detalhamos os materiais acústicos apropriados, conseguimos obter um tempo de reverberação (T) adequado dentro de um recinto. Por essa ra- zão, o tempo de reverberação de um espaço é normalmente utilizado como o critério de desempenho para o projeto de cômodos nos quais se deseja uma boa inteligibilidade da fala ou um ambiente auditivo adequado (BUXTON, 2017, p. 181). Escolha dos materiais de construção e sua influência na acústica dos espaços6 A escolha dos materiais corretos pode, portanto, modificar a performance sonora de um espaço já construído, uma vez que podem ser adotadas medidas mesmo depois do final da construção, como a instalação de placas de absorção sonora, por exemplo. Na Figura 2, você pode ver um exemplo de material com alto nível de absorção sonora. Figura 2. Revestimento de parede com alta absorção. Fonte: Isoteto ([201-?], documento on-line). Nesta seção, vimos que os materiais utilizados nos ambientes podem modi- ficar a qualidade dos espaços internos, bem como a iluminação e a temperatura. Porém, para que isso seja colocado em prática em seus projetos, é preciso que você conheça as propriedades dos revestimentos e faça as escolhas corretas em cada etapa. A seguir, você verá a relação entre os materiais de construção e a performance acústica, com exemplos práticos de como aplicá-las em seus projetos. 2 Relação entre materiais de construção e performance acústica Como você já sabe, as propriedades acústicas de um material estão intima- mente ligadas à capacidade de cada superfície de absorver ou refl etir as ondas sonoras que incidem sobre ela. Um piso cerâmico ou de concreto liso, por 7Escolha dos materiais de construção e sua influência na acústica dos espaços exemplo, refl ete grande parte do som que se propaga no ambiente, enquanto um piso mais rugoso, como a madeira e o carpete, absorve muitas das ondas. O resultado é que, em um ambiente revestido com materiais refl etores, o som se propaga por mais tempo, contribuindo para o aumento do desconforto sonoro e, por consequência, difi cultando a compreensão do que é dito pelos usuários. Em muitos casos, os projetistas optam por utilizar uma combinação de diferentes materiais para garantir a performance acústica sem renunciar às características estéticas. Na Figura 3, você pode ver como, no Instituto Moreira Salles (IMS), do escritório Andrade Morettin Arquitetos, a parede de concreto e as fachadas de vidro, altamente reflexivas, foram combinadas com um forro de madeira microperfurado e um piso de pedra portuguesa bastante rugoso, que dissipam melhor as ondas sonoras. Figura 3. IMS São Paulo: Andrade Morettin Arquitetos. Fonte: Nelso Kon/ArchDaily.com. O caso do IMS é um exemplo claro de que, quando as preocupações com performance acústica são consideradas no escopo do projeto, o resultado pode ser técnica e esteticamente interessante, sem que sejam necessários paliativos para resolver um problema após o término da construção. Nesse caso, as preocupações com a acústica foram implementadas no projeto arquitetônico, otimizando a qualidade espacial em todos os sentidos. Escolha dos materiais de construção e sua influência na acústica dos espaços8 A relação entre os materiais construtivos e a propagação das ondas sonoras impacta diretamente a habitabilidade dos espaços, seja pela diminuição da reverberação, seja pela diminuição do ruído existente no espaço. Pela ob- servação da Figura 4, fica claro o porquê de as superfícies rugosas e macias dispersarem mais os sons. Figura 4. Incidência das ondas sonoras em diferentes materiais. Fonte: Ching e Binggeli (2019, p. 290). Além do tipo de material utilizado, a geometria dos componentes constru- tivos influencia muito a qualidade acústica de um espaço. Para Sato e Ramos (2014, p. 124), o uso do ambiente deve ser considerado para que “[...] a escolha correta dos materiais permita o aproveitamento máximo das ondas sonoras ou, ao contrário, a minimização do desconforto”.Veja, na Figura 5, o exemplo de uma sala comercial onde o forro liso em concreto permite a propagação livre do som, aumentando o desconforto. 9Escolha dos materiais de construção e sua influência na acústica dos espaços Figura 5. Ambiente com propagação livre de ondas sonoras. Fonte: Sato e Ramos (2014, p. 124). Quando existe uma preocupação maior com a habitabilidade nos espaços, é comum que seja adicionada uma camada a mais de complexidade nos projetos, como você viu no caso do IMS. Sato e Ramos (2014) demonstram como a utilização de superfícies absorventes e elementos tridimensionais no forro pode melhorar a qualidade acústica do ambiente: Em escritórios, por exemplo, utilizam-se “aletas” presas ao teto ou um teto pré-moldado já com essas saliências para impedir que as ondas sonoras reali- zem inúmeras reflexões e difrações, contribuindo para que o ambiente esteja sempre a um nível sonoro que possibilite o desenvolvimento de um trabalho produtivo, sem riscos à saúde dos profissionais (SATO; RAMOS, 2014, p. 124). Na Figura 6, você pode ver como seria o corte do mesmo espaço da Figura 5 se, durante o projeto, tivesse havido uma preocupação maior com a acústica interna do ambiente. Figura 6. Ambiente com elementos acústicos. Fonte: Sato e Ramos (2014, p. 125). Escolha dos materiais de construção e sua influência na acústica dos espaços10 Alguns casos, como os auditórios, exigem medidas ainda mais complexas para a satisfação das necessidades acústicas. No projeto do IMS São Paulo, o auditório foi projetado de modo a poder receber tanto palestras quanto recitais musicais e sessões de cinema, o que traz um grande desafio do ponto de vista acústico, pois cada um desses usos demanda um tipo de performance sonora. A solução encontrada pela Harmonia Acústica, empresa responsável pelo projeto acústico do edifício, foi engenhosa: “Painéis pivotantes (com dobradiças), de um lado, são refletores e, do outro, fonoabsorventes, para alterar o tempo de reverberação, adequando a sala para os diferentes usos” (ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA PARA A QUALIDADE ACÚSTICA, 2017, documento on-line). No auditório do IMS, as placas das paredes são móveis, adaptando o comporta- mento acústico da sala às diferentes necessidades, como você pode ver na Figura 7. Figura 7. Auditório do IMS Fonte: Nelso Kon/ArchDaily.com. Nem sempre os arquitetos têm a possibilidade técnica e os recursos financeiros necessários para realizar projetos cuja performance acústica se molde perfeitamente aos mais diferentes usos possíveis. Porém, na maioria dos casos, basta conhecer as propriedades de absorção acústica dos materiais e utilizá-los de maneira combinada com os elementos espaciais para que o ambiente tenha níveis de ruído compatíveis com o uso que se deseja dar. 11Escolha dos materiais de construção e sua influência na acústica dos espaços Agora que você já conhece os tipos de materiais e como eles podem ser utilizados nos espaços para melhorar a habitabilidade por meio da performance acústica, aprenderá, na próxima seção, como a combinação de diferentes mate- riais em componentes construtivos pode trazer ainda mais qualidade acústica para seus projetos sem comprometer os aspectos visuais e de manutenção. 3 Materiais compostos e revestimentos acústicos Os materiais construtivos raramente são utilizados de maneira isolada na construção civil, em especial quando se trata de materiais empregados para resolver aspectos técnicos, como a qualidade acústica de um ambiente. Hoje, existem, no mercado, diversas soluções de materiais que, quando combinados, otimizam a performance sonora de um espaço. O coeficiente de transmissão sonora (CTS) é, segundo Ching e Binggeli (2019), a propriedade medida nos materiais que atesta o nível de isolamento acústico de um material, ou seja, quanto das ondas sonoras passam de um lado para outro de uma parede, por exemplo. Veja, na Figura 8, como esse valor varia conforme o tipo de parede utilizado, sua espessura e a combinação de diferentes materiais, e conforme, até mesmo, o posicionamento dos elementos construtivos no interior de uma parede. Figura 8. CTS de diferentes paredes. Fonte: Ching e Binggeli (2019, p. 293). Para o autor, é preciso evitar que as vibrações sonoras passem de um lado para outro. Para isso, existem duas alternativas: o aumento da massa do elemento construtivo (uma parede de tijolos maciços, por exemplo, tem mais massa que uma parede de estrutura metálica) ou a combinação de diferentes Escolha dos materiais de construção e sua influência na acústica dos espaços12 materiais, isolados fisicamente entre si. Nas paredes leves, como as de drywall ou wood frame: “A disposição em zigue-zague dos montantes de uma parede ou divisória — formando duas fileiras separadas de montantes em zigue-zague — quebra a continuidade do caminho ao longo do qual os sons oriundos da estrutura podem ser transmitidos” (CHING; BINGGELI, 2019, p. 293). Na Figura 9, você pode ver como esta disposição dos elementos estruturais isolados com o uso de mantas de fibra de vidro pode melhorar o isolamento acústico de uma parede. Figura 9. Parede composta. Fonte: Ching e Binggeli (2019, p. 294). Em ambientes em que as exigências acústicas precisam ser combinadas com outras demandas técnicas, como a resistência ao fogo e à umidade, como é o caso de muitos ambientes voltados a serviços de saúde, é adicionada uma camada a mais de complexidade aos elementos que compõem uma divisória. Na Figura 10, você pode ver o exemplo de uma parede construída por placas resistentes ao fogo e à água que recebe, entre seus montantes, material isolante acústico. 13Escolha dos materiais de construção e sua influência na acústica dos espaços Figura 10. Divisória com 60 minutos de resistência ao fogo e 45 dB de isolamento acústico, para áreas úmidas. Legenda: (1) placa de gesso Gyplac® ERH 15 mm Romeral®; (2) placa de gesso Gyplac® ERH 15 mm Romeral®; (3) montante, perfil C 90 × 38 × 6 × 0,85 mm c/ 400 mm; (4) canal, perfil U 92 × 30 × 0,85 mm; (5) lã de vidro Romeral® 100 mm. R = 100 = 312 (m2KW × 100); (6) parafuso autoperfurante trombeta ponta fina, 6 × 1 1/4". Fonte: Adaptada de Franco (2020). Existe uma diferença evidente entre o tipo de material composto utilizado e a superfície onde ele vai ser aplicado. Devido à natureza da propagação do som, uma solução que funciona muito bem em uma parede pode ser menos eficiente em superfícies horizontais, como pisos e forros. No entanto, o prin- cípio de separar os espaços que devem ser isolados e controlar o tempo de reverberação no interior dos espaços se mantém inalterado, independentemente da orientação do elemento construtivo. Escolha dos materiais de construção e sua influência na acústica dos espaços14 Assim como feito em relação a paredes, deve ser tomado o cuidado de aumentar consideravelmente a massa do elemento ou de separar os dois lados mecanicamente com uma manta isolante. No caso de pisos e lajes, podem ser utilizados elementos que simulem esse mesmo efeito de isolamento físico entre superfície caminhável e cobertura do pavimento inferior. Para Sapaj (2020), o isolamento em pisos pode ser otimizado pelo efeito massa–mola–massa, no qual um elemento elástico separa piso e laje, atenuando a transmissão de ondas sonoras de um pavimento para o outro: A “mola” deve ser previamente incorporada ao revestimento final. Para isso, recomenda-se o uso de lã de vidro de alta densidade e hidro-repelente, que atua como um elemento de isolamento térmico e acústico entre os espaços, gerando uma barreira à transmissão de sons, desconectando mecanicamente o elemento mezanino, minimizando a transferência de ruído de impacto ou equipamentos que emitem vibrações (SAPAJ, 2020, documento on-line). Na Figura 11, você pode ver um corte que mostra como uma placa de lã de vidro de alta densidade separa fisicamente a laje de concreto do contrapiso sobre o qual será assentado o piso. Desse modo, corta-se a transmissãodas ondas sonoras. Figura 11. Piso com separação mecânica. Fonte: Adaptada de Sapaj (2020). 15Escolha dos materiais de construção e sua influência na acústica dos espaços Finalmente, existem alguns sistemas industrializados que podem ser especificados pelos arquitetos para solucionar questões acústicas. Um dos elementos mais encontrados no mercado são os sistemas de painéis acústicos para forros que, quando combinados com outros elementos, melhoram a qualidade acústica dos interiores. Na Figura 12, você pode ver um sistema de placas acústicas pretas presas diretamente na cobertura metálica de um escritório, deixando as treliças estruturais aparentes. Como você sabe, as superfícies metálicas têm baixa absorção sonora, causando bastante eco nos espaços. A utilização de placas acústicas na construção mitiga os efeitos negativos desse tipo de estrutura, melhorando a habitabilidade do espaço. Figura 12. Placas acústicas em estrutura metálica. Fonte: Armstrong Ceilings/ArchDaily.com. Além dos revestimentos simples como o que vimos, existem algumas soluções que combinam performance acústica com elementos decorativos. Nesses casos, o formato das placas permite arranjos tridimensionais que costumam ser utilizados para tornar os espaços visualmente mais atrativos, como foi feito no auditório do IMS São Paulo. Escolha dos materiais de construção e sua influência na acústica dos espaços16 Na Figura 13, você pode ver um forro do tipo nuvem acústica utilizado em um escritório como elemento de ambientação além de melhorador da performance acústica. Observe como seu posicionamento em pontos mais baixos ajuda a zonear o ambiente, criando diferenças espaciais entre o que está diretamente abaixo e as outras áreas. Figura 13. Forro tipo nuvem acústica. Fonte: Armstrong Ceilings/ArchDaily.com. Como você pôde ver ao longo deste capítulo, existem inúmeras soluções técnicas para melhorar a performance acústica de um ambiente, desde a simples escolha de uma combinação de materiais com coeficientes de absorção sonora complementares até o uso de sistemas industrializados mais complexos. O tipo de sistema escolhido não importa: o essencial é ter a consciência de que a qualidade acústica de um ambiente, tantas vezes ignorada pelos requisitos do projeto arquitetônico, é tão importante quanto o conforto térmico. 17Escolha dos materiais de construção e sua influência na acústica dos espaços ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA PARA A QUALIDADE ACÚSTICA. Consonância entre arquite- tura e acústica promove conforto sonoro no Instituto Moreira Salles. 2017. Disponível em: http://www.proacustica.org.br/publicacoes/cases-sobre-acustica/consonancia-entre- -arquitetura-e-acustica-promove-conforto-sonoro-no-instituto-moreira-salles.html. Acesso em: 23 jul. 2020. BUXTON, P. Manual do arquiteto: planejamento, dimensionamento e projeto. 5. ed. Porto Alegre: Bookman, 2017. CHING, F. D. K.; BINGGELI, C. Arquitetura de interiores ilustrada. Porto Alegre: Bookman, 2019. FRANCO, J. T. Como projetar divisórias para arquitetura hospitalar?: 9 detalhes de paredes de alto desempenho. 2020. Disponível em: https://www.archdaily.com.br/br/939637/ como-projetar-divisorias-para-arquitetura-hospitalar-9-detalhes-de-paredes-de-alto- -desempenho. Acesso em: 23 jul. 2020. ISOTETO. Acústico. [201-?]. Disponível em: http://isoteto.com.br/?portfolio=revestimentos- -parede-acustico. Acesso em: 23 jul. 2020. SAPAJ, L. Como projetar espaços acusticamente eficientes. 2020. Disponível em: https:// www.archdaily.com.br/br/936218/como-projetar-espacos-acusticamente-eficientes. Acesso em: 23 jul. 2020. SATO, H.; RAMOS, I. M. L. Física para edificações. Porto Alegre: Bookman, 2014. (Série Tekne). Leituras recomendadas BISTAFA, S. Acústica aplicada ao controle de ruído. 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Escolha dos materiais de construção e sua influência na acústica dos espaços18 Dica do professor Você já percebeu que a escolha de materiais de construção e acabamento pode influenciar diretamente o conforto acústico dos espaços construídos? Cada tipo de uso exige determinadas características para obter um conforto acústico satisfatório. Nesta Dica do Professor, compreenda como é planejado o conforto acústico em um tipo de edificação muito usual: os hotéis. Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar. https://fast.player.liquidplatform.com/pApiv2/embed/cee29914fad5b594d8f5918df1e801fd/bb9741fbdd11a4694faeadcede6ec383 Na prática As edificações de uso público, sobretudo as que trazem áreas de exposição, como museus e centros culturais, precisam apresentar condições adequadas de isolamento acústico. São, muitas vezes, edificações com grandes áreas e que recebem um fluxo intenso de pessoas e atividades, precisando que aconteça — inclusive, concomitantemente — o isolamento acústico dos ambientes, sendo um desafio aos arquitetos projetistas. Na Prática a seguir, conheça algumas soluções projetuais propostas pelo escritório Andrade Morettin para o Instituto Moreira Salles (IMS), em São Paulo, que conta com espaços para serem recebidas atividades dos mais variados tipos. Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar. https://statics-marketplace.plataforma.grupoa.education/sagah/6423d50f-ca32-4153-bab5-9e909de477ba/7c53aed1-1a60-4b8d-8b81-6783939280a1.jpg Saiba + Para ampliar o seu conhecimento a respeito desse assunto, veja abaixo as sugestões do professor: Arquicast 103 - Acústica na arquitetura e urbanismo Ouça, neste episódio do podcast Arquicast, disponível no fim da página, uma explanação sobre a acústica nos projetos de arquitetura e urbanismo. Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar. Entendendo absorção e difusão acústica em projetos de arquitetura Este texto demonstra como os materiais se comportam de maneiras diferentes, dependendo de seu coeficiente de absorção sonora, com exemplos práticos. Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar. Sala São Paulo - Chitãozinho & Xororó - Sinfônico 40 anos A Sala São Paulo é um espaço de concertos na capital paulista que foi construído em um edifício que abrigava uma estação de trens. Veja, neste vídeo, um exemplo de apresentação realizada nesse espaço e perceba a acústica obtida. Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar. http://www.arquicast.com/2020/03/16/arquicast-103-acustica-na-arquitetura-e-urbanismo/ https://www.archdaily.com.br/br/912788/entendendo-absorcao-e-difusao-acustica-em-projetos-de-arquitetura https://www.youtube.com/embed/FvAQG9FmYk8 Noções de conforto ambiental Apresentação Atualmente, muito se fala em mudanças do clima, aquecimento solar, oscilações bruscas de temperatura e que tudo isso interfere diretamente no dia a dia das pessoas, nos ambientes em que vivem e no seu conforto térmico, lumínico, sonoro e higrotérmico. Para entender isso, primeiro é necessário compreender o que é o conforto ambiental e como ele interfere na arquitetura e no dia a dia das pessoas. Assim, ao elaborar um projeto ou uma revitalizaçãode espaço, o arquiteto deve realizar o levantamento de todos os fatores necessários para que essa obra proporcione conforto aos futuros usuários. Nesta Unidade de Aprendizagem, você estudará a influência do conforto ambiental na arquitetura, reconhecendo formas da obtenção nas edificações e em seus entornos. Também, analisará projetos arquitetônicos que contemplem o conforto ambiental. Bons estudos. Ao final desta Unidade de Aprendizagem, você deve apresentar os seguintes aprendizados: Definir conforto ambiental em arquitetura.• Reconhecer as formas de obtenção do conforto nas edificações e nos seus entornos.• Descrever, por meio de exemplos, projetos arquitetônicos que contemplem conforto ambiental. • Infográfico O conforto, o bem-estar e o melhor aproveitamento dos espaços são os principais objetivos do arquiteto ao projetar uma nova edificação ou revitalizar algo já existente. No Infográfico a seguir, você conhecerá pontos importantes do conforto ambiental na elaboração dos projetos arquitetônicos, já que é por meio do uso desses fatores que será gerado um ambiente adequado às necessidades solicitadas pelo cliente. Confira. Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar. https://statics-marketplace.plataforma.grupoa.education/sagah/b4e13bdf-22e9-4dce-8261-226385d54484/f3b5271f-6ca3-42ea-bd38-9c3857c6ad19.png Conteúdo do livro As mudanças climáticas, o aquecimento solar e as oscilações bruscas de temperatura estão cada vez mais alterando a maneira de viver, morar e trabalhar das pessoas. Dessa forma, ao elaborar um projeto ou uma revitalização de espaço, o arquiteto deve observar todos os fatores necessários para que essa obra atenda às necessidades dos seus futuros usuários, criando espaços e ambientes confortáveis para a função que se destinam quando ocupados. No capitulo Noções de conforto ambiental, da obra Conforto ambiental, você verificará esses fatores ao estudar o conforto ambiental relacionado a projetos arquitetônicos e edificações. Boa leitura. CONFORTO AMBIENTAL Fabiana Galves Mahlmann Noções de conforto ambiental Objetivos de aprendizagem Ao final deste texto, você deve apresentar os seguintes aprendizados: Definir conforto ambiental em arquitetura. Reconhecer as formas de obtenção do conforto nas edificações e nos seus entornos. Descrever, por meio de exemplos, projetos arquitetônicos que con- templem conforto ambiental. Introdução Estamos vivenciando mudanças no clima causadas pelo aquecimento global, que gera oscilações bruscas de temperatura; isso interfere di- retamente no nosso dia a dia, nos ambientes em que vivemos e no nosso conforto térmico. Assim, é importante entender o que é conforto ambiental e como ele interfere na arquitetura. Ao elaborar um projeto ou uma revitalização de um espaço, o arqui- teto deve realizar o levantamento de todos os fatores necessários para que essa obra proporcione bem-estar aos futuros usuários (CABEZAS, 2013). Esse bem-estar está diretamente associado ao conforto ambiental. Neste capítulo, você vai estudar o conforto ambiental, verificando a sua relação com a arquitetura e as formas como ele pode ser obtido nas edificações. Você também vai analisar exemplos de projetos arquitetô- nicos que contemplam o conforto ambiental. Influência do conforto ambiental na arquitetura Ao realizar um projeto arquitetônico, o arquiteto deve observar diversos fatores que o infl uenciam; entre esses fatores está o conforto ambiental que será propiciado aos seus usuários (SIQUEIRA, [2018]). Conforto ambiental é o termo usado para defi nir o conforto de cada ambiente, abrangendo também a questão estética. Assim, o conforto ambiental abrange os confortos acústico, térmico, lumínico, higrotérmico e visual de uma edifi cação (CABEZAS, 2013). O conforto ambiental visual trata do impacto que a poluição visual causa no nosso dia a dia. As placas, os outdoors, as pichações e outros tipos de interferências visuais nas fachadas são exemplos tratados no conforto am- biental visual. Em alguns casos, as placas acabam gerando poluição visual, já que o excesso de informações sem um tamanho padrão acaba se tornando apenas um amontoado de painéis que nem sempre gera o retorno desejado. As pichações, por sua vez, muitas vezes são feitas sem nenhuma regra e sem autorização dos proprietários dos espaços, dando origem a fachadas “sujas”. Elas são o oposto dos grafites, que são obras de arte que proporcionam belas imagens, que podem ser apreciadas por todos ao serem criadas nas paredes externas das edificações. O conforto ambiental térmico envolve a preocupação do arquiteto em tornar um cômodo climatizado, proporcionando um ambiente agradável in- dependentemente da localização, da estação e do período do dia (CABEZAS, 2013). Por sua vez, o conforto ambiental acústico de uma edificação é um dos condicionantes da sonoridade do lugar, proporcionando o isolamento acústico. Além de deixar os ambientes mais confortáveis, esse tipo de con- forto proporciona bem-estar e previne problemas de saúde relacionados à audição. Já o conforto higrotérmico é a sensação de bem-estar relacionada com a umidade e a temperatura em determinado ambiente e está relacionado à atividade desenvolvida naquele espaço. Morais Junior (2012), autor do artigo “Considerações sobre iluminação e trabalho”, descreve a importância do conforto ambiental lumínico nos ambientes (Figura 1) no seguinte trecho: [...] o processo da visão é bastante complexo e implica em uma série de fatores. Por isso mesmo é de grande importância tanto para a segurança das pessoas como para a qualidade do produto que a iluminação do posto de trabalho seja adequada às exigências da tarefa. Iluminação insuficiente implica di- retamente na perda de desempenho e no aumento do número de acidentes. A busca pelo equilíbrio entre temperatura, sons e ruídos, luminosidade e o estudo visual do ambiente são essenciais em um projeto arquitetônico; com estes fatores bem trabalhados é possível obter ambientes cada vez mais personalizados e agradáveis aos seus usuários (MORAIS JUNIOR, 2012, documento on-line). Noções de conforto ambiental2 Figura 1. Conforto lumínico em um ambiente. Fonte: ImageFlow/Shutterstock.com. Os fatores de conforto ambiental possuem normas próprias que servem de referência para legislações específicas, além de serem a base da certifi- cação ambiental de edifícios brasileiros. As principais normas de conforto ambiental são listadas abaixo. Elas foram elaboradas por agências como a Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT), responsável pelas Normas Brasileiras (NBRs), pela Organização Internacional de Norma- lização (ISO, do inglês International Organization for Standardization), pela Sociedade Americana de Engenheiros de Aquecimento, Refrigeração e Ar-condicionado (ASHRAE, do inglês American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers) e pela Agência Nacional de Vigilância Sanitária (ANVISA). Conforto higrotérmico: ABNT NBR 15220-3:2005, ISO 7730 e ASHRAE 55:2013. Conforto acústico: ABNT NBR 10152:2017 e ABNT NBR 12179:1992. Conforto visual: ABNT NBR ISO/CIE 8995-1:2013. Conforto lumínico: ABNT NBR 15575:2013. Qualidade do ar: Resolução RE/ANVISA nº. 9. Ergonomia: Norma Regulamentadora nº. 17 e ABNT NBR 9050:2015. 3Noções de conforto ambiental O conforto ambiental trata das sensações físicas e psicológicas compreendi- das pelo corpo humano em um determinado ambiente, enquanto a sustentabili- dade é o fator que trata do uso racional dos recursos da construção, do impacto ambiental, da qualidade e durabilidade das construções, do atendimento dos níveis de conforto exigidos, da eficiência energética, da gestão dos recursos das edificações e do desmonte ou reúso dos materiais. Os níveis de sustentabilidade de uma edificação são medidos por meio de selos de certificação ambiental. A eficiência energética, juntamentecom o conforto ambiental, compõe as qualidades daquilo que é visto como sustentável (PROJETO..., [2018]). Atualmente, existe uma preocupação muito grande com os materiais utilizados nas construções e com a sustentabilidade, para que se possa atingir o resultado desejado proporcionando o conforto das pessoas e o menor impacto possível no meio ambiente. As pessoas passaram a se preocupar em estar dentro de construções mais confortáveis, recorrendo ao conforto ambiental para atingir esse objetivo; daí a necessidade de se utilizar materiais de nível sustentável. Em resumo, conforto ambiental é o termo utilizado para representar o estado de satisfação dos usuários de um determinado espaço. O conforto ambiental, aplicado da maneira correta na arquitetura, permite que seus usuários futuros tenham melhores condições psicológicas, higrotérmicas, acústicas, visuais, lumínicas, de qualidade do ar e ergonômicas para a realização de suas tarefas, sejam de lazer, trabalho, descanso ou estudo. O arquiteto, na hora de projetar, deve analisar diversos fatores para atender aos desejos dos seus clientes, pois prever espaços e edificações com condições satisfatórias para o conforto ambiental é essencial. O objetivo é permitir a melhor relação do homem com o espaço e o seu conforto psicológico (PROJETO..., [2018]). O ser humano utiliza o sistema sensorial para identificar seu estado de conforto ambiental, pois é por meio das relações de sinestesia que consegue perceber o espaço no seu entorno. Não existe uma regra que indique quais as melhores condições para o conforto das pessoas, mas o conforto de um indivíduo é determinado levando-se em consideração vários fatores, como saúde, idade, atividade, roupas, sexo, etc (PROJETO..., [2018]). Noções de conforto ambiental4 Como obter o conforto nas edificações Ao iniciar a coleta de informações para a elaboração de um projeto arquite- tônico, seja de uma edifi cação nova, uma revitalização ou uma reforma, o arquiteto deve levar em consideração alguns pontos para que se obtenha o melhor aproveitamento das condições naturais do ambiente. Observar o clima, a orientação solar e os ventos e procurar aproveitar a energia solar como fonte de energia renovável são pontos fundamentais no desenvolvimento do projeto para se obter o resultado desejado. Percebemos mudanças significativas nos grandes centros urbanos; as alterações que ocorrem nas cidades e regiões afetam diretamente os climas e microclimas, que acabam impactando no conforto ambiental. O ritmo de vida das pessoas, os deslocamentos diários, a refrigeração ou o aquecimento artificial dos ambientes, as iluminações dos edifícios e locais públicos, as grandes concentrações de pessoas em determinados lugares e o fluxo de automóveis constituem fontes de calor e de diversos tipos de poluição, como ruídos e poeira, que alteram o microclima urbano e, assim, modificam o conforto da população. Um ponto que influencia o conforto térmico é a localização geográfica da edificação. As regiões com grandes depressões criam barreiras naturais para os ventos, por exemplo, não permitindo sua circulação. Em muitas regiões litorâneas, foram criadas grandes barreiras por prédios nas avenidas próximas ao mar, com a intenção de privilegiar a vista; no entanto, essas construções criam corredores de ventos, e a incidência solar é prejudicada, originando regiões quentes e úmidas e gerando um adensamento dos gases e uma situação de poluição muito grave (PROJETO..., [2018]). A poluição traz como conse- quências a modificação do regime de chuvas e o aumento da nebulosidade. Em alguns lugares, a água das chuvas é escoada para o sistema de esgoto, devido à presença de solo impermeável, e não tem tempo de refrescar o solo e o ar, exceto onde há parques, praças e jardins, onde as águas da chuva são drenadas pelo solo. Por isso, bairros inteiros sofrem com as altas temperaturas e acabam atraindo massas de ar carregadas de partículas de poluentes, que tornam os bairros ainda mais quentes e poluídos (PROJETO..., [2018]). Outro ponto que modificou bastante o conforto térmico das edificações é a falta de segurança dos dias atuais. Antigamente as pessoas dormiam com as janelas abertas, e as edificações não tinham grades ou muros — quando existiam, eram com alturas muito baixas, somente para demarcar os limites, 5Noções de conforto ambiental e não como proteção. Com as modificações na arquitetura decorrentes da insegurança, as construções não contam mais com a livre circulação de ar em seu interior, já que os muros cada vez mais altos e impenetráveis e a ne- cessidade de manter as janelas fechadas impedem os ventos de adentrarem o terreno (CABEZAS, 2013). As zonas rurais também sofrem alterações climáticas. No processo de urbanização, os terrenos são limpos e planificados, e, em seguida, inicia-se o projeto de implantação. Com essa limpeza, retira-se a camada fértil do solo e a variedade florestal existente, e o microclima sofre uma grande alteração. Uma parte importante da fauna e da flora desaparecem e ocorre a erosão e o empobrecimento progressivo do solo. A qualidade da água dos rios e mananciais é comprometida, tornando-se um grande problema para as futuras gerações. Conforto ambiental aplicado aos projetos de arquitetura A arquitetura sempre teve um papel importante no desenvolvimento das cidades e civilizações. Novas tecnologias surgem com o crescimento dos grandes centros urbanos e com as mudanças climáticas. No entanto, existem lugares onde os conceitos tecnológicos estão bem distantes do dia a dia das pessoas. É a partir do estudo sobre o local onde será realizado o projeto ou a reforma, levando em consideração fatores como o clima, a incidência solar e as tecnologias disponíveis, dentre outros, que o arquiteto poderá desenvolver a melhor opção para atender às necessidades do seu cliente. Hoje as populações ocupam principalmente os grandes centros urbanos e passam muito tempo dentro das edificações, seja trabalhando, estudando, descansando ou divertindo-se; daí a importância do conforto desses ambientes nas diferentes situações. As novas tecnologias e o desenvolvimento das cons- truções trouxeram informações e alternativas que permitem criar melhores condições acústicas, térmicas, lumínicas e de sustentabilidade nas edificações que sejam satisfatórias para a maioria das pessoas. Hoje são desenvolvidos projetos arquitetônicos inteligentes, com o uso de sistemas construtivos aprimorados, empregando equipamentos para climatização ambiental. Os aspectos de sustentabilidade estão sendo muito observados — há todo um cuidado para se produzir edificações econômicas e ambientalmente corretas, além de confortáveis para os futuros usuários, conforme aponta Alves (2016). A sensação de conforto é muito pessoal, o que é reconhecido também pelos órgãos de normalização que cuidam e regulamentam esse assunto. Um Noções de conforto ambiental6 exemplo pode ser verificado na definição de conforto térmico apresentada na norma ASHRAE 55: “Conforto térmico é aquela condição mental que expressa satisfação com o ambiente térmico” (ASHRAE STANDARD COMMITTEE, 2004, documento on-line). Trata-se, portanto, de uma sensação individual; ou seja, é impossível obter condições satisfatórias que agradem a todos os ocupantes de um grande ambiente ao mesmo tempo, a menos que cada um tenha a possibilidade de controlar o microambiente que o cerca. Para muitos, o conforto térmico diz respeito somente à temperatura do ar; no entanto, existem diversas situações que podem alterar esse fator. Podemos mencionar as variáveis ambientais, como a temperatura, a umidade relativa do ar, a temperatura radiante e a velocidade dos ventos, bem como os fatores como idade, sexo e hábitos alimentares, já que as sensações térmicas variam de uma pessoa para outra, o que também interfere na sensação de conforto. Assim, não podemos afirmar qual é a temperatura ideal de um ambiente. As soluções de confortotérmico em um projeto arquitetônico dependem do contexto climático, dos materiais aplicados, do local, dos sistemas e dos equi- pamentos utilizados em cada projeto. Após as análises e os estudos necessários para o desenvolvimento do projeto, o arquiteto poderá desenvolver as melhores opções de conforto térmico para o seu cliente (CONFORTO..., [2018]). As condições de conforto satisfatórias são diretamente ligadas à fase de projeto das edificações. Durante a execução da obra, dificilmente será possível tomar medidas que consigam melhorar as condições de conforto ambiental. Em edifícios comerciais, com plantas de áreas muito grandes e extensas, nas quais o ponto central está localizado a muitos metros de distância de qualquer fachada, há pouca disponibilidade de iluminação natural e pouquís- simo ou nenhum contato visual com o exterior. Esse fator, em conjunto com o uso contínuo de sistemas de iluminação artificial, pode causar sensação de confinamento aos trabalhadores, gerando uma queda de produtividade. A retomada do antigo conceito de átrio central é uma solução para essa questão, pois, além de minimizar e até eliminar os problemas acima citados, ainda permite o uso de ventilação cruzada nos ambientes. Outro ponto importante nesse tipo de edificação é a necessidade do uso prolongado de sistemas de climatização, de modo que os ocupantes do edifício tenham condições satisfatórias de conforto térmico durante a sua estada nesses ambientes (FERREIRA; MARQUES, 2018). Atualmente, tem-se dado maior ênfase à definição estética da fachada e do sistema construtivo. Os edifícios brasileiros, principalmente os comerciais e de escritórios, estão sendo concebidos, de modo geral, com base em premissas internacionais, que se sobrepõem a outros fatores que influenciam a qualidade 7Noções de conforto ambiental final da edificação, conforme aponta Alves (2016). Veja, a seguir, alguns exemplos de tendências de conforto ambiental que estão sendo empregada. Estudo do clima: analisando o clima, a região, a localização do ter- reno, entre outros fatores, o arquiteto poderá tirar o melhor proveito das condições climáticas para apresentar soluções no projeto. Essa análise é o que vai determinar o que será apresentado para o conforto térmico, como o tipo de ventilação, que pode influenciar na redução da carga térmica gerada e absorvida dentro dos ambientes. Para que esse aspecto do projeto funcione de forma eficaz, é necessário que os ventos circulem por meio de diferenças de pressão ou por torres de ventilação, conforme leciona Alves (2016). Resfriamento evaporativo: pode ser realizado por meio de espelhos de água e é indicado para locais quentes e secos. Aquecimento solar passivo: acontece por meio de aberturas translú- cidas voltadas para o sol. É recomendado atrelar o uso de soluções como ventilação cruzada, pé- -direito duplo, beirais e brises a outras tecnologias. Em algumas regiões, também é indicado o sombreamento das aberturas, principalmente no verão, quando a radiação solar é mais intensa. Estudos simples de geometria da insolação nos indicam a melhor posição de brises — horizontal, vertical ou mista — para determinada orientação e local, conforme leciona Alves (2016). O uso de paredes e telhados verdes é outra opção de conforto térmico. Esse tipo de estratégia fornece resistência térmica à cobertura, onde a radiação solar é mais intensa no período de verão. A instalação do sistema de refrigeração se faz necessária em algumas, regiões, para que se proporcione melhores condições de conforto para os usuários desses espaços (CONFORTO..., [2018]). A arquitetura deve proporcionar o conforto térmico necessário ao usuário para que ele desempenhe plenamente suas atividades. No entanto, em tempos de redução do consumo de energia, isso tornou-se um verdadeiro desafio. A climatização artificial — o ar-condicionado — nem sempre é garantia de conforto e ainda pode gerar um grande consumo energético. Em edificações com grandes fachadas envidraçadas, os brises, as persianas e as películas apli- cadas sobre o vidro, criando barreiras e proteções, são recursos que reduzem e auxiliam no controle do aquecimento desses ambientes. Para se obter eficiência energética, o ideal é mesclar as técnicas artificiais às técnicas naturais de resfriamento, que utilizam sombra, brisa e água para reduzir a temperatura interna (CONFORTO..., [2018]). Noções de conforto ambiental8 O conforto ambiental é a adequação dos princípios físicos envolvidos e das necessidades do ambiente. Como vimos, para obter o conforto em uma edificação, o profissional deve estar atento aos seguintes pontos: conforto térmico, conforto lumínico, conforto acústico e conforto visual. Os obstáculos naturais fazem com que sempre sejam buscadas novas tecnologias para proporcionar as melhores soluções para o dia a dia das pessoas. É necessário que os profissionais de arquitetura sejam conscientes e busquem soluções e ações visando ao conforto e à sustentabilidade dos ambientes em que vivemos, empregando adequadamente os recursos e proporcionando bem-estar aos usuários das edificações. ALVES, R. R. Administração verde: o caminho sem volta da sustentabilidade ambiental nas organizações. Rio de Janeiro: Elsevier, 2016. ASHRAE STANDARD COMMITTEE. ANSI/ASHRAE Standard 55-2004 (Supersedes ANSI/ASHRAE Standard 55-1992): Thermal environmental conditions for human occupancy. Atlanta. USA, 24 jan 2004. Disponível em: <http://www.aicarr.org/Documents/Editoria_Libri/ ASHRAE_PDF/STD55-2004.pdf>. Acesso em: 23 out. 2018. CABEZAS, C. Fundamentos para projetar espaços públicos confortáveis. ArchDaily, 2 out. 2013. 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Department of Energy’s (DOE). EnergyPlus: energy si- mulation software. Version 9.0.1. Washington DC., [2018]. Disponível em: <https:// energyplus.net/>. Acesso em: 23 out 2018. ZYLBERSZTAJN, D.; LINS, C. Sustentabilidade e geração de valor: a transição para o século XXI. Rio de Janeiro: Elsevier, 2010. Noções de conforto ambiental10 Conteúdo: Dica do professor Atualmente, percebe-se que muitas edificações são desenvolvidas tendo em vista o atendimento aos padrões estéticos da arquitetura com objetivo estético. Nesta Dica do Professor, você verá alguns recursos que são utilizados para o desenvolvimento das edificações, visando ao conforto térmico dos futuros usuários desses empreendimentos. Acompanhe, a seguir. Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar. https://fast.player.liquidplatform.com/pApiv2/embed/cee29914fad5b594d8f5918df1e801fd/1981796056aaae95b18e56fce8af0fd3 Na prática Ao realizar um projeto arquitetônico, o profissional deve observar diversos aspectos para obter o melhor resultado no seu projeto depois de edificado. Entre esses aspectos, está o conforto ambiental, que deve ser bem-analisado, pois este projeto, ao ser executado, proporcionará o bem- estar aos seus usuários. Conheça, Na Prática, alguns fatores relacionados ao conforto ambiental que devem ser levados em conta pelo profissional na hora de iniciar um projeto arquitetônico. Conteúdo interativo disponível na plataforma de ensino! Saiba + Para ampliar o seu conhecimento a respeito desse assunto, veja abaixo as sugestões do professor: Arquitetura e importância do conforto ambiental Muitas vezes, pensa-se que o bem-estar vem somente por meio de uma boa decoração ou da utilização de móveis confortáveis. No entanto, um dos fatores mais importantes é o conforto ambiental, que trata de questões térmicas, da circulação de ar, da insolação, da acústica, entre outros, para que o bem-estar seja proporcionado às construções. Neste vídeo, você aprenderá mais sobre a importância desse fator nos projetos de arquitetura. Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar. Acústica de salas de som e técnicas de estúdios Para fazer o tratamento acústico de salas de música residenciais e de técnicas de estúdio, existem alguns requisitos básicos. Assista ao vídeo sugerido a seguir, para conhecê-los. Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar. Arquitetura bioclimática: o que é e qual seu propósito? Os primeiros estudos sobre a combinação entre arquitetura e meio ambiente surgiram em meados da década de 1960. Na arquitetura bioclimática, o principal aspecto é a relação com os fatores climáticos e com o que a natureza oferece. Acesse o site sugerido e saiba mais. https://www.youtube.com/embed/SNvm8wkDLfk https://www.youtube.com/embed/i_8ECMihQUQ Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar. https://archtrends.com/blog/arquitetura-bioclimatica/