a utilização de estratégias passivas de conforto térmico e...

Porto Alegre, de 04 a 07 de maio de 2010

A utilização de estratégias passivas de conforto térmico e eficiência energética para o desenvolvimento de uma habitação

unifamiliar

Egon Vettorazzi (1), Madalena Russi (2), Joaquim C. Pizzutti dos Santos (3)

(1) PPGEC - UFSM, UFSM-RS, Brasil. E-mail: [email protected] (2) PPGEC - UFSM, UFSM-RS, Brasil. E-mail: [email protected] (3) PPGEC - UFSM, UFSM-RS, Brasil. E-mail: [email protected]

Resumo: Com o objetivo de aproveitar as condições climáticas e os recursos naturais locais é apresentado, nesse estudo, uma habitação unifamiliar que utiliza estratégias passivas de conforto

térmico e eficiência energética. Este projeto foi idealizado para a cidade de Santa Maria – RS, localizada na zona bioclimática 2 brasileira, que tem grande amplitude térmica ao longo do dia e do ano e adota como referências a norma Passivhaus, a proposta Passive-on, a carta bioclimática de Givoni e as

planilhas de Mahoney. Com base nisso, as estratégias adotadas foram a flexibilidade de uso, para

adaptar-se às constantes variações térmicas, o fácil controle pelo usuário de acordo com a necessidade

de conforto, o baixo custo e a sustentabilidade. A casa conta com um sistema de ventilação natural por efeito chaminé para o inverno e verão, além de ser um moderador da umidade e higienização do ar. Em dias frios, seu aquecimento é complementado por um termoacumulador e uma parede trombe. Além

disso, foram elaborados um painel solar alternativo para aquecimento da água de consumo e uma cisterna para recolhimento da água das chuvas, auxiliando ainda no resfriamento evaporativo. Os

resultados mostram o potencial das técnicas adotadas, maximizando os benefícios térmicos e ambientais.

Palavras-chave: conforto térmico; eficiência energética; habitação; edificação.

Abstract: With the intention of taking advantage of the weather and local natural resources, in this study

is presented a single-family habitation that uses passive strategies for thermal comfort and energy

efficiency. This project was idealized for the city of Santa Maria - RS, located in bioclimatic 2 Brazil,

which has wide temperature range throughout the day and year and it adopted as the standard references Passivhaus, the propose Passive-on, the bioclimatic letter of Givoni and spreadsheets of Mahoney. On this basis, the strategies adopted were the uses of flexibility to adapt constant temperature variations;

easy user’s control according to his comfort needs, low cost and sustainability. The house has a natural ventilation system based on the chimney effect for winter and summer, besides, it has a moisture and air

cleaning moderator. On cold days, it’s heating is complemented by a heater and a wall thrombus.

Additionally, we prepared an alternative to solar panel water heating consumption and a cistern to collect the rainwater, assisting in the evaporative cooling. The results shows the potential of techniques adopted by maximizing the thermal and environmental benefits.

Key-words: thermal comfort, energy efficiency, habitation, building.

1. INTRODUÇÃO

Durante muitos anos, os edifícios foram condicionados artificialmente por meio de aparelhos mecânicos e elétricos para aquecer, arrefecer, ventilar e iluminar. Com isso, o envoltório do edifício deixou de ser o principal moderador do clima exterior no ambiente interno e os projetistas passaram a abdicar da responsabilidade da climatização natural e da suficiência de energia. Com a crescente preocupação ambiental e energética, torna-se cada vez mais necessária a busca de alternativas para solucionar essa dependência por meio de estratégias passivas de climatização natural e de geração de energia de maneira alternativa.

As estratégias para um projeto passivo variam conforme o clima de cada região em que são aplicadas, mas, em geral, utilizam a forma da edificação, a disposição das aberturas e o desempenho térmico dos materiais.


Com base nesses fatores, a Europa criou a norma Passivhaus (PASSIVHAUS, 2007) para paises de clima frio e a Passive-On para os paises de clima quentes, que visam cumprir os critérios relativos ao consumo energético e ao conforto térmico de edificações, com uma proposta de ”custo aceitável”.

Além das estratégias de arrefecimento e aquecimento das normas européias, também foram utilizadas como referência no desenvolvimento do projeto as indicações da carta bioclimática de Givoni (GIVONI, 1992) e recomendações das planilhas de Mahoney (RORIS, 1995). Com base nessas pesquisas, foi projetada uma habitação unifamiliar adaptada ao clima de Santa Maria – RS.

2. OBJETIVO

Desenvolver uma habitação unifamiliar que utiliza estratégias passivas de conforto térmico e eficiência energética, tirando proveito das condições climáticas e dos recursos naturais locais da cidade de Santa Maria – RS. Localizada na zona bioclimática 2 brasileira.

3. JUSTIFICATIVA

O presente trabalho se jutifica pela preocupação ambiental e energética demonstrada através do emprego estratégias passivas que tiram proveito das condições climáticas e dos recursos naturais do local, visando reduzir o consumo energético nas edificações e, por conseguinte, maximizar os benefícios térmicos e ambientais. Torna-se cada vez mais necessária a busca de alternativas para solucionar a dependência energética por meio de estratégias passivas de climatização natural e de geração de energia de maneira alternativa.

A região central do Rio Grande do Sul, localizado na zona bioclimática 2, possui um clima caracterizado pelos períodos frios que se alternam com os quentes, ao longo do dia e do ano, levando à necessidade de o projeto arquitetônico apresentar estratégias de condicionamento térmico bastante diferenciadas para esses períodos.

4. MÉTODO EMPREGADO

Para os países de clima quente da Europa, foi elaborada uma proposta de revisão da norma Passivhaus, chamada Passive-On. Esta não visa somente manter as casas aquecidas no inverno, mas também conseguir casas frescas no verão, atingindo, assim, a redução do consumo energético dos sistemas. Com isso, o projeto Passive-On elaborou uma proposta de revisão para a aplicação da norma a esses países, incluindo estratégias como o arrefecimento e o conforto da temperatura interior durante o verão.

Essas estratégias de arrefecimento e aquecimento foram utilizadas como referência no desenvolvimento do projeto aqui proposto, que utiliza ainda indicações da carta bioclimática de Givoni (GIVONI, 1992) e recomendações das planilhas de Mahoney (RORIS, 1995). Com base nessas pesquisas, foi projetada uma edificação unifamiliar adaptada ao clima de Santa Maria – RS, situada na zona bioclimática 2 brasileira e caracterizada por estações climáticas bem definidas, com grande amplitude térmica ao longo do dia e mudanças bruscas de temperatura no decorrer do ano, em razão da entrada sistemática de frentes frias oriundas do sul do continente.

4.1. Carta bioclimática

A Bioclimatologia é a ciência que estuda a climatologia aplicada com relação aos seres vivos. Na década de 1960, os irmãos Olgyay aplicaram a Bioclimatologia na arquitetura, considerando conforto térmico humano e criando a expressão projeto bioclimático que visa utilizar a tecnologia que se baseia no uso correto dos elementos arquitetônicos, obtendo conforto higrotérmico e pouco consumo energético.

Também foi de autoria dos irmãos Olgyay um diagrama bioclimático que propõe estratégias da arquitetura ao clima, o qual é aplicado estritamente para condições externas. Em 1969, Givoni melhorou o diagrama bioclimático de Olgyay, criando uma carta bioclimática que se baseia em temperaturas internas do edifício. Cartas bioclimáticas possibilitam, por meio do clima externo plotado sobre a carta, chegar a estratégias arquitetônicas adequadas para cada localidade.


Segundo a norma NRB 15220-3 (ABNT, 1998), o Brasil é dividido em oito zonas bioclimáticas, as quais podem ser observadas na Figura 1, estando a cidade de Santa Maria situada na zona 2. Na Figura 2, observa-se a carta bioclimática de Porto Alegre, que se localiza na mesma zona, sendo uma cidade próxima e com clima muito semelhante ao de Santa Maria (LAMBERTS, 1997).

FIGURA 1 – Zonas bioclimáticas brasileiras.

Fonte: ABNT (1998).

FIGURA 2 – Carta bioclimática com as estratégias

indicadas para Porto Alegre. Fonte: Lamberts (1997).

Observando a carta da Figura 2, é evidente a grande variação climática de Porto Alegre ao longo do ano. A mancha alongada, constituída por pontos vermelhos que representam cada hora do ano, percorre desde a região onde é indicado o aquecimento artificial até o início da zona de ar condicionado. Tem-se que em 22,4% das horas do ano haverá conforto térmico e em 77,5%, o desconforto. Uma porcentagem de 22,9% deste desconforto é provocada pelo calor e 51,6%, pelo frio. As quatro principais estratégias também são visualizadas, como: massa térmica para aquecimento com aquecimento solar passivo (33,7%); ventilação (19,5%); aquecimento solar passivo (11,7%); aquecimento artificial (6%) (LAMBERTS, 1997).

4.2. Método de Mahoney

Além disso, com a aplicação dos dados climáticos de Santa Maria ao método de Mahoney, que consiste em relacionar variáveis climáticas com zonas de conforto, estabeleceram-se recomendações para as decisões que deverão ser tomadas durante as fases do projeto para o clima encontrado.

As recomendações de projeto obtidas a partir do método de Mahoney são: implantação de edifícios alongados, com fachadas maiores voltadas para norte e sul, para reduzir a exposição ao sol; espaços entre as edificações para melhorar a ventilação, com possibilidade de controle; dispor as habitações em filas simples ao longo do edifício para obter uma ventilação cruzada permanente; utilizar para as aberturas o tamanho de 25% a 40% das fachadas norte e sul e/ou leste e oeste quando o período frio for predominante; evitar radiação solar direta nos interiores da edificação; posicionar as aberturas nas fachadas norte e sul, permitindo ventilação ao nível dos corpos dos ocupantes; utilizar pisos e paredes leves e refletoras; coberturas leves e isolantes.

5. RESULTADOS

Mediante as indicações da carta bioclimática e das planilhas de Mahoney, e tendo em vista as condições bioclimáticas da zona 2, foram desenvolvidas estratégias de projeto, sendo as principais: ventilação por efeito chaminé, parede trombe, massa térmica e resfriamento evaporativo. Além disso, foram adotadas outras estratégias que visam à sustentabilidade, como o uso de um painel solar alternativo para aquecimento da água de consumo e de uma cisterna para o recolhimento da água das chuvas.


5.1. Partido do Projeto

A implantação, o formato geométrico e a distribuição das aberturas da edificação (Figura 3) foram estabelecidos de acordo com a trajetória aparente do sol (Figura 4), aproveitando-se, principalmente, a insolação norte, que possibilita o controle da incidência dos raios solares em diferentes estações. Em vista disso, a varanda e os beirais foram feitos voltados para o norte para funcionar como brises horizontais, bloqueando os raios solares no verão e possibilitando a entrada do sol no inverno.

FIGURA 3 – Trajetória aparente do sol e perspectiva da edificação unifamiliar.

FIGURA 4 – As orientações das fachadas.

5.2. Estratégias bioclimáticas e de eficiência energética adotadas

A cor branca foi utilizada nas paredes, por ser a que mais reflete os raios solares. Por serem iluminadas com a luz branca, as paredes refletem todas as cores do espectro, não absorvendo praticamente nenhuma. Nos locais em que era necessária a absorção dos raios solares, como na parede trombe e no painel solar, foram utilizados materiais de cor escura. Como medida para que os raios do sol não incidissem diretamente na parede trombe no verão e aquecessem a edificação, esta foi protegida com uma estrutura com vegetação caduca trepadeira, sendo empregada a Falsa-vinha (Parthenocissus tricuspidat).

O sistema de ventilação empregado consiste na estratégia bioclimática mais importante utilizada neste projeto, pois é por meio dele que a temperatura, a umidade do ar e a higienização nos ambientes são controladas. Ele é pensado de maneira a aproveitar a diferença de pressão entre as aberturas de entrada e de saída do ar, mediante as variações de pressão em virtude do distanciamento vertical entre elas, fator fundamental para um bom funcionamento deste sistema. Este processo é chamado “efeito chaminé”.

Tanto no verão como no inverno, o caminho de circulação do ar através dos ambientes será o mesmo, sendo obtidas as características térmicas do ar desejadas no caminho de entrada, que conta basicamente com três opções: através do subsolo, através da parede trombe ou através do reservatório termoacumulador. Sendo assim, não há desperdício com tubulações para as diferentes formas de ventilação.


FIGURA 5 – Parede trombe.

A parede trombe (Figura 5) é orientada para oeste e composta por parede em alvenaria de tijolo cerâmico maciço, na cor cerâmica-escura. Na parte frontal da parede (1) foi colocado dois vidros planos e incolores de 4mm com um pequeno espaçamento de ar entre eles. O fechamento de vidro causa o efeito estufa e suas aberturas nas partes inferior e superior promovem, quando necessário, a retirada do calor da parede e da câmara de ar. A 5cm da parte posterior da parede (2) será levantada outra parede de tijolo furado (3), para evitar a passagem direta do calor da parede trombe para o interior da edificação. Esta parede também tem aberturas reguláveis nas partes superior e inferior, promovendo, ou não, a circulação do ar interior do ambiente adjacente pela face aquecida da parede externa.

A função da trombe é a captação e acumulação da energia solar. A radiação solar de onda curta atravessa os vidros e aquece o muro, produzindo o chamado “efeito estufa”. Quando a radiação de onda longa é emitida pelo muro, não pode voltar a atravessar os vidros, aquecendo o ar que há na caixa de ar e acumulando calor no muro. O ar que passa no espaço entre o vidro e a parede pode ser conduzido por dutos (4) aos ambientes ou eliminado com a abertura das esquadrias superiores.

No inverno, eventualmente, é pouca a incidência de raios solares durante determinado período, o que torna indispensável a adoção de sistemas alternativos de aquecimento. Assim, foi idealizado um sistema do tipo termoacumulador (Figura 6). O sistema baseia-se na construção de um compartimento enterrado (1), com dimensões de 110cm de altura, 140cm de largura e 340cm de comprimento e situado ao oeste da edificação. Este compartimento é constituído de paredes feitas com tijolo furado (2) de 15cm de largura, uma laje de 15cm de concreto na base e outra, com as mesmas dimensões, na parte superior. No interior do compartimento, afastado 20cm de suas paredes em todos os lados, encontra-se um reservatório metálico (3) preenchido com material cujo ponto de fusão está próximo às temperaturas de trabalho, que armazena na forma sensível e latente o calor recolhido através de um circuito fechado de serpentina contendo água e glicol (uma mistura anticongelante própria para proteção do circuito).

FIGURA 6 – Termoacumulador.


O circuito é composto por dois captadores de energia, tipo serpentina – um que circula na superfície da parede trombe (4) e outro dentro do contrapiso da calçada externa (5) – que conduzem o calor absorvido nessas superfícies para o reservatório, possibilitando sua utilização, quando necessária, como à noite ou em períodos de menor radiação solar. A circulação da mistura água/glicol na serpentina é realizada por uma pequena bomba acionada por diferença de temperatura entre a mistura na serpentina e o material do reservatório. A utilização do calor desse reservatório é feita pela passagem da ventilação (6) através do espaço de ar entre o compartimento e o reservatório, retirando calor.

FIGURA 7 – Sistema de aquecimento de água por painel solar alternativo na cobertura.

Além disso, foi idealizado um sistema de aquecimento de água por painel solar alternativo (1) (Figura 7): um modelo composto por materiais de baixo custo, ou seja, um vidro simples (2) e uma serpentina (3) de canos de cobre, que são ligados ao reservatório térmico (4) localizado no interior da cobertura. O painel está situado no lado norte do telhado, buscando um ângulo ideal de incidência dos raios solares com a superfície do coletor, o que possibilita o máximo rendimento no período de inverno. Ele cobre uma área de aproximadamente 4m2 (1 x 4m) e é isolado do restante da edificação, impedindo trocas térmicas. Seu dimensionamento leva em consideração o número de pessoas estimadas na residência de cinco pessoas.

FIGURA 8 – Cisterna.

No subsolo foi empregada uma cisterna (1) (Figura 8) que é abastecida pela água das chuvas, a qual é recolhida por drenos (2) no perímetro da casa, com pedras que funcionam como um filtro. O reservatório é controlado por um “ladrão” que impede que a água transborde e que está situado em um lugar estratégico, possibilitando que nos dias quentes de verão o ar que entra na casa seja refrigerado pelo efeito do resfriamento evaporativo e levado ao restante da edificação por meio de correntes de ar. Nesses dias, a água circula pelos drenos, que estão em desnível, ao redor da casa com o auxílio de uma bomba. No inverno, esse fluxo é interrompido, e é acionado um dispositivo dentro do próprio reservatório apenas para a aeração da água.


5.2.1. Estratégia do Sistema de Refrigeração

Visa ao arrefecimento da edificação mediante uma ventilação natural por efeito chaminé, massa térmica e resfriamento evaporativo. Conta ainda com uma proteção solar (vegetação, beiral e cor das paredes) e isolamento térmico (parede dupla).

FIGURA 9 – Sistema de refrigeração.

No verão, na entrada do sistema de ventilação, junto à grade (2), ilustrado na Figura 9, situam-se vasos de plantas (1) que contribuem para diminuir a incidência direta dos raios solares no subsolo. Primeiramente, o ar é refrescado por um processo de resfriamento evaporativo no ambiente A, que é dotado de um reservatório de água (3), cuja temperatura é mais amena que a do exterior em virtude de sua grande inércia térmica e de seu contato com o solo. Posteriormente, passa para o ambiente B, localizado no interior da edificação, por janelas do tipo basculantes independentes (4), que podem ser ajustadas de acordo com a necessidade de conforto térmico do usuário, distribuídas na longitudinal e em diferentes alturas. É importante ressaltar que a temperatura do subsolo já se encontra mais agradável, tendo em vista que a temperatura do solo é de aproximadamente de 21º C (COSTA, 1982), sendo o piso construído em concreto e as paredes em pedras naturais de basalto, abundantes na região, ambos materiais com alta inércia térmica.

Em razão da diferença de pressão, o ar ascende e passa por venezianas móveis (5) que ligam o subsolo aos demais pavimentos através dos corredores. Esta corrente segue para as dependências através de uma abertura com grelha situada na parte inferior da parede (6), nos ambientes do térreo, e por uma abertura na parte inferior da porta (7), nos cômodos do pavimento 1.

Em função da diferença de pressão, o ar sai através das janelas da fachada norte (8) rente à laje, resfriando os ambientes, retirando a camada de ar quente que se acumula junto à laje e provocando melhora da sensação de conforto térmico, também por aumento da velocidade do ar sobre as pessoas.

A passagem de ar para o interior da cobertura (9) é controlada pelo usuário por meio de venezianas móveis localizadas no teto do andar superior. Mediante o efeito chaminé, o ar é direcionado para o exterior por uma abertura (10) disposta no telhado, na parte mais alta da edificação, que é controlada por controle remoto. A passagem do ar pela cobertura tem a função de retirar o calor do átrio, reduzindo os ganhos térmicos pela cobertura no verão.

Ainda no período quente, para que a parede trombe não aqueça a casa, é necessário deixar as esquadrias externas abertas possibilitando que o ar circule entre elas e a parede de tijolo maciço. As grelhas inferior e superior internas são fechadas para que o ar em temperatura mais baixa dentro da casa não circule pela trombe e seja aquecido. A parede dupla espaçada por 5cm serve para que o cômodo que fica diretamente ligado a ela não aqueça por irradiação. Essa parede ainda conta com uma vegetação caducifólia


trepadeira, a Falsa-vinha, que com sua folhagem profusa ajuda a diminuir a irradiação do calor através das paredes.

5.2.2. Estratégia do Sistema de Aquecimento

O sistema de aquecimento aqui proposto apresenta três diferentes possibilidades – a ventilação através do subsolo, pela parede trombe e passando pelo termoacumulador – e pode ser utilizado graduando-se sua intensidade de acordo com as necessidades do dia e a disponibilidade de energia em cada sistema.

FIGURA 10 – Sistema de aquecimento.

Como mostrado na Figura 10, na ventilação através do subsolo, os vasos de vegetação que protegiam a grade (1) são retirados para não impedir a incidência dos raios solares para o interior do subsolo. As placas de vidro (2) são fechadas sob a grade, de modo a reduzir a entrada de corrente de ar. Os raios solares e a presença do vidro causam o efeito estufa; além disso, a água armazenada na cisterna (3), em virtude de sua inércia térmica, absorve o calor do dia e o libera mais tarde, quando há carência dos raios solares. A entrada do ar aquecido pelo efeito estufa pode ser controlada por basculantes independentes (4). Sabendo-se que a temperatura do solo é agradável, que as paredes do subsolo são constituídas por pedra natural de basalto e que o piso é de concreto, o ar que se infiltra a baixa temperatura no inverno vai sendo aquecido. Este ar passa para o pavimento térreo através de venezianas móveis (5), seguindo o mesmo caminho do sistema de ventilação de arrefecimento, porém, preferencialmente, as aberturas internas (6) devem permanecer ligeiramente abertas para que não ocorra grande circulação de ar e nem haja interrupção da respiração e da higienização aérea, além de satisfazer as necessidades térmicas do usuário.

Se for necessário complementar o aquecimento do ar que entra pelo subsolo, pode-se utilizar a energia térmica do termoacumulador, a qual é recebida por serpentinas na parede trombe e no piso externo oeste e conduzida até o reservatório. O termoacumulador está posicionado de modo que seu lado maior seja paralelo e encostado na parede oeste do subsolo, assim, quando desejado, é aberta a janela que dá acesso ao entorno do reservatório metálico e o ar, ao circular em torno do reservatório de calor, é aquecido. A abertura de saída do ar aquecido está localizada o mais longe possível da primeira, encontrando-se acoplado a ela um duto que direciona o ar quente ao corredor do térreo, entrando no caminho geral de distribuição da ventilação no edifício. A saída do ar aquecido pode ser controlada de acordo com a necessidade térmica do usuário.

Para que no inverno a parede trombe possa ajudar no aquecimento da casa, as esquadrias superiores e inferiores externas são mantidas fechadas, promovendo o efeito estufa no vão entre o vidro e a parede de tijolo maciço e aquecendo o ar. Este circula por convecção e entra na edificação através das esquadrias internas, que ficam abertas, possibilitando que o ar circule em seu interior e aqueça o ambiente. Os cômodos ligados diretamente à trombe também são aquecidos por condução de calor pela parede, o que


gera, em função da inércia térmica, retardo na transmissão e amortização da oscilação das temperaturas. Nos ambientes não ligados diretamente à trombe, o ar aquecido é conduzido por dutos. A planta Falsa vinha não irá atrapalhar o desempenho da parede, pois perde suas folhas no período de frio.

5.2.2.1. Sistema de Captação de Energia Solar

A radiação do sol incide sobre a cobertura de vidro, penetrando em grande parte no interior do sistema de aquecimento. A absorção dos raios solares na superfície preta do interior do sistema tem a função de concentrar o calor no vão e transferi-lo para a água que circula nos canos do sistema.

A transferência de calor para os líquidos dentro dos canos é feita, sobretudo, por meio de correntes de convecção, que se formam em virtude das diferenças entre as densidades das partes mais quentes e mais frias do líquido. Este é composto por água e glicol e funciona como um sistema fechado.

O líquido aquecido é elevado por termossifão até o reservatório térmico, onde irá transferir o calor para a água de consumo. Para melhora do rendimento é utilizada uma bomba que auxilia a circulação do líquido pois, para que o fluido circule, o aquecimento por termossifão necessita de uma diferença de temperatura em torno de 15ºC, enquanto com a bomba são necessários, aproximadamente, 2ºC. Com a utilização da bomba obtém-se um ganho de aproximadamente 30% no rendimento.

Quando houver consumo de água quente, o reservatório térmico receberá a água fria que vem da rede, a temperatura do reservatório baixará e o movimento recomeçará por si próprio.

5.2.3. Sistema de Captação e Armazenagem de Água Pluvial

A água da chuva é recolhida pela cobertura da edificação: o telhado norte capta a água por uma calha, e no telhado sul a água cai diretamente em um dreno. O dreno, preenchido por seixos rolados, recolhe toda a água, conduzindo-a por desnível até a cisterna. A quantidade de água no reservatório é controlada por um ladrão ligado diretamente à rede pluvial urbana, quando a capacidade é excedida.

A água do reservatório pode ser utilizada para consumo na manutenção do jardim e limpeza além de ser utilizada como massa térmica e para resfriamento evaporativo conforme já mencionado.

6. CONSIDERAÇÕES FINAIS

Está apresentado aqui o projeto de uma habitação residencial unifamiliar que tem como princípio a utilização de estratégias passivas de conforto térmico e eficiência energética, tirando proveito das condições climáticas e dos recursos naturais do local em que será implantada. A residência foi situada na cidade de Santa Maria – RS, localizada na zona bioclimática 2 brasileira.

O projeto caracteriza-se, basicamente, por quatro sistemas principais de condicionamento natural e sustentabilidade: resfriamento do ar, aquecimento do ar, aquecimento solar da água e aproveitamento das águas pluviais.

Para resfriar a edificação, o sistema de ventilação mostrou-se predominante, por ser eficiente e economicamente viável. A cisterna, servindo como massa térmica para arrefecimento, as paredes e o piso do subsolo, tendo grande inércia térmica, ampliaram a eficiência do sistema de ventilação, resfriando o ar que entra na edificação. O uso de aberturas controladas por básculas dá ao usuário controle térmico sobre o ambiente em que está de acordo com a sua necessidade. Além disso, a implantação do dreno no perímetro da casa, para recolhimento e filtragem da água da chuva, contribuiu no arrefecimento da edificação por resfriamento evaporativo.

A Falsa-vinha, planta de natureza caducifólea que é utilizada na lateral da casa, tem um comportamento adequado para o objetivo do trabalho, pois no verão ganha folhas que protegem a parede trombe do calor excessivo, perdendo-as no inverno e deixando que a radiação solar incida diretamente sobre o vidro da parede.

No sistema de aquecimento de ar empregado no projeto foram utilizados recursos com bom custo/benefício. O mesmo sistema de ventilação utilizado no verão foi ocupado para o inverno, proporcionando ao usuário comodidade no que se refere aos custos, ao manuseio e ao entendimento da


edificação. Entretanto, conta agora com o auxílio do efeito estufa, causado pelo fechamento com vidros da abertura por onde entrava o ar para ventilação de resfriamento, com a cisterna agora servindo como massa térmica de aquecimento, assim como as paredes e o piso do subsolo, com sua grande inércia térmica.

Além disso, a parede trombe, situada na fachada oeste para captar a maior quantidade de radiação solar possível, fornece grande assistência ao sistema de aquecimento, revelando-se potencialmente muito eficiente pois, além de seu fácil manuseio, por conter aberturas com janelas tipo basculantes, atinge todos os cômodos da residência diretamente, por convecção e condução de calor, ou indiretamente, por dutos que conduzem o ar aquecido.

Também foi proposto um sistema alternativo, em que a existência de um reservatório de calor não deixará que falte aquecimento à residência em dias nublados e chuvosos. A bateria calorífica do termoacumulador armazena calor por meio de um circuito fechado de serpentinas que recolhem calor na parede trombe e no piso externo. O ar que circula no entorno desse reservatório aquecido absorve calor e é levado para o interior da edificação, aquecendo a residência.

O uso do painel solar para aquecimento de água reduz os gastos de energia. Sua posição e inclinação, com relação ao telhado, foi proposta de modo a reduzir o aquecimento da cobertura, pois está localizado na projeção do telhado para fora da construção (beiral). Uma proteção para isolar o painel, situada dentro da cobertura, foi indicada para reduzir as perdas de calor, dando mais eficiência ao mecanismo.

Para finalizar, foi proposto um sistema de recolhimento da água da chuva, que é armazenada em uma cisterna e pode servir para diferentes fins, como limpeza, manutenção de jardim etc.

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

A NORMA PASSIVHAUS EM CLIMAS QUENTES DA EUROPA. DIRECTRIZES DE PROJECTO PARA CASAS CONFORTÁVEIS DE BAIXO CONSUMO ENERGÉTICO. Parte 2. Propostas nacionais em detalhe:

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ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. Projeto 02:135.07-003: Desempenho térmico de edificações - Parte 3: zoneamento bioclimático brasileiro e diretrizes construtivas para habitações unifamiliares de interesse social. Rio de Janeiro, dezembro, 1998.

COSTA, C. E. Arquitetura Ecológica: Condicionamento Térmico Natural. São Paulo: Edgard Blucher, 1982.

GIVONI. Comfort climate analysis and building design guidelines. Rev. Energy and Buildings 18 (1) Lausanne, 1992.

LAMBERTS, R.; DUTRA, L.; PEREIRA, F. O. R. Eficiência energética na arquitetura, São Paulo: PW, 1997.

RORIZ, M. Apostila de conforto térmico. Departamento de Engenharia Civil da Universidade Federal de São Carlos. (mimeo), São Carlos, SP, 1995.

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