UNIVERSIDADE PRESBITERIANA MACKENZIE

Lótos Dias Medeiros

Análise da Eficiência Térmica em Conjunto Habitacional: O estudo de caso Zezinho Magalhães Prado - CECAP

São Paulo

2014

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Lótos Dias Medeiros Análise da Eficiência Térmica em Conjunto Habitacional: O estudo de

caso Zezinho Magalhães Prado - CECAP

Dissertação apresentada a Universidade Presbiteriana Mackenzie, para obtenção do título de Mestre em Arquitetura e Urbanismo. Área de concentração: Projeto de Arquitetura e Urbanismo.

Orientadora: Drª. Célia Regina Moretti Meirelles

São Paulo

2014

Lótos Dias Medeiros

Análise da Eficiência Térmica em Conjunto Habitacional: O estudo de caso Zezinho Magalhães Prado - CECAP

Aprovado em

Dissertação apresentada à Universidade Presbiteriana Mackenzie como requisito parcial para a obtenção do título de Mestre em Arquitetura e Urbanismo.

BANCA EXAMINADORA

_______________________________________________________ Profª. Drª. Célia Regina Moretti Meirelles – Orientadora

Universidade Presbiteriana Mackenzie

____________________________________________________ Prof. Dr. Dominique Fretin

Universidade Presbiteriana Mackenzie

____________________________________________________ Prof. Dr. Leonardo Marques Monteiro

Faculdade de Arquitetura e Urbanismo da Universidade de São Paulo

À minha esposa e amigos, pelo constante incentivo e apoio; à minha orientadora, pela confiança na realização deste trabalho.

Agradecimentos

A Deus, fonte de toda sabedoria, pela força e pela coragem que nos concedeu, permanecendo ao nosso lado em todo o percurso desta caminhada. À Drª. Célia Regina Moretti Meirelles, minha eterna gratidão, por ter sido orientadora persistente e amiga, que, com diretrizes seguras, muita paciência, constante acompanhamento e incentivo, me aceitou com todas as minhas restrições e que, com sua competência, me fez concluir esta empreitada. Ao Dr. Dominique Fretin, pelo muito que me ensinou durante minha carreira docente e pelas sugestões apresentadas no momento do exame de qualificação. Ao Dr. Leonardo Marques Monteiro, pelos comentários e sugestões apontadas no decorrer do exame de qualificação. Aos amigos e colegas de trabalho do Centro Universitário Belas Artes de São Paulo, que sempre colaboraram e me incentivaram em vários momentos de minha vida tão atribulada, fazendo-me repensar e prosseguir. Aos professores e funcionários da Pós-Graduação Mackenzie, pelo incentivo à realização deste trabalho. À Profª. Angélica Ap. Tanus Benatti Alvim, à Profª. Eunice Helena Sguizzardi Abascal e à Profª. Maria Augusta Justi Pisani por compartilhar conosco seus conhecimentos.

M488a Medeiros, Lótos Dias

Análise da eficiência térmica em conjunto habitacional: O

estudo de caso Zezinho Magalhães Prado - CECAP. / Lótos

Dias Medeiros – 2014.

138 f. : il. ; 30cm.

Mestrado (Mestrado em Arquitetura e Urbanismo) -

Universidade Presbiteriana Mackenzie, São Paulo, 2014.

Bibliografia: f. 130-135.

1. Habitação Social. 2. Eficiência Térmica. 3.

Desempenho. 4. Avaliação de desempenho. 5. Normas. 6.

Certificação. I. Título.

CDD 728

Que os vossos esforços desafiem as impossibilidades, lembrai-vos de que as grandes coisas do homem foram conquistadas do que parecia impossível. (Charles Chaplin)

Resumo

A presente pesquisa aborda a produção da habitação social, com viés no

processo da qualidade de desempenho térmico. Um projeto arquitetônico

que desde o princípio integra, técnicas Bioclimáticas com eficiência

energética e desempenho do edifício, determina um menor custo ao

longo da vida útil do edifício e a qualidade do ambiente interno.

O conjunto habitacional está localizado no município de Guarulhos do

estado de São Paulo, que possui um clima subtropical úmido, com

temperatura média anual de 17ºC a 21ºC1.

O intuito dessa análise é demostrar os conceitos que foram aplicados

pelos arquitetos autores do projeto, sobretudo da preocupação e o

desempenho na qualidade ambiental no empreendimento.

Tomou-se como critérios para a avaliação do desempenho térmico, as

determinações das seguintes normas e certificações ABNT, NBR

15575:2013 “Edificações Habitacionais – Desempenho”, NBR

15220:2005 “Desempenho térmico de edificações” e a Certificação

brasileira Selo Casa Azul CAIXA “Boas práticas para habitação mais

sustentável”.

Os resultados obtidos demostram a importância do controle sobre a

técnica e a qualidade da arquitetura aplicada e avaliação nos processos

de certificação dos empreendimentos de interesse social, sendo de suma

importância para a colaboração e desenvolvimento do desempenho

ambiental aplicado à edificação.

A pesquisa demostrará a importância das normas e certificações na

qualidade e no desempenho do edifício.

Palavras-chave: Habitação Social; Eficiência térmica; Desempenho;

Avaliação de desempenho; Normas; Certificação.

1 Dados cedidos pelo Ministério da Aeronáutica – Divisão de Meteorologia.

Abstract

This research deals with social housing production, with an approach

concerning its thermal performance. An architectural design that

integrates from the beginning, Bioclimatic techniques with energy

efficiency and building performance, determines a lower cost over the

useful life of the building and the quality of the internal environment.

Housing Project, located in Guarulhos, São Paulo, Brazil, where the climat

is subtropical and humid with annual temperatures ranging from 17ºC a

21ºC2 .

The aim of this analysis is to demonstrate the concepts applied by the

architects who designed the buildings, moreover their concern with the

performance of the enterprise environmental performance.

The evaluation criteria is based mainly in the following standards and

certifications ABNT NBR 15575: 2013 "Building Housing - Performance,"

NBR 15220: 2005 "Thermal performance of buildings" and the Brazilian

Certification Selo Casa Azul CAIXA" Good practices for more sustainable

housing."

The obtained results demonstrate the control over the technique and the

applied architectural quality as well as the evaluation of the social housing

project’s venture, being of great importance for the collaboration and the

development of the environmental performance, applied to buildings.

The research will demonstrate the importance of standards and

certifications on quality and building performance.

Key-Words: Social Housing, Thermal efficiency: Performance evaluation;

2 Data provided by the Ministry of Aeronautics - Meteorology Division

Lista de abreviaturas, siglas e símbolos

(µ) Coeficiente de amortecimento

(AQS) Sistemas de água quente

(c) Calor específico

(d) Densidade absoluta

(e) Espessura

(HVAC) Sistemas de ventilação, ar-condicionado

(ITS) Índice de “Stress” Térmico

(λ) Condutividade térmica

(φ) Atraso ou retardo térmico

(𝛚𝐬) Amplitude da temperatura superficial interna

(𝜽𝒔) Amplitude da temperatura do ambiente externo

𝑱 𝒌𝒈⁄ 𝑲 Joule por quilograma e por kelvin

𝑾𝒉 𝒌𝒈𝑲⁄ . Calor específico em joules por quilograma Kelvins

(𝝆) Densidade

°C Grau Celsius

ABNT Associação Brasileira de Normas Técnicas

APO Avaliação Pós-Ocupação

CO2 Dióxido de Carbono

CONSTRUMAT Feira da construção

CT Capacidade térmica

FAUUSP Faculdade Arquitetura e Urbanismo da Universidade São Paulo

FGTS Fundo de Garantia por Tempo de Serviço

H Horizontal

IPT Instituto de Precisões e Tecnologia

Km² Quilômetro quadrado

LABEEE Laboratório de Eficiências Energéticas em Edificações

M Metro

M/S Metro por segundo

NBR Norma Brasileira

NW Noroeste

SINDUSCON Sindicato da Indústria da Construção Civil

SW Sudoeste

TRNSYS Transient System Simulation Tool

UFSC Universidade Federal de Santa Catarina

W Oeste

ZEIS Zona Especial de Interesse Social

𝑱 ∕ 𝒎𝟑𝑲 Joule por metro cúbico e por Kelvin

𝒌𝑾𝒉 ∕𝒎𝟑𝑲 Quilowatts por metro cúbico e por Kelvins

Sumário

1. INTRODUÇÃO ............................................................................................. 22

1.1 – JUSTIFICATIVA E RELEVÂNCIA DO TEMA ............................... 24 1.2 – Objeto............................................................................................25 1.3 – Objetivo Geral ............................................................................. 25 1.4 – Objetivos Específicos ................................................................. 25 1.5 – Método ......................................................................................... 26

2. O ESTADO DA ARTE .................................................................................. 27

2.1 - A ESSÊNCIA DO CONFORTO ..................................................... 27 2.2 - O Ambiente Humano ................................................................... 28 2.3 - O Ambiente Psíquico .................................................................. 29 2.4 - O Ambiente Externo .................................................................... 30 2.5 - O Conforto Ambiental ................................................................. 30

2.5.1 - Conforto térmico na edificação................................................36

3. ESTRATÉGIAS BIOCLIMÁTICAS .............................................................. 37

3.1 - PROCEDIMENTOS PARA UMA ARQUITETURA DE EFICIÊNCIA ENERGÉTICA .................................................................................................. 40

3.2 – A orientação solar para as unidades habitacionais ................. 41 3.3 – O processo da ventilação na edificação ................................... 42 3.4.1 – Inércia térmica ........................................................................... 46 3.4.2 – Atraso térmico ............................................................................ 47 3.4.3 – Capacidade de amortecimento .................................................. 48 3.4.4 – Calor específico e a capacidade calorífica volumétrica ............. 48 3.4.5 – O uso da inércia térmica em edificações ................................... 50

4. CONJUNTO HABITACIONAL SUSTENTÁVEL: CASO “TOSSA DEL MAR” ......................................................................................................................... 51

4.1 – CICLO DE VIDA TOSSA DEL MAR .............................................. 54 4.2 – Análise das composições das vedações em Tossa Del Mar .. 55 4.3 – Energia e eficiência térmica Tossa Del Mar ............................. 59

5. AS CONSIDERAÇÕES DAS NORMAS – 15575:2013 E A 15220:2005 SOBRE CONFORTO AMBIENTAL......................................................................................................61

6. A CERTIFICAÇÃO BRASILEIRA “SELO CASA AZUL CAIXA” ................68

7. PROGRAMAS PARA ANÁLISE E SIMULAÇÃO ........................................ 73

8. OS ESTUDO DE CASO ............................................................................... 75

8.1 – CONJUNTO HABITACIONAL ZEZINHO MAGALHÃES PRADO – CECAP (CONDOMÍNIO ESPÍRITO SANTO) ................................................... 75

8.2 – A área do Conjunto Habitacional Zezinho Magalhães Prado .. 78 8.3 – Dados do projeto ....................................................................... 80 8.4 – O clima da região metropolitana de São Paulo ....................... 82 8.5 – O clima do município de Guarulhos .......................................... 83 8.6 – Localização e descrição da área em estudo ............................ 84 8.7 – Análise de conforto térmico nas unidades habitacionais ....... 86 8.8 – Análise de insolação e sombreamento da unidade habitacional ............................................................................................................... 88 8.9 – Resfriamento passivo, pelo princípio da ventilação cruzada na unidade habitacional ........................................................................... 96 8.10 – Parâmetros para medições de desempenho térmico por atribuições da norma de desempenho NBR 15575:2013 e da certificação Selo Casa Azul CAIXA, na unidade habitacional (intermediária) do bloco Espírito Santo – Zezinho Magalhães Prado ............................................................................................................. 100 8.10.1 – Medições in loco .................................................................... 100 8.10.2 – Cálculo de desempenho térmico da unidade habitacional – (Temp. Efetiva Corrigida) ..................................................................... 104 8.10.3 – Transmitância térmica, atraso térmico na unidade habitacional ............................................................................................................. 114 8.10.4 – Simulação da eficiência térmica utilizando o software Designer Builder ................................................................................................. 122

9. CONSIDERAÇÕES .................................................................................... 127

12. REFÊNCIAS ............................................................................................ 130

ANEXOS..........................................................................................................136

0

LISTAS DE GRÁFICOS

Gráfico 1 - Carta bioclimática proposta por Givoni. Fonte: disponível em: <www.reitoria.uri.br/~vivencias/Numero_005/artigos/artigos_vivencias_05/artigo_006.htm> - Acesso em: 3 de fev., 2013...........................................................66

Gráfico 2 - Carta bioclimática proposta por Givoni. Fonte: disponível em: <www.reitoria.uri.br/~vivencias/Numero_005/artigos/artigos_vivencias_05/artigo_006.htm> - Acesso em: 3 de fev., 2013...........................................................67

Gráfico 3 - Gráfico de temperaturas do mês de janeiro de 2013. Fonte: <www.accuweather.com/pt/br/guarulhos/36369/month/36369?monyr=1/01/2013> – Acesso em: 20 maio 2014. - Nota: modificado pelo Autor........................102

Gráfico 4 - Gráfico de temperaturas do mês de junho de 2013 - Fonte: <www.accuweather.com/pt/br/guarulhos/36369/month/36369?monyr=1/01/2013> - Acesso em: 20 maio 2014 - Nota: modificado pelo Autor..........................103

Gráfico 5 - Gráfico de Temperatura Variável no dia de Verão da Tabela de simulação do apartamento (intermediário) do 2º andar da unidade do Conjunto Habitacional Zezinho Magalhães do Prado, bloco Espírito Santo. Fonte: Modelagem no software Designer Builder. Nota: do Autor...............................124

Gráfico 6 - Gráfico de Temperatura Variável no dia de inverno da Tabela de simulação do apartamento (intermediário) do 2º andar da unidade do Conjunto Habitacional Zezinho Magalhães do Prado, bloco Espírito Santo. Fonte: Modelagem no software Designer Builder. Nota: do Autor...............................126

1

LISTAS DE TABELAS

Tabela 1 - Dados de Clima – São Paulo. Fonte: FROTA; SCHIFFER,2003 - Manual

de Conforto Térmico, p. 215 – Nota: Modificado pelo Autor...............................40

Tabela 2 - Dados de Radiação Solar Incidente (Ig) sobre Planos Verticais e Horizontais (°C). Na latitude: 23°36’ sul da Cidade de Guarulhos no Estado de São Paulo. Fonte: FROTA; SCHIFFER,2003 - Manual de Conforto Térmico, p. 232 – Nota: Modificado pelo Autor......................................................................40

Tabela 4 - Transmitância térmica de cobertura - Fonte: NBR – 15220:2005 – Nota: modificado pelo autor. ........................................................................................ 63

Tabela 5 - Transmitância térmica de cobertura - Fonte: NBR – 15220:2005 – Nota: modificado pelo autor. ........................................................................................ 63

Tabela 6 - Classificação segundo a NBR 15575:2013 das faixas de conforto térmico para um dia típico de verão - Fonte: NBR – 15575:2013 – Nota: modificado pelo autor. .................................................................................................................. 64

Tabela 7 - Classificação segundo a NBR 15575:2013 das faixas de conforto térmico para um dia típico de inverno. Fonte: NBR – 15575:2013 – Nota: modificado pelo autor. .................................................................................................................. 64

Tabela 8 – Tabela dos símbolos térmicos - Fonte: NBR – 15220:2005: Desempenho térmico, 2005. .................................................................................................... 65

Tabela 9 - Critérios de análise para certificação Selo Casa Azul CAIXA - Fonte: OFICINA SINDUSCON/SP - Nota: modificado pelo autor. ................................. 71

Tabela 10 – Quadro de critérios de avaliação pela categoria 2 - PROJETO E CONFORTO – Estratégias para a arquitetura bioclimática, demarcadas na cor azul – Fonte: Selo Casa Azul versão web – Nota: modificado pelo autor. ......... 72

Tabela 11 – Quadro da equipe que constituiu o Escritório técnico da CECAP. Fonte: REVISTA DESENHO, 1972. .............................................................................. 80

Tabela 12 - Tabela do horário de insolação da fachada 1 (interna). Fonte: Autor. ... 90

Tabela 13 - Tabela do horário de insolação da fachada 2 (externa). Fonte: Autor. .. 91

Tabela 14 - Trecho extraído da tabela 6 de estratégias do caderno de certificação Selo Casa Azul CAIXA – Fonte: CAIXA (2010). Nota: modificado pelo Autor. ........... 99

Tabela 15 - Tabela de ganhos de calor solar (Ig), adquirido por hora em determinada posição de fachada - Fonte: Autor..........................................105

Tabela 16 - Tabela de ganhos de calor solar (Ig) no mês de Junho, adquirido por hora em determinada posição de fachada - Fonte: Autor. ....................................... 110

2

Tabela 17 - Memorial de cálculo da parede de concreto armado. Fonte: FRETIN (2013). Nota: modificado pelo Autor. ................................................................ 115

Tabela 18 - Tabela de Transmitância térmica e atraso térmico de paredes e coberturas. Fonte: NBR 15220 – parte 3 (2005c). Nota: modificado pelo Autor. ......................................................................................................................... 116

Tabela 19 - Tabela extraída da NBR 15220:2005 – parte 3: Aberturas, Vedações e condicionamento térmico passivo – Fonte: NBR 15220:2005 – parte 3. Nota: modificado pelo Autor........................................................................................116

Tabela 20 - Tabela de aberturas para ventilação. Fonte: NBR 15220:2013 – parte 3. Nota: modificado pelo Autor..............................................................................119

Tabela 21 - Tabela de simulação térmica computacional do período de solstício de verão no apartamento (intermediário) do 2º andar da unidade do Conjunto Habitacional Zezinho Magalhães do Prado, bloco Espírito Santo. Temp. máx. interna e externa - Fonte: Modelagem no software Designer Builder - Nota: do Autor..................................................................................................................123

Tabela 22 – Classificação segundo a NBR 15575:2013 das faixas de conforto térmico para dia típico de verão. Fonte: NBR – 15575:2013 e NBR 15220:2005. Nota: modificado pelo Autor..............................................................................124

Tabela 23 - Tabela de valores de temperaturas do dia 20/01/13, adquirido pelo software Designer Builder. Fonte: Programa computacional Designer Builder - Nota: modificado pelo Autor..............................................................................125

Tabela 24 - Tabela de simulação térmica computacional do período de Solstício de Inverno no apartamento (intermediário) do 2º andar da unidade do Conjunto Habitacional Zezinho Magalhães do Prado, bloco Espírito Santo. Temp. mín. interna e externa. Fonte: Modelagem no software Designer Builder. Nota: do Autor..................................................................................................................125

Tabela 25 - Classificação segundo a NBR 15575:2013 das faixas de conforto térmico para dia típico de inverno. Fonte: NBR – 15575:2013 e NBR 15220:2005. Nota: modificado pelo Autor.........................................................126

Tabela 26 - Tabela de valores de temperaturas do dia 21/01/13, adquirido pelo programa computacional Designer Builder. Fonte: Programa computacional Designer Builder. Nota: modificado pelo Autor.................................................126

3

LISTAS DE ILUSTRAÇÕES

Figura 1 - Ilustração dos componentes que afetam o conforto ambiental em uma edificação - Fonte: disponível em: <www.arcoweb.com.br/especiais/fotos/48/z6-corte-esquema.jpg>. Acesso em: 9 dez., 2013. ................................................. 35

Figura 2 - A declinação solar e as estações: o eixo da Terra está inclinado em 23,5° em relação ao plano da órbita do planeta ao redor do Sol. Essa inclinação causa as mudanças climáticas sazonais na superfície terrestre. Fonte: Fundamentos de Projeto de Edificações Sustentáveis – KEELER; BURKE (2010). ..................... 39

Figura 3 - Exemplo de ventilação higiênica cruzada. Fonte:– GURGEL (2012) - Design passivo baixo custo energético, p. 32. ............................................................... 43

Figura 4 - Estratégias de ventilação: Ventilação Cruzada - Fonte: Movimento terras, Em busca da sustentabilidade, São Paulo, ano 12, Movimento Terra, set. 2014. Disponível em: < movimentoterras.blogspot.com.br/2012/09/a-ventilacao-natural-e-o-fenomeno-da.html>. Acesso em: 12 ago. 2013. .......................................... 44

Figura 5 – Estratégias de ventilação: Efeito Chaminé - Fonte: Movimento terras, Em busca da sustentabilidade, São Paulo, ano 12, Movimento Terra, set. 2014, disponível em: < movimentoterras.blogspot.com.br/2012/09/a-ventilacao-natural-e-o-fenomeno-da.html>. Acesso em: 12 ago. 2013. .......................................... 44

Figura 6 - Estratégias de ventilação: Fachadas Ventiladas Fonte: Movimento terras, Em busca da sustentabilidade, São Paulo, ano 12, Movimento Terra, set. 2014, disponível em: <movimentoterras.blogspot.com.br/2012/09/a-ventilacao-natural-e-o-fenomeno-da.html>. Acesso em: 12 ago. 2013. .......................................... 45

Figura 7 - Conjunto habitacional Presidente Mendes de Moraes (Pedregulho) vista dos fundos - Edifício sob pilotis e aberturas na fachada para ventilação. Fonte: Arquitetura no Brasil, São Paulo, ano 10, Moderna, maio 2010, disponível em: <www.simonemarinho.com/imagem/index.php?id=28>m. Acesso em: 23 maio 2014. .................................................................................................................. 46

Figura 8 - Esquema explicativo do fenômeno da inércia térmica de uma parede real (q2) e de uma parede fictícia de peso nulo (q1) – Fonte: FROTA; SCHIFFER (2001) - Manual de Conforto Térmico, p. 51. ..................................................... 47

Figura 9 - Mapa de localização da cidade de Tossa Del Mar, província de Girona - Espanha - Fonte: Google maps - BCN IGN Espanã, ano 04, maio 2014, disponível em: <www.googlemaps.com.br> - Nota: Modificado pelo autor. Acesso em: 23 maio 2014. ......................................................................................................... 51

Figura 10a e 10b - Renderização das Unidades Habitacionais - Fonte: Towards zero emissions, co2-reduction in mediterranean social housing, Barcelona, Spain, ano 08, october 2008, disponível em: <repository.tamu.edu/bitstream/handle/1969.1/90815/ESL-IC-08-10-47.pdf? sequence=1>. Acesso em: 4 abr. 2013. ............................................................. 52

4

Figura 11a e 11b - Renderização das Unidades Habitacionais - Fonte: Towards zero emissions, co2-reduction in mediterranean social housing, Barcelona, Spain, ano 08, october 2008, disponível em: <repository.tamu.edu/bitstream/handle/1969.1/90815/ESL-IC-08-10-47.pdf? sequence=1>. Acesso em: 4 abr. 2013. ............................................................. 52

Figura 12 - planta de Arquitetura das Unidades Habitacionais – Fonte: Towards zero emissions, co2-reduction in mediterranean social housing, Barcelona, Spain, ano 8, october 2008, disponível em: <repository.tamu.edu/bitstream/handle/1969.1/90815/ESL-IC-08-10-47.pdf? sequence=1>. Acesso em: 4 abr. 2013. ............................................................. 53

Figura 13 – A implantação dos blocos habitacionais -Tossa Del Mar - Fonte: Towards zero emissions, co2-reduction in mediterranean social housing, Barcelona, Spain, ano 08, october 2008, disponível em: <repository.tamu.edu/bitstream/handle/1969.1/90815/ESL-IC-08-10-47.pdf? sequence=1>. Acesso em: 4 abr. 2013. ............................................................. 54

Figura 14 - Processos de fontes de energia renovável no edifício - Fonte: Sabaté associats —Arquitectura i Sostenibilitat, Barcelona, Spain, year 08, october 2008, disponível em: <www.saas.cat>. Acesso em: 4 abr. 2013. ............................... 55

Figura 15a e 15b - Exemplo de fachada baseada em material - Fonte: Towards zero emissions, co2-reduction in mediterranean social housing, Barcelona, Spain, ano 08, october 2008, disponível em: <repository.tamu.edu/bitstream/handle/1969.1/90815/ESL-IC-08-10-47.pdf? sequence=1>. Acesso em: 4 abr. 2013 - Nota: modificado pelo autor. .............. 57

Figura 16a - Composição de painéis de vedação. Figura 16b - laje baseada em material orgânico – Fonte: Towards zero emissions, co2-reduction in mediterranean social housing, Barcelona, Spain, ano 08, october 2008, disponível em: <repository.tamu.edu/bitstream/handle/1969.1/90815/ESL-IC-08-10-47.pdf?sequence=1>. Acesso em: 4 abr. 2013 - Nota: modificado pelo autor. .. 58

Figura 17a e 17b - A composição de painéis de vedação - laje baseada em material orgânico – Fonte: Towards zero emissions, co2-reduction in mediterranean social housing, Barcelona, Spain, ano 08, october 2008, disponível em: <repository.tamu.edu/bitstream/handle/1969.1/90815/ESL-IC-08-10-47.pdf?sequence=1>. Acesso em: 4 abr. 2013 - Nota: modificado pelo autor. .. 58

Figura 18 - Determinação Solar e Simulação de sombra – Fonte: Sabaté associats —Arquitectura i Sostenibilitat, Barcelona, Spain, year 08, october 2008, disponível em: <www.saas.cat>. Acesso em: 4 abr, 2013. ............................................... 59

Figura 19a - Zoneamento Bioclimático brasileiro - Figura 19b - Localização da Zona Bioclimática 3 – Fonte: NBR – 15220:2005 – Nota: modificado pelo autor. ....... 62

Figura 20 – Hierarquias dos selos para certificação - Selo Casa Azul CAIXA - Fonte: OFICINA SINDUSCON/SP - Nota: modificado pelo autor. ................................. 70

5

Figura 21 - Referencial técnico para o proponente: Guia CAIXA de Sustentabilidade Ambiental – Selo Casa Azul – Boas Práticas para Habitações mais Sustentáveis – Fonte: OFICINA SINDUSCON/SP. ................................................................. 70

Figura 22a - Planta livre - Espaços grandes entre blocos constituídos por praças internas – Fonte: ISAAC (2007). Figura 22b Fachada do conjunto habitacional Zezinho Magalhães Prado – Fonte: MELLO (1960/1970). ................................. 76

Figura 23a – Canteiro central que possibilita a liberdade de uso dos espaços aos usuários. Figura 23b – Pátio interno, possibilidade de insolação e ventilação entre blocos - Fonte: ISAAC (2007). ........................................................................... 76

Figura 24 - Localização do Conjunto Habitacional Zezinho Magalhães Prado/Parque CECAP. Fonte: ISAAC (2007). ........................................................................... 77

Figura 25 - Matrícula de 1.780,00 m2 – Terreno Inicial CEESP; Fonte: ISAAC (2007). ........................................................................................................................... 78

Figura 26 - Estudo de implantação. Fonte: MDC, Revista de arquitetura e urbanismo ano 14, disponível em: < mdc.arq.br/2011/09/06/architettura-contemporanea-brasile-arquitetura-brasileira-entre-1957-e-2007/6-conjunto-zezinho-magalhaes-prado-vilanova-artigas-paulo-mendes-da-rocha-fabio-penteado-guarulhos-sp-1967/> ................................................................................................................ 79

Figura 27a e 27b - Demonstra a importância das quadras abertas por os blocos da edificação serem sob pilotis - Fonte: PEREIRA (2012). ..................................... 79

Figura 28 - Implantação do projeto de 1967 na malha urbana atual de Guarulhos. - Fonte: ISAAC (2007). ......................................................................................... 81

Figura 29 - Implantação do Conjunto Habitacional Zezinho Magalhães Prado/Parque CECAP com destaque no que foi construído – Fonte: ISAAC (2007). ............... 81

Figura 30 – Implantação do Conjunto Habitacional Zezinho Magalhães Prado em foto aérea em 2007 – Fonte: ISAAC (2007). ............................................................. 81

Figura 31 - Edifícios da primeira fase de construção – Fonte: Laboratório de Artes Gráficas da FAAUSP.......................................................................................... 82

Figura 32 – A Implantação do Conjunto Habitacional Zezinho Magalhães Prado – Identificação do bloco a qual encontra-se a unidade habitacional a ser analisada – Fonte: Google Maps. Acesso em: 20 maio 2014 – Nota: modificado pelo Autor. ........................................................................................................................... 84

Figura 33 - Planta das unidades habitacionais e a posição dos blocos em relação ao norte verdadeiro - Fonte: Revista Desenho 4 – Nota: modificado pelo Autor. .... 85

Figura 34 – Simulação da trajetória aparente do sol - Fonte: Google Maps. Acesso em: 20 maio 2014 - Nota: modificado pelo Autor. ............................................. 85

6

Figura 35 - Carta solar. Fonte: Lamberts; Dutra & Pereira (1997). ........................... 86

Figura 36 - Carta Solar – Fonte: Lamberts, Dutra & Pereira (1997) – Ilustração: Luciano Dutra ® ................................................................................................. 87

Figura 37 - Carta Solar de São Paulo do Programa Sol-Ar. Fonte: LABEEE/UFSC (2009). ................................................................................................................ 87

Figura 38 - Carta solar de São Paulo com temperaturas plotadas até 21 de junho Programa Sol-Ar. Fonte: LABEEE, UFSC (2009). ............................................. 87

Figura 39 - Trajetória solar de São Paulo. Programa Sunpath 1.05. Desenvolvedor: Maurício Roriz. Fonte: RORIZ (2000). ............................................................... 87

Figura 40 – Planta do pavimento tipo, com a identificação da unidade para a análise de insolação. Fonte: Arquivo FAU-USP (Fundação Artigas) – Nota: modificado pelo Autor. .......................................................................................................... 88

Figura 41 - Corte transversal – representação dos ângulos Alfa (ângulo de altura do sol) na unidade habitacional analisada – andar intermediário. Fonte: Arquivo FAU-USP (Fundação Artigas). - Nota: modificado pelo Autor. ................................... 89

Figura 42 - Traçado de máscara da Fachada 1 (interna) da unidade habitacional em análise. Fonte: Programa Analysis SOL-AR do Laboratório de Eficiência Energética em Edificações – LABEEE – Nota: modificado pelo Autor. .............. 89

Figura 43 - Traçado de máscara da Fachada 2 (externa) da unidade habitacional em análise. Fonte: Programa Analysis SOL-AR do Laboratório de Eficiência Energética em Edificações – LABEEE - Nota: modificado pelo Autor. ............... 90

Figura 44 - Planta da unidade habitacional analisada – Posicionamento das fachadas - Fonte: Arquivo FAU-USP (Fundação Artigas). - Nota: modificado pelo autor. . 92

Figura 45 - Foto aérea da implantação e orientação dos blocos do Conjunto Habitacional Zezinho Magalhães do Prado - CECAP. Fonte: Google Maps. Acesso em: 20 maio 2014. – Nota: modificado pelo autor. ................................ 93

Figura 46 - Planta dos blocos com pátios internos. Fonte: Arquivo CDHU. ............. 93

Figura 47 - Acima caixilho recuado da fachada da unidade habitacional. – Fonte: ISSAC (2007). .................................................................................................... 94

Figura 48 - Foto do conjunto dos blocos sobre o sombreamento de massa arbórea. Fonte: <images04.olx-st.com/ui/6/87/80/1393434089_608158780_1-Fotos-de-Oportunidade-Apartamento-64m-Cond-Rio-grande-do-Sul-Parque-Cecap-Gruarulhos.jpg, 2014>. Acesso em: 20 maio 2014. ........................................... 95

7

Figura 49a e 49b - Pátio interno e praça central (freguesias) – vegetação para o sombreamento – grandes recuos para a permeabilidade da insolação. Fonte: ISSAC (2007). .................................................................................................... 96

Figura 50a e 50b - Pátio interno, vegetação para o sombreamento – grandes recuos para a permeabilidade da insolação. Fonte: ISSAC (2007). .............................. 96

Figura 51a e 51b - Fachada e área de circulação – Grandes recuos, blocos sobre pilotis, propícios a ventilação passiva, (convecção) setas azuis ar frio – setas vermelhas ar quente. Fonte: ISSAC (2007) – Nota: modificado pelo Autor. ...... 97

Figura 52 - Rosa dos Ventos, análise de ventos predominantes e suas orientações. Fonte: Analisy Sol-Ar/LABEEE. .......................................................................... 98

Figura 53 - Aparelho Relógio Termo Higrômetro, portátil possui medida de temperatura interna e externa, 3 leituras simultâneas, relógio com indicação de horas no formato 12h ou 24h, registro de máximo e mínimo e precisão básica de 1 °C e 10% RH. Realiza medidas de temperatura interna (ambiente em que se encontra o instrumento) de 0 °C a 50 °C (32 °F a 122 °F), temperatura externa (sensor com cabo de extensão) de -50 °C a 70 °C (-58 °F a 158 °F) e umidade relativa interna de 20% a 90%. - Fonte: Minipa. ............................................... 100

Figura 54 - Planta da unidade habitacional Zezinho Magalhães - CECAP - Fonte: Revista Desenho 4 – Nota: modificado pelo Autor. .......................................... 101

Figura 55 - Carta Psicrométrica para a cidade de São Paulo, identificação da temp. de bulbo seco (T.B.S) e Temp. de bulbo úmido (T.B.U). Fonte: FROTA, (2003) - Nota: modificado pelo Autor. ............................................................................ 107

Figura 56 - Nomograma de Temperatura Efetiva para pessoas normalmente vestidas, em atividade leve - Fonte: FROTA, (2003) - Nota: modificado pelo Autor. ...... 108

Figura 57 - Carta Psicrométrica para a cidade de São Paulo, identificação da temp. de bulbo seco (T.B.S) e Temp. de bulbo úmido (T.B.U). Fonte: FROTA, (2003) – Nota: modificado pelo Autor. ............................................................................ 112

Figura 58 - Nomograma de Temperatura Efetiva para pessoas normalmente vestidas, em atividade leve - Fonte: FROTA, (2003) – Nota: modificado pelo Autor....... 113

Figura 59 - Blocos de concreto – fachada e caixilhos originais máx-ar. - Fonte: Issac (2007) – Nota: modificado pelo Autor. .............................................................. 117

Figura 60a - Simulação de insolação às 13:00 no dia 20/02/2013 e a Figura 60b - Simulação de insolação às 15:00 no dia 20/02/2013. Fonte: Autor. ................ 118

Figura 61 - Pátio interno entre blocos, favorecendo o sombreamento nas janelas das unidades habitacionais. Fonte: Issac (2007). ................................................... 118

Figura 62a e 62b - Pátio interno entre blocos, favorecendo o sombreamento nas janelas das unidades habitacionais. Fonte: Issac (2007). ................................ 119

8

Figura 63 - Planta da unidade habitacional com demarcação da área de piso, considerando o cálculo das aberturas para ventilação média com 15% < A < 25% da área de piso. Fonte: Laboratório de Artes Gráficas da FAAUSP. Nota: modificado pelo Autor....................................................................................... 120

Figura 64 - Detalhe reduzido da fachada frontal do bloco com a demarcação da área envidraçada, considerando o cálculo das aberturas para ventilação média com 15% < A < 25% da área de piso. Fonte: Arquivo FAUUSP - Nota: modificado pelo Autor................................................................................................................. 120

Figura 65 – Planta esquemática do bloco e das unidades habitacionais Zezinho Magalhães Prado, onde mostram como a dimensão da captação da brisa e da abertura para sua saída do ambiente influenciam na velocidade e distribuição interna da ventilação no ambiente em questão. Fonte: Arquivo FAUUSP. Nota: modificado pelo Autor....................................................................................... 121

Figura 66 – Corte longitudinal do bloco e das unidades habitacionais Zezinho Magalhães Prado. Exemplo esquemático de ventilação cruzada por aberturas e corredores externos do bloco. Fonte: Arquivo FAUUSP - Nota: modificado pelo Autor................................................................................................................. 121

0

22

1 INTRODUÇÃO

O assunto Habitação de Interesse Social é um tema extremamente discutido no

Brasil, sobretudo em São Paulo, que em decorrência dos fatores indicativos sociais,

demonstra-se em situação alarmante.

A solução não estaria apenas na produção de novas unidades habitacionais para

reduzir o possível déficit habitacional. As produções das unidades frequentemente são

entregues em um curto espaço de tempo, sem a preocupação com a qualidade

ambiental e por isso agravam ainda mais o problema.

A qualidade na produção da habitação deverá ser garantida por metas de

constituição para a política habitacional, e isso representa um grande desafio,

sobretudo quando a tradição do país não possui políticas públicas para suprir uma

estrutura de planejamento e continuidade.

[...] o intenso processo de metropolização brasileiro, acompanhado das características acima descritas, tem hoje, como resultado, um déficit avaliado em 7,2 milhões de moradias, onde 88,2% deste déficit correspondem a famílias com até 5 salários mínimos. Cerca de 70% da produção de habitação têm ocorrido fora do mercado formal, 4,6 milhões de domicílios estão vagos, essencialmente em áreas centrais de aglomerados urbanos, e 79% dos recursos do FGTS têm sido destinados à população com renda acima de 5 salários mínimos1 (RUBANO, 2008, p. 1).

Após os anos de 1980, os problemas ambientais intensificaram-se cada vez

mais, fazendo com que a população assumisse riscos ao construir suas próprias

moradias. Entre 1991 e 2000, o aumento do número de domicílios em favelas foi de

717 mil ou 22,5%2.

Segundo Rubano (2008), algumas conquistas políticas e sociais, tais como a

aprovação do Estatuto das Cidades (2001) e seus instrumentos urbanísticos voltados

à função social da propriedade, a obrigatoriedade dos Planos Diretores para as

cidades com mais de 20 mil habitantes e a criação das ZEIS3, a implementação do

1 MINISTÉRIO DAS CIDADES. Cadernos MCidades. Política Nacional de Habitação n. 4, 2004. Os dados são do

ano 2000. 2 MINISTÉRIO DAS CIDADES. Cadernos MCidades. Política Nacional de Habitação n. 4, 2004, p. 22. 3 ZEIS. Zonas Especiais de Interesse Social.

23

orçamento participativo em algumas prefeituras e as tentativas de estruturação de

novas linhas de financiamento adequadas à habitação social têm-se apresentado

como alternativas muito importantes à revisão da condução de processos urbanos.

Em razão das conquistas políticas e sociais, a preocupação na produção e na

qualidade dos edifícios tem aumentado cada vez mais, especialmente no que diz

respeito ao conceito de desempenho, que irá proporcionar qualidade de vida aos

usuários. Sob o conceito da arquitetura bioclimática está parametrizada a utilização

de elementos arquitetônicos e as técnicas construtivas, com a finalidade de redução

de energia qualificando o conforto aos usuários.

A partir de 2004, após a criação de grupos de estudos, nota-se uma

preocupação mais relevante em relação à qualidade do edifício, abrindo espaço para

os critérios de desempenho, análises e estudos entrarem em discussão. A partir das

considerações, surge então, em 2008, o projeto da Norma de Desempenho ABNT

NBR 15575, para edificações residenciais até cinco pavimentos. A norma foi publicada

ainda em 2008 e deveria entrar em vigor em 2010.

No entanto, sem que houvesse consenso entre os agentes da construção civil,

foi adiada para março de 2012 e, mais uma vez, prorrogada para 13 de março de

2013. Em 19 de junho de 2013, entra em vigor, como aplicação a todo edifício

habitacional, independentemente do número de pavimentos.

O assessor técnico do Sinduscon-PR (Sindicato da Indústria da Construção

Civil no Estado do Paraná), o engenheiro Ivanor Fantin Júnior, foi contratado para

prestar orientações de ordem técnica, bem como o acompanhamento de revisões de

normas que interfiram direta ou indiretamente nas atividades do setor. Uma das

principais atribuições do engenheiro foi a participação das reuniões da comissão de

estudo da NBR 15575 da ABNT, a chamada Norma de Desempenho, que está dividida

em seis partes que estabelecem requisitos mínimos de desempenho, de vida útil e de

garantia para os sistemas que compõem os edifícios (SANTOS, 2012).

Entre eles, estrutura, pisos internos, fachadas e paredes internas, coberturas

e sistemas hidrossanitários. Os critérios abordados são, basicamente, os

desempenhos acústico, térmico e lumínico das edificações. E aborda requisitos gerais

(NBR 15575-1); sistemas estruturais (NBR 15575-2); sistemas de pisos (NBR 15575-

3); sistemas de vedações verticais internas e externas (NBR 15575-4); sistemas de

24

coberturas (NBR 15575-5) e sistemas hidrossanitários (NBR 15575-6). É salutar que

todas as definições sejam aplicadas e se tornem exigências de projeto.

Vários países já utilizam o conceito do desempenho incorporado em seus

projetos habitacionais há algum tempo, porém no Brasil o desempenho era aplicado

como definição aos elementos arquitetônicos e de tecnologias, mas somente em

alguns casos eram considerados requisitos para atendimento e exigências ao

desempenho do edifício.

É importante ressaltar que o desempenho térmico dos espaços está vinculado

às estratégias do projeto arquitetônico, tipologia, posicionamento da edificação,

sobretudo dos materiais aplicados nas envoltórias, vedações e coberturas, como na

densidade do material, espessura, aumentando ou diminuindo o processo de atraso

térmico.

Para este trabalho, será discutido o estudo de caso internacional de análise de

desempenho, o Conjunto Habitacional “Tossa de Mar”. Buscou-se como referência,

pela preocupação da qualidade de projeto, pela disposição dos blocos e sua

implantação junto ao terreno, layout dos apartamentos, respeitando a insolação

necessária, disposição das sacadas e também no processo de produção das unidades

habitacionais, pelos materiais aplicados na construção.

Na análise desse trabalho, as simulações e observações de estratégia

demostraram a importância do conforto e o desempenho na eficiência térmica das

habitações, sobretudo da qualidade ambiental possivelmente atribuída ao projeto.

O recorte do objeto de análise deste trabalho se dá no 2o andar do apartamento

(intermediário) do Conjunto Habitacional Zezinho Magalhães Prado, localizado no

município de Guarulhos na região metropolitana de São Paulo.

1.1 JUSTIFICATIVA E RELEVÂNCIA DO TEMA

A importância da presente pesquisa se dá em função do uso dos materiais

utilizado na edificação, da influência na forma e layout e do inter-relacionamento da

qualidade final da construção sob a luz de normas de desempenho e certificação.

A contribuição dessa análise, torna-se essencial para determinar avaliações

do desempenho térmico, embasados em reflexões sob a qualidade ambiental para

25

as unidades habitacionais, e que caracterizam a habitação em regiões de clima

tropical úmido do Brasil.

O projeto arquitetônico possibilita o planejamento e o desenvolvimento dos

espaços, proporcionando a qualidade de vida ao usuário. As decisões e estratégias

adotadas, nos levam a garantir controle sobre o envolvimento no processo de

criação.

1.2 Objeto

O desempenho térmico das Habitações Sociais.

1.3 Objetivo geral

Contribuir com a qualidade final da habitação social no Brasil com foco no

desempenho térmico.

1.4 Objetivos específicos

1) Discutir a importância das técnicas Bioclimáticas no desempenho

térmico do edifício.

2) Avaliar as condicionantes das normas e da certificação brasileira, em

especial a de desempenho térmico, no Software Designer Builder, por ser uma

interface amigável para simulações de desempenho de edifícios, através da

ferramenta EnergyPlus e comparar com as medidas realizadas in loco.

26

1.5 Método

A metodologia deste trabalho considera como critério de avaliação

para a eficiência térmica a norma NBR 15575:2013 – Edificações habitacionais

– Desempenho, e a norma NBR 15220:2005 – Desempenho térmico de

edificações, e a certificação brasileira Selo Casa Azul CAIXA.

A NBR 15575:2013, considera o desempenho da edificação e permite

sua simulação por meio de dois procedimentos: o experimental e o

computacional ou numérico. Os critérios de desempenho térmico definidos pela

NBR 15575:2013 foram desenvolvidos com base em pesquisadores do Instituto

de Pesquisas Tecnológicas do Estado de São Paulo (IPT) a seguir: Akutso,

Vittorino, Pedroso e Caballeira (1995).

Serão atribuídos, para análise, a modelagem da edificação em

programa computacional, com base no banco de dados do programa

EnergyPlus, aprovado pela NBR 15575:2013, e simulações in loco, como

parâmetros de avaliação numérica da Norma de Desempenho e da certificação,

em um dia do período de solstício de verão e o outro no solstício de inverno.

As pesquisas avaliam as técnicas sustentáveis definadas, não só pelas

normas de desempenho térmico citadas acima, mas também pela certificação

nacional Selo Casa Azul CAIXA de 2010, do ponto de vista projetual e

construtivo, com abordagem qualitativa. A dissertação apresentará linhas de

pesquisa focadas em edificações multifamiliares de quatro a sete pavimentos.

1ª Etapa de revisão bibliográfica: Livros, teses, revistas, internet e

outros, buscando identificar o estado da arte em projetos nacionais e

internacionais voltados para habitação social e o desempenho térmico.

2ª Etapa de seleção do projeto: O Conjunto Habitacional Zezinho

Magalhães Prado, dos arquitetos João Batista Vilanova Artigas, Fábio

Penteado e Paulo Mendes da Rocha.

3ª Etapa do estudo de campo: Visita na unidade habitacional do estudo

de caso. A análise deste projeto sob o ponto de vista da qualidade ambiental:

conforto térmico do espaço das habitações e a definição da qualidade de seus

espaços coletivos.

27

4ª Etapa de análise dos dados colhidos: O projeto e confirmações das

técnicas Bioclimática que foram aplicadas na produção do conjunto

habitacional.

O estudo de caso aplica-se ao Conjunto Habitacional Zezinho

Magalhães Prado, respectivamente no apartamento do 2º andar (intermediário)

do bloco Espírito Santo. A obra tem grande relevância na arquitetura nacional

e político-cultural, com arquitetos expoentes da arquitetura paulista modernista,

sendo eles: João Batista Vilanova Artigas, Fábio Penteado e Paulo Mendes da

Rocha.

2 O ESTADO DA ARTE

2.1 A ESSÊNCIA DO CONFORTO

Tratamos a partir do dado capítulo a essência do conforto ambiental, sob um

viés conceitual, onde desprendemos da linguagem matemática e passamos a

interpretar os conceitos qualitativos de calor, iluminação, acústica e qualidade do ar

no projeto de arquitetura.

Schmid (2005) explica que a relação entre os termos físicos e fisiológicos do

conforto ambiental surgem de maneira isolada, apresentando-se implícita na grande

maioria das literaturas especializadas. Para os cientistas da cultura do morar esse

conceito é questionável.

Quando retratamos apenas o conforto sob aspectos visuais, não identificamos

as questões variáveis dos ambientes, como o ar, a luz, o calor, o som, as cores e

possíveis texturas. Seriam esses fatores que podem emocionar ou representar? É

possível refletir sobre a questão anterior partindo de uma linha de reflexão em que

“Um ambiente improvisado e genérico, isento de referências pessoais, é capaz de

28

emocionar? Nas mãos de um artista, um ambiente representa alguma

intencionalidade?” (SCHMID, 2005, p. 23).

2.2 O ambiente humano

Na visão de Rheingantz (1990), o ambiente humano é determinado pela

filosofia dos sentidos, portanto é composto dos ambientes térmico, visual, auditivo,

olfativo, táctil, higiênico e psíquico. Com as variações dos espaços, os órgãos dos

sentidos adaptam-se e transformam-se em verdadeiros conversores de estímulos

variáveis, em impulsos nervosos. Para que esses estímulos aconteçam, existem

órgãos responsáveis pela recepção e transmissão de informações.

O olho capta estímulos eletromagnéticos; o paladar e o olfato, estímulos químicos; o ouvido, vibrações mecânicas que se propagam no interior da matéria sob a forma de ondas longitudinais ligadas à compressão e a descompressão (RHEINGANTZ, 1990, p. 36-58).

Os demais mecanismos sensoriais de controle da postura, de movimentação e

equilíbrio do corpo, tendem a ter o mesmo princípio de atividade a partir do registro

de deformações de tipo mecânico, sendo capazes de afetar diretamente superfícies

corpóreas e tecidos profundos. O equilíbrio do corpo no espaço está ligado

diretamente às sensações, captadas pelos órgãos, músculos e ligamentos, que são

registradas pelos receptores. O cérebro está sendo constantemente informado dos

movimentos dos membros.

Rheingantz (1990) afirma que existe a possibilidade de alterar a percepção dos

órgãos sensoriais e que isso se dá pelas “influências centrais”, ou seja, os estímulos

são provocados por experiências sensoriais. O impedimento de um estímulo exterior,

leva-nos à percepção de constância.

29

Esta condição levou MERLEAU-PONTY4 a afirmar que a percepção não é uma sensação pura, pois versa sobre relações e não sobre termos absolutos. Assim, ao acreditar que sabe o que é “ver”, “ouvir”, “sentir” a realidade percebida, o homem atrai sobre si o erro de experiência (RHEINGANTZ, 1990, p. 36-58).

Os fatores de natureza cultural também são fatores primordiais ao determinar

as influências de mudanças no meio ambiente, e sua percepção como as crenças

religiosas, normas e condutas higiênicas, as atitudes individuais, os hábitos familiares

ou de grupos, incluindo os alimentares, o habitat e economia e níveis educacionais de

cada povo.

2.3 O ambiente psíquico

Segundo Rheingantz (1990), miséria, atos de violência, promiscuidade,

ausência de privacidade e o desconforto da construção contribuem diretamente para

o desenvolvimento de outra peculiaridade do sentido humano, a percepção seletiva,

isolando o indivíduo em um tipo de abrigo: o ambiente psíquico. O reconhecimento

sob a influência de determinados fatores culturais e da existência de um ambiente

psíquico poderá tornar a relação “homem-ambiente” complexa, quando associada a

efeitos causados por novos meios das tecnologias da comunicação, como telefone,

televisão e, especialmente, o computador que, pela facilidade da realização de um

grande número de atividades à distância, transforma as relações “homem-homem” e

“homem-ambiente”.

4 MERLEAU-PONTY foi um filósofo fenomenólogo francês. Estudou na École normale supérieure de Paris, graduando-se em filosofia em 1931. Lecionou em vários liceus antes da Segunda Guerra, na qual serviu como oficial do exército francês. Em

1945 foi nomeado professor de filosofia da Universidade de Lyon. Em 1949, foi chamado para lecionar na Universidade de Paris I (Panthéon-Sorbonne).

30

2.4 O ambiente externo

O ambiente externo é constituído por características geográficas físicas e

climáticas e suas diferentes abordagens. Tomando como exemplo o fato de nenhum

ser vivo viver isoladamente, observamos que os indivíduos relacionam-se

continuamente com os demais seres de seu espécime e com os demais seres vivos

e, acima de tudo, como o meio natural. No ambiente externo, estudam-se as

condições físicas do lugar geográfico, ou seja, o clima, a meteorologia e o estado

médio da atmosfera. É fundamental entendermos que o conhecimento geográfico nos

leva à previsão e ao controle dos efeitos de intervenções do homem no meio ambiente.

O clima caracteriza as condições das atividades e de comportamento

desempenhados pelo homem, quanto ao tipo de vestimenta, edificação e habitat.

Tudo para suprir suas necessidades materiais, espirituais, estéticas e econômicas.

A função do clima pode direcionar as soluções arquitetônicas para soluções passivas

ou dependentes diretamente de tecnologias ativas. As tecnologias ativas permitem

que o homem se torne cada vez mais dependente da máquina. Definimos, então, que,

por essa evolução tecnológica, as condições de conforto passam a ser garantidas

pelos meios tecnológicos.

A função climática do abrigo se dilui com os ajustes das formas arquitetônicas às novas máquinas. A célula torna-se cada vez mais dependente dos aparelhos, ao mesmo tempo em que a cidade se torna cada vez mais impessoal, desumana e fria (RHEINGANTZ, 1990, p. 36-58).

2.5 O conforto ambiental

Segundo Schmid (2005), durante todo o século XVIII, as técnicas associadas

ao conforto quase não eram aplicadas nas edificações. Somente a partir do século

XIX essas práticas passam a ser aplicadas com mais frequência, principalmente em

31

regiões como a Europa, onde as baixas temperaturas são predominantes na maior

parte do ano.

Segawa (1999) explica que

Teses contaminadas de determinismo geográfico ou climático declinaram para interpretações racistas, como que a estabelecer uma etnoclimatologia firmando uma tênue fronteira entre clima e civilização. Esta civilização que, no contexto do colonialismo do século 19, deparou-se com o enfrentamento dos trópicos como fator integrante do processo civilizatório e de dominação promovidos pelas potências européias. Tal ideário se manifestava na introdução de uma obra que se pode considerar um dos primeiros manuais de conforto ambiental, sintomaticamente editada não na metrópole, mas na colônia. Em 1882 publicava-se na Argélia, então partição francesa, o livro L 'habitation dans les pays chauds – contribution a l'art de l'acclimatation, de autoria de H. Dessoliers, de 1882 (7), "ingénieur dês arts et manufactures". Os limites dos conhecimentos físicos e médicos do último quartel do oitocentos, tratava-se de um formidável compêndio, no qual questões de clima (temperatura, umidade, vento) e luminosidade eram confrontadas com a fisiologia humana; processos de transformação das condições ambientais (ventilação, refrigeração, evaporação, dissecação) eram especificados conforme recomendações considerando sistemas construtivos e dispositivos mecânicos (SEGAWA, 1999, p. 35-39).

Schimid (2005), afirma que, no Brasil, a partir da primeira década do século XX,

por meio de manifestos de vanguarda, como a Semana de Arte Moderna realizada em

1922 em São Paulo, grupos de arquitetos e artistas demonstraram verdadeira

hostilidade em relação ao conforto. Acreditavam que este desestruturava a estética

em voga, sobretudo a representação e o progresso dos materiais. Um dos principais

destaques visíveis nas edificações era a composição das fachadas.

Em 1909, o autor deste lema, o arquiteto e crítico austríaco Adolf Loos, escrevia que a obra de arte quer retirar as pessoas do seu aconchego, enquanto que a casa deve servir ao propósito contrário. Num discurso radical, propunha uma contradição entre a domesticidade - o interesse e o apego às coisas domésticas – e a arte. As casas eram desafiadas a assumir a frieza do modernismo, com paredes brancas e móveis tubulares em aço, mas se assemelhando aos hospitais. Hoje, encontramos sem dificuldade peças originais destes móveis, em diferentes estados de conservação, nas repartições públicas mais

32

descuidadas ao longo das décadas, tão duráveis que se mostraram (SCHMID, 2005, p. 58).

Charles-Edouard Jeanneret-Gris5, principal integrante do movimento

modernista, já dizia que a ideia de casa está diretamente relacionada à “máquina de

morar”, isto é, a objetividade em relação à moradia estaria em primeiro plano, e o

sentimentalismo seria algo a ser discutido.

Os edifícios modernos passaram a incorporar maquinários essenciais, como os

dispositivos de iluminação artificial e de climatização. Schimid (2005) identifica a

existência de sistemas superpostos à arquitetura e não da arquitetura como máquina,

muitas vezes causando estranheza à pureza da arquitetura e sua plasticidade.

No âmbito da iluminação, a planta livre permitia a ornamentação das aberturas

contínuas e janelas não alinhadas aos pilares, grandes aberturas contínuas

determinando paredes inteiras de vidro. Porém, o uso dessa tipologia de planta livre

definia ambientes profundos e, portanto, escuros, necessitando do uso de iluminação

artificial. Como seria possível atribuir técnicas que pudessem solucionar essas

questões?

Segundo Schmid (2005), as soluções de projeto estão vinculadas diretamente

às características de clima do local. Da necessidade de melhor compreender tal tema

tão pertinente à arquitetura, surgiu a partir da II Guerra Mundial o movimento pelo

conforto ambiental. Scarazzato e outros (1998) comentam que o Conforto Ambiental

sempre foi incorporado de maneira intuitiva na habitação brasileira e que as

preocupações com o conforto ambiental no Brasil começaram por volta de 1947, data

em que foram apresentados os primeiros estudos brasileiros de desempenho térmico

na arquitetura.

Esses estudos foram originários das primeiras disciplinas de Higiene das

Construções, aplicadas nas faculdades de arquitetura até o final da década de 1960.

Mesmo com os recursos atuais, o conforto ambiental ainda passa por um momento

decisivamente mecanicista, assumindo um papel nas universidades de uma disciplina

indiferente à estética, principalmente ao que concerne os aspectos socioculturais da

arquitetura.

5 Arquiteto e pintor franco-suíço, mais conhecido como Le Corbusier.

33

Ao invés de reencontrar a integração ao projeto arquitetônico, compartilhando sua profusão de implicações e incertezas (principalmente porque a arquitetura existe relacionada com as pessoas, que não são de todo previsíveis), o conforto ambiental com frequência se fecha em si próprio. Quer ser muito mais uma especialidade do que uma espacialidade – um aspecto do intrincado estudo do espaço... O conforto ambiental só pode ser compreendido dentro do conceito mais abrangente de arquitetura (SCHMID, 2005, p. 63).

Segundo Corbella; Yannas (2009) após a II Guerra Mundial, os baixos custos

dos recursos energéticos favoreciam cada vez mais o uso de tecnologias ativas. Uma

série de atribuições dos arquitetos com o passar do tempo foi transferida para

engenheiros. O conforto térmico passivo foi desconsiderado durante esse período,

tendo a responsabilidade sido assumida por engenheiros térmicos, que possuíam

domínio das tecnologias de ar-condicionado. Em relação ao uso da iluminação natural,

grande parte dos projetos era voltada ao uso da iluminação artificial, calculada pelos

engenheiros eletricistas.

Não havia preocupação com conforto acústico pela ação do entorno sobre os

prédios. A interação entre o edifício e o entorno também foi desprezada, gerando um

grande consumo de energia elétrica para suprir as necessidades humanas. Pequenos

grupos de arquitetos preocupavam-se com os fatores de conforto mencionados e

insistiam no fato de projetarem edifícios que fossem adaptados ao clima local,

pesquisando e desenvolvendo o conforto ambiental.

Schmid (2005) afirma que no período modernista foi evidente a ausência das

especificidades geográficas, sobretudo as considerações dos diferentes climas,

paisagens e cultura do local, a partir das quais as diferenças de propostas e conceitos

da edificação são definidas.

A primeira reação contra os gastos energéticos gerados na edificação ocorreu

em 1973, devido ao aumento do preço do petróleo e, por sua vez, a crise de energia.

As preocupações levaram à busca da chamada arquitetura solar, que se utilizaria da

técnica de incorporação da energia solar, contribuindo para a calefação, assim

poupando o significativo consumo de energia convencional. Portanto, nesse momento

uma arquitetura que se preocupa com a integração do clima local renasce, passando

34

a habitação a ficar centrada no conforto ambiental do ser humano e possibilitar

princípios de parametrização à arquitetura bioclimática no final da década de 1970.

Segundo AGENDA 21 para a construção sustentável (2000), o surgimento do

conceito de desenvolvimento sustentável foi definido no Relatório Brundtland6 de

1987, com enfoque direcionado ao desenvolvimento que vai de encontro às

necessidades do presente, não comprometendo a habilidade de futuras gerações de

encontrar suas próprias necessidades.

A concepção de um projeto bioclimático difere da concepção de projeto sustentável, pois não avalia o impacto da construção sobre o meio ambiente, mas avalia a geração de conforto em associação com o ambiente (ARCHINOLOGY, 2010, p. 2).

Uma visão mais ampla do conceito bioclimático é apresentada por Lamberts

(2006), que considera a análise e a associação das condicionantes climáticas globais

e locais aos elementos climáticos da região. Os elementos globais estão definidos

pela “radiação solar, latitude, longitude, quantidade de massa de ar e terra no entorno”,

e os climáticos do local definem a “temperatura, umidade, precipitações e direção dos

ventos”. Também considera as condicionantes do local de implantação do projeto tais

como, a topografia do terreno, a característica da vegetação, as edificações do

entorno, entre outras condições de vizinhança que podem influenciar na orientação

do edifício no terreno.

Lamberts, Ghisi e Papst (2000) afirmam que a bioclimatologia estuda a relação

entre o clima e o ser humano, por envolver o ambiente e seus fatores e elementos

climáticos, relacionados à capacidade de percepção das sensações térmicas dos

seres humanos.

Por sua vez, os teóricos Izard e Guyot (1983) descrevem que a boa arquitetura

bioclimática se beneficia dos recursos naturais ou projetados, como lagos, vegetações

6 O Relatório, elaborado pela Comissão Mundial sobre Meio Ambiente e Desenvolvimento, faz parte de uma série de iniciativas, anteriores à Agenda 21, as quais reafirmam uma visão crítica do modelo de desenvolvimento adotado pelos países industrializados e reproduzido pelas nações em desenvolvimento, e que ressaltam os riscos do uso excessivo dos recursos naturais sem considerar a capacidade de suporte dos ecossistemas. O relatório aponta para a incompatibilidade entre desenvolvimento sustentável e os padrões de produção e consumo vigentes.

35

e varandas, diminuindo o máximo possível o uso do acondicionamento térmico

artificial, como varandas e vegetações, entre outros.

Na figura 1 a seguir, observamos as atribuições para estratégias de projeto,

que mostram o conceito de conforto ambiental em uma edificação. Parte desses

princípios, como ventilação cruzada, efeito chaminé, sombreamento e a utilização da

luz natural, são diferenciais quando levada em conta a qualidade de vida.

Figura 1 - Ilustração dos componentes que afetam o conforto ambiental em uma edificação - Fonte: disponível em: <www.arcoweb.com.br/especiais/fotos/48/z6-corte-esquema.jpg>. Acesso em: 9 dez., 2013.

Segundo Keeler e Burke (2010), as origens do movimento das edificações

sustentáveis não partem de um único evento, e, sim, de efeitos acumulativos e de

marcos convergentes, sendo que suas raízes remontam aos primórdios da

humanidade. Afirmam também que ao se observar o panorama atual do Brasil, pode-

se identificar a pouca quantidade de edificações contemporâneas, como é caso no

Rio de Janeiro na latitude de 22,9 o S e longitude de 44 oO, que são capazes de

promover conforto térmico para seus usuários, sem o uso de equipamentos.

O processo de calefação, refrigeração e iluminação das edificações envolve a

adição ou a subtração de calor. Logo os conhecimentos básicos dos princípios físicos

da transferência e armazenamento de energia são indispensáveis para se projetar

edificações com consumo líquido de energia (KEELER; BURKE, 2010).

36

2.5.1 Conforto térmico na edificação

Segundo Corbella e Yannas (2009), as questões relacionadas à escassez de

energia ocasionam diferentes problemas de cunho ambiental, social e econômico. A

partir de 1980, a população brasileira passou por uma significante experiência de crise

energética.

Os empreendimentos imobiliários dependem do fornecimento de energia para

seu funcionamento e, além disso, gastam muita energia para sua produção. Para

minimizar os gastos energéticos excedentes em um imóvel é importante planejar

estratégias que possibilitem maior eficiência energética à edificação. O desempenho

energético adequado na arquitetura respeita as condições climáticas do local e as

demais necessidades dos seus usuários.

A forma e a função não seriam os únicos objetivos de uma edificação, mas a

eficiência energética e os requisitos ambientais também fazem parte das

considerações dos empreendimentos.

Para cada condição climática de determinada região, existem diferentes

subsídios para a determinação quanto à forma arquitetônica, os materiais utilizados e

a distribuição funcional dos espaços e a relação com uma orientação solar mais

favorável para cada ambiente, os conceitos da eficiência energética na arquitetura,

não despreza a iluminação e condicionamento artificial, porém estratégias são

utilizadas, minimizando o uso de recursos artificiais, e diminuindo os gastos

excessivos com energia elétrica, tanto nas edificações residenciais, como nas

comerciais e industriais. O fator pertinente do conceito de eficiência energética

[...] pode ser entendido como a obtenção de um serviço com baixo dispêndio de energia. Portanto, um edifício é considerado mais eficiente do que outro se, a edificação oferece as mesmas condições ambientais com menor consumo de energia (LAMBERTS; DUTRA; PEREIRA, 2004, p. 192).

Consideramos, então, que a zona de conforto térmico de uma edificação está

relacionada diretamente ao reflexo da satisfação com o ambiente que envolverá a

37

pessoa sobretudo das condições climáticas locais, a quantidade de roupa utilizada e

a atividade momentânea da pessoa. Partindo desses princípios primordiais obteremos

referenciais para diretrizes ao projeto e, por sua vez, poderemos determinar as

necessidades de conforto térmico dos usuários das edificações.

Para a redução da energia é importante promover o uso racional de

equipamentos economizadores e assim evitar desperdícios.

O projeto eficiente é composto por aspectos relacionados ao clima local e ao

tipo de uso e ocupação do solo urbano. A possível mudança de clima varia conforme

a região em que a cidade se localiza.

[...] cada cidade é composta por um mosaico de microclimas diferentes; os mesmos fenômenos que caracterizam o mesoclima urbano existem em miniaturas por toda a cidade, como pequenas ilhas de calor, bolsões de poluição atmosférica e diferenças locais no comportamento dos ventos (DUARTE; SERRA, 2003, p. 17-30).

Partindo da reflexão acima, podemos analisar as propostas para um

determinado empreendimento e a importância de entender o contexto urbano em que

este se insere.

3 ESTRATÉGIAS BIOCLIMÁTICAS

Segundo Keeler; Burke (2010), o conceito de incidência solar difere todos os

períodos do ano e todas as aberturas nas diferentes fachadas. Explica que “a cada 24

horas, a terra gira em torno de seu eixo polar” e, por isso, faz com que “uma das

metades do planeta esteja sempre exposta ao Sol, enquanto o outro extremo fica em

plena escuridão”. Isso é possível pelo fato de a terra mover-se em rotação axial. As

limitantes que definem a luz da escuridão desse modo estarão sempre em mudança,

o que faz com que tenhamos a percepção de que o sol está sempre em movimentação

38

no céu. “A localização do horizonte, isto é, o ponto em que o sol nasce e se põe”. Esse

percurso do sol se dá de acordo com o número de horas em que ele fica acima do

horizonte, e varia de “acordo com a distância do observador em relação à linha do

Equador, à latitude e à época ou estação do ano”.

A distância entre a Terra e o Sol possui certa variação, dependendo da possível localização do planeta em sua órbita anual. Essa variação não interfere nas condições climáticas sazonais. Isso se dá pelo fato do eixo polar da Terra não estar perpendicular ao plano de sua órbita ao redor do Sol, esse fator garante a quantidade de variação da radiação solar em determinado ponto da superfície terrestre ao longo do ano. O eixo polar está inclinado 23,5° em relação a uma linha vertical no plano de órbita terrestre. Essa inclinação do eixo permanece constante durante todo o ano, tempo que nosso planeta leva para orbitar em torno do Sol, provocando mudanças sazonais na declinação solar. Esse fator identifica então a relação angular entre o Sol e a Terra quando observada sob a linha do Equador (KEELER; BURKE, 2010, p. 120-121).

A partir dessas considerações é possível então observar que o “Sol encontra-

se totalmente na vertical, sendo denominado “sol a pino” em 21 de março e em 21 de

setembro”. Ambas as datas definem o período de equinócios de primavera e outono,

marcando assim o “início das duas estações”. Keeler; Burke (2010) afirmam que

quando há mudança de posicionamento da Terra em sua órbita, o mesmo ocorre com

a declinação solar, acontecendo “suas variações máximas em 21 de junho, sob a

Linha do Equador, o Sol está inclinado para o norte e 23,5° abaixo da linha vertical”,

determinando 66,5° acima do horizonte. É correto dizer então que o “sol inclinado para

o norte é positivo, ao passo que o sol inclinado para o sul é negativo” (figura 2 a

seguir). (KEELER; BURKE, 2010, p. 119-120)

39

Figura 2 - A declinação solar e as estações: o eixo da Terra está inclinado em 23,5° em relação ao plano da órbita do planeta ao redor do Sol. Essa inclinação causa as mudanças climáticas sazonais na superfície terrestre. Fonte:

Fundamentos de Projeto de Edificações Sustentáveis – KEELER; BURKE (2010).

Segundo Corbella; Yannas (2009), a questão do controle solar está voltada à

distribuição espacial e temporal da radiação solar incidente. A tabela 1 a seguir,

segundo Frota (2003), demonstra magnitudes relativas para as fachadas orientadas

em direção aos quatro pontos cardeais. Os dados se expressam em W/m2 na média

mensal recebidos de radiação solar durante o verão. Já a tabela 2 demonstra os dados

de radiação solar Incidente (Ig), sobre planos verticais e horizontais (°C). Na cidade

de Guarulhos, latitude 23°36’ Sul, os maiores valores de radiação incidente no verão

correspondem às fases noroeste (NW), oeste (W), sudoeste (SW) e plano horizontal

(H). Seguindo o raciocínio, a primeira coluna que corresponde à média aritmética

mensal da temperatura em °C equivale a 21 °C.

A somatória dessa carga excessiva de radiação no decorrer do dia, combinado à temperatura externa durante o dia, que poderá superar até os 30 °C, demonstra claramente a situação de extremo desconforto térmico na tabela 2 a seguir. Por conseguinte, no verão é a fachada oeste (W) que requer maior proteção solar, invertendo a hierarquia conhecida para o inverno (CORBELLA; YANNAS, 2009, p. 22-23).

40

3.1 PROCEDIMENTOS PARA UMA ARQUITETURA DE EFICIÊNCIA

ENERGÉTICA

Compreender fatores climáticos locais tais quais como orientação solar,

umidade do ar e ventos predominantes de cada local é de grande importância na

observação do custo e dos benefícios proporcionados pela utilização de estratégias

de projeto, a fim de melhorar o conforto térmico da edificação. O custo deve ser

analisado sempre do ponto de vista do usuário final, assim proporcionando benefícios

que se estenderão por toda a vida útil da unidade habitacional.

Os fatores dinâmicos do clima afetam o desempenho térmico do edifício. Os ganhos e perdas de calor da edificação também dependem de algumas variáveis arquitetônicas. Alguns exemplos de influência térmica dos elementos da arquitetura (MASCARÓ et al., 1991, p. 33).

Tabela 1 - Dados de Clima – São Paulo. Fonte: FROTA; SCHIFFER,2003 - Manual de Conforto Térmico,

p. 215 – Nota: Modificado pelo Autor.

Tabela 2 - Dados de Radiação Solar Incidente (Ig) sobre Planos Verticais e Horizontais (°C). Na latitude: 23°36’ sul da Cidade de Guarulhos no Estado de São Paulo. Fonte: FROTA; SCHIFFER,2003 - Manual de Conforto Térmico, p. 232 – Nota: Modificado pelo Autor.

41

Segundo Gurgel (2012), as características dos materiais das envoltórias

externas estão expostas às condições climáticas. A seguir, destacam-se os fatores

importantes:

A cor utilizada nas fachadas externas;

A orientação solar;

A composição arquitetônica da edificação em relação à sua altura e forma;

A orientação e dimensões de vão luz;

As características do entorno imediato;

A orientação em relação à ventilação predominante;

O desempenho das aberturas quanto à iluminação natural e suas proteções

contra insolação direta;

Para cada região do Brasil devem ser adotadas soluções de projeto

arquitetônico diferenciadas, pois as cidades brasileiras apresentam características de

climas variados entre elas.

3.2 A orientação solar para as unidades habitacionais

A composição arquitetônica da edificação deverá atender sempre a orientação

mais favorável ao local. Antes de iniciar um projeto, devemos estudar a melhor

possibilidade de uso do terreno sob a orientação solar, partindo do princípio de análise

qualitativa e quantitativas dos lotes existentes.

Segundo Lamberts (1998), o uso da carta solar para análise da insolação é

importante para determinar as diretrizes do projeto arquitetônico, como definir a

disposição e sombreamento das aberturas, garantindo o equilíbrio dos ganhos

térmicos solares e a admissão de luz natural nos ambientes. As cartas solares são as

principais ferramentas para projetos e análises de projeções solares, bem como para

o dimensionamento de elementos de proteção solar. Por essas diretrizes, desenvolve-

se o partido arquitetônico, considerando a orientação solar para cada uma das faces

42

limitantes do terreno. O próximo procedimento se dará na distribuição dos possíveis

ambientes ao terreno, analisando sempre a orientação solar mais favorável a cada um

dos ambientes que serão projetados. As condições de habitabilidade da unidade

dependem diretamente da iluminação e ventilação natural adequada e disponível ao

ambiente.

Ferreira (2012) aconselha que deve-se prever, entre edifícios, insolação

mínima de três horas para garantir salubridade e habitabilidade na edificação.

3.3 O processo da ventilação na edificação

Segundo Givoni (1994), em regiões tropicais, sob a zona bioclimática 3, a faixa

de conforto por ventilação demanda certas restrições como a velocidade do ar de 1,5

a 2m/s em regiões onde a temperatura máxima externa não exceda de 28 °C a 32 °C,

sabendo da variação da climatização da população, e onde a amplitude diária não se

excede 10 °C. Isso vale para regiões mais quentes e úmidas. As pequenas variações

de temperatura diárias nessas regiões e uma edificação com alta inércia térmica,

fechada e isolada, não produziria uma redução suficiente da temperatura interna. Por

essa razão, recomenda-se que a edificação seja composta de materiais de menor

densidade e que permitam a ventilação. Por sua vez, a ventilação irá diminuir o efeito

perceptível da umidade e a perda de temperatura convectiva pelo corpo, o que é

importante para o equilíbrio do organismo.

Existe uma necessidade muito importante de ventilar o habitat que convivemos. E dentro desse parâmetro necessário, existem dois tipos: A ventilação higiênica a qual define uma constância diária e a ventilação térmica, que se define pela necessidade quando o ar interno do ambiente está mais quente que o ar externo (ROSA; SEDREZ; SATLLER, 2001, p. 90-106).

Satller e outros, (2003) sugere que, para promover a ventilação cruzada, o ar

que entra deverá ter alguma saída oposta e as aberturas de entrada de ar devem estar

43

localizadas sempre nas zonas de vento predominante favoráveis. A ventilação mais

adequada é aquela em que o fluxo de ar entra pelos dormitórios e sai pela parte de

serviço. O ar quente tende a subir e, por isso, a necessidade de se ter uma abertura

de entrada de ar mais baixa do que a de saída.

Para o inverno, é interessante manter uma ventilação higiênica a ponto de estar

localizada acima do nível da cabeça, proporcionando a impercepção do cruzamento

da ventilação pelo usuário, como mostra a figura 3 a seguir.

Figura 3 - Exemplo de ventilação higiênica cruzada. Fonte:– GURGEL (2012) - Design passivo baixo custo

energético, p. 32.

Bittencourt; Cândido (2005) afirmam que, na ventilação cruzada, o ar permeia

a edificação por uma extremidade, passando pelo espaço interno e saindo pelo outro

lado. A formação e orientação do fluxo do ar atravessando a edificação estão

determinadas pelo tamanho e localização das aberturas de entrada do ar, e quanto

mais perpendicular for a abertura sobre a direção do vento predominante, maior será

sua eficiência. Essa característica de efeito natural de ventilação está ligada

diretamente ao tipo e características das aberturas usadas sobre a localização de

outros componentes arquitetônicos próximos às aberturas (divisórias internas,

protetores solares, marquises e outros), como demonstra a figura 4 a seguir.

44

Figura 4 - Estratégias de ventilação: Ventilação Cruzada - Fonte: Movimento terras, Em busca da sustentabilidade,

São Paulo, ano 12, Movimento Terra, set. 2014. Disponível em: < movimentoterras.blogspot.com.br/2012/09/a-ventilacao-natural-e-o-fenomeno-da.html>. Acesso em: 12 ago. 2013.

Figura 5 – Estratégias de ventilação: Efeito Chaminé - Fonte: Movimento terras, Em busca da sustentabilidade,

São Paulo, ano 12, Movimento Terra, set. 2014, disponível em: < movimentoterras.blogspot.com.br/2012/09/a-ventilacao-natural-e-o-fenomeno-da.html>. Acesso em: 12 ago. 2013.

A ventilação por meio do efeito chaminé determina a possível taxa de

ventilação, a diferença de temperatura do ar interno e externo aumenta, ou seja, o ar

interno, por estar mais quente, tende a sair através de aberturas mais altas da

edificação, dando espaço ao ar mais frio, que entra através das aberturas mais baixas,

como demostrado na figura 5 acima.

A fachada dupla ventilada atua como zona de transição entre o exterior e o

interior, à medida que reduz a perda de calor no inverno e o ganho de calor no verão,

contrapondo ao fato de que não terá radiação direta no ambiente. Quando se associa

a ventilação do espaço entre as duas fachadas “fachada ventilada”, à uma melhoria

quanto ao desempenho, a fachada ventilada pode consistir também numa fachada

verde por meio de pergolado vertical com vegetação ou com materiais construtivos

45

associados ao ar confinado, possibilita o atraso térmico necessário ao clima e região,

como demostra a figura 6 a seguir.

Figura 6 - Estratégias de ventilação: Fachadas Ventiladas Fonte: Movimento terras, Em busca da sustentabilidade,

São Paulo, ano 12, Movimento Terra, set. 2014, disponível em: <movimentoterras.blogspot.com.br/2012/09/a-ventilacao-natural-e-o-fenomeno-da.html>. Acesso em: 12 ago. 2013.

A ventilação por baixo da edificação pode ser uma ótima estratégia usada pelas

construções em pilotis. A ventilação através de espaços intermediários (os pátios) é

uma estratégia usada geralmente para climas quentes, podendo ser estendida para

outras regiões climáticas, que permite-se maior circulação do ar por meio de espaços

intermediários que poderão estar associados a corredores e demais ambientes

internos da edificação que permitam a ventilação nos ambientes. Um maior conforto

térmico pode estar associado à abertura de portas e venezianas e seu controle, por

meio de aberturas, como demostrado na figura 7 a seguir.

46

Figura 7 - Conjunto habitacional Presidente Mendes de Moraes (Pedregulho) vista dos fundos - Edifício sob pilotis e aberturas na fachada para ventilação. Fonte: Arquitetura no Brasil, São Paulo, ano 10, Moderna, maio 2010, disponível em: <www.simonemarinho.com/imagem/index.php?id=28>m. Acesso em: 23 maio 2014.

3.4.1 Inércia térmica

A análise dos fatores resultantes da inércia térmica na edificação, poderá

alterar significativamente os resultados da temperatura interna e podem ser aplicadas

para atrasar ou diminuir os picos de calor provenientes da temperatura externa.

Segundo Yannas; Maldonado (1995), pela consequência do acúmulo térmico sobre a

volumetria no ambiente interno da edificação, surge o efeito de dissipação de calor.

Assim evita-se a oscilação e os picos de calor durante o dia, ocorrendo

armazenamento de calor com dissipação somente mais tarde. Sobre essa

consideração entende-se, então, que a inércia se dá na capacidade da edificação, em

armazenar e liberar calor. Considerando uma edificação com pouca inércia térmica, a

consequência seria a de variação mínima no ambiente em relação à temperatura

externa. Por esse motivo com inércia infinita, manteria-se a temperatura interna

constante. Quanto maior for a variação da temperatura externa, maior será a

necessidade de grande inércia térmica. Esta é a razão para o fato de que o calor

absorvido e o calor armazenado aos materiais da edificação estarem vinculados à

47

capacidade térmica dos mesmos que compõem a envoltória. O que determina a

inércia térmica é o atraso térmico e a capacidade de amortecimento. Segundo Frota;

Schiffer (2001), quando, por exemplo, a temperatura exterior, no início supostamente

igual à temperatura interior, eleva-se, um certo fluxo de calor penetra na parede. Esse

fluxo não atravessa a parede imediatamente, antes aquecendo-a internamente. Tal

fluxo, se comparado com uma parede fictícia de peso nulo, atravessa a parede com

um certo atraso e é amortecido, como demonstra a figura 8 a seguir.

Figura 8 - Esquema explicativo do fenômeno da inércia térmica de uma parede real (q2) e de uma parede fictícia de peso nulo (q1) – Fonte: FROTA; SCHIFFER (2001) - Manual de Conforto Térmico, p. 51.

3.4.2 Atraso térmico

Segundo Rivero (1986), o atraso ou retardo térmico (φ) determina o tempo que

a temperatura leva para adquirir diferença térmica em relação a um dos meios,

manifestada na superfície oposta ao fechamento. No atraso térmico, a dependência

está ligada à parametrização do processo de transmissão por condução de calor sobre

condições variáveis, ou seja, a condutividade térmica (λ), o calor específico (c), a

densidade absoluta (d) e a espessura (e).

48

Atraso térmico é o tempo que transcorre entre os momentos de ocorrência da temperatura máxima do ar no exterior e no interior da edificação, quando se verifica um fluxo de calor através de um componente construtivo, submetido a uma variação periódica da temperatura do ar no exterior(...). O atraso térmico depende da capacidade térmica do componente construtivo e da ordem em que as camadas estão dispostas. (GHISI; LAMBERTS, 1998b, p. 28)

Segundo Ghisi; Lamberts (1998b), o atraso térmico em uma placa homogênea,

onde “e” espessura está submetida ao regime térmico a um período de 24 horas, é

calculado por meio de duas expressões (ver anexos 1 e 2).

3.4.3 Capacidade de amortecimento

A capacidade de amortecimento define a propriedade da envoltória, a fim de

diminuir a amplitude das variações térmicas. Rivero (1986) afirma que o que define o

coeficiente de amortecimento (𝜇) é a relação entre a amplitude da temperatura

superficial interna do fechamento (𝜔𝑠) e a amplitude da temperatura do ambiente

externo (𝜃𝑠) 𝜇 =𝜔𝑠

𝜃𝑠.

Sobre as condições do coeficiente de amortecimento (𝜇) a regimes cíclicos e

temperaturas internas constantes, o valor considerado sempre será menor que 1,

portanto, quanto menor o seu valor, menor será a capacidade de amortecimento do

fechamento.

3.4.4 Calor específico e a capacidade calorífica volumétrica

Papst (1999) afirma que a transmitância térmica de um componente da

edificação não seria um bom parâmetro para ser analisado no desempenho térmico

da edificação sobre condições climáticas transientes, em que há possíveis variações

de temperatura externa e da radiação. Isto porque parte do ganho de calor externo

durante o dia armazena-se na massa térmica dos componentes da envoltória da

49

edificação, assim apenas parte do calor é transmitido para dentro da edificação. O

atraso térmico e o amortecimento do calor transmitido são processos das

características térmicas dos materiais e de suas espessuras.

Segundo Yannas; Maldonado (1995) a diferença da capacidade de

armazenamento de calor dos materiais é determinada a partir da análise da

capacidade calorífica volumétrica. O calor específico (𝑐) determina a quantidade de

calor que se faz necessário para elevar o grau de temperatura do componente por

unidade de massa, sendo sua unidade 𝐽 𝑘𝑔⁄ 𝐾 ou 𝑊ℎ 𝑘𝑔𝐾⁄ .

Para Incropera; De Witt (1992) a capacidade calorífica volumétrica é produto

resultante entre a densidade (𝜌) e o calor específico (𝑐)·, e sua unidade é 𝐽 ∕ 𝑚3𝐾.

Yannas; Maldonado (1995) citam a importante informação do concreto denso, cuja

capacidade calorífica volumétrica está acima de 0.480 𝑘𝑊ℎ ∕ 𝑚3𝐾. Comparando-se

com materiais de isolamento que estão na faixa de 0.003-0.012 𝑘𝑊ℎ ∕ 𝑚3𝐾, nesse

caso, uma laje de concreto de 10 cm de espessura armazena 0.480 𝑘𝑊ℎ ∕ 𝑚𝐾 por 𝑚2

de superfície, enquanto um isolamento de mesma espessura possibilita menos de

0.001 𝑘𝑊ℎ ∕ 𝑚𝐾. É afirmado, também, que a água é um importante meio de

armazenamento de calor, sendo que sua capacidade calorífica volumétrica é duas

vezes maior que a do concreto sob uma temperatura de 20℃, e sua capacidade

térmica é de 1.16 𝑘𝑊ℎ ∕ 𝑚3𝐾.

Em uma simulação efetuada por Rivero (1986), foram demonstradas as

diferenças entre o concreto e o poliestireno expandido, ambos com espessuras iguais

e suficientes para que suas resistências térmicas sejam as mesmas, revelando-se que

o concreto absorve 3.900 vezes mais calor que o poliestireno. E por esse fato que

esta propriedade é o que diferencia tão acentuadamente, e é aplicado nas envoltórias,

provocando comportamentos desiguais em regime variável.

50

3.4.5 O uso da inércia térmica em edificações

O isolamento térmico na envoltória da edificação é essencial, sobretudo para

evitar a possível entrada de calor do meio externo, principalmente em períodos de

maior incidência de radiação.

Os ocupantes recebem influência direta da temperatura conduzida ao ambiente

interno, como também de suas ações, ultrapassando o limite de conforto. As aberturas

possibilitam a entrada de radiação e ventilação à edificação, quando a temperatura

externa é mais alta que a interna. É importante ressaltar que se tenha uma

preocupação no gerenciamento da edificação em relação ao controle de entrada ou

não do ar externo.

Segundo Szokolay (1980) apud De Wall (1993), a temperatura interna deve

apresentar diferença de até 3 ºC, em relação à temperatura externa no período de

inverno, fazendo as pessoas sentirem a necessidade de isolar seu ambiente interno

do externo, fechando janelas e ventilando o ambiente apenas pelo tempo necessário.

Não devem ter uma inércia muito grande, pois isto dificulta a retirada do calor interno armazenado durante o dia, prejudicando o resfriamento da construção quando a temperatura externa noturna está mais agradável que internamente (FROTA; SCHIFFER, 1988, p.71).

As aplicações de elementos isolantes nos fechamentos impedem a passagem

do calor externo recebido pela radiação solar e o aumento da temperatura interna em

demasia. Já para a cobertura, a utilização de camadas de ar ventiladas, assim

retirando o calor conduzido sob as telhas.

Para determinar a inércia térmica e a capacidade térmica de painéis, a norma

brasileira aponta as formulações necessárias para o embasamento dos cálculos (ver

anexo 2).

51

4 CONJUNTO HABITACIONAL SUSTENTÁVEL “TOSSA DE MAR”

A relevância da pesquisa deve-se ao fato de integrar a eficiência térmica do

edifício ao ciclo de vida, sobretudo por se tratar de uma arquitetura contemporânea

que considera essencial para a qualidade ambiental ao projeto as análises de

desempenho térmico, pelas diferentes composições e fechamentos possíveis de

serem aplicados ao edifício, reduzindo a transmitância térmica, a influência na forma

e layout proporcionando um fator importante de sobreamento aos blocos habitacionais

e o uso de softwares para as simulações da eficiência térmica.

O Departamento de Meio Ambiente e Habitação Social do Governo catalão

iniciou um estudo detalhado sobre a redução das emissões dos gases de efeito estufa

(CO2), para servir de base para os futuros projetos de habitação social sustentável. O

estudo e projeto foram realizados em 2005 pelo grupo de arquitetos “Sabaté

Associats” contrados pelo órgão governamental de Habitação Social. O projeto está

localizado em “Tossa Del Mar, na província de Girona, Espanha localizado na

Latitude: 41° 43′ 13″ Norte, Longitude: 2° 55′ 56″ em uma superfície de 3.843 hectares

38,43 Km² (14,84 sq mi) a uma altitude de 12m, sob um clima subtropical úmido. Esta

comunidade autónoma da Catalunha, com densidade populacional de “130,27

hab/km²” (SABATÈ et al., 2008), como demonstrado no mapa da figura 9 a seguir.

Figura 9 - Mapa de localização da cidade de Tossa Del Mar, província de Girona - Espanha - Fonte: Google maps - BCN IGN Espanã, ano 04, maio 2014, disponível em: <www.googlemaps.com.br> - Nota: Modificado pelo autor.

Acesso em: 23 maio 2014.

52

O detalhamento e a análise do ciclo de vida do edifício foram elaborados por

uma equipe multidisciplinar, com o objetivo de reduzir as emissões dos gases do efeito

estufa em 90% em relação aos edifícios padrão construídos na época.

Os apartamentos foram distribuídos em três edifícios: dois edifícios são

direcionados à venda e um, para aluguel social. Os edifícios foram projetados com

quatro tipologias diferentes, visando o melhor aproveitamento solar. A metodologia de

projeto arquitetônico passou por várias fases de pesquisa e experimentação acerca

das questões que envolvem o desempenho térmico global, as ventilações cruzadas e

o aproveitamento solar. Para atingir o objetivo foram utilizadas ferramentas de

simulação existentes e acessíveis. As figuras 10a, 10b, 11a, 11b e 12 a seguir,

mostram a renderização dos edifícios e sua implantação no terreno (SABATÈ et al.,

2008).

Figura 11a e 11b - Renderização das Unidades Habitacionais - Fonte: Towards zero emissions, co2-reduction in

mediterranean social housing, Barcelona, Spain, ano 08, october 2008, disponível em: <repository.tamu.edu/bitstream/handle/1969.1/90815/ESL-IC-08-10-47.pdf? sequence=1>. Acesso em: 4 abr. 2013.

Figura 10a e 10b - Renderização das Unidades Habitacionais - Fonte: Towards zero emissions, co2-

reduction in mediterranean social housing, Barcelona, Spain, ano 08, october 2008, disponível em: <repository.tamu.edu/bitstream/handle/1969.1/90815/ESL-IC-08-10-47.pdf? sequence=1>. Acesso em: 4

abr. 2013.

53

Os desenhos das implantações dos edifícios são horizontais e paralelas às

curvas de níveis. A implantação no terreno minimiza o sombreamento dos edifícios no

inverno, enquanto a escolha de balcões lineares busca minimizar o conforto da

fachada mais quente no verão. Outras estratégias aplicadas foram áreas verdes no

canteiro central, pisos permeáveis entre os edifícios e cobertura com teto verde para

minimizar o calor gerado pela pavimentação.

A implantação do projeto busca obter menor quantidade de cortes e aterro no

terreno. No caso da eficiência térmica global, outros parâmetros, como

comportamento térmico (transmitância, ventilação, energia solar e proteção solar)

foram levados em consideração, a fim de minimizar a demanda de energia ao longo

da vida útil do edifício. Em paralelo, foi realizada uma comparação com os materiais

que seriam utilizados para a construção de um edifício convencional. A figura 13, a

seguir, mostra a implantação dos blocos habitacionais.

Figura 12 - planta de Arquitetura das Unidades Habitacionais – Fonte: Towards zero emissions, co2-

reduction in mediterranean social housing, Barcelona, Spain, ano 8, october 2008, disponível em: <repository.tamu.edu/bitstream/handle/1969.1/90815/ESL-IC-08-10-47.pdf? sequence=1>. Acesso em: 4

abr. 2013.

54

4.1 CICLO DE VIDA EM “TOSSA DE MAR”

A análise do ciclo de vida é um processo global e foi modelado por meio de

programas computacionais, em três fases. “O consumo de energia e as emissões de

CO2 relacionadas com a extração de matérias-primas” (SABATÈ et al., 2008).

A energia gasta durante a construção e demolição. As emissões além do consumo de

energia da habitação em uso, durante durante os cinquenta anos de vida útil do

edifício. Os mesmos parâmetros foram modelados para um edifício convencional de

área construída semelhante e que satisfaz os requisitos mínimos de sustentabilidade

para o espanhol e catalão. (SABATÈ et al., 2008), (CATALUNYA SECRETARIA

D'HABITATGE, 2010).

SABATÈ e outros (2008) aplicaram o código regulamentador "Código Técnico

de EDIFICACIÓN e Decret d'ecoeficiencia en Edificis" válido a partir de 2006.

(CATALUNYA SECRETARIA D'HABITATGE, 2006).

Figura 11 – A implantação dos blocos habitacionais -Tossa Del Mar - Fonte: Towards zero

emissions, co2-reduction in mediterranean social housing, Barcelona, Spain, ano 08, october 2008, disponível em: <repository.tamu.edu/bitstream/handle/1969.1/90815/ESL-IC-08-10-47.pdf? sequence=1>. Acesso em: 4 abr. 2013.

55

Na avaliação do consumo de energia e de CO2 associadas às emissões do

edifício sem uso, foram analisados os “sistemas de ventilação, ar-condicionado

(HVAC) e Água Quente (AQS) e, para a energia utilizada na cozinha, aparelhos

elétricos e de iluminação artificial”. Os sistemas de “climatização e AQS” representam

“60% do consumo total” no seu impacto e foram avaliados diretamente por decisões

projetuais. Segundo SABATÈ e outros (2008), os sistemas de iluminação artificial e

equipamentos elétricos da cozinha, “dependem principalmente do comportamento do

usuário e, portanto, não foram levados em conta na comparação”. A figura 14, a

seguir, mostra os sistemas implantados.

4.2 Análise das composições das vedações em “Tossa De Mar”

Um dos principais resultados do estudo de ciclo de vida é a importância da

energia incorporada dos materiais e a redução das emissões de CO2, com a busca

por materiais com menor impacto ambiental. Outro aspecto é o impacto do consumo

de energia, devido ao funcionamento dos edifícios, e a pesquisa de estratégias para

uma maior redução das emissões de CO2 (KEELER; BURKE, 2010).

Portanto, a sustentabilidade está diretamente ligada aos impactos por materias.

Este projeto foi aplicado em materiais renováveis de baixa emissão no processo de

Figura 14 - Processos de fontes de energia renovável no edifício - Fonte: Sabaté associats —Arquitectura i Sostenibilitat, Barcelona, Spain, year 08, october 2008, disponível em: <www.saas.cat>. Acesso em: 4 abr.

2013.

56

fabricação, como a madeira e bambu e painéis compostos como painéis LVL7. As

árvores captam o CO2 absorvido durante seu crescimento e armazenam em suas

moléculas, quando transformadas em painéis e derivados de construção, armazenam

o CO2, durante o tempo de vida do edifício (GAUZIN-MÜLLER, 2011).

A pesquisa mostra a importância da eficiência térmica de novas composições

de painéis e das emissões das envoltórias, realizada pelo grupo e coordenada por

SABATÈ e outros (2008), que ficaram em exposição no CONSTRUMAT, em

Barcelona.

‘Building Design Sustentable’ em 2007, no stande do Departamento

do Governo catalão do Meio Ambiente e Habitação Social, na feira de

construção CONSTRUMAT, em Barcelona e mostraram a

possibilidade de diminuição dos gases de efeito estufa em 80%, na

mudança de materiais não renováveis para aplicação de produtos

organicos e renováveis como a madeira associado e não contrução de

garagens em concreto no sub solo (SABATÈ et al., 2008, p. 14).

As análises térmicas foram realizadas para diferentes composições e

fechamentos possíveis de serem aplicadas ao edifício. Na primeira análise dos

impactos dos edifícios, o grupo de SABATÈ considerou a construção do subsolo, com

estrutura em concreto armado, e nas vedações foram avaliados os painéis cerâmicos

ou de concreto, mas para atingir o parâmetro, do código catalão de Habitação e

eficiência energética “energia eficiente”, foi preciso associar composições para atingir

a transmitância térmica menor que U = 0,5 W/m2K (SABATÈ et al., 2008). As figuras

15a e 15b a seguir, mostram a composição com duas camadas de tijolo cerâmico, ar

e um material isolante, o isopor. Na figura 16a e 16b a seguir, o concreto mais denso

foi associado a um isolante térmico. Visando a diminuição das emissões de CO2 em

45%, ao longo da vida útil do edifício, foram integradas placas solares para aquecer a

água.

7 Painéis de madeira LVL - Laminated Venner Lumber.

57

Figura 12a e 15b - Exemplo de fachada baseada em material - Fonte: Towards zero emissions, co2-reduction in

mediterranean social housing, Barcelona, Spain, ano 08, october 2008, disponível em: <repository.tamu.edu/bitstream/handle/1969.1/90815/ESL-IC-08-10-47.pdf? sequence=1>. Acesso em: 4 abr. 2013 - Nota: modificado pelo autor.

A outra análise realizada do impacto dos edifícios de habitação social de quatro

pavimentos foi realizada sem subsolo, com placas solares para aquecimento de água,

aplicação de geotermia, associado ao teto verde, entre outros. Para atingir o

paramêtro do referido código de habitação “energia muito eficiente e materiais de

baixo impacto”, foi preciso conseguir a redução a transmitância térmica das fachadas

e cobertura U = 0,3 W / m2 K, com composições de materiais, além de utilizar materiais

considerados de baixo impacto ambiental, renováveis ou orgânicos, de baixa energia

incorporada, como a madeira, que foram aplicados nos painéis de vedação. As figuras

16a e 16b, a seguir, mostram a aplicação de madeira e isolante orgânico, mais

pequenas câmaras de ar, associando um jardim verde sobre a cobertura, com a

mesma composição de painéis das figuras 17a e 17b associada às camadas do teto

verde. Neste caso, as emissões reduzem em 74% (SABATÈ et al., 2008).

58

Figura: 13a - Composição de painéis de vedação. Figura: 16b - laje baseada em material orgânico – Fonte:

Towards zero emissions, co2-reduction in mediterranean social housing, Barcelona, Spain, ano 08, october 2008, disponível em: <repository.tamu.edu/bitstream/handle/1969.1/90815/ESL-IC-08-10-47.pdf?sequence=1>. Acesso em: 4 abr. 2013 - Nota: modificado pelo autor.

Figura 14a e 17b - A composição de painéis de vedação - laje baseada em material orgânico – Fonte: Towards

zero emissions, co2-reduction in mediterranean social housing, Barcelona, Spain, ano 08, october 2008, disponível em: <repository.tamu.edu/bitstream/handle/1969.1/90815/ESL-IC-08-10-47.pdf?sequence=1>. Acesso em: 4 abr. 2013 - Nota: modificado pelo autor.

Associando ao edifício da análise anterior o aumento de energias renováveis,

como placas fotovoltaicas, aplicação de biomassa (biogás), energia solar para

aquecimento de água, sistemas de energia altamente eficientes a redução das

59

emissões pode chegar a 90% (SABATÈ et al., 2008). São estratégias adotadas para

qualidade ambiental e eficiência térmica do edifício.

4.3 Energia e eficiência térmica em “Tossa De Mar”

A busca por melhorias na eficiência da energética dos projetos dos edifícios

consiste da otimização da forma e configuração do apartamento e dos blocos no local.

Para simular o controle solar e o sombreamento foi aplicado programa computacional ECOTECT, na figura 18, foi determinada a melhor implantação dos volumes no local. A relação de aberturas para a fachada foi fixada em 35%, a fim de permitir contribuições solares no inverno e evitar o superaquecimento no verão, foram projetadas proteções solares fixas sob a forma de varandas na fachada sul-Oeste (SABATÈ et al., 2008 23 p.).

Figura 18 - Determinação Solar e Simulação de sombra – Fonte: Sabaté associats —Arquitectura i Sostenibilitat, Barcelona, Spain, year 08, october 2008, disponível em: <www.saas.cat>. Acesso em: 4 abr, 2013 - Nota: modificado pelo autor.

60

A análise dos gastos energéticos foi avaliada no programa computacional

EnergyPlus, a fim de determinar o consumo do sistema concebido, com a climatização

central e com o sistema de água quente, com bombas de calor geotérmico e caldeiras

de suporte central. A demanda de energia das unidades foi avaliada considerando

novas composições de vedação e com aumento do nível de isolamento dos materiais

aplicados à envoltória do edifício em construção, “com uma transmitância térmica

abaixo 40% dos requisitos legais” modeladas para o edifício com novas vedações e o

edifício convencional (SABATÈ et al., 2008).

Com uma análise integrada, a redução da demanda da energia elétrica em

relação ao edifício padrão foi de 34% (redução no aquecimento), devido ao aumento

do isolamento foi em torno “de um terço da demanda do edifício padrão”. As

ferramentas de simulação aplicadas na análise recomendada pelo código espanhol

foi o programa LIDER, mas uma análise mais detalhada foi aplicada com o TRNSYS

(SABATÈ et al., 2008).

61

5 AS CONSIDERAÇÕES DAS NORMAS ABNT NBR 15575 E NBR 15220

SOBRE CONFORTO AMBIENTAL

Klein e Lima (2004) afirmam que o conforto térmico de um edifício em projeto

não pode ser avaliado através da resposta de um componente do edifício, como

parede ou piso, mas deve ser avaliado pelo desempenho térmico do edifício como um

todo. A análise de conforto esperada deve ser realizada com a aplicação de softwares

de simulação do comportamento térmico ou por medições in loco em protótipos da

edificação. Os autores afirmam que, com base em discussões do IPT, o processo de

validação do desempenho térmico das construções deve passar pelas seguintes

fases:

Caracterização das exigências humanas de conforto térmico;

Caracterização das condições típicas de exposição ao clima;

Caracterização da edificação e sua ocupação,

Avaliação do desempenho térmico da edificação.

Nas considerações de Givoni (1968), o clima interno em edifícios não

condicionados reage mais largamente à variação do clima externo e à experiência de

uso dos habitantes, por exemplo, temperatura interna variando de 20 °C de manhã

até 26 °C de tarde, no verão, é comum em edifícios não condicionados, ou seja, a

velocidade do ar interno em edifícios com ventilação cruzada é sempre próximo a 2

m/s. As pessoas que moram em edifícios sem condicionamento e naturalmente

ventilados usualmente aceitam um grande variação de temperatura e velocidade do

ar como uma situação normal.

Para Ghisi; Lamberts (1998) os índices de satisfação de conforto dos usuários

são considerados por região onde a obra será implantada, sendo as características

bioclimáticas definidas na NBR 15220:2005 – Desempenho térmico de edificações –

Parte 3: Zoneamento bioclimático brasileiro e diretrizes construtivas para habitações

unifamiliares de interesse social, apresentadas na figura 19a abaixo.

62

A cidade de São Paulo está situada na zona bioclimática 3. Na figura 19b, a

seguir, e para cada uma das oito Zonas Climáticas Brasileiras descritas são feitas

recomendações de diretrizes construtivas e detalhamento de estratégias de

condicionamento térmico passivo, que otimizam o desempenho térmico das

edificações.

Figura 19a - Zoneamento Bioclimático brasileiro - Figura 19b - Localização da Zona Bioclimática 3 – Fonte: NBR – 15220:2005 – Nota: modificado pelo autor.

Segundo a NBR 15575:2013, a análise e desempenho térmico podem ser

realizados por meio de três métodos: o simplificado − que avalia o desempenho parcial

dos elementos e permite sua simulação por meio de dois procedimentos que avaliam

o desempenho global da edificação −, o experimental e as simulações computacionais

ou numéricas.

O método simplificado analisa o desempenho dos elementos parciais da

edificação, como paredes, pisos e coberturas, e deve ser avaliado segundo as

condicionantes NBR 15220:2005 − Desempenho térmico de edificações – Parte 2:

Métodos de cálculo da transmitância térmica, da capacidade térmica, do atraso

térmico e do fator solar de elementos e componentes de edificações.

63

Tabela 3 - Transmitância térmica de cobertura - Fonte: NBR – 15220:2005 – Nota: modificado pelo autor.

Tabela 4 - Transmitância térmica de cobertura - Fonte: NBR – 15220:2005 – Nota: modificado pelo autor.

Tabela 5 - Transmitância térmica de cobertura - Fonte: NBR – 15220:2005 – Nota: modificado pelo autor.

Os critérios de conforto térmico, definidos pela norma de desempenho NBR

15575:2013, foram desenvolvidos com base no estudo dos pesquisadores do IPT.

Eles consideram o conceito de pessoas aclimatadas ao clima, diferentemente de

outros pesquisadores que consideram as zonas entre 18 ºC e 29 ºC, como Givoni

(1968) para regiões de clima subtropical (AKUTSU et al., 2005, p. 88).

Os critérios chamados de desempenho, detalhados na NBR 15575:2013,

estabelecem que as simulações devem ser realizadas para os dias típicos de verão e

inverno e definem três faixas de conforto para aceitação de projeto. No de

desempenho detalhado, a norma considera a resposta térmica global da edificação

com exposição dinâmica a um clima específico, por meio de medições, ou simulações,

por meio de softwares.

64

As faixas consideradas são: mínima, intermediária e superior. Para um dia

típico de verão, a faixa mínima considera que a temperatura máxima no interior do

protótipo deve ser menor do que a temperatura máxima exterior, à sombra. A faixa

intermediária considera a temperatura máxima no interior do protótipo deve ser menor

que a máxima temperatura exterior em menos 2 ºC. A faixa superior considera que a

temperatura máxima no interior do protótipo deve ser menor do que a máxima

temperatura exterior em menos 4 ºC.

Tabela 6 - Classificação segundo a NBR 15575:2013 das faixas de conforto térmico para um dia típico de verão - Fonte: NBR – 15575:2013 – Nota: modificado pelo autor.

Para um dia típico de inverno, a faixa mínima considera que a temperatura no

interior do protótipo deve ser maior do que a temperatura mínima externa em mais 3

ºC. A faixa intermediária considera que a temperatura mínima no interior do protótipo

deve ser maior que a temperatura mínima externa em mais 5 ºC. A faixa superior

considera que a temperatura mínima no interior do protótipo deve ser maior que a

temperatura mínima externa em mais 7 ºC.

MÍNIMA TEMP INTERNA > TEMP EXTERNA mais 3ºC

INTERMEDIÁRIA TEMP INTERNA > TEMP EXTERNA mais 5ºC

SUPERIOR TEMP INTERNA > TEMP EXTERNA mais 7ºC

Tabela 7 - Classificação segundo a NBR 15575:2013 das faixas de conforto térmico para um dia típico de inverno. Fonte: NBR – 15575:2013 – Nota: modificado pelo autor.

Obtendo como referência a NBR 15220:2005 (“Desempenho térmico das

edificações – Parte 2: Métodos de cálculo de transmitância térmica, da capacidade

térmica, do atraso térmico e do fator solar dos elementos e componentes de

edificações”), estabelece-se, como principal análise de dados térmicos, a capacidade

e inércia térmica, transmitância e condutibilidade térmica dos materiais. Segue abaixo

65

a tabela da NBR 15220:2005, com as respectivas equivalências térmicas:

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/ (m2.K)

Atraso Térmico de um componente horas

FS Fator de calor solar -

C Calor Específico kJ/ (kg.K).m

E Espessura de uma camada M

Condutividade Térmica do material W/ (m.K)

Densidade de massa aparente do material kg/ m3

Emissividade Hemisférica Total -

Tabela 8 – Tabela dos símbolos térmicos - Fonte: NBR – 15220:2005: Desempenho térmico, 2005.

Os índices para avaliação de conforto térmico são obtidos por trocas térmicas

dependentes de vários processos físicos de transferência de calor, como as

temperaturas variáveis da resistência térmica das vestes, a velocidade e umidade do

ar, as temperaturas das superfícies que circundam o indivíduo e o nível de atividade

que este está desempenhando.

As pesquisas sempre buscaram estabelecer padrões definidos de conforto e

por tal atividade estabelecem-se diversos limites para delinear zonas de conforto,

assim possibilitando o atendimento ao maior número de pessoas possível. Estudos

de Olgyay (1963); Givoni (1968) são um dos principais precursores de dados

climáticos, conforto térmico e estratégias de projeto, baseados por cartas

bioclimáticas.

66

Gráfico 1 - Carta bioclimática proposta por Givoni. Fonte: disponível em: <www.reitoria.uri.br/~vivencias/Numero_005/artigos/artigos_vivencias_05/artigo_006.htm> - Acesso em: 3 de

fev., 2013.

Tendo em vista mais amplo o conceito “Arquitetura-Bioclimática”, apresentado

por Lamberts; Dutra; Pereira (2004), os precursores da pesquisa dos procedimentos

sistemáticos a uma arquitetura com desempenho térmico adequado. Alguns dos

primeiros pesquisadores a discutir o projeto bioclimático foram os irmãos Olgyay

(1963). O método baseia-se em uma carta Bioclimática que apresentava a zona de

conforto humano em relação à umidade do ar ambiente, temperatura radiante média,

velocidade do vento, radiação solar e o resfriamento evaporativo. Mais tarde, uma

nova metodologia, proposta por Givoni (1968), utilizou como modelo biofísico das

descrições dos mecanismos de troca de calor entre o corpo e o meio ambiente e o

índice de “Stress” Térmico (ITS), índice pelo qual utiliza-se a temperatura do ar, a

umidade (pressão de vapor), o movimento de ar, a radiação solar, a taxa metabólica

e as vestes como possíveis variáveis que são incluídas no cálculo. A partir desse

momento então, surge a carta bioclimática original de Givoni (1968), em que utilizou-

se também umidade absoluta com referência. A zona de conforto foi adaptada para

os países de climas tropical e temperado.

No gráfico 2 a seguir, apresenta a carta Bioclimática proposta por Givoni, ele

associa as zonas térmicas, umidade às técnicas passivas, demonstra também, dentro

de cada zona, os limites das zonas de conforto.

67

Zonas: 1- Conforto; 2- Ventilação; 3- Resfriamento Evaporativo; 4- Massa Térmica para Resfriamento;

5- Ar Condicionado; 6- Umidificação; 7- Massa Térmica e Aquecimento Solar Passivo; 8- Aquecimento

Solar Passivo; 9- Aquecimento Artificial.

Gráfico 2 - Carta bioclimática proposta por Givoni. Fonte: disponível em: <www.reitoria.uri.br/~vivencias/Numero_005/artigos/artigos_vivencias_05/artigo_006.htm> - Acesso em: 3 de

fev., 2013

Segundo Givoni (1992) apud Leão (2004), o surgimento dos limites para a zona

de conforto térmico de países com clima quente e em desenvolvimento, no verão em

uma situação de umidade baixa, e a variação de temperatura de 25 oC a 29 oC e

quando em umidade alta de 25 a 26 oC, tendo como temperatura máxima 32 oC com

ventilação de 2,0 m/s; no inverno, os limites podem alcançar de 18 oC a 25 oC. Em

relação à umidade, os limites são de 4,0 a 17g/kg e de 80% da umidade relativa.

68

6 A CERTIFICAÇÃO BRASILEIRA “SELO CASA AZUL CAIXA”

Segundo Pereira (2012), desde 1994 a FINEP/MCT8, financiadora e

coordenadora de estudos e projetos, junto ao Programa de Tecnologia de Habitação

(HABITARE), vem pesquisando as condições de instalação e o funcionamento de

empreendimentos habitacionais.

O livro da coletânea Habitare “Habitação e Meio Ambiente” possui uma abordagem direta em empreendimentos de interesse social, e outro dessa mesma coleção é “Inserção Urbana e Avaliação Pós-Ocupação (APO) da Habitação de Interesse Social”, que farão parte do importante instrumento de análise das condicionantes nacionais para a elaboração de critérios para avaliação do desempenho ambiental das habitações de interesse social (FREITAS et al., 2001, p. 227).

Segundo Pereira (2012), em 2009, após estudo para desenvolvimento de

certificação e que pudesse atender o segmento de habitação social de baixa renda,

com uma metodologia que atendesse as necessidades brasileiras, a Caixa Econômica

Federal, principal fonte financiadora da Habitação Social no Brasil, forneceu

parâmetros para a avaliação dos empreendimentos habitacionais, com o propósito de

reconhecer soluções de qualidade para serem utilizadas na Habitação Social. Tais

critérios, desenvolvidos por técnicos da CAIXA, junto a professores da Escola

Politécnica da Universidade de São Paulo (POLI-USP), da Universidade Federal de

Santa Catarina (UFSC) e da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp) foram

financiados pelo Finep/Habitare e pela CAIXA. “O Selo Casa Azul CAIXA é

considerado o primeiro sistema de classificação da sustentabilidade de projetos de

habitação social ofertado no Brasil, desenvolvido para a realidade da construção

8 A Finep - Inovação e Pesquisa - é uma empresa pública vinculada ao MCTI. Foi criada em 24 de julho de 1967 para institucionalizar o Fundo de Financiamento de Estudos de Projetos e Programas, criado em 1965. Posteriormente, a Finep substituiu e ampliou o papel até então exercido pelo Banco Nacional de Desenvolvimento Econômico e Social (BNDES) e seu Fundo de Desenvolvimento Técnico-Científico (FUNTEC), constituído em 1964 com a finalidade de financiar a implantação de programas de pós-graduação nas universidades brasileiras. O Ministério da Ciência e Tecnologia (MCT) coordena a execução dos programas e ações, que consolidam a Política Nacional de Ciência, Tecnologia e Inovação, e lidera um conjunto de instituições de fomento e execução de pesquisa. O MCT desenvolve pesquisas e estudos que se traduzem em geração de conhecimento, novas tecnologias e na criação de produtos, processos, gestão e patentes nacionais.

69

habitacional brasileira” (JOHN, 2010).

O guia organiza-se por duas partes, sendo que a primeira está estruturada por três

textos:

I. (Texto 1) do professor Wanderley M. John:

Impactos socioambientais: teoriza a produção da construção e o

conceito de sustentabilidade (social e nas empresas).

II. (Texto 2) da equipe técnica da CAIXA:

Procedimentos para certificação: instruções de como adquirir o “Selo

Casa Azul”, orientação dos procedimentos e solicitações para a análise

do projeto;

Classifica o nível de qualificação em ouro, prata ou bronze, como

demonstrado na figura 20 a seguir.

São seis categorias de análise organizadas da seguinte forma:

Qualidade Urbana;

Projeto e Conforto;

Eficiência Energética;

Gestão da Água;

Conservação de Recursos Naturais;

Práticas Sociais

Para cada categoria existem critérios opcionais e obrigatórios, à escolha do

empreendedor, de acordo com as características regionais do empreendimento. A

figura 20, a seguir, demonstra a classificação do projeto por critérios adotados.

70

Figura 20 – Hierarquias dos selos para certificação - Selo Casa Azul CAIXA - Fonte: OFICINA SINDUSCON/SP - Nota: modificado pelo autor.

Motta9 (2010) aponta que o “Selo Casa Azul” é um instrumento simples e eficaz

para atestar a qualidade e diferenciais de sustentabilidade do empreendimento para

o cliente e que a certificação é gratuita com a marca CAIXA, agregando valor para

comercialização do produto. Explica que a certificação firma o compromisso da CAIXA

com o meio ambiente e com o financiamento de habitações mais sustentáveis, e

atende ao reconhecimento e à valorização dos empreendimentos que adotam

soluções e práticas sustentáveis de projeto e construção.

Figura 21 - Referencial técnico para o proponente: Guia CAIXA de Sustentabilidade Ambiental – Selo Casa Azul – Boas Práticas para Habitações mais Sustentáveis – Fonte: OFICINA SINDUSCON/SP.

9 Coordenadora do grupo de trabalho que elaborou a metodologia do Selo Casa Azul CAIXA.

71

A segunda parte da organização atende ao desenvolvimento conceitual das

categorias estabelecidas:

Tabela 9 - Critérios de análise para certificação Selo Casa Azul CAIXA - Fonte: OFICINA SINDUSCON/SP - Nota:

modificado pelo autor.

Para avaliação do desempenho térmico, utiliza-se a parte 2, onde trata-se da

qualidade de projeto e do conforto na habitação, como demonstrado na tabela 10

acima. Para uma análise do desempenho térmico, utiliza-se a Categoria 2 – Projeto e

Conforto, desenvolvida por Lamberts e Triana10 no ano de 2010. CAIXA (2010) afirma

que esta categoria está direcionada aos aspectos que relacionam o planejamento e a

concepção do projeto, considerando, principalmente, a adaptabilidade da edificação

sob condições climáticas, características físicas e geográficas do local, bem como o

planejamento dos espaços na edificação para fins de uso comum ou específico, onde

está determinado como parâmetros a NBR 15220 – parte 3 (2005c), tal como a NBR

15575:2013 – Edificações Habitacionais – Desempenho. Na tabela de listagens 10 a

seguir, demonstra os itens 2.7 e 2.8 como obrigatórios e os itens 2.9 e 2.10 do Selo

Casa Azul CAIXA, como sugestão.

10 Dr. Roberto Lamberts, engenheiro, PhD LabEEE-UFSC e Maria Andrea Triana, arquiteta.

72

Tabela 10 – Quadro de critérios de avaliação pela categoria 2 - PROJETO E CONFORTO – Estratégias para a

arquitetura bioclimática, demarcadas na cor azul – Fonte: Selo Casa Azul versão web – Nota: modificado pelo autor.

73

7 PROGRAMAS PARA ANÁLISE E SIMULAÇÃO

Os softwares de apoio ao projeto possibilitam os estudos para análise do

comportamento térmico das edificações − diversos softwares vêm sendo elaborados,

tanto no Brasil como nos países desenvolvidos. A norma de desempenho indica a

modelagem do projeto pelo software Energyplus, como ferramenta para a modelagem

de energia para a avaliação do desempenho do edifício, desenvolvida pelo

Departamento de Energia dos Estados Unidos, que permite simular os sistemas de

aquecimento, iluminação e ventilação, de forma a quantificar seu consumo de energia.

Segundo Sorgato (2009), estudos de ventilação natural urbana e nas

edificações, são muito complexos e vêm sendo igualmente viabilizados pela utilização

de programas de lógica matemática e por ter semelhanças com a mecânica dos fluidos

e por ensaios em túneis de vento. Alguns softwares auxiliam esse processo de análise.

Segundo Otec11 (2013), o Designer Builder foi construído a partir do EnergyPlus,

portanto tornando-se interface amigável para simulações de projetos na produção de

edifícios, permitindo a inserção da maior parte de seus recursos de envoltória e

envidraçamento. Foi desenvolvido para ser utilizado em qualquer fase do processo de

concepção, desde as fases de conceito, em que apenas “alguns” parâmetros são

necessários para capturar o projeto de construção de modelos de construção, até

fases muito mais detalhadas para projetos estabelecidos, sendo que alguns usos

comuns são:

Avaliação das fachadas da edificação para o efeito de aquecimento, o uso de

energia e aparência visual e a verificação de utilização optimizada da luz

natural;

Modelagem de sistemas de controle de iluminação e cálculo de eficiência na

iluminação elétrica;

11 OTEC – Fundada em uma época anterior ao grande desenvolvimento da construção sustentável no país, movimento impulsionado pelo trabalho do Green Building Council Brasil, a OTEC nasceu de parceria com a consultoria norte-americana Architectural Energy Corporation (AEC).

74

Cálculo da temperatura , velocidade e distribuição de pressão e em torno de

edifícios usando CFD12;

Visualização de layouts de dispositivos de proteção solar;

Simulação térmica de edifícios naturalmente ventilados;

Projeto HVAC13, incluindo o aquecimento, o arrefecimento e o

dimensionamento de equipamentos;

Traçar a trajetória solar em qualquer período do ano;

Permitir a modelagem por zonas dentro do espaço;

Importar arquivo de extensão D.W.G (Auto-Cad);

Trabalhar com ferramentas de contrução de desenho.

O Designer Builder é aprovado pela NBR 15575:2013, por utilizar como interface

amigável o EnergyPlus.

O software gráfico Analisys Sol-Ar – Segundo LABEEE14 (1996), permite a

obtenção da carta solar em função da latitude, auxiliando no projeto das proteções

solares através da visualização gráfica dos ângulos de projeção desejados sobre

transferidor de ângulos, que pode ser plotado para qualquer ângulo de orientação. O

programa também permite a visualização de intervalos de temperatura anuais

correspondentes às trajetórias solares ao longo do ano e do dia. Para estas cidades,

o programa oferece a possibilidade de obtenção da rosa dos ventos para frequência

de ocorrência dos ventos e velocidade média para cada estação do ano em oito

orientações (N, NE, L, SE, S, SO, O, NO). O programa possui uma base de dados

para diversas cidades, com latitude, longitude e dados de temperatura e vento

disponíveis em arquivos CSV (Valores Separados por Vírgula): Belém, Brasília,

Curitiba, Florianópolis, Fortaleza, Maceió, Natal, Porto Alegre, Recife, Rio de Janeiro,

Salvador, São Luis, São Paulo, Vitória.

12 CFD - Computational Fluid Dynamics a sigla que corresponde ao cálculo computacional de dinâmica dos fluidos. 13 Tanto "AVAC" como "HVAC" são siglas que significam "aquecimento, ventilação e ar condicionado" (em inglês "heating, ventilating and air conditioning"). 14 LABEEE - Laboratório de Eficiência Energética em Edificações foi criado no ano de 1996.

75

O uso do Analisys Sol-Ar para a identificação dos resultados desse trabalho é

essencial para a quantificação dos períodos de insolação e sombreamento das

fachadas do apartamento analisado.

8 ESTUDO DE CASO

8.1 CONJUNTO HABITACIONAL ZEZINHO MAGALHÃES PRADO – CECAP

(CONDOMÍNIO ESPÍRITO SANTO)

Na análise do Conjunto Habitacional Zezinho Magalhães Prado serão

apontados possíveis parâmetros de conforto ambiental, que possam indicar a relação

das soluções de projeto e tecnológicas empregadas na construção. Serão

consideradas as referências que respeitam as variações bioclimáticas e as soluções

que garantem o conforto ambiental, sobretudo bom desempenho, durabilidade, baixo

custo de construção e manutenção na edificação.

O Conjunto Habitacional Zezinho Magalhães Prado retrata a arquitetura

modernista e princípios corbusianos, pelas suas organizações de espaços orienta-se

pelo conceito de freguesia, com identidade da superquadra aplicada pelo arquiteto

Lúcio Costa de 1902 a 1998 em Brasília. Para cada freguesia, define-se um conjunto

de edifícios e equipamentos urbanos. É importante ressaltar que por essa tipologia de

projeto dos edifícios, é possível identificarmos a autonomia das unidades com

conjuntos mais amplos.

Outro ponto importante é a opção de planta livre para habitação popular,

paredes internas independentes das estruturas, que adequam-se às necessidades

dos moradores.

Segundo Issac (2007), ainda em fase de construção “de 1960 com a conclusão

em 1981”, Vilanova Artigas, Fabio Penteado e Paulo Mendes da Rocha,

coordenadores e autores do projeto do Conjunto Habitacional Zezinho Magalhães

Prado, juntamente com a colaboração do arquiteto Ruy Gama, são convidados a

apresentar o projeto do Conjunto Habitacional na FAUUSP para os alunos, junto ao

76

arquiteto e professor Candido Malta Filho, com o propósito de destacar no debate15,

importantes aspectos do projeto original que demostrava a preocupação que tiveram

com a questão da autonomia, flexibilidade e mutabilidade do sistema arquitetônico.

Nesse debate, Candido Malta ressalta que a que concepção urbanística aberta do

Conjunto Habitacional favoreceria transformações sociais, indo contra os princípios do

urbanismo modernista.

A arquitetura moderna foi marcada pela racionalidade, pelos materiais

industrializados e brutos, como o concreto e vidro, e pela valorização da função e da

estrutura. Nas figuras 22a, 22b, 23a e 23b a seguir demonstram-se os aspectos

apontados do modernismo como a superquadra (espaços entre os blocos), o concreto

aparente e o caixilho demarcado por toda a extensão da fachada.

Figura 22a- Planta livre - Espaços grandes entre blocos constituídos por praças internas – Fonte: ISAAC (2007). Figura 22b Fachada do conjunto habitacional Zezinho Magalhães Prado – Fonte: MELLO (1960/1970).

Figura 23a – Canteiro central que possibilita a liberdade de uso dos espaços aos usuários. Figura 23b – Pátio interno, possibilidade de insolação e ventilação entre blocos - Fonte: ISAAC (2007).

15 Este debate foi publicado pela primeira vez em 1972 na revista Desenho, número 4 editada pelos alunos da

FAUUSP.

77

O Conjunto Habitacional Zezinho Magalhães Prado, ou parque CECAP, pela sua grandiosidade, acabou dando o nome ao bairro (Parque CECAP). Localizada em Guarulhos, no nordeste da Região Metropolitana de São Paulo, sendo um dos 39 municípios que a integra. Situa-se no eixo Rio/São Paulo, a 19 km da capital (ISSAC, 2007, 64 p.).

Na figura 24, a seguir, a área do terreno está destacada pela cor ferrugem. Os

limites do terreno fazem divisa com o Rio Baquirivú, com o Aeroporto Internacional de

Cumbica e a Base Aérea, além de ter a Rodovia Presidente Dutra (cor vermelha),

Avenida Perimetral (cor amarela) margeando-a e um pouco mais afastada a Rodovia

Ayrton Senna da Silva (cor rosa). Na dada época, o Aeroporto, enquanto equipamento

de uso civil, era uma possibilidade e a Avenida Perimetral e a Rodovia Ayrton Senna

da Silva ainda não haviam sido implantadas.

Figura 24 - Localização do Conjunto Habitacional Zezinho Magalhães Prado/Parque CECAP. Fonte: ISAAC

(2007).

Posicionado entre o eixo Rio/SP, o município de Guarulhos foi escolhido para a implantação de equipamentos de impacto regional tais como: o Aeroporto Internacional de São Paulo – Guarulhos (inaugurado em 1985 e com a terceira pista em fase de projeto), Rodoanel, Dryport, o Parque Ecológico do Tietê e o Parque Estadual da Cantareira (ISSAC, 2007, p. 65).

78

8.2 A área do Conjunto Habitacional Zezinho Magalhães Prado

O terreno de propriedade da Caixa Econômica do Estado de São

Paulo (CEESP) (figura 25) com cerca de 1.780.000 m2. Em 23 de

agosto de 1967 houve um processo de desapropriação amigável

movido pela CECAP contra a CEESP, originando a transcrição de nº

19.403 (ISSAC, 2007, p. 56).

A área foi utilizada em sua totalidade para o projeto inicial do conjunto

habitacional, porém, como será visto adiante, este não foi construído na sua totalidade.

Na parte do terreno à direita da Rodovia Presidente Dutra não houve qualquer tipo de

construção, e na área à esquerda da rodovia foram construídas parte dos blocos

habitacionais e parte dos espaços coletivos.

Em 1972, a estagiária da CECAP Sylvia Ficher, relatou um fato interessante sobre

o terreno, como demonstram as figuras 25 e 26 a seguir.

Figura 25 - Matrícula de 1.780,00 m2 – Terreno Inicial CEESP; Fonte: ISAAC (2007).

79

Figura 26 - Estudo de implantação. Fonte: MDC, Revista de arquitetura e urbanismo ano 14, disponível em: <

mdc.arq.br/2011/09/06/architettura-contemporanea-brasile-arquitetura-brasileira-entre-1957-e-2007/6-conjunto-zezinho-magalhaes-prado-vilanova-artigas-paulo-mendes-da-rocha-fabio-penteado-guarulhos-sp-1967/>

A área do terreno é de 180 ha e sua conformação topográfica apresenta relevo pouco acentuado, predominando na várzea do rio Baquirivu, afluente do principal curso d’água da Região Metropolitana que é o Tietê. A natureza do terreno particularmente das camadas superficiais turfosas, aliada à condição do relevo, foram dados muito importantes para elaboração do plano urbanístico e dados técnicos da análise do solo influenciaram significativamente as técnicas construtivas dos edifícios previstos. Todos os edifícios habitacionais se apoiam em superficiais em pilotis (figuras 27a e 27b), no que resulta melhor condição técnica em função do tipo do solo e maiores vantagens econômica, liberando a camada superficial para a circulação dos pedestres e recreação infantil (FICHER, 1972, p. 76).

Figura 27a e 27b - Demonstra a importância das quadras abertas por os blocos da edificação serem sob pilotis - Fonte: PEREIRA (2012).

80

8.3 Dados do projeto

Em 1968, houve um debate a respeito do Conjunto na FAUUSP, tendo sido

publicado em 1972 pela Revista Desenho 4, descrevendo de forma sintética o projeto,

e que se aplica a primeira fase. Essa obra foi muito longa e passou por diversas

transformações em suas fases. Essas transformações aconteceram em virtude do

falecimento de Zezinho Magalhães Prado. Por esse motivo, houve a troca de

superintendência e em seu lugar ficou Juvenal Juvêncio. Muitas outras pessoas

estariam envolvidas na concepção do projeto e na construção, como identificado na

tabela 11 a seguir.

COORDENAÇÃO DO PROJETO João Vilanova Artigas Fabio Penteado Paulo Mendes da Rocha ARQUITETOS QUE TRABALHARAM NO PROJETO Renato Nunes Ruy Gama Giselda Cardoso Visconti Geraldo Vespasiano Puntoni ESTUDOS SOCIOECONÔMICOS CEMACO PESQUISA DO SISTEMA EDUCACIONAL Eugenia Paesani Maiumy Souza Lima Alice Gonzaga SISTEMA DE ABASTECIMENTO PROAGRI CÁLCULO ESTRUTURAL Jose Carlos Figueiredo Ferraz Jose Antonio Del Nero Jose Almeida Castanho ENGENHARIA HIDRÁULICA E SANITÁRIA PLANIDRO INSTALAÇÕES ELÉTRICAS E HIDRÁULICAS Henrich Zwilling e Cia. Ltda ORÇAMENTO E PROGRAMAÇÃO DA OBRA E L. Falcão Bauer Ltda GEOLOGIA Stelavio Ranzini

Tabela 11 – Quadro da equipe que constituiu o Escritório técnico da CECAP. Fonte: REVISTA DESENHO, 1972.

Nas figuras 28, 29 e 30 a seguir, é demonstrado como seria a implantação do

projeto na malha urbana atual de Guarulhos, caso o conjunto fosse realmente

implantado na sua totalidade.

81

Figura 158 - Implantação do projeto de 1967 na malha urbana atual de Guarulhos. - Fonte: ISAAC (2007).

Figura 29 - Implantação do Conjunto Habitacional Zezinho Magalhães Prado/Parque CECAP com destaque no que foi construído – Fonte: ISAAC (2007).

Figura 30 – Implantação do Conjunto Habitacional Zezinho Magalhães Prado em foto aérea em 2007 – Fonte:

ISAAC (2007).

A figura 30 acima e a figura 31 a seguir demonstram a implantação dos blocos.

Verifica-se por essa característica de implantação o conceito de freguesia,

82

demarcando significativamente a existência de grandes recuos entre os blocos

criando a superquadra.

Figura 31 - Edifícios da primeira fase de construção – Fonte: Laboratório de Artes Gráficas da FAAUSP.

Tomando como referência de análise a questão da superquadra, a revista

Acrópole (1970) explica que os índices alcançados no projeto definem o caráter da

proposta − densidade do projeto, 308 hab./ha; área pavimentada, 38%; área das

praças, 12%, área verde, 50%; área da freguesia, 15 ha; densidade bruta da freguesia,

650 hab./ha; oferta escolar, 192 salas, 13 mil estudantes.

Os índices de porcentagem em relação à área bruta do projeto demonstram a

qualidade ambiental existente, sob o viés da humanização dos espaços de recreação

e convívio. Esses fatores comprovam a existência de autonomia, flexibilidade e

mutabilidade do sistema arquitetônico, como citado anteriormente no debate com os

autores do projeto Conjunto Habitacional Zezinho Magalhães.

Segundo Koolhaas (2007), devem-se existir sempre propostas de um espaço que

permita a inclusão dos indivíduos em diálogos comuns.

8.4 O clima da região metropolitana de São Paulo

Segundo Fretin e outros (2007), a cidade de São Paulo está situada sobre um

planalto a 750 m de altura em relação ao nível do mar, sendo por esse motivo as

manhãs e as noites mais frescas. São Paulo passa pelas quatro estações do ano,

83

porém não essas são bem definidas e em alguns dias é possível vivenciar primavera,

verão, outono e inverno nas 24 horas.

A latitude da região metropolitana de São Paulo, cortada pelo Trópico de Capricórnio (23º 30´Sul), a altitude, a topografia acidentada e a influência dos sistemas de circulação perturbada são fatores que conduzem à uma climatologia bastante diversificada em relação à temperatura. A temperatura média anual situa-se entre 20 °C e 24 °C, podendo, nas áreas mais elevadas, ser inferior a 18 °C, devido ao efeito conjugado da latitude com a frequência das correntes polares. No verão, principalmente no mês de janeiro, são comuns médias das máximas de 30 °C a 32 °C. No inverno, a média das temperaturas mínimas varia de 6 °C a 20 °C, com mínimas absolutas variando de 4°C a 8°C, sendo que as temperaturas mais baixas são registradas nas áreas mais elevadas. Com relação à pluviometria, as chuvas são ora trazidas pelas correntes de sul, ora pelo sistema de Oeste. A altura anual da precipitação nestas áreas é superior a 1.500 mm. O período seco ocorre no inverno (junho, julho, e agosto) enquanto o período chuvoso vai de dezembro a março. Os ventos predominantes sopram do sul e sudeste, porém não são constantes nem fortes. Rajadas de maior força e intensidade provêm do noroeste. Há outras variações de direção, no nível macro climático, mas as maiores variações ocorrem por conta da topografia irregular da região (vales e colinas) e pela urbanização / verticalização (FRETIN et al., 2007, p. 04).

Segundo Köppen (1948), o clima da região metropolitana de São Paulo é do tipo

Aw, tropical úmido, típico das savanas tropicais, definido por períodos distintos: um

seco, de abril a outubro, e o outro úmido, de novembro a março, no qual concentra-se

80% das chuvas.

8.5 O clima do município de Guarulhos

Segundo Equipe GO (2009), o município de Guarulhos apresenta um clima

subtropical úmido, com temperatura média anual entre 17 ºC e 21 ºC, umidade relativa

do ar média anual de 81,1, precipitação pluviométrica anual média de 1470 mm e

84

ventos dominantes SE - NO - E - O16.

Segundo dados do Instituto de Meteorologia (INMET), referentes ao período de

julho de 1983 a dezembro de 2013, a menor temperatura registrada em Guarulhos foi

de -0,03 ºC em 6 de julho de 1997, e a maior atingiu 37,3 ºC em 30 de outubro de

2012.

8.6 Localização e descrição da área em estudo

A escolha para o parâmetro de análise na avaliação de conforto térmico das

unidades habitacionais, localizadas no bairro CECAP, pertencente ao Conjunto

Habitacional Zezinho Magalhães Prado no município de Guarulhos, região nordeste

do município de São Paulo. A implantação dos edifícios é composta por dois blocos,

separados pela caixa de escada e corredores de acesso aos apartamentos, como

demonstrado nas figuras 32 e 33 a seguir.

Figura 32 – A Implantação do Conjunto Habitacional Zezinho Magalhães Prado – Identificação do bloco a qual encontra-se a unidade habitacional a ser analisada – Fonte: Google Maps. Acesso em: 20 maio 2014 – Nota:

modificado pelo Autor.

16 Os dados foram cedidos pelo Ministério da Aeronáutica - Divisão de Meteorologia em 2013.

85

N

Na figura 34 a seguir, é demonstrado a trajetória solar sobre a implantação. As

faces a receber a insolação, portanto, serão nordeste e sudoeste.

Figura 34 – Simulação da trajetória aparente do sol - Fonte: Google Maps. Acesso em: 20 maio 2014 - Nota:

modificado pelo Autor.

Figura 33 - Planta das unidades habitacionais e a posição dos blocos em relação ao norte verdadeiro - Fonte: Revista Desenho 4 – Nota: modificado pelo Autor.

86

Sobre os armários embutidos nos quartos, temos novamente as janelas em fita que, independentes da geometria dos quartos e associadas às divisórias leves, são responsáveis pela flexibilidade de arranjo destes cômodos. O morador poderá organizar de forma autônoma o espaço interno de sua moradia, adaptando a suas necessidades ou a dos futuros moradores (PEREIRA, 2012, p. 115).

8.7 Análise de conforto térmico nas unidades habitacionais

As características de análise por parâmetros, a seguir, indicam algumas

possibilidades para identificação da qualidade ambiental, mas com um viés na

eficiência térmica da edificação.

Segundo Pereira (2012), a certificação ambiental é muito importante para o

instrumento de mensuração do desempenho das edificações e tende a ser uma

exigência para o financiamento dos empreendimentos habitacionais.

Quando consideramos a mudança como intrínseca à existência, sobrevivência e desempenho das habitações, o conceito de mudança emerge como critério para análise dos projetos que buscam a certificação ambiental (PEREIRA, 2012, p. 20).

Analisando horários de insolação sobre superfícies verticais e horizontais,

segundo a orientação determinada, toma-se como referência a carta solar do

município de Guarulhos – São Paulo, latitude de 23o36’, longitude de 48o28’ e altitude

de 749m.

Figura 35 - Carta solar. Fonte: Lamberts; Dutra & Pereira (1997).

87

O empreendimento deve proporcionar adequada ventilação e insolação entre as edificações. Em relação à insolação, é importante considerar o estudo da carta solar do local (figuras 35, 36, 37, 38 e 39), para entender a disponibilidade de sol e propor a implantação, conforme as necessidades, de medidas para sombreamento ou aquecimento das edificações (CAIXA, 2010, p. 68-69).

Figura 36 - Carta Solar – Fonte: Lamberts, Dutra & Pereira (1997) – Ilustração: Luciano Dutra ®

Figura 37 - Carta Solar de São Paulo do Programa Sol-Ar. Fonte: LABEEE/UFSC (2009).

Figura 38 - Carta solar de São Paulo com

temperaturas plotadas até 21 de junho Programa

Sol-Ar. Fonte: LABEEE, UFSC (2009).

Figura 39 - Trajetória solar de São Paulo. Programa Sunpath 1.05. Desenvolvedor: Maurício Roriz. Fonte:

RORIZ (2000).

88

8.8 Análise de insolação e sombreamento da unidade habitacional

Na figura 40 a seguir, observa-se, pela planta do pavimento tipo, a unidade

intermediária e a sentido do corte no bloco B a ser analisado e identificado por uma

circunferência.

A arquitetura deve ser tratada como uma envoltória reguladora, permeável e controlada entre os ambientes externo e interno, considerando-se o desempenho térmico da edificação por meio de soluções adotadas em projeto e com vistas a propiciar maior conforto térmico, tanto aos moradores do empreendimento como aos do entorno imediato, a partir de uma melhor interação local entre eles. (CAIXA, 2010, p. 57).

Figura 40 – Planta do pavimento tipo, com a identificação da unidade para a análise de insolação. Fonte: Arquivo FAU-USP (Fundação Artigas) – Nota: modificado pelo Autor.

Com o auxílio do corte transversal, na figura 41 a seguir, são demonstrados os

ângulos que identificam a projeção mínima e máxima da insolação sobre a unidade habitacional em faces opostas.

Bloco B

Bloco A

Fachada 1

interna

Fachada 2

externa

N.V.

89

Figura 41 - Corte transversal – representação dos ângulos Alfa (ângulo de altura do sol) na unidade habitacional analisada – andar intermediário. Fonte: Arquivo FAU-USP (Fundação Artigas). - Nota: modificado pelo Autor.

Após a identificação dos ângulos de altura do sol (α) – “Alfa”, da figura 41

acima, utilizou-se o programa computacional gráfico “Analysis SOL-AR” para a

obtenção da carta solar da latitude especificada do município de Guarulhos, São

Paulo, das figuras 42 e 43 a seguir.

Figura 42 - Traçado de máscara da Fachada 1 (interna) da unidade habitacional em análise. Fonte: Programa Analysis SOL-AR do Laboratório de Eficiência Energética em Edificações – LABEEE – Nota: modificado pelo Autor.

90

Figura 43 - Traçado de máscara da Fachada 2 (externa) da unidade habitacional em análise. Fonte: Programa Analysis SOL-AR do Laboratório de Eficiência Energética em Edificações – LABEEE - Nota: modificado pelo Autor.

Pelas figuras 42 e 43, acima, foi definido o traçado de máscaras da fachada 1

(interna) e fachada 2 (externa). Com os resultados obtidos pelo traçado de máscara,

organizam-se nas tabelas abaixo os períodos do ano e as horas em que ocorre a

insolação da unidade habitacional analisada. Nas tabelas 12 e 13 a seguir,

observamos a existência de no mínimo três horas de insolação, considerando as

necessidades mínimas para a salubridade na edificação.

Horas de insolação - Fachada 1 (interna)

Solstício de Verão

Horário - 07:20 às 10:30

Equinócios

Horário - 08:10 às 11:30

Solstício de Inverno

Horário - 09:10 às 12:30

Tabela 12 - Tabela do horário de insolação da fachada 1 (interna). Fonte: Autor.

91

Horas de insolação - Fachada 2 (externa)

Solstício de Verão

Horário - 13:10 às 18:48

Equinócios

Horário - 13:50 às 18:00

Solstício de Inverno

Horário - 14:10 às 17:12 Tabela 13 - Tabela do horário de insolação da fachada 2 (externa). Fonte: Autor.

A NBR 15575:2013, subcapítulo 11.5.1, determina que, em condições críticas

do ponto de vista térmico da edificação, a recomendação é de que para o verão, item

a): a janela do dormitório ou da sala esteja voltada para oeste e a outra parede exposta

voltada para norte. Porém, caso não seja possível, o ambiente deverá ter pelo menos

uma janela voltada para oeste. Para o inverno, item b): a janela do dormitório ou da

sala de estar voltada para sul e a outra parede exposta voltada para leste, e, caso não

seja possível, o ambiente deve ter ao menos uma janela voltada para sul.

Neste caso, a janela do quarto da unidade habitacional em análise, está voltada

para a face sudoeste e a sala, cozinha e a área de serviço voltada para a face

nordeste, como demonstrado na figura 44 abaixo:

92

Figura 44 - Planta da unidade habitacional analisada – Posicionamento das fachadas - Fonte: Arquivo FAU-USP (Fundação Artigas). - Nota: modificado pelo autor.

Segundo a NBR 15575-1 (2013), subcapítulo 11.5.1, item c): sugere da

necessidade de desobstrução no entorno, considerando que as paredes expostas e

as janelas deverão estar desobstruídas, ou seja, sem a presença de edificações ou

vegetações nas proximidades que possam modificar a incidência de sol e/ou vento.

Edificações como um condomínio, podem ser consideradas desde que previstas para

habitação no mesmo período. A figura 45 a seguir demonstra a implantação dos

blocos sobre o loteamento e, na sequência, na figura 46 observa-se a existência de

recuos acima de 8,00 m, que se tornam generosos, não havendo interferências

diretamente na insolação e ventilação das unidades habitacionais como analisado no

estudo de insolação.

93

Figura 45 - Foto aérea da implantação e orientação dos blocos do Conjunto Habitacional Zezinho Magalhães do Prado - CECAP. Fonte: Google Maps. Acesso em: 20 maio 2014. – Nota: modificado pelo autor.

Figura 46 - Planta dos blocos com pátios internos. Fonte: Arquivo CDHU.

Segundo CAIXA (2010), as condições de insolação e as variações acontecem

conforme a característica de zona bioclimática, a latitude e altitude sobre orientação

mais ao norte ou mais ao sul do país. Essas determinações enfatizam as diferentes

necessidades de sombreamento.

94

No Brasil, especificamente em São Paulo, o clima é de características quentes

e úmidas, portanto o sombreamento na edificação torna-se essencial, principalmente

no período de verão. Já para o período de inverno esse processo inverte-se, passando

a permitir a incidência de radiação solar, portanto o sombreamento deve ser seletivo.

“[...] Pode-se efetuar a implantação da edificação de modo a considerar a maior

dimensão no lote e na edificação, na medida do possível, no eixo norte-sul” (CAIXA,

2010, p. 59).

Retomando a questão da tipologia e implantação do projeto, na figura 45

anterior foi confirmada a implantação dos edifícios em sua maior extensão sob o eixo

noroeste-sudeste.

Outro exemplo de destaque pode ser o das técnicas de composição de

fachada, elementos de proteção.

Figura 47 - Acima caixilho recuado da fachada da unidade habitacional. – Fonte: ISSAC (2007).

Na figura 47 acima, identificamos a estratégia de recuo do caixilho da fachada,

proporcionando o sombreamento necessário para as horas de maior incidência de

radiação solar.

95

[...] pode ser aproveitada a geometria solar, considerando-se que, no verão, o sol tem um ângulo mais alto e, no inverno, mais baixo; o paisagismo também aparece como uma forma eficiente de sombreamento, que pode ser usada de forma contínua ao longo do ano ou também seletiva nos períodos em que seja necessário, por meio da especificação de plantas com folhagem intermitente (CAIXA 2010, p. 59).

O sombreamento é tão importante como a inserção de luz solar na edificação,

principalmente no período de inverno, garantindo sombreamento no período de verão,

segundo sugere a NBR 15220:2005 em zonas bioclimáticas 3 na qual encontra-se a

cidade de São Paulo. No caso das fachadas da unidade analisada do Conjunto

Habitacional Zezinho Magalhães do Prado, faces nordeste e noroeste, há sol de alto

a médio, com a possibilidade de sombreamento fixo regulável. Já para as faces

sudeste e sudoeste, sombreamento fixo por massa arbórea, observado nas figuras

48, 49a, 49b, 50a e 50b a seguir.

Figura 48 - Foto do conjunto dos blocos sobre o sombreamento de massa arbórea. Fonte: <images04.olx-

st.com/ui/6/87/80/1393434089_608158780_1-Fotos-de-Oportunidade-Apartamento-64m-Cond-Rio-grande-do-Sul-Parque-Cecap-Gruarulhos.jpg, 2014>. Acesso em: 20 maio 2014.

96

Figura 49a e 49b - Pátio interno e praça central (freguesias) – vegetação para o sombreamento – grandes recuos para a permeabilidade da insolação. Fonte: ISSAC (2007).

Figura 50a e 50b - Pátio interno, vegetação para o sombreamento – grandes recuos para a permeabilidade da insolação. Fonte: ISSAC (2007).

8.9 Resfriamento passivo pelo princípio da ventilação cruzada na unidade

habitacional

CAIXA (2010) afirma que a ventilação natural é uma das principais técnicas

passivas na arquitetura bioclimática brasileira. Essa técnica se aplica ao projeto, em

que se considera simultaneamente a implantação e as aberturas da edificação no

favorecimento da penetração dos ventos predominantes aos ambientes, como

97

demonstrado nas figuras 51a e 51b a seguir. O ideal é que isso se dê em ambientes

quentes e úmidos. Nos casos opostos, o bloqueio acontece em geral em zonas frias,

temperadas e quente secas.

Analisa-se o projeto do Conjunto Habitacional Zezinho Magalhães Prado,

recapitulando o desenho da superquadra, constituindo organizações de espaços que

se orientas pelo conceito de freguesia, como já citado na discussão do arquiteto Lúcio

Costa em Brasília, mostrando a importância dos grandes recuos entre os blocos, os

pátios internos e as praças, onde cria-se recurso para sombreamento, insolação e a

ventilação natural.

Figura 51a e 51b - Fachada e área de circulação – Grandes recuos, blocos sobre pilotis, propícios a ventilação passiva, (convecção) setas azuis ar frio – setas vermelhas ar quente. Fonte: ISSAC (2007) – Nota: modificado

pelo Autor.

Quando se analisa ventilação natural, considera-se a velocidade e a frequência

predominantes dos ventos, como demonstrado na figura 52 a seguir, por estação e

mês do ano na implantação das edificações.

98

Figura 52 - Rosa dos Ventos, análise de ventos predominantes e suas orientações. Fonte: Analisy Sol-Ar/LABEEE.

Para edificações residenciais multifamiliares, localizadas na zona bioclimática

3, extraída da NBR 15220-3:2005 e premissas determinantes de estratégias para

habitações mais sustentáveis do Selo Casa Azul CAIXA, segue abaixo a tabela 14. As

informações contidas enfatizam as possíveis práticas projetuais na arquitetura para

cidades brasileiras, em que define-se um bioclima típico (quente-úmido), como já

demonstrado anteriormente nas características de identidade das Zonas

Bioclimáticas.

99

Tabela 6: Estratégias

Zona Bioclimática 3:

Tabela 14 - Trecho extraído da tabela 6 de estratégias do caderno de certificação Selo Casa Azul CAIXA – Fonte: CAIXA (2010). Nota: modificado pelo Autor.

Segundo Motta17 (2010), as características térmicas dos fechamentos também

são parâmetros para o desempenho térmico da edificação. O que está sob influência

neste caso é a cor, o tipo de material e o uso ou não de matérias isolantes na paredes

e coberturas. Outro fatores são tamanho e tipo de aberturas e a existência de

sombreamento, como já citado e reconhecido anteriormente.

As características térmicas exigidas neste manual referem-se às propriedades de transmitância, capacidade térmica e absortância dos componentes das paredes e coberturas, considerando-se todas as suas camadas na composição (tais como o tijolo, os revestimentos internos e externos e a pintura) (CAIXA, 2010, p. 60).

17 Maria Luísa Alvim Motta, coordenadora do grupo de trabalho que elaborou a metodologia do Selo Casa Azul CAIXA.

100

8.10 Parâmetros para medições de desempenho térmico por atribuições da

norma de desempenho NBR 15575:2013 e da certificação Selo Casa Azul CAIXA,

na unidade habitacional (nível intermediário) do Bloco Espírito Santo – Zezinho

Magalhães Prado

8.10.1 Medições in loco

A seguinte análise, na unidade habitacional Conjunto Residencial Zezinho

Magalhães do Prado - CECAP (Bloco Espírito Santo), foi efetuada in loco, com a

utilização do equipamento chamado “Relógio Termo Higrômetro”, como demonstrado

nas figuras 53 e 54 a seguir.

Figura 53 - Aparelho Relógio Termo Higrômetro, portátil possui medida de temperatura interna e externa, 3 leituras

simultâneas, relógio com indicação de horas no formato 12h ou 24h, registro de máximo e mínimo e precisão básica de 1 °C e 10% RH. Realiza medidas de temperatura interna (ambiente em que se encontra o instrumento) de 0 °C a 50 °C (32 °F a 122 °F), temperatura externa (sensor com cabo de extensão) de -50 °C a 70 °C (-58 °F a 158 °F) e umidade relativa interna de 20% a 90%. - Fonte: Minipa.

101

Figura 54 - Planta da unidade habitacional Zezinho Magalhães - CECAP - Fonte: Revista Desenho 4 – Nota:

modificado pelo Autor.

Quanto ao processo de preparação, instalou-se o equipamento para leitura de

temperatura interna, no 2º andar do pavimento intermediário do apartamento da

unidade habitacional, no período de solstício de verão. A leitura perdurou 24 horas,

do dia 20/01/2013 ao dia 21/01/2013. As temperaturas obtidas foram as seguintes:

Temperatura máxima: 26,1 ºC Temperaturas Internas

Temperatura mínima: 24,5 ºC

Segundo AccuWeather (2013), site de medições meteorológicas que informa a

temperatura para todo o ano, demonstrou-se as temperaturas para o verão,

estabelecendo como critério um período de três dias antes da data de leitura in loco,

identificando temperaturas máxima de 27 ºC e mínima de 18 ºC, como demonstrado

no gráfico 3 a seguir.

102

Gráfico 3 - Gráfico de temperaturas do mês de janeiro de 2013. Fonte: <www.accuweather.com/pt/br/guarulhos/36369/month/36369?monyr=1/01/2013> – Acesso em: 20 maio 2014. - Nota: modificado pelo Autor.

Segundo a NBR 15575:2013, para o período de solstício de verão, a faixa

mínima considera que a temperatura máxima no interior do protótipo deve ser menor

do que a máxima temperatura exterior.

A temperatura máxima superior adquirida pelo aparelho relógio Termo Higrômetro

dentro do recinto resultou em 26,1 ºC, para a temperatura externa máxima dos três

dias de 27 ºC, ou seja, atendendo a faixa mínima das faixas de conforto térmico para

um dia de verão.

Givoni (1992), explica que o clima interno em edifícios não condicionados reage

mais largamente à variação do clima externo e à experiência de uso dos habitantes.

Por exemplo, temperatura interna de 20 ºC de manhã até 26 ºC de tarde no verão é

comum em edifício não acondicionado, e a máxima colhida no apartamento da

unidade habitacional, foi de 26,1 ºC.

Dando sequência ao dados colhidos pelo equipamento in loco, novamente foi

instalado o equipamento para leitura de temperatura interna, no 2º andar do pavimento

intermediário do apartamento da unidade habitacional durante o período de solstício

de inverno, e a leitura perdurou 24 horas, do dia 23/06/2013 ao dia 24/06/2013. As

temperaturas foram as seguintes:

Temperatura máxima: 18,2 ºC Temperaturas Internas

Temperatura mínima: 15,5 ºC

103

Segundo AccuWeather (2013), site de medições meteorológicas que informa a

temperatura para todo o ano, demonstrou-se as temperaturas para o inverno,

estabelecendo como critério um período de três dias antes da data de leitura in loco,

identificando temperaturas máxima de 24 ºC e mínima de 12,5 ºC, como demonstrado

no gráfico 4 a seguir.

Gráfico 4 - Gráfico de temperaturas do mês de junho de 2013 - Fonte: <www.accuweather.com/pt/br/guarulhos/36369/month/36369?monyr=1/01/2013> - Acesso em: 20 maio 2014 - Nota: modificado pelo Autor.

Segundo a NBR 15575:2013 para o período de solstício de inverno, a faixa

mínima resultante das temperaturas considera que a temperatura no interior do

protótipo deve ser maior do que a temperatura mínima externa em mais 3 ºC.

A temperatura mínima adquirida pelo aparelho relógio Termo Higrômetro dentro do

recinto resultou em 15,5 ºC para a temperatura externa mínima dos três dias de 12,5

ºC, atendendo a faixa mínima das faixas de conforto térmico para um dia de inverno.

As considerações analisadas in loco, juntamente com a utilização da norma de

desempenho, oferecem possibilidades na hora da escolha do material adequado para

execução do projeto e das técnicas construtivas.

104

8.10.2 Cálculo de desempenho térmico do apartamento da unidade

habitacional (Temperatura Efetiva Corrigida)

Cálculo de desempenho térmico do apartamento da unidade habitacional do 2º andar

(intermediário) no período de Solstício de Verão – Zezinho Magalhães do Prado –

CECAP Bloco Espírito Santo.

Dados:

São Paulo/Guarulhos Latitude: 23036’ Sul

Dados de Clima: (Janeiro)

Temp. do ar Ts= 31,70C Td= 25,90C

ts= 11,30C td= 16,20C

Empena - Face Nordeste

Área opaca da parede= 13,25m2, cor amarela (α=0,3).

Área da janela= 4,44m2

Empena - Face Sudoeste

Área opaca da parede= 16,77m2, cor amarela (α=0,3)

Área da janela = 5,55m2 vidro comum 3 mm. Str=0,86

Formula: Coeficiente global de transmissão térmica (W/m²°C):

1

U=

1

he+

e1

λ1+

e2

λ2+ ⋯ +

en

λn+

1

hi+ Rar

𝑈 = 0,17 + (0,13

1,75) + 0,15 = 0,39m2℃/W

U =1

0,39

U = 𝟐, 𝟓𝟔𝐰/𝐦𝟐℃ (Face Nordeste e Face Noroeste – áreas opacas das paredes

externas)

𝑈 = 0,17 + (0,003

0,8) = 0,20m2℃/W

U =1

0,20

U = 𝟓, 𝟕𝟓𝐰/𝐦𝟐℃ (Face Nordeste e Face Noroeste – áreas envidraçadas das paredes

externas)

105

Cálculos de ganhos de calor solar (Ig):

Fachada 1 (Nordeste) Q’1= 0,129 Ig(W)

Parede – Q′sol1 =Ig.α.U.A

he

𝑄′𝑠𝑜𝑙1 = Ig. 0,5.0,39

20. 13,25 = 0,129 Ig

Envidraçado – Q′fs1 = Q′fs = Fs. Ig. A Q’2= 3,81 Ig(W)

𝐼𝑔 = 0,86.4,44

Ig = 3,81 Ig

Fachada 2 (Sudoeste) Q’3= 0,163 Ig(W)

Parede - Q′sol1 =Ig.α.U.A

he

𝑄′𝑠𝑜𝑙1 = Ig. 0,5.0,39

20. 16,77 = 0,163 Ig

Envidraçado – Q′fs1 = Q′fs = Fs. Ig. A Q’4= 4,77 Ig(W)

𝐼𝑔 = 0,86.5,55

Ig = 4,77 Ig

Maior ganho horário de calor solar:

Tabela 15 - Tabela de ganhos de calor solar (Ig), adquirido por hora em determinada posição de fachada - Fonte:

Autor.

Maior ganho de calor solar= Qsol= 3231 w às 16h00min.

106

Ganhos de calor gerados internamente:

1 pessoa= 26w x 3= 78 W

Equipamentos convencionais:

Chuveiro elétrico: 2100 W

Computador: 180 W

Geladeira: 150 W

Televisão: 54 W

Total: 2.562 W

Cálculo das perdas de calor (∆T):

Qsol=Qst=U.∆T.A

𝑄′1 = 2,56. (13,25 + 4,44). ∆𝑇 = 45,28∆𝑇(𝑊)

𝑄′2 = 2,56. (16,77 + 5,55). ∆𝑇 = 185,01∆𝑇(𝑊)

𝑄′𝑣𝑒𝑛𝑡 = 0,35. 𝑁. 𝑉. ∆𝑇

𝑄′𝑣𝑒𝑛𝑡 = 0,35.1.160. ∆𝑇

𝑄′𝑣𝑒𝑛𝑡 = 56∆𝑇(𝑊)

Total de perdas de calor:

Q′t = 𝟐𝟖𝟔, 𝟐𝟗∆𝐓(𝐖)

Balanço Térmico (∑ 𝑔𝑎𝑛ℎ𝑜𝑠 = ∑ 𝑝𝑒𝑟𝑑𝑎𝑠) ∆𝑇:

𝑄𝑠𝑜𝑙 + 𝑄𝑖𝑛𝑡

3231 + 2562 = 5793

5793 = 286,29 ∆T

5715

286,29= 𝟐𝟎, 𝟐𝟑℃

Dados Climáticos (temperaturas 0 C e umidade relativa %):

Td (col 2) 25, 9 Ts (col 4) 31, 7 td (col 3) 16, 2 ts(col 5) 11,3 UR 80%

Temax= Td+Ts

2=

25,9+31,7

2= 28,8℃

Temin= td+ts

2=

16,2+11,3

2= 13,7℃

𝑡𝑒= Te max + Te mín =(28,8+13,7)

2 = 21,2℃

E =Te max − Te mín

2= 𝟕, 𝟓℃

Determinação do fator de inércia:

Inércia térmica média m= 0,8

timax= te + (1 − m) · ∆T + (1 − m) · E

107

21,2 + (1 − 0,8). 20,23 + (1 − 0,8). 7,5

= 𝟐𝟔, 𝟕℃ (TBS-Temp. bulbo seco).

Determinação da temperatura de bulbo úmido (Carta Psicrométrica para a cidade de

São Paulo):

Figura 55 - Carta Psicrométrica para a cidade de São Paulo, identificação da temp. de bulbo seco (T.B.S) e Temp.

de bulbo úmido (T.B.U). Fonte: FROTA, (2003) - Nota: modificado pelo Autor.

TBS= 26,7 0C

TBS= 23,0 0C

108

Determinação de temperatura efetiva:

Figura 56 - Nomograma de Temperatura Efetiva para pessoas normalmente vestidas, em atividade leve - Fonte:

FROTA, (2003) - Nota: modificado pelo Autor.

T.E= 24,00C (velocidade do ar= 1,0m/s)

T.E= 25,00C (velocidade do ar= 0,5m/s)

Para as considerações, identificou-se, que no período de verão, o apartamento

analisado, enquadra-se na zona de conforto onde encontra-se entre 230C à 270C.

Segundo Frota (2003), as “zonas de conforto” deveram ser aplicadas como indicação

e analisadas acerca de sua aplicabilidade às condições específicas de projeto e de

TBS= 26,7 0C

TBU= 23,0 0C

Temperatura efetiva interna ou

corrigida:

Dentro da Zona de conforto

Dentro da Zona de conforto

109

realidade ambiental. Lembrando que o cálculo de temperatura efetiva corrigida não é

determinação estabelecida pela NBR 15575:2013.

Cálculo de desempenho térmico da unidade habitacional do 2º andar (intermediário)

no período de Solstício de inverno – Zezinho Magalhães do Prado – CECAP Bloco

Espírito Santo.

Dados:

São Paulo/Guarulhos Latitude: 23036’ Sul

Dados de Clima: (Junho)

Temp. do ar Ts= 26,70C Td= 22,00C

ts= 2,50C td= 8,40C

Empena - Face Nordeste

Área opaca da parede= 13,25m2, cor amarela (α=0,3).

Área da janela= 4,44m2

Empena - Face Sudoeste

Área opaca da parede= 16,77m2, cor amarela (α=0,3)

Área da janela = 5,55m2 vidro comum 3 mm. Str=0,86

Formula: Coeficiente global de transmissão térmica (W/m²°C):

1

U=

1

he+

e1

λ1+

e2

λ2+ ⋯ +

en

λn+

1

hi+ Rar

𝑈 = 0,17 + (0,13

1,75) + 0,15 = 0,39m2℃/W

U =1

0,39

U = 𝟐, 𝟓𝟔𝐰/𝐦𝟐℃ (Face Nordeste e Face Noroeste – áreas opacas das paredes

externas)

𝑈 = 0,17 + (0,003

0,8) = 0,20m2℃/W

U =1

0,20

U = 𝟓, 𝟕𝟓𝐰/𝐦𝟐℃ (Face Nordeste e Face Noroeste – áreas envidraçadas das paredes

externas)

Cálculos de ganhos de calor solar (Ig):

Fachada 1 (Nordeste) Q’1= 0,129 Ig(W)

110

Parede – Q′sol1 =Ig.α.U.A

he

𝑄′𝑠𝑜𝑙1 = Ig. 0,5.0,39

20. 13,25 = 0,129 Ig

Envidraçado – Q′fs1 = Q′fs = Fs. Ig. A Q’2= 3,81 Ig(W)

𝐼𝑔 = 0,86.4,44

Ig = 3,81 Ig

Fachada 2 (Sudoeste) Q’3= 0,163 Ig(W)

Parede - Q′sol1 =Ig.α.U.A

he

𝑄′𝑠𝑜𝑙1 = Ig. 0,5.0,39

20. 16,77 = 0,163 Ig

Envidraçado – Q′fs1 = Q′fs = Fs. Ig. A Q’4= 4,77 Ig(W)

𝐼𝑔 = 0,86.5,55

Ig = 4,77 Ig

Maior ganho horário de calor solar:

Tabela 16 - Tabela de ganhos de calor solar (Ig) no mês de Junho, adquirido por hora em determinada posição de

fachada - Fonte: Autor.

Maior ganho de calor solar= Qsol= 3035 w às 10h00min.

111

Ganhos de calor gerados internamente:

1 pessoa= 26w x 3= 78 W

Equipamentos convencionais:

Chuveiro elétrico: 2100 W

Computador: 180 W

Geladeira: 150 W

Televisão: 54 W

Total: 2.562 W

Cálculo das perdas de calor (∆T):

Qsol=Qst=U.∆T.A

𝑄′1 = 2,56. (13,25 + 4,44). ∆𝑇 = 45,28∆𝑇(𝑊)

𝑄′2 = 2,56. (16,77 + 5,55). ∆𝑇 = 185,01∆𝑇(𝑊)

𝑄′𝑣𝑒𝑛𝑡 = 0,35. 𝑁. 𝑉. ∆𝑇

𝑄′𝑣𝑒𝑛𝑡 = 0,35.1.160. ∆𝑇

𝑄′𝑣𝑒𝑛𝑡 = 56∆𝑇(𝑊)

Total de perdas de calor:

Q′t = 𝟐𝟖𝟔, 𝟐𝟗∆𝐓(𝐖)

Balanço Térmico (∑ 𝑔𝑎𝑛ℎ𝑜𝑠 = ∑ 𝑝𝑒𝑟𝑑𝑎𝑠) ∆𝑇:

𝑄𝑠𝑜𝑙 + 𝑄𝑖𝑛𝑡

3035 + 2562 = 5597

5597 = 286,29 ∆T

5597

286,29= 𝟏𝟗, 𝟓℃

Dados Climáticos (temperaturas 0 C e umidade relativa %):

Td (col 2) 22,0 Ts (col 4) 26,7 td (col 3) 8,4 ts(col 5) 2,5 UR 80%

Temax= Td+Ts

2=

22,0+26,7

2= 24,35℃

Temin= td+ts

2=

8,4+2,5

2= 5,45℃

𝑡𝑒= TeMax + Te mín =(24,35+5,45)

2 = 14,9℃

𝐸 =Te Max − Te mín

2= 𝟗, 𝟒𝟓℃

112

Determinação do fator de inércia:

Inércia térmica média m= 0,8

timax= te + (1 − m) · ∆T + (1 − m) · E

14,9 + (1 − 0,8). 19,5 + (1 − 0,8). 9,45

= 𝟐𝟎, 𝟔℃ (TBS-Temp. bulbo seco).

Determinação da temperatura de bulbo úmido (Carta Psicrométrica para a cidade de

São Paulo):

Figura 57 - Carta Psicrométrica para a cidade de São Paulo, identificação da temp. de bulbo seco (T.B.S) e Temp.

de bulbo úmido (T.B.U). Fonte: FROTA, (2003) – Nota: modificado pelo Autor.

TBS= 20,6 0C

TBS= 18,5 0C

113

Determinação de temperatura efetiva:

Figura 58 - Nomograma de Temperatura Efetiva para pessoas normalmente vestidas, em atividade leve - Fonte:

FROTA, (2003) – Nota: modificado pelo Autor.

T.E= 17,50C (velocidade do ar= 1,0m/s)

T.E= 18,50C (velocidade do ar= 0,5m/s)

Para as considerações, identificou-se que no período de inverno, o

apartamento analisado, não se enquadra na zona de conforto onde encontra-se entre

Temperatura efetiva interna ou

corrigida:

Fora da Zona de conforto

Fora da Zona de conforto

TBS= 20,6 0C

TBS= 18,5 0C

114

230C à 270C. Recapitulando, Frota (2003), afirma que as “zonas de conforto” deveram

ser aplicadas como indicação e analisadas acerca de sua aplicabilidade às condições

específicas de projeto e de realidade ambiental. Lembrando que o cálculo de

temperatura efetiva corrigida não é determinação estabelecida pela NBR 15575:2013.

8.10.3 Transmitância térmica, atraso térmico na unidade habitacional

Na tabela 17 a seguir, demonstra-se o cálculo para a identificação das horas

de atraso térmico do concreto.

115

Tabela 17 - Memorial de cálculo da parede de concreto armado. Fonte: FRETIN (2013). Nota: modificado pelo

Autor.

Segundo a NBR 15220 – parte 3 (2005c), segue abaixo, na tabela 20, as

recomendações de transmitância térmica e atraso térmico para cada tipo de vedação

externa para a zona bioclimática 3.

116

Tabela C.2 - Transmitância térmica, atraso térmico para cada tipo de vedação externa

Tabela 18 - Tabela de Transmitância térmica e atraso térmico de paredes e coberturas. Fonte: NBR 15220 – parte 3 (2005c). Nota: modificado pelo Autor.

Com o resultado obtido pelo memorial de cálculo do concreto da tabela 17,

observamos que a análise das paredes externas da unidade habitacional enquadra-

se na classificação de parede leve e refletora, com transmitância térmica U = 3,62

W/m2.K e atraso térmico de φ= 3,1, atendendo as exigências da norma como

especificado na tabela 18 acima.

A NBR 15220:2005 – parte 3, tabela 7, determina que as aberturas devem atender

uma porcentagem mínima para a eficiência de ventilação, considerada média como

segue na tabela 19 a seguir.

Tabela 19 - Tabela extraída da NBR 15220:2005 – parte 3: Aberturas, Vedações e condicionamento térmico passivo – Fonte: NBR 15220:2005 – parte 3. Nota: modificado pelo Autor.

117

A figura 59, a seguir, demonstra o recuo do caixilho na fachada, possibilitando

o sombreamento para o acondicionamento térmico passivo. Esta estratégia de projeto

atende os requisitos da NBR 15220:2005 – tabela 7, como demonstrado na tabela 19

acima. Na tabela 17, pelo resultado obtido a partir do memorial de cálculo do concreto,

enquadra-se pela referência paredes leves e refletoras, onde estrategicamente

utilizou-se na fachada da edificação acondicionamento passivo. Foram usados, no

processo construtivo, painéis de concreto de 5 cm em um extremo e painéis de 8cm

no outro extremo, formando um espaço de 15cm de ar para convecção natural.

Figura 59 - Blocos de concreto – fachada e caixilhos originais máx-ar. - Fonte: Issac (2007) – Nota: modificado

pelo Autor.

Os grandes recuos entre os blocos definem uma estratégia para o

sombreamento. Na simulação computacional de insolação, observa-se então o

espaço interno sendo favorecido pelo sombreamento. Como mencionado

anteriormente, são soluções de eficiência térmica no caso de zonas bioclimáticas 3,

como demonstra as figuras 60a, 60b, 61, 62a e 62b a seguir.

Convecção natural

Painéis de Concreto

Sombreamento

Caixilho recuado

118

Figura 60a - Simulação de insolação às 13:00 no dia 20/02/2013 e a Figura 60b - Simulação de insolação às 15:00 no dia 20/02/2013. Fonte: Autor.

Figura 61 - Pátio interno entre blocos, favorecendo o sombreamento nas janelas das unidades habitacionais. Fonte: Issac (2007).

119

Figura 62a e 62b - Pátio interno entre blocos, favorecendo o sombreamento nas janelas das unidades habitacionais. Fonte: Issac (2007).

Segundo NBR 15220:2005 – parte 3, tabela C.1 – Aberturas para ventilação,

demonstrada na tabela 22 a seguir, a unidade habitacional analisada enquadra-se na

classificação: ventilação média com 15% < A < 25% da área de piso.

Tabela 20 - Tabela de aberturas para ventilação. Fonte: NBR 15220:2013 – parte 3. Nota: modificado pelo Autor.

A determinação das aberturas para ventilação está em função da área total do

piso com a área total envidraçada, como demonstrado nas figuras 63 e 64 a seguir.

120

Figura 63 - Planta da unidade habitacional com demarcação da área de piso, considerando o cálculo das aberturas para ventilação média com 15% < A < 25% da área de piso. Fonte: Laboratório de Artes Gráficas da FAAUSP. Nota: modificado pelo Autor.

Figura 64 - Detalhe reduzido da fachada frontal do bloco com a demarcação da área envidraçada, considerando o cálculo das aberturas para ventilação média com 15% < A < 25% da área de piso. Fonte: Arquivo FAUUSP - Nota: modificado pelo Autor.

Área do piso

Área

Envidraçada

121

Para Gurgel (2012), a utilização dos ventos é essencial para o resfriamento

passivo. Para tal, deve-se conhecer muito bem as características, identificando a

direção e a intensidade dos ventos locais. É possível então posicionar a edificação no

terreno, de tal modo que os ventos frios cruzem o interior da unidade e favoreçam a

saída do ar quente, dessa forma alcançando um resfriamento passivo eficiente como

demonstrado nas figuras 65 e 66 a seguir.

Figura 65 – Planta esquemática do bloco e das unidades habitacionais Zezinho Magalhães Prado, onde mostram

como a dimensão da captação da brisa e da abertura para sua saída do ambiente influenciam na velocidade e distribuição interna da ventilação no ambiente em questão. Fonte: Arquivo FAUUSP. Nota: modificado pelo Autor.

Figura 66 – Corte longitudinal do bloco e das unidades habitacionais Zezinho Magalhães Prado. Exemplo esquemático de ventilação cruzada por aberturas e corredores externos do bloco. Fonte: Arquivo FAUUSP - Nota:

modificado pelo Autor.

Ventos predominantes a sul e sudeste

122

8.10.4 Simulação da eficiência térmica utilizando o software Designer Builder

Retoma-se as questões de desempenho térmico determinadas pela NBR

15575:2013, em que está estabelecido que as simulações devem ser realizadas para

os dias típicos de verão e inverno e são definidas três faixas de conforto para

aceitação do projeto. Em um desempenho detalhado, a norma considera que a

resposta térmica global da edificação está vinculada à exposição dinâmica e clima

específico por meio de medições ou simulações por meio de programas. As faixas

consideradas são: mínima, intermediária e superior.

Os parâmetros se referem à transmitância térmica e à capacidade térmica das paredes, e à transmitância térmica das coberturas18. Tanto as paredes quanto as coberturas estão relacionadas às cores usadas, estando implícita a propriedade de absortância do material. (CAIXA, 2010, p. 60)

Segundo CBIC19 (2013), os parâmetros de análise de eficiências térmicas

podem ser fornecidos por sistemas computacionais:

Para a realização das simulações computacionais, recomenda-se o emprego do software EnergyPlus. Outros softwares de simulação podem ser utilizados, desde que sejam validados pela ASHRAE Standard 140 e permitam a determinação do comportamento térmico de edificações sobre condições dinâmicas de exposição a clima, sendo capazes de reproduzir os efeitos de inércia térmica.” (NBR 15575:2013, p. 20).

Nas tabelas e gráficos a seguir, será demonstrado a análise de eficiência

térmica no apartamento da unidade habitacional do 2º Andar (intermediário), do

Conjunto Habitacional Zezinho Magalhães Prado (Bloco Espírito Santo). A análise

computacional foi confeccionada pelo software Designer Builder, o qual possui uma

18 A parte 2 da NBR – 15220:2005, indica como calcular estes parâmetros. 19 Câmera Brasileira da Indústria da Construção, 2013.

123

interface flexível para simulações de desempenho térmico de edifícios, por meio

da ferramenta EnergyPlus20.

Na tabela 21 e no gráfico 9, abaixo, organizam-se os valores variáveis de

temperaturas. É analisada a temperatura em relação aos fatores ambientais no dia de

solstício de verão (20/01/2013), definindo-se para cada coluna:

Coluna azul, as temperaturas internas da unidade;

Coluna vermelha, as temperaturas externas da unidade;

20/01/2013 - Hora Temperatura Int. (0C) Temperatura Ext. (0C) 0:00 24,3 24,0 1:00 24,4 23,3 2:00 24,2 23,0 3:00 24,1 23,0 4:00 24,1 22,3 5:00 23,9 22,0 6:00 23,8 23,5 7:00 24,3 25,5 8:00 25,0 27,5 9:00 25,6 29,5

10:00 26,2 30,0 11:00 26,4 31,5 12:00 26,9 32,8 13:00 27,3 33,0 14:00 27,6 33,0 15:00 27,9 33,0 16:00 28,1 TEMP. MÁX. EXT.= 33,8 17:00 28,5 33,3 18:00 TEMP. MÁX. INT.= 28,6 30,8 19:00 28,2 29,3 20:00 27,9 27,5 21:00 27,5 24,8 22:00 26,8 23,3 23:00 26,5 22,3

Tabela 21 - Tabela de simulação térmica computacional do período de solstício de verão no apartamento

(intermediário) do 2º andar da unidade do Conjunto Habitacional Zezinho Magalhães do Prado, bloco Espírito Santo. Temp. máx. interna e externa - Fonte: Modelagem no software Designer Builder - Nota: do Autor.

20 O EnergyPlus é um software, criado a partir dos programas BLAST e DOE-2 e distribuído pelo Departamento de Energia dos Estados Unidos, desenvolvido para simulação de carga térmica e análise energética de edificações e seus sistemas.

124

Gráfico 5 - Gráfico de Temperatura Variável no dia de Verão da Tabela de simulação do apartamento

(intermediário) do 2º andar da unidade do Conjunto Habitacional Zezinho Magalhães do Prado, bloco Espírito Santo. Fonte: Modelagem no software Designer Builder. Nota: do Autor.

Segundo a NBR 15575:2013, segue na tabela 19 a seguir as faixas de

exigência para atendimento de conforto térmico, no dia típico de verão.

Tabela 22 – Classificação segundo a NBR 15575:2013 das faixas de conforto térmico para dia típico de verão. Fonte: NBR – 15575:2013 e NBR 15220:2005. Nota: modificado pelo Autor.

Na simulação, adquirida pelo software Designer Builder no dia 20/01/2013, em

um dia de verão, resultou em 28,6 ºC a temperatura interna máxima, para a

temperatura externa máxima de 33,8 ºC, ou seja, atendendo a faixa superior das

faixas de conforto térmico para um dia de verão.

15,0

20,0

25,0

30,0

35,0

0:0

0

1:0

0

2:0

0

3:0

0

4:0

0

5:0

0

6:0

0

7:0

0

8:0

0

9:0

0

10

:00

11

:00

12

:00

13

:00

14

:00

15

:00

16

:00

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:00

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:00

19

:00

20

:00

21

:00

22

:00

23

:00

Tem

pera

tura

s

Horários

Solstício de verão - 20/01/2013

Temperatura Int. Temperatura Ext.

MÍNIMA TEMP. INTERNA < TEMP. EXTERNA

INTERMEDIÁRIA TEMP. INTERNA < TEMP. EXTERNA - 2C°

SUPERIOR TEMP. INTERNA < TEMP. EXTERNA - 4C°

125

DESIGNER BUILDER - TEMPERATURAS - 21/01/2013

TEMP. INTERNA MÁX. TEMP. EXTERNA MÁX.

28,6C° 33,8C°

ATENDIMENTO A FAIXA SUPERIOR

Tabela 23 - Tabela de valores de temperaturas do dia 20/01/13, adquirido pelo software Designer Builder. Fonte: Programa computacional Designer Builder - Nota: modificado pelo Autor.

Na tabela 24 e no gráfico 10, abaixo, organizam-se os valores variáveis de

temperaturas. É analisada a temperatura em relação aos fatores ambientais no dia de

solstício de inverno (23/06/2013), definindo-se para cada coluna:

Coluna azul, as temperaturas internas da unidade;

Coluna vermelha, as temperaturas externas da unidade;

23/06/2013 - Hora Temperatura Int. (0C) Temperatura Ext. (0C) 0:00 15,6 12,2 1:00 15,2 10,5 2:00 14,9 9,3 3:00 14,7 8,7 4:00 14,5 8,2 5:00 14,3 8,0 6:00 14,2 7,9

7:00 14,0 TEMP. MÍN. EXT. = 7,2 8:00 TEMP. MÍN. INT. = 13,8 7,8 9:00 14,2 9,5

10:00 14,7 11,5 11:00 16,1 13,8 12:00 17,6 16,2 3:00 18,4 17,7

14:00 18,8 18,8 15:00 19,2 19,8 16:00 19,4 20,0 17:00 18,5 18,5 18:00 17,6 17,4 19:00 16,8 15,6 20:00 16,5 14,3 21:00 16,2 13,3 22:00 16,1 13,0 23:00 15,9 12,3

Tabela 24 - Tabela de simulação térmica computacional do período de Solstício de Inverno no apartamento

(intermediário) do 2º andar da unidade do Conjunto Habitacional Zezinho Magalhães do Prado, bloco Espírito Santo. Temp. mín. interna e externa. Fonte: Modelagem no software Designer Builder. Nota: do Autor.

126

Gráfico 6 - Gráfico de Temperatura Variável no dia de inverno da Tabela de simulação do apartamento

(intermediário) do 2º andar da unidade do Conjunto Habitacional Zezinho Magalhães do Prado, bloco Espírito Santo. Fonte: Modelagem no software Designer Builder. Nota: do Autor.

Segundo a NBR 15575:2013, seguem na tabela 18 as faixas de exigência para

atendimento de conforto térmico, no dia típico de inverno.

Tabela 25 - Classificação segundo a NBR 15575:2013 das faixas de conforto térmico para dia típico de inverno. Fonte: NBR – 15575:2013 e NBR 15220:2005. Nota: modificado pelo Autor.

Na simulação, adquirida pelo programa computacional no dia 23/06/2013, em

um dia de inverno, resultou em 13,8 ºC a temperatura interna mínima, para a

temperatura externa mínima de 7,2 ºC, ou seja, atendendo a faixa intermediária das

faixas de conforto térmico para um dia de inverno.

DESIGNER BUILDER - TEMPERATURAS - 21/01/2013

TEMP. INTERNA MÍN. TEMP. EXTERNA MÍN.

13,8 °C 7,2 °C ATENDIMENTO A FAIXA INTERMEDIÁRIA

Tabela 26 - Tabela de valores de temperaturas do dia 21/01/13, adquirido pelo programa computacional Designer Builder. Fonte: Programa computacional Designer Builder. Nota: modificado pelo Autor.

7,0

9,0

11,0

13,0

15,0

17,0

19,0

0:0

0

1:0

0

2:0

0

3:0

0

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0

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0

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0

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0

9:0

0

10

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:00

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:00

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:00

17

:00

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19

:00

20

:00

21

:00

22

:00

23

:00

Tem

pera

tura

s

Horários

Solstício de inverno - 23/06/2013

Temperatura Int. Temperatura Ext.

MÍNIMA TEMP. INTERNA > TEMP. EXTERNA + 3C°

INTERMEDIÁRIA TEMP. INTERNA > TEMP. EXTERNA + 5C°

SUPERIOR TEMP. INTERNA > TEMP. EXTERNA + 7C°

127

Após as análises das temperaturas nos dias de verão e inverno, constata-se

que no Conjunto Habitacional Zezinho Magalhães Prado predomina no processo

construtivo o concreto armado. Apesar desse material possuir inércia térmica média,

os resultados foram positivos, estando diretamente ligados às estratégias de projeto,

bem como ao uso de ventilação cruzada, painéis de concreto armado fixados à

fachada, proporcionando o efeito de convecção natural, como já mencionado

anteriormente. Essas técnicas são essenciais frente às características do clima quente

e úmido da cidade.

Giglio (2005); Barbosa (2001) apontam em suas pesquisas que o método das

horas de desconforto, estabelecida como um indicador para a avaliação térmica dos

sistemas construtivos, devem ser menor do que 1000 horas de desconforto ao longo

de um ano. No caso da modelagem para a análise do apartamento, considerou-se 24

horas para os parâmetros.

9 CONSIDERAÇÕES

Aqui lembra-se que a realização do projeto do Conjunto Habitacional Zezinho

Magalhães Prado se deu ao final da década de 1960, e após quatro décadas analisa-

se a unidade habitacional por normativos e certificações de 2005 a 2013, o que torna

evidente, dado os resultados obtidos por meio das análises, o reconhecimento das

estratégias e da qualidade do projeto arquitetônico dos arquitetos autores, João

Batista Vilanova Artigas, Fábio Penteado e Paulo Mendes da Rocha.

Conforme as exigências das normas de desempenho, NBR – 15575:2013 –

parte: Zoneamento bioclimático brasileiro, NBR 15220:2005 parte 2: Métodos de

cálculos de transmitância térmica, da capacidade térmica, do atraso térmico e do fator

solar dos elementos e componentes de edificações e a certificação Selo Casa Azul

CAIXA, que baseia-se nas exigências de conforto térmico extraídas das normas de

desempenho, conclui-se que, a partir dos parâmetros de medidas adotados, bem

como as simulações in loco, computacional e do cálculo de temperaturas corrigidas,

os resultados de eficiência térmica do apartamento do 20 andar intermediário da

unidade habitacional enquadra-se sob as determinações da norma de desempenho e

128

do Selo Casa Azul CAIXA. Os resultados obtidos poderão assemelhar-se aos

possíveis resultados dos apartamentos do 20 (intermediários), que localizam-se sob

mesma orientação das fachadas, 65o nordeste e 245o sudoeste, não prevalecendo

como resultado dos blocos opostos.

Para esse trabalho, não houve o isolamento das diversas variáveis que

influenciam diretamente na temperatura interna, portanto adota-se o desempenho

térmico do apartamento (intermediário) do 2° andar da unidade habitacional em função

da temperatura interna, e o resultado obtido poderá prevalecer para os apartamentos

que estariam em mesma orientação e andar em relação ao estudado nessa análise

apresentada.

Pelos parâmetros dessa análise, percebem-se as vantagens de se utilizar

materiais sob as envoltórias, que tendem a ter inércia térmica média, tanto no período

de verão quanto no período de inverno. Os resultados da análise de parâmetros

demonstra que a unidade habitacional tem boa orientação solar e aberturas para a

ventilação cruzada, proporcionando o equilíbrio térmico necessário para o período de

verão. Nas edificações com pouca inércia térmica, faz-se necessário o ganho de calor

interno para evitar que as mínimas temperaturas externas ocasionem desconforto no

período de inverno.

Retomando o capítulo 4 que demostra o caso internacional do conjunto

habitacional “Tossa de Mar”, nos deparamos como uma arquitetura contemporânea

com o detalhamento e análise do ciclo de vida do edifício, com determinadas

semelhanças ao Conjunto Habitacional Zezinho Magalhães Prado, por sua forma e

layout de fachadas recuadas como estratégia de sombreamento e ventilação, pela

superquadra e pátios internos com generosas áreas permeáveis e, sobretudo, pela

preocupação da qualidade ambiental aplicada ao projeto e produção dos edifícios. O

exercício da análise do desempenho térmico e o uso de ferramentas para simulações

do desempenho demostraram os fatores principais da qualidade, pelo qual parte

desse contexto analítico levou também à ordenação dos critérios da análise desse

trabalho.

Lembramos que o fator de implantação dos edifícios não é necessariamente o

único a interferir diretamente nas condições da qualidade de conforto, porém

apresenta-se como um dos principais, pois definirá a quantidade de radiação que

129

incide diretamente nas fachadas e que a qualidade ambiental depende do conjunto de

fatores positivos para o bem estar da qualidade de vida.

130

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136

ANEXOS

137

Anexo 1

𝜑 = 1,382. 𝑒. √Ò.𝑐

3,6.Î

𝜑 = 0,7284√𝑅𝑡 . 𝐶𝑇

Onde:

φ = é o atraso térmico (horas);

e = é espessura da placa (m);

λ = é a condutividade térmica do material (W/(m.K));

ρ = é a densidade de massa aparente do material (Kg/m3);

c = é o calor específico do material (kJ/(kg.K));

Rt = é a resistência térmica de superfície a superfície do componente ((m2.K)/W);

CT = é a capacidade térmica do componente (kJ/(m2.K)).

Quando os componentes dos elementos, parede e cobertura, são compostos por

diferentes camadas de paralelas e perpendiculares ao fluxo de calor, o atraso térmico

é calculado pela seguinte expressão.

𝜑 = 1,382. 𝑅𝑡 . √𝐵1 + 𝐵2

Onde:

Rt = é a resistência térmica de superfície a superfície do componente ((m2.K)/W);

B1; é dado pela equação 4.4;

B2 é dado pela 4.5.

𝐵1 = 0,226.𝐵0

𝑅𝑡

Onde:

𝐵0 é dado pela equação 4.6.

𝐵2 = 0,205. ((𝜆.𝜌.𝐶)𝑒𝑥𝑡

𝑅𝑡) . (𝑅𝑒𝑥𝑡 −

𝑅𝑡−𝑅𝑒𝑥𝑡

10)

Se 𝐵2 < 0 então usar 𝐵2 = 0.

𝐵0 = 𝐶𝑡 − 𝐶𝑡𝑒𝑥𝑡

Onde:

𝐶𝑡: é a capacidade térmica total do componente (𝑘𝐽 ∕ (𝑚2. 𝐾));

𝐶𝑡𝑒𝑥𝑡: é a capacidade térmica da camada externa do componente (𝑘𝐽 ∕ (𝑚2. 𝐾)).

138

Anexo 2 Considera que: Resistência térmica do painel

𝑅𝑡 = 𝑒𝐶

𝜆𝐶 + 𝑅𝑎𝑟 +

𝑒𝐶

𝜆𝐶

Resistência térmica total

𝑅𝑇 = 𝑅𝑠𝑖 + 𝑅𝑡 + 𝑅𝑠𝑒

Transmitância térmica

Capacidade térmica da parede

𝐶𝑇 = Σ 𝑒𝑖. 𝑐𝑖. 𝜌𝑖 = (𝑒. 𝑐. 𝜌)𝐶 + (𝑒. 𝑐. 𝜌)𝑎𝑟 + (𝑒. 𝑐. 𝜌)𝐶

Atraso térmico

Fator solar