Türkiye'de İkincil Konutların Gelişimi

As variáveis climáticas e humanas possuem poucas possibilidades de alteração no sentido de se adequar as necessidades humanas. É através da arquitetura, portanto, que o homem pode se adaptar às hostilidades do meio, através do estudo das variáveis arquitetônicas, como a forma, a função, os tipos de fechamentos e os sistemas de condicionamento térmico e luminoso. Cabe ao arquiteto a função de integrar estas variáveis ao meio ambiente e ao homem de forma eficiente.

2.3.1 ORIENTAÇÃO E FORMA

A forma do edifício é o conjunto de características geométricas e volumétricas que o definem (SERRA, 1989). Segundo Mascaró (1985), a forma deve ser definida em função da orientação disponível, pois estas variáveis interferem diretamente nos fluxos de ar no interior e no exterior das edificações, bem como na quantidade de luz e calor que será absorvida por cada fachada nas diferentes épocas do ano.

Para Lamberts et al (2004), o efeito da orientação e da forma no desempenho das edificações é interdependente e, portanto, devem ser estudadas de forma conjunta e integradas ao clima local durante o processo projetual. Este é o ponto de partida para um bom condicionamento bioclimático, que será efetivado pela locação e dimensionamento corretos das aberturas e pelo emprego de materiais adequados nos fechamentos opacos e translúcidos.

São diversas as características da forma que influenciam o desempenho das edificações em função do clima. Serra (1989) aponta os seguintes aspectos principais:

• Porosidade – proporção entre volumes cheios e vazios em termos de planta baixa; • Esbeltez – fator de alongamento do volume no sentido da sua verticalidade;

• Assentamento – grau de assentamento do edifício sobre o solo.

Em seu estudo pioneiro sobre os efeitos do clima nas edificações, Olgyay (1963) concluiu que as formas mais alongadas com o eixo orientado no sentido Leste- Oeste e, portanto, com as maiores fachadas voltadas para Norte e Sul são mais apropriadas para o clima quente e úmido, enquanto as formas mais compactas se adéquam melhor aos climas frios.

Nas décadas seguintes diversos autores se debruçaram sobre a questão da compacidade, a exemplo de Burberry (1983), que defende a redução do volume para edificações em climas frios e Yeang (1999) que, assim como Olgyay (1963), procurou estabelecer relações ótimas entre o volume e a área externa das edificações para os diversos climas estabelecem (Figuras 10 e 11).

Mascaró (1985) corrobora ao estabelecer relações entre a carga térmica recebida por um edifício e sua forma e orientação (Figura 12). Observa-se que para a mesma forma alongada, orientações diferentes provocam efeitos distintos. O autor ressalta, no entanto, que a importância da orientação em relação à radiação solar está associada à latitude local. Quanto menor a latitude (maior proximidade à linha do equador), menor a influência da orientação como estratégia para minimizar a

Figura 10 - Ótimas razões de área externa por volume de edificações.

Fonte - Yeang, 1999.

Figura 11 - Formas básicas de edificações em diferentes regiões.

incidência solar nas fachadas, já que todas tendem a receber muita radiação. Nesses casos, seria preferível estabelecer a orientação do edifício em função da direção de incidência dos ventos dominantes.

Hyde (2000), em contrapartida, defende que mesmo em climas frios as edificações alongadas consomem menos energia, pois permitem uma maior utilização da iluminação e da ventilação natural. Caso não se faça uso destas estratégias passivas, no entanto, este tipo de edificação utilizará mais energia do que outra mais compacta.

Pedrini e Lamberts (2003) estendem essa questão ao clima quente e úmido ao analisar, em seu estudo sobre edifícios de escritórios em Brisbane/Austrália (latitude - 27.40°), que as relações entre a forma, a orientação e a carga térmica recebida pelas edificações depende também do desempenho da envoltória. Neste estudo foram analisadas edificações com pavimentos quadrados, retangulares e retangulares alongados. Os resultados demonstraram que os pavimentos mais alongados e, portanto, com maior área de envoltória são mais penalizados quando soluções projetuais inadequadas para o clima são adotadas, sobretudo no que se refere à orientação.

Por outro lado, o uso de melhores práticas projetuais, como a orientação das maiores fachadas para o Norte/Sul e a proteção solar das aberturas, é mais eficaz em

Figura 12 - Variação de carga térmica recebida por um edifício em função de sua forma.

pavimentos com forma alongada, permitindo uma redução de consumo de energia em até 11% em relação à forma quadrada. Ao comparar formas alongadas entre si, os autores constataram que o emprego de sistemas prediais eficientes pode reduzir o consumo em 36%, enquanto que uma envoltória eficiente com a orientação adequada pode reduzi-lo em 42% (PEDRINI & LAMBERTS, 2003).

Desta forma, os autores defendem que é mais vantajoso promover a forma cúbica para projetos que apresentam uma envoltória inadequada, já que o efeito negativo desta seria minimizado. Na possibilidade de uso das estratégias passivas através da adoção de decisões arquitetônicas adequadas, a forma alongada é mais apropriada, pois permite uma maior independência aos sistemas artificiais de condicionamento e iluminação resultando na economia de energia (PEDRINI & LAMBERTS, 2003).

Pedrini e Lamberts (2003) analisaram, ainda, a influência do tamanho do pavimento, verificando que quanto maior a área, maior a importância dos sistemas prediais para a determinação do nível de consumo energético. Por outro lado, quanto menor a área do pavimento, maior a influencia da envoltória no desempenho termo- energético da edificação. Em pavimentos com até 625,00m², a adoção de decisões projetuais inadequadas pode duplicar o consumo de energia (PEDRINI & LAMBERTS, 2003).

Givoni (1994) acrescenta que o desempenho da forma alongada também é influenciado pela porosidade. Elementos como sacadas e patamares projetados ou recuados na edificação aumentam o potencial de ventilação natural, melhorando o desempenho termo-energético do edifício.

Quanto à esbelteza, Mascaró (1985) afirma que os edifícios mais altos e delgados possuem menor percentual de superfícies horizontais expostas a radiação. Por outro lado, Serra & Coch (1995) ressaltam que este tipo de edificação possui também uma menor porcentagem de assentamento ao solo e maior contato com as intempéries climáticas. No entanto, os autores concordam que edifícios térreos possuem uma forma mais desfavorável pois acabam recebendo maior carga térmica em qualquer latitude.

Observa-se que são inúmeras as características a serem consideradas no projeto arquitetônico e que a simples adoção de “princípios” como a “recomendação da forma alongada”, sem o devido estudo das relações entre estas características e da resposta do clima e estas, de forma a conhecer as consequências das decisões

arquitetônicas no desempenho do edifício a cada caso, podem levar a resultados insatisfatórios. Estes estudos, no entanto, demandam conhecimentos e recursos que tornam o processo projetual mais complexo. Desta forma, as ferramentas de analise energética se configuram como instrumentos fundamentais de auxilio para a tomada de decisões projetuais (PEDRINI & LAMBERTS, 2003).

2.3.2 FUNÇÃO

A função da edificação influencia seu desempenho na medida em que apresenta necessidades de conforto e dependência em relação ao clima específicas, resultando em gastos energéticos distintos de outros funções. Comparando a função residencial e a função comercial/pública, verifica-se que a primeira grande diferença está nos horários de ocupação. As edificações comerciais e públicas funcionam durante o dia, expondo-se a constantemente aos efeitos da radiação solar, além de possuir ganhos maiores devido ao maior número de usuários, atividade corporal, equipamentos e à dependência excessiva dos sistemas de iluminação e condicionamento térmico (LAMBERTS et al, 2004).

A função residencial, por outro lado, não depende tanto dos sistemas artificiais, apresentando um maior potencial de uso dos sistemas passivos. Com relação à iluminação natural, em especial, seu potencial de aproveitamento na função residencial é consideravelmente maior devido às questões de conforto visual, interação com o espaço externo, higiene, salubridade e, principalmente, pela iluminação artificial ser paga diretamente pelo consumidor. Também se torna mais viável o uso de sistemas passivos de resfriamento, já que a relação com o espaço exterior é mais simples que em edificações comerciais e públicas (FERNANDES, 2010).

Apesar do uso do ar-condicionado no Brasil ser pequeno em edificações residenciais se comparado a edificações comerciais e públicas, o acesso a este equipamento tem aumentado em função da melhoria do poder aquisitivo, deixando de ser um privilégio das classes mais abastadas. Tendo em vista o potencial de aproveitamento dos recursos passivos, o aumento do uso do sistema artificial reflete a baixa qualidade dos projetos arquitetônicos no que se refere à adequação ao clima e à utilização de estratégias bioclimáticas (GOLDEMBER E LUCON, 2009).

Sobretudo nos edifícios residenciais verticais, percebem-se soluções padronizadas para as diversas localidades em decorrência da sobreposição das questões mercadológicas e econômicas aos aspectos estéticos, expressivos, simbólicos e do conforto ambiental. Apesar de presente na formação acadêmica dos arquitetos, muitas vezes os profissionais são levados a desconsiderar a avaliação dos condicionantes ambientais devido á redução do tempo para as etapas do processo construtivo, principalmente a etapa do projeto, somado às tendências de uniformização da arquitetura consolidada no pós-modernismo com modismos e estilos globalizados (FERNANDES, 2009).

2.3.3 FECHAMENTOS

Além da forma e da função, os materiais empregados nos fechamentos externos da edificação, que compõem a sua envoltória, condicionam as trocas de calor e luz entre os ambientes externos e internos determinando, assim, a sua estrutura térmica e a qualidade da iluminação natural. Estes materiais se comportam de forma distinta em relação à radiação solar, podendo ser classificados em opacos ou translúcidos, conforme sua capacidade de transmitir a radiação para o interior do edifício. É de fundamental importância que o arquiteto conheça o comportamento térmico dos fechamentos para o adequado dimensionamento das aberturas e especificação dos materiais (LAMBERTS et al, 2004).

2.3.3.1 Fechamentos opacos

Os fechamentos opacos transferem o calor quando há diferença de temperatura entre os ambientes interior e exterior. A superfície em contato com o ambiente mais aquecido absorverá o calor por radiação e convecção e aumentará de temperatura em função de sua resistência superficial externa (Rse). As parcelas da radiação que serão absorvidas ou refletivas, por sua vez, dependem da absortividade e da refletividade do material (LAMBERTS et al, 2004).

A principal determinante da absortância do material é sua cor superficial. O calor absorvido será, então, transmitido através do material por condução, devido à diferença de temperatura entre a superfície externa e o interior do material. A intensidade do fluxo de calor é determinada pela condutividade térmica do material e

pela sua espessura. Por fim, quando o calor atinge a outra superfície, é transmitido para o ambiente mais ameno por radiação, em função de sua emissividade, e por convecção, em função de sua resistência superficial interna (Rsi) (LAMBERTS et al, 2004).

A transmitância térmica (U) equivale ao inverso da resistência total das camadas do fechamento. Através do calculo dessa variável é possível avaliar o comportamento de um fechamento opaco em relação à transmissão de calor e calcular o fluxo de calor que passará por ele em função de um determinado valor de radiação. Parte deste calor pode, ainda, ficar armazenada no interior do material quanto maior for sua massa térmica. Este fenômeno é denominado inércia térmica e se configura como um retardo térmico do fluxo que pode ser aproveitado em regiões de grande amplitude térmica diária para amenizar a variação de temperatura no microclima interno (LAMBERTS et al, 2004).

2.3.3.2 Fechamentos translúcidos

Os elementos translúcidos que compõem as janelas, clarabóias, cortinas de vidro, entre outros, são responsáveis pelas principais trocas térmicas em uma edificação, já que diferentemente dos fechamentos opacos, possibilitam a transmissão direta da radiação solar para o ambiente interior, em função da transmissividade do material, além da condução e convecção. As principais variáveis que determinam esses ganhos térmicos são a orientação e o tamanho das aberturas, o tipo de vidro e o uso de proteções solares internas e externas (LAMBERTS et al, 2004).

Tendo em vista que a exposição de uma abertura ao sol é função da orientação e tamanho do material translúcido, da latitude do local, do dia do ano e da hora do dia, pode-se afirmar que quanto maior uma abertura maior a quantidade de calor que entra ou sai do ambiente e que orientações diferentes podem expor aberturas semelhantes a ganhos de calor e luz diferenciados. Através do estudo das cartas solares é possível analisar a insolação em uma determinada fachada ou abertura de forma mais clara, dada a quantidade de variáveis envolvidas (LAMBERTS et al, 2004).

O tipo de vidro utilizado também possui um importante papel na transmissão de calor através das aberturas. Em geral possuem alta transmitância térmica se

comparados aos fechamentos opacos, no entanto, existem diversos tipos de vidros com valores de absortividade, refletividade e transmissividade variados, que devem ser escolhidos de acordo com as necessidades de admitir ou bloquear a luz ou o calor, permitir ou evitar as perdas de calor interior e permitir o contato visual entre o ambiente interno e o externo. Estes valores, em geral, são fornecidos pelos fabricantes (LAMBERTS et al, 2004).

O fator solar consiste na razão entre a quantidade de energia solar que atravessa o material translúcido e a quantidade de energia incidente. Quanto maior seu valor, maior a quantidade de calor que entra no ambiente. Esta variável depende das características compositivas do material que são disponibilizadas nos catálogos dos fabricantes (LAMBERTS et al, 2004).

As proteções podem ser utilizadas para reduzir a incidência da radiação solar, reduzindo, assim, os ganhos térmicos, mas evitando que a iluminação natural seja comprometida. Estes elementos podem ser internos, como as cortinas e persianas, ou externos. Neste segundo caso, a radiação é interceptada antes de atravessar o material translúcido, evitando o efeito estufa no ambiente (LAMBERTS et al, 2004).