C ONDICIONANTES E XTERNAS

2.4.7.1. IMPLANTAÇÃO

Estudar as condições da envolvente do edificado implica ter conhecimento das características climáticas de cada região e interpretá-las arquitetonicamente. A compreensão da complexidade das interações dos diferentes fatores ambientais é essencial para que o projetista seja capaz de conceber espaços apropriados às condições climáticas locais, pois só assim é possível prever adequada e atempadamente as consequências das transformações que as construções provocam na sua envolvente. Torna-se fundamental o conhecimento e caracterização do clima, de modo a delinear as soluções projetuais mais convenientes e eficientes, tendo em mente que existirão outros fatores que poderão gerar alterações mediante a escolha destas soluções. Contudo, tanto quanto mais importante que o clima geral da região é a envolvente próxima das construções, o microclima. No microclima, poderão originar-se condições muito diferentes da zona ou domínio climático.

O clima geral de uma região poderá apresentar variadas flutuações, denominadas por microclimas, em função da presença ou não, de barreiras geomorfológicas, água ou vegetação. Em Portugal é possível observar algumas situações de contraste, como por exemplo na região norte, nomeadamente entre a zona costeira e a zona transmontana. Ambas se encontram à mesma latitude, no entanto, a presença de uma cadeia montanhosa marca uma profunda desigualdade de climas.

Em terrenos acidentados, as pendentes orientadas a Sul têm maior quantidade de insolação ao longo do dia, tornando assim mais favoráveis à construção. Contudo, a implantação de um edifício deverá ter em conta as zonas pouco húmidas, as zonas de menor sombra e as zonas protegidas dos ventos dominantes. Assim, como é possível observar na Figura 2.24, os edifícios situados em zonas expostas e desprotegidas (B), ou em zonas húmidas de fraca exposição solar (C), apenas conseguirão conforto térmico mediante implementação de dispendiosos consumos de energia ou técnicas de construção; em contrapartida os edifícios situados em locais protegidos dos ventos, secos e com exposição solar (A) serão edifícios com melhores condições de implantação.

Figura 2.24 – Diferentes localizações dos edifícios [26]

A - Local protegido dos ventos, seco e com exposição solar.

B - local não protegido dos ventos, seco e com exposição solar

C - local não protegido dos ventos, húmido e sem exposição solar

Uma pendente a Sul ou a Norte, poderá significar uma diferença de temperatura relevante. A própria existência de árvores que obstruam a passagem do vento ou mesmo a presença de terrenos alagadiços que humedecem o ar, poderão gerar um microclima muito distinto do existente a curta distancia, ou seja, haver uma diferença térmica de vários graus entre lugares muito próximos entre si.

Contudo, o vento poderá alterar as condições anteriores pois, de acordo com a sua proveniência, poderá ser mais quente ou mais frio e mais seco ou mais húmido. Assim sendo, o ar (aquecido ou não pela ação solar) mover-se-á, alterando as condições que a radiação gerava. O terreno poderá continuar a estar quente ou frio, mas o só ar que sobre ele de movimenta e a radiação, mantêm a diferença entre os lugares soalheiros ou sombreados. Para além disso, o ar é desviado por obstáculos naturais ou artificiais, que impedem o seu movimento fluido, podendo, em cada lugar específico, originar uma maior ou menor ação do vento e, assim, um microclima diferente

Outra questão de extrema importância a referir relativamente à implantação, nomeadamente nos centros urbanos, prende-se com assegurar uma correta distância entre o edifício a projetar e os edifícios vizinhos, de modo a evitar a criação de sombras permanentes projetadas, nomeadamente sobre as fachadas Sul, e principalmente no Inverno. Contudo, nos centros urbanos, é possível obter uma maior redução das amplitudes das temperaturas do ar, não só nos edifícios como nos espaços públicos, conseguindo climas mais amenos, com recurso a adequadas disposições de planeamento urbanístico e paisagístico (implantação de zonas verdes, etc.).

2.4.7.2. ORIENTAÇÃO E FORMA

A principal fonte de aquecimento passivo é a energia calorífica proveniente do sol, pelo que é desejável que o projeto de arquitetura preveja a melhor implantação do edifício em termos de orientação, de modo a beneficiar o mais possível deste generoso recurso natural. Para além do sol deve ser considerada outra variável essencial, o vento, visto ter a capacidade de justificar a modificação da orientação em vários graus. A frequência dos ventos, a sua velocidade, bem como as suas características gerais, devem ser considerados de modo a encontrar-se a solução mais eficiente. Para que no Inverno se possam assegurar os ganhos solares imprescindíveis para otimizar as condições térmicas e bem-estar, deveremos garantir que a fachada Sul esteja na sua totalidade exposta a radiação solar. A presença de vegetação de folha persistente, na fachada Norte ajudará a reduzir o impacto dos ventos dominantes, enquanto a presença de vegetação de folha caduca na fachada sul, permitirá proteger da radiação solar no Verão.

Outra questão primordial a abordar é a orientação adequada dos espaços de permanência (Figura 2.25). Promover a orientação correta dos espaços de permanência do edifício em função do percurso solar permite um melhor aproveitamento da energia renovável do sol como fonte de conforto para estes espaços. É de salientar que a orientação Norte para estes espaços é de todo a evitar. A orientação Sul permite uma maior penetração do sol de Inverno e uma reduzida penetração do sol de Verão. Desta forma, as janelas de um alçado orientado a Sul conseguem proporcionar ao interior do edifício um acréscimo de conforto térmico, tanto no Inverno, quando o calor do sol é bem-vindo, como no Verão, quando os ganhos solares não são desejados, nem necessários. Deste modo, no espaço interior com orientação Norte, deverão ficar implantadas funções secundárias, como por exemplo arrecadações, despensas, escadas, corredores, garagem, etc. Contrariamente, nos espaços interiores orientados a Sul, deverão estar implantadas zonas relativas às funções principais, ou seja, à maior superfície habitada.

Figura 2.25 – Representação em planta da hierarquia da fenestração e da criação de zonas térmicas intermediárias ou zonas tampão [26]

A forma arquitetónica, ao intervir nos fluxos de ar e na qualidade de luz e calor recebidos, pode ser influente de modo determinante no conforto e desempenho energético do edifício. Desta maneira, podem condicionar-se as perdas térmicas do edifício, diminuindo-as em função da menor quantidade saliências e reentrâncias, e ainda, em função da menor área de superfície exterior. Quanto mais compacta for a forma do edifício, com poucas saliências e reentrâncias, e uma reduzida superfície exterior, tanto mais reduzidas são as perdas de calor e melhor será o seu balanço térmico global [26]. Uma reduzida relação superfície/volume é um fator importante para a eficiência energética como se pode perceber pelo esquema da Figura 2.26. As perdas térmicas de um edifício são diretamente proporcionais à relação superfície/volume, diminuindo relativamente com o aumento de volume do edifício. Para diferentes formas de igual volume, os balancos térmicos são diferentes, sendo a calote esférica a forma mais otimizada [26].

Figura 2.26 - Perdas térmicas através de diferentes estruturas tridimensionais com o mesmo volume [26] Por outro lado, a face de um edifício orientada a Sul, deverá ser sempre mais longa que as orientadas a Este e Oeste. Deste modo, um edifício mal orientado, ou seja, com menor dimensão da fachada a Sul, será mais frio no Inverno (radiação máxima a Sul com fachada reduzida), como será mais quente no Verão (máxima radiação a Este e Oeste com grandes fachadas). Contrariamente, um edifício bem

orientado conseguirá aproveitar a radiação solar que incidirá na fachada Sul, enquanto no verão, mediante uso de proteção solar, conseguira anular o efeito nefasto da radiação sobre a mesma fachada.

Figura 2.27 – Representação esquemática dos valores de radiação nas fachadas de um edifício no Verão e no Inverno [26]

Como projetista, torna-se necessário saber de que maneira se deve posicionar o edifício em relação ao sol. A metodologia a seguir deverá basear-se no estudo das trajetórias aparentes do sol, sendo que a respetiva orientação e dimensão irá determinar sua exposição.

2.4.7.3. VEGETAÇÃO

A vegetação é um elemento de extrema importância na regularização e equilíbrio das condições climáticas extremas, assim como no estabelecimento de relações microclimáticas tendentes a uma melhor integração do homem no meio geográfico. As características e espécie de vegetação, o tipo e a densidade da folhagem, a forma de ordenamento entre si, o posicionamento do terreno e o débito de evaporação são, entre ouros, fatores que podem influenciar decisivamente o clima e originar diferentes efeitos específicos climáticos, e assim contribuírem para o melhoramento dos microclimas urbanos. A vegetação contribui de forma significativa ao estabelecimento dos microclimas. O próprio processo de fotossíntese contribui para a humidificação do ar através do vapor de água que liberta. A presença de vegetação, contribui de forma satisfatória para a qualidade do ar, devido ao facto de possuir capacidade de absorver as partículas poluentes em suspensão e promover a redução de CO2, oxigenando a atmosfera, através da fotossíntese.

A densidade da copa e o tipo de vegetação deverão ser usados dependendo do objetivo que se pretende alcançar. A vegetação de folhagem persistente e muito densa (folhagem espessa), de pequeno ou grande porte, segundo os casos, é apropriada para a construção de barreiras protetoras dos ventos dominantes. Por outro lado a vegetação de folha caduca representa um ideal contributo natural à regulação periódica anual da quantidade de radiação solar nas fachadas, que se pretende que seja máxima durante o Inverno e nula durante o Verão. Uma outra forma muito eficaz de utilizar vegetação como protetor térmico das fachadas é o recurso as chamadas plantas trepadeiras. Estas plantas, quando tem uma ramagem muito espessa, originam uma camada de ar imóvel entre a folhagem e a parede, fator que melhora substancialmente o coeficiente à condutância térmica superficial exterior (he) [26].