O conceito passivo e a sua história

Na Europa as pessoas passam grande parte do seu tempo no interior de edifícios logo, se não existir uma boa gestão energética, irá haver um maior gasto de energia em climatização. Torna-se, então, essencial o uso de sistemas passivos, visto tratar-se de tecnologias construtivas que são integradas nos edifícios, tirando proveito dos seus elementos estruturais, com o objetivo de fornecer o aquecimento ou o arrefecimento necessário diretamente, indiretamente ou de modo isolado, através de meios naturais de convecção, radiação e condução (Rocheta e Farinha, 2007).

Os sistemas passivos não utilizam dispositivos mecânicos para climatização, ao contrário dos sistemas solares ativos. Desse modo, torna-se o edifício mais sustentável e energeticamente eficiente, ao se reduzir as necessidades energéticas de aquecimento e arrefecimento, sem custos de construção adicionais significativos (Mendonça, 2005).

Não se pode ignorar que uma parte da responsabilidade em não desperdiçar energia pertence aos ocupantes do edifício, mas sem dúvida que é uma obrigação dos projetistas que o conceberam, dotá- lo do maior número possível de qualidades que permitam a gestão da energia de forma mais racional (Gonçalves e Graça, 2004).

Um projeto “passivo” puro não leva em conta sistemas ativos. No entanto, é apropriado considerar a incorporação de sistemas elétricos e mecânicos para que os elementos passivos desempenhem as suas funções com melhor eficiência. A abordagem a este conceito pode ser interpretada de forma diferente por diferentes pessoas em diferentes locais e climas, mas sempre com o mesmo objetivo: minimizar o consumo de energia fóssil para as necessidades de aquecimento, arrefecimento, ventilação e iluminação.

Como já referido, estes sistemas passivos de arrefecimento e aquecimento baseiam-se na exploração de recursos naturais. Grande parte da investigação feita sobre a temática foi efetuada nos Estados Unidos, nos anos setenta e continuada na Europa durante os anos oitenta. No entanto, egípcios, gregos, persas e indianos já utilizavam este conceito de utilizar o Sol e a sua orientação de forma a conseguir energia solar no inverno e evitar ganhos solares no verão. Contudo, não dispunham de vidro, estando privados de um dos mais valiosos recursos para a obtenção de ganhos solares passivos.

7 Durante a idade média não existiu grande evolução, a não ser apenas no que diz respeito a iluminação natural das catedrais Góticas. Leone Battista Alberti referiu: “A proveitosa prática dos anciãos deverá ser empregue nos edifícios, para que estes deixem entrar o sol de Inverno, e os sombreiem de verão”, demonstrando a importância que já se dava ao Sol como fonte de conforto térmico para as habitações (Mendonça, 2005).

A partir do século XVII, principalmente em Inglaterra e na Holanda, gerou-se uma sensibilidade para uma melhor orientação solar na construção de jardins interiores, alpendres, pátios e estufas, que seria a Sul. No início do século XIX, os projetistas de estufas usavam uma combinação de vidro duplo, orientação, massa térmica, sistemas de sombreamento e isolamento. Um exemplo disso é o Palácio de Cristal da Grande Exposição de Londres, de 1851, desenhado por J. C. Loudon, observado na Figura 2.1, inaugurando uma era de grandes pavilhões e átrios envidraçados urbanos na Europa. No Porto foi também construído um Palácio de Cristal, desenhado por F. W. Shields, sendo mais tarde demolido na década de 1950 (Mendonça, 2005).

Figura 2.1: Palácio de Cristal de J. Paxton na Grande Exposição de Londres de 1851 (Publico, 2013)

Em 1881, E. L. Morse, desenvolveu e patenteou o conceito de uma parede maciça negra, uma caixa- de-ar, um envidraçado e aberturas por onde o fluxo de ar pudesse ser regulado. Seria mais tarde desenvolvido por Félix Trombe e Jacques Michel, em 1957, originando o sistema passivo de aquecimento de ganho indireto “Parede de Trombe” (Mendonça, 2005).

Nos finais dos anos 30, começou-se a dar mais importância ao vidro e outros materiais transparentes e translúcidos visto serem elementos essenciais para a aplicação, com sucesso, da maior parte dos sistemas de aquecimento solar passivo e passou-se a introduzir estas tecnologias passivas nos edifícios residenciais. Os irmãos Keck, de Chicago, ficaram conhecidos pelo projeto de uma casa solar que utilizava componentes pré-fabricados das casas “Green´s Ready Built” que tinham grandes áreas de envidraçados orientadas a sul de modo a conseguir os ganhos solares na estação de aquecimento, possuindo palas para proteção da radiação solar na estação de arrefecimento. Essas habitações possuíam coberturas planas com o propósito de serem cobertas por água para que se minimizasse os

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ganhos solares. No entanto, não tinha a capacidade de absorver o calor interior e arrefecer a habitação durante a noite (Mendonça, 2005).

Depois da 2ª Guerra Mundial, começou a haver um maior interesse pelos sistemas passivos de aquecimento, tanto nos Estados Unidos como na Europa. Na altura, a pesquisa era mais direcionada para os sistemas ativos, mas o trabalho sobre envidraçados levado a cabo no laboratório ASHRAE, em Cleveland, abriu portas para procedimentos de cálculo de ganhos solares através dos envidraçados (Mendonça, 2005).

Portanto, verifica-se que há mais de 2000 anos existem preocupações bioclimáticas e têm-se mantendo, se bem que, por vezes, apenas de forma empírica, nas construções tradicionais de cada país. No entanto, com o surgimento de sistemas mecânicos de controlo ambiental, foi-se esquecendo e deixando de parte a importância das questões ambientais. Ou seja, o que deveria ajudar à melhoria do conforto veio, pelo contrário, permitir uma maior liberdade aos projetistas que tornam os edifícios extremamente dependentes de fontes de energia não renovável.

As condições de conforto de um edifício não podem depender apenas de cuidados suavizadores, “aplicando” nos edifícios tecnologias passivas ou recorrendo a sistemas de aquecimento, ventilação e ar-condicionado. O edifício com a sua arquitetura e com os seus sistemas passivos e ativos tem de ser visto como um sistema energético orgânico. Não pode haver uma construção sustentável sem uma coordenação entre os aspetos criativos e técnicos.