Considerações sobre projeto e desempenho térmico de edificações

De acordo com LABAKI e GRANJA (2004), são primordiais para o projetista com consciência energética e ambiental, as análises de desempenho térmico que considerem a variação periódica dos parâmetros climáticos externos e a capacidade de armazenamento térmico de coberturas e paredes, fazendo uso desta energia armazenada no momento apropriado.

Segundo LAROCA et al. (2005), o desempenho térmico de edificações depende de uma série de fatores que devem ser considerados durante o projeto. A especificação dos materiais de construção e as suas propriedades têm um papel importante na concepção, pois influenciam diretamente as condições de conforto térmico no interior das edificações. O autor cita que o projeto das condições higrotérmicas do edifício deve contemplar soluções passivas de aquecimento ou resfriamento através de simulações, levando em consideração a orientação solar, tamanho e tipo de aberturas, estudo térmico do envelope, especificação e dimensionamento correto de materiais e outras variáveis que possam contribuir para a boa qualidade higrotérmica da edificação.

GIVONE (1998) destaca a importância dos materiais de construção na relação entre as temperaturas internas de edificações e o clima exterior (temperatura e radiação solar). No caso de edificações aquecidas ou resfriadas por sistemas mecânicos, os materiais do envelope influenciam acentuadamente no total da energia necessária para manter as temperaturas internas dentro dos limites de conforto.

LAMBERTS et al. (2006), apresenta um estudo que analisa o desempenho térmico do projeto de uma residência unifamiliar através de simulação computacional no programa EnergyPlus, variando seus componentes construtivos (tipo de parede, cobertura e piso), cores externas e área de abertura. As recomendações da NBR 15220 também são avaliadas sobre o modelo, no caso

são considerados os níveis mínimos ou máximos de transmitância térmica dos componentes construtivos, absortividade externa das superfícies, área de abertura para ventilação e outras estratégias de condicionamento, como por exemplo, o sombreamento das aberturas e uso de inércia térmica para aquecimento ou resfriamento.

As diversas características climatológicas presentes no território brasileiro determinam, entre outros fatores, a necessidade de uma atenção especial na definição dos materiais de construção, subsistemas e, sobretudo, em relação ao partido arquitetônico adotado para a edificação, buscando a adequação deste às diferentes zonas bioclimáticas brasileiras. Um exemplo são as habitações de madeira do sul do país que exigem soluções de projeto mais rigorosas no que se refere ao conforto térmico, com o emprego de técnicas e materiais construtivos adequados para as condições climáticas regionais. RORIZ (1987) afirma que para viabilizar o estudo dos fenômenos climáticos os climas são agrupados segundo diversas classificações. Determinadas classificações são voltadas para o setor agrícola ou aeronáutico, não sendo adequadas para a aplicação em conforto ambiental de edificação.

Segundo RIVERO (1985), os recursos técnicos do arquiteto para reduzir o efeito térmico da radiação solar nos períodos de calor são:

A orientação do fechamento, recurso que deve ser considerado na etapa de concepção do projeto;

Diminuição do coeficiente de absorção da superfície por meio de uma cor adequada;

Colocação de lâminas, chapas ou revestimentos destacados dos fechamentos com a função de deter a radiação solar e impedir a passagem de água de chuva;

Utilização de recursos como beirais e outros dispositivos de proteção, fixos ou móveis.

Em relação à capacidade de amortecimento de fechamentos, RIVERO (op. cit.) procura esclarecer que nos climas de temperatura muito variável, como nas regiões secas ou com períodos secos, que se caracterizam por uma elevada amplitude térmica, uma capacidade de amortecimento alta permite reduzir os efeitos dos máximos e dos mínimos. Em climas onde as variações de temperatura são elevadas é indispensável proteger as pessoas que estão no

espaço interior das conseqüências das oscilações climáticas. Por outro lado, em se tratando de zonas com muita umidade, onde as variações térmicas são pequenas, um alto poder de amortecimento dos fechamentos não seria necessário. De uma maneira geral, pode-se dizer que para os climas secos é recomendável a adoção de sistemas construtivos "mais pesados", de maior inércia térmica, enquanto para os climas úmidos é recomendável construções "mais leves".

Em relação à aplicação de conceitos de arquitetura bioclimática e suas estratégias arquitetônicas e construtivas visando a economia de energia e a otimização do conforto ambiental de seus usuários, DORNELLES e RORIZ (2003) destacam dois importantes efeitos da inércia térmica sobre os fluxos de calor entre o ambiente interno das edificações e o meio exterior: redução das amplitudes (amortecimento) das temperaturas internas e defasagem (atraso) das mesmas em relação às temperaturas externas. Ainda destacam que a inércia térmica também pode ser caracterizada como a capacidade que tem uma edificação de armazenar calor e liberá-lo para o ambiente algum tempo depois.

RORIZ (1987) considera que um sistema construtivo é considerado como de “alta” inércia quando provoca acentuados retardamentos e amortecimentos. A inércia depende da “difusividade térmica” do material, isto é, da velocidade de difusão do calor através desse material.

A influência da inércia térmica nos trópicos úmidos é abordada em inúmeros recentes (PAPST, 1999; PAPST; LAMBERTS, 1999; DORNELLES; RORIZ 2003; GRANJA 2002) que recomendam diretrizes para seu uso como estratégia de conforto e de redução de consumo de energia em edificações. LABAKI e GRANJA (2004) apontam que o fenômeno da inércia térmica merece ser analisado em detalhe no projeto de fechamentos opacos de edificações. Em relação à concepção de sistemas de vedação, os autores destacam que deve ser levado em conta também o período de utilização da edificação, permitindo inferir que o adiantamento dos picos da onda térmica, causado por uma parede mais leve em relação a uma de maior massa, pode ser justificável sob o ponto de vista do período de uso do cômodo; o mesmo raciocínio vale para justificar o uso do maior atraso térmico das paredes de maior massa. Por fim,

confirmam a necessidades de estudos adicionais levando em consideração outras tipologias de paredes e de coberturas para obtenção de recomendações mais detalhadas para a concepção destes sistemas em cada condição climática analisada.