Avaliação integrada da Vila
Tecnológica de Curitiba
Eduardo L. Krüger (Doutor)
Programa de Pós-Graduação em Tecnologia - CEFET PR
Eliane M. S. Dumke (Mestranda)
Resumo
No presente trabalho, procurou-se realizar uma avaliação integrada de sistemas construtivos da Vila Tecnológica de Curitiba. Enfatizou-se sobretudo a análise dos materiais de construção nos diversos sistemas construtivos que compõem a Vila, tomando-se proveito da diversidade existente que caracteriza a própria Vila Tecnológica. Assim, procurou-se: a) avaliar diferentes sistemas construtivos destinados à habitação popular sob o ponto de vista da energia consumida em seus elementos construtivos; b) proceder uma avaliação do desempenho térmi-co de sistemas térmi-construtivos através de medições realizadas térmi-com data-loggers do tipo HOBO no inverno e no verão; e, finalmente, c) considerando o conforto térmico como um importante critério para a avaliação de sistemas construtivos, determinar sensações de conforto térmico dos moradores para um dia de verão e para um dia de inverno, comparando-se as respostas dos moradores com as condições internas de temperatura e umidade.
Palavras-chave: habitação social, conteúdo energético, desempenho térmico, conforto térmico.
Abstract
In this article, an attempt has been made to perform an integrated analysis of building systems in the Technological Village of Curitiba. Emphasis was made upon building materials by taking advantage of the diversity of building systems in the Technological Village. The main aspects considered in the analysis were: a) the energy contained in the main components of the different building systems; b) a thorough evaluation of the thermal performance of the building systems through air temperature and relative humidity measurements with data-loggers of the kind HOBO for a winter and a summer month; and c) regarding thermal comfort as an important aspect in the evaluation of building systems, thermal comfort sensations of low-income subjects were determined for a summer and a winter day and these responses compared with indoor temperature and relative humidity conditions.
Introdução
Fundamental para uma avaliação integrada de sistemas construtivos é que haja uma adequação da edificação às características da região onde esta será construída e um mínimo de dispêndio energético e material durante toda a fase de construção, de uso e de demolição da edifi-cação. No que se refere à construção de moradias para a população de baixa renda, além dos fatores de or-dem ecológica, devem ser ainda considerados aspectos de custo, ou seja, de ordem econômica, e aspectos de ordem social. O conceito de Tecnologia Apropriada é o que mais se aproxima dessa idéia (Krüger, 1998).
Tratando-se dos aspectos ecológicos no desenvol-vimento de um sistema construtivo, deve-se observar que o ato de construir reflete basicamente uma inter-venção no meio ambiente, na qual não apenas o local onde se constrói é irreparavelmente modificado, como também um grande número de recursos naturais é despendido para este fim. Torna-se assim necessário que a totalidade dos danos ao meio ambiente seja, à medida do possível, reduzida. Tal necessidade diz res-peito não somente ao bem-estar das sociedades atuais, mas se relaciona também com o de futuras gerações: o “construir ecológico” possui assim uma função social.
1 A Declaração de Limuru foi redigida no Kenya em Abril de 1987, Ano Internacional de Abrigo aos Sem-Teto (International Year of Shelter for
the Homeless), por representantes de 40 países e 57 ONGs, 45 delas com base em Países do Terceiro Mundo, com o objetivo principal de propor soluções para a questão da moradia em Países do Terceiro Mundo.
No que se refere aos fatores sócio-econômicos do desenvolvimento de um sistema construtivo, deve-se almejar como objetivo primordial a entrega de mora-dias adequadas à população, ou seja, habitações tais, que, além de oferecerem um abrigo às intempéries, propor-cionem aos seus moradores tanto o acesso a uma infraestrutura básica quanto possibilidades de crescimento econômico e social (segundo a Declaração de Limuru1,
Habitat International Coalition, 1988).
Complementarmente, deve-se estimular uma partici-pação da população na definição do projeto. Desta for-ma, são consideradas as preferências do público-alvo e evitadas futuras reformas, que poderão comprometer a moradia do ponto de vista estético, de sua estanqueidade e segurança estrutural. Quanto a uma participação dos moradores na construção da mora-dia, esta é por um lado passível de críticas, sendo a prin-cipal delas a exploração do trabalhador, que além de trabalhar para o sustento da família, terá de investir par-te de seu par-tempo livre na obra (Pradilla, 1984). Em vista disso, a construção por auto-ajuda deve ser realizada de forma organizada, com a formação de grupos de auto-construtores (mutirão). Por outro lado, a participação dos moradores na construção de suas próprias
mora-dias conduz ao efeitos multiplicador da tecnologia, capacitando tecnicamente os próprios auto-constru-tores.
Metodologia: aspectos abordados
O presente trabalho, considerando seu objetivo bá-sico de proceder uma avaliação integrada de siste-mas construtivos da Vila Tecnológica de Curitiba, tem como enfoque principal o desempenho dos materi-ais de construção que compõem cada sistema. Os aspectos abordados foram os seguintes:
- Conteúdo energético; - Desempenho térmico; - Opinião dos moradores.
Quanto ao primeiro aspecto, qual seja, o conteú-do energético (Krüger et alii, 2000), segunconteú-do Mascaró e Mascaró (1992), os gastos de energia nas diversas etapas da construção distribuem-se de acordo com a Tabela 1.
Tabela 1: Demanda energética em diversas
etapas da construção
Observando a tabela, constata-se que a fase de fa-bricação dos materiais de construção é a mais signifi-cativa em termos de consumo energético, motivo pelo qual a abordagem desse aspecto parece ser suficiente para subsidiar a tomada de decisão no processo de escolha do sistema construtivo.
Na avaliação de conteúdo energético dos sistemas construtivos implantados na Vila Tecnológica foram considerados apenas os elementos básicos que carac-terizam cada tipo analisado, uma vez que componen-tes como esquadrias, vidros, tubulações, peças sanitárias, dentre outros, são comuns à maioria dos modelos implantados na Vila Tecnológica. Sintetizadamente, o que caracteriza cada tecnologia adotada são os mate-riais básicos que compõem paredes, cobertura e for-ro. Para cada um destes materiais atribuiu-se um índice energético, indicador de consumo de energia obtido a partir da relação entre o volume de produção de um determinado material com o consumo de energia uti-lizado na sua fabricação ou obtenção em um mesmo período de tempo. Assim, a partir de uma seleção prévia dos projetos que apresentavam áreas úteis se-melhantes e representavam os diversos sistemas cons-trutivos em teste, efetuou-se um levantamento do volume dos materiais usados em paredes, forros e cobertura, para sobre eles aplicar os índices energéticos tabelados em Guimarães (1985) e Martins (1989). O
Etapa Percentual
Fabricação dos materiais de construção 96,41
Transporte de materiais para a obra 1,38
Trabalhos no subsolo, fundação 0,57
Construção 1,24
somatório dos valores obtidos representará o conteú-do energético conteú-do tipo de habitação estudaconteú-do. Final-mente, para possibilitar uma comparação entre as diversas tecnologias, relacionou-se o conteúdo energético calculado com a área total da casa.
Os índices energéticos utilizados foram compila-dos de trabalhos compila-dos autores mencionacompila-dos e podem eventualmente apresentar variações em relação a ou-tros índices calculados por ouou-tros pesquisadores, em função da diversidade de produtos, fabricantes, tecnologias, fontes de energia, matérias primas, dentre outros, que são analisados. Os índices selecionados foram convertidos para uma única unidade, o Kilowatt-hora por metro cúbico, para facilitar a apre-ensão do seu significado associando-o à medida de consumo de energia elétrica.
Quanto à avaliação do desempenho térmico das moradias, verifica-se que, no Brasil, os programas para habitação de interesse social vêm sendo implementados em todo o território nacional de forma padronizada, sem haver uma preocupação com especificidades re-gionais. Assim, uma mesma tipologia de projeto e de mesmo sistema construtivo é adotada em cidades com características muito distintas, sendo desconsiderada a grande diversidade sócioeconômica, cultural, climáti-ca e tecnológiclimáti-ca entre as diferentes regiões do Brasil, o que resulta em construções de baixa qualidade
cons-trutiva que não atendem às necessidades de seus usuá-rios. Neste quadro, a avaliação do desempenho térmi-co das térmi-construções assume grande importância.
Com o objetivo de desenvolver padrões que pro-movam edificações adequadas ao clima, projetos tais como o de Normalização em Conforto Ambiental (Roriz et alii, 1999; UFSC, 1998) vêm sendo desenvol-vidos no Brasil. Quanto a este aspecto, o presente tra-balho visa a subsidiar o referido projeto, verificando in situ diferentes tipologias, ajustando ou corroboran-do os limites fixacorroboran-dos na Norma de Desempenho Tér-mico das Edificações para avaliação de habitações de interesse social.
Para a etapa de avaliação do desempenho térmico, adotou-se o seguinte procedimento:
1. Definição dos períodos de análise; 2. Medições de temperatura nas moradias;
3. Estimativa do grau de umidade relativa nas mora-dias;
4. Análise bioclimática dos resultados;
5. Comparação dos resultados com os parâmetros recomendados pela Norma de Desempenho Tér-mico de Edificações.
O terceiro aspecto abordado neste trabalho diz respeito à sensação de conforto térmico, por parte dos moradores da Vila Tecnológica. Os primeiros es-tudos relacionados aos parâmetros definidores da
negativa. No entanto, já há a visão da área como neces-sariamente inter e multidisciplinar. No prefácio de sua obra de referência Thermal Comfort (Fanger, 1970), são citadas as diversas disciplinas envolvidas no estudo do conforto térmico: transferência de calor e massa, fisio-logia e psicofísica, ergonomia, biometeorofisio-logia, arqui-tetura e engenharia têxtil.
A sensação de conforto térmico é definida como o estado de espírito que expressa satisfação com o ambiente tér-mico (Ashrae, 1981). Essa própria definição indica que a sensação de conforto depende tanto de aspectos fí-sicos do ambiente (o ambiente térmico) como tam-bém de aspectos subjetivos (o estado de espírito do indivíduo).
Basicamente, pode-se considerar a grande gama de fatores que influem na condição de conforto através de duas formas: empírica ou analiticamente. Empiricamente, a análise das condições de conforto é de natureza estatística, enquanto que analiticamente pro-cura-se considerar os fenômenos de troca de calor e criar algoritmos aproximados das reações do corpo humano. Sendo assim, na análise da satisfação individu-al com o ambiente térmico, em se tratando de um gru-po de pessoas sujeitas às mesmas condições climáticas, variações na sensação de conforto térmico são inevitá-veis, pois há variações entre os indivíduos. Em vista dis-so, Fanger desenvolveu o conceito de porcentagem de sensação de conforto térmico datam do século XIX.
Com a Revolução Industrial, o aumento do número de acidentes e doenças geradas na indústria têxtil, na mineração e na metalurgia estimularam as primeiras in-vestigações no assunto, que tinham como preocupação principal não exatamente a saúde do trabalhador, mas o aumento da produtividade industrial. Heberden, em 1826, foi um dos primeiros cientistas que relacionou a sensação de conforto a outros fatores, além da tempe-ratura do ar. O primeiro estudo de alguma relevância, entretanto, é de Haldane e data de 1905 (Szokolay, 1985). Através de pesquisas empíricas, a sistematização dos conhecimentos nesta nova área de investigação iniciou-se com o trabalho de Houghton e Yaglou, como parte de diversos estudos para a ASHVE (American Society for Heating and Ventilation Engineers). O objetivo, neste caso, era otimizar as condições de operação de condiciona-dores de ar. Pesquisas analíticas surgiram com Winslow, Herrington e Gagge, em 1937 (Szokolay, op. cit.).
Na área de investigação relacionada aos estudos fisi-ológicos da sensação de conforto, P.O. Fanger é, até hoje, um dos mais citados, realizando uma importante contribuição voltada à aplicação de parâmetros de con-forto na indústria de ar-condicionado. Tais estudos fo-ram conduzidos quando o impacto do primeiro choque de petróleo ainda não havia ocorrido na Arquitetura e o condicionamento artificial não era visto de forma
pessoas insatisfeitas (PPD) em função de suas opiniões (PMV: o voto médio estimado) a respeito de determi-nado ambiente térmico.
Nesta etapa, procurou-se relacionar um aspecto fí-sico do ambiente, a temperatura ambiente, à sensação relatada pelo indivíduo, no caso, moradores de mora-dias populares. Para tanto, foi montado um questioná-rio e tomadas medidas instantâneas de temperatura e umidade relativa de habitações da Vila Tecnológica de Curitiba.
A Vila Tecnológica de Curitiba
A Vila Tecnológica foi uma experiência realizada pela COHAB de Curitiba com o objetivo de testar diversos sistemas construtivos propostos por empresas de todo o país na busca de processos mais eficientes sob os as-pectos: econômico, construtivo, de conforto térmico, dentre outros, para subsidiar o planejamento de futu-ros programas habitacionais. O projeto promoveu a construção de diversas unidades de cada sistema cons-trutivo em um único local, sendo que uma delas foi implantada na chamada Rua das Tecnologias para fun-cionar como exposição e as demais foram ocupadas por famílias interessadas. Inaugurada em maio de 1994, a Vila Tecnológica de Curitiba consta de 120 casas, 100 habitadas por famílias de baixa renda e 20 casas desti-nadas à visitação pública, constituídas de diferentes
materiais e sistemas construtivos. Ao todo, foram anali-sadas 5 moradias efetivamente habitadas e de sistema construtivo diferenciado. Na Tabela 2, estão listados os sistemas construtivos que fizeram parte da avaliação.
Tabela 2: Os sistemas construtivos
* - foi considerada apenas a área original, pois as ampliações foram realizadas usando-se outro sistema construtivo e as medições toma-das no sistema construtivo original
Empresa/ Estado
Parede Cobertura Área
[m²]
Constroyer/SP Painéis monolite de
poliestireno expandido entre telas de aço, revestidos com argamassa. Painéis monolite revestidos com argamassa na face inferior e concreto na face superior, com telhamento cerâmico.
37,3
Todeschini/MS Kit pré-fabricado de
madeira de lei.
Forro de madeira e telha cerâmica.
32,8*
Epotec/PR Painéis de madeira
com interior de poliuretano rígido, revestidos com argamassa epóxi. Forro de aglomerado com revestimento acrílico e telha cerâmica. 50,8*
ABC/MG Painéis de concreto
celular. Forro de madeira, câmara de ar com ventilação e telha cerâmica. 40,1
Facicasas/PR Placas de concreto
armado.
Forro de madeira e telha cerâmica.
Conteúdo energético
A construção de uma casa envolve a utilização de um grande número de materiais e elementos tais como areia, cimento, tijolos, tábuas, esquadrias, dentre ou-tros, que, para serem extraídos diretamente da nature-za, beneficiados ou processados industrialmente, consomem energia. Este dispêndio de energia ocorre em vários níveis, numa progressão que chegaria até a energia utilizada para a construção de estradas e insta-lação de infra-estrutura para extrair e transportar a matéria prima (Krusche,1982).
Portanto, em cada produto existe uma quantidade de energia indiretamente incorporada, cujo valor é re-sultante da soma das parcelas de energia consumida ao longo do processo de sua produção, e que se de-nomina conteúdo energético. Em outras palavras, o conteúdo energético é a soma da energia dispendida para a obtenção de todos os elementos incorporados na fabricação de um produto industrial.
Numa perspectiva de conservação de energia e de recursos naturais, quando se inicia o processo de pro-jeto e especificação de materiais para construção de uma edificação é preciso ter em mente as seguintes questões (Krüger, 1999):
- O que será usado na construção, e quais os insumos energéticos na constituição física da edificação (no processo de produção, no transporte dos
materi-ais e durante a construção)?
- Como irá funcionar a edificação quanto ao consu-mo de energia durante o uso da edificação (climatização/ iluminação/aquecimento de água)? - Quais os gastos energéticos para sua demolição e
quais as possibilidades de reutilização dos materiais? Assim, um projeto será considerado adequado sob o ponto de vista da conservação e utilização ra-cional da energia quando levar em consideração os gastos energéticos envolvidos tanto na fase de proje-to, quanto na fase construção e de uso da edificação. Há que se considerar também a possibilidade do desmonte e o grau de reciclagem ou reuso dos ma-teriais, elementos ou das próprias construções.
Neste sentido, a especificação de materiais deverá seguir seguintes critérios (Krüger, op. cit.):
- Uso de materiais de baixo conteúdo energético, isto é, de baixo consumo de energia na fase de sua produção;
- Uso de materiais recicláveis ou adoção de ele-mentos que permitam uma reutilização na cons-trução de paredes, pilares, vigas, portas, janelas, etc.;
- Uso de matéria prima local a fim de reduzir gas-tos energéticos no transporte dos materiais. Segundo Krusche (1982), o dispêndio de energia cresce com o grau de beneficiamento dos materiais
de construção e de industrialização da produção. Quanto maior o gasto energético de um produto, maior a emissão de resíduos, uma vez que a matéria prima sofrerá mais transformações, gerando resídu-os em cada nova fase de produção. A grande indús-tria e a alta tecnologia tendem a gerar mais resíduos e a gastar mais energia, embora seus produtos possam resultar em custos menores que os da produção em pequena escala.
Avaliação do conteúdo energético
dos sistemas construtivos
Para a avaliação do conteúdo energético dos mode-los de habitação selecionados, utilizaram-se os indi-cadores energéticos divulgados por Guimarães (1985) e Martins (1989). Na Tabela 3 estão listados alguns desses índices.
Tabela 3: Índices energéticos para diferentes
materiais de construção
O volume de cada material empregado nos siste-mas construtivos foi obtido através do sistema PINI de composição de preços unitários para construção civil aplicado sobre as quantidades levantadas nos pro-jetos de cada unidade. A partir dessa informação e de acordo com os índices energéticos listados, foi feito o somatório das razões índices energéticos/volume de material, resultando no conteúdo energético de cada sistema construtivo em kWh.
Relacionando-se então o conteúdo energético dos sistemas construtivos analisados com a sua área total foi possível estabelecer um ranking de adequação em relação a este critério. Em ordem decrescente, a classi-ficação se dá segundo a Tabela 4.
O conteúdo energético de uma habitação tem,
na-Tabela 4: Conteúdos energéticos e energia
dispendida por área construída para os
sistemas construtivos avaliados
- Telha de barro 1305
- Telha de cimento-amianto 1960
- Revestimento sintético 37973
- Peças de madeira 465
- Isopor 1395
- Painéis de concreto pré-moldados 391
- Blocos de concreto celular autoclavado 77
- Blocos cerâmicos de 6 furos 1305
Sistema Construtivo Área total
[m²] Conteúdo energético [kWh] Energia dispendida por área [kWh/m²] Epotec (compensado + poliuretano) 40,25 40.801 1014 Constroyer (isopor) 37,23 27.096 728
Todeschini (madeira de lei) 57,72 8.925 164
Facicasas (placas de concreto) 53,26 8.735 155
turalmente, um valor monetário, que Guimarães (1985) denomina custo energético. Para atender aos objeti-vos do presente trabalho, considerou-se como custo único a tarifa de energia elétrica para consumidores industriais cobrada pela COPEL cujo valor unitário era, em dezembro de 1999, igual a R$0,07636 equiva-lente a US$0,0425 por kWh consumido.
Considerando-se que a opção por uma das tecnologias estudadas ocorrerá em um contexto eco-nômico, político e social onde a questão energética está incluída, é conveniente analisar a repercussão
financei-Tabela 5: Participação do conteúdo energético
no custo total dos sistemas construtivos avaliados
ra da escolha, comparando-se o custo energético com o custo total de cada tipo de habitação. Na Tabela 5, verifica-se a participação percentual do custo energético dos modelos analisados no custo total da casa.
Avaliação do desempenho
térmico
A avaliação térmica das moradias habitadas foi realiza-da com medições no próprio ambiente. Para que se obtivesse informações precisas sobre o desempenho térmico das habitações, foram observados os padrões de uso das moradias (ocupação, operação de portas, janelas, equipamentos etc.).
As medições foram realizadas com data-loggers do tipo HOBO e abrangeram os seguintes períodos: de 09/07 a 03/08/2000 (inverno) e de 12/12/2000 a 10/ 01/2001 (verão). Os aparelhos foram programados para medir a temperatura e umidade relativa a cada 15 minutos, sendo os dados coletados integrados para uma hora e plotados, por fim, na carta psicrométrica de Givoni com o software ANALYSIS (UFSC, 1994). As-sim, pode-se quantificar a porcentagem do tempo de medição em termos de horas que se situam na zona de conforto ou fora dela (horas de desconforto). Em ra-zão de não se dispor de um número suficiente de apa-relhos registradores de umidade relativa, fez-se necessário estimar o grau de umidade relativa das moradias,
to-Conteúdo Energético Sistema Construtivo Área total [m²] Custo total da habitação [US$]
[Em kWh] [Em US$]
Participação do Conteúdo Energético no custo total (%) Epotec (compensado + poliuretano) 40,25 6.115,58 40.801 1.730,87 28,3 Constroyer (isopor) 37,23 5.389,04 27.096 1.149,67 21,3 Facicasas (placas de concreto) 57,72 6.926,40 8.925 378,62 5,5 ABC (concreto celular) 40,13 4.175,93 3.730 158,23 3,8 Todeschini (madeira de lei) 53,26 11.402,43 8.735 370,56 3,2
mando-se por base a umidade absoluta externa. Assu-mindo-se que nos ambientes considerados há baixa ge-ração de umidade e que as janelas permitem uma boa renovação do ar interno, a umidade absoluta externa foi também adotada para os ambientes monitorados. Assim, a partir da umidade absoluta e da temperatura medida do ar interno, estimou-se a umidade relativa de cada residência, para cada hora.
A comparação do grau de conforto de cada siste-ma (número de horas em conforto, desconforto por frio ou por calor) foi feita com as recomendações da Norma de Desempenho Térmico (UFSC, 1998). Se-gundo esta, quanto aos materiais de construção que compõem a envoltória (paredes, piso e cobertura), duas características termofísicas seriam relevantes: a transmitância (U) e o atraso ou inércia térmica (j) das paredes externas e cobertura de uma habitação. A pri-meira está diretamente relacionada à condutividade tér-mica dos materiais que compõem a parede ou cobertura. A segunda considera sua capacidade tér-mica, ou seja, a capacidade do elemento construtivo reter calor. Para Curitiba, a Norma recomenda, U £ 3,0 W/m²K para paredes e 2,0 W/m²K para cober-turas; e j £ 4,3 e 3,3 horas, respectivamente.
Foram então calculados os respectivos U e j para as paredes e coberturas de cada sistema construtivo, comparando-se estes com os parâmetros
recomen-dados pela Norma e correlacionando-os com o de-sempenho térmico de cada sistema.
Clima local
A capital mais fria do Brasil (Lamberts et al., 1997), tem altitude média de 910 metros, latitude 25°31’ sul, longitude 49°11’oeste. Das 8 zonas definidas pelo zoneamento bioclimático brasileiro, conforme a Nor-ma de Desempenho Térmico de Edificações, Curitiba se encontra na Zona Bioclimática 1, correspondente a apenas 0,8% do território nacional. As estratégias de condicionamento térmico passivo sugeridas para esta zona bioclimática são: aquecimento solar da edificação e vedações internas pesadas (inércia térmica). Alerta-se que o condicionamento térmico passivo é insufici-ente durante o período mais frio do ano.
Resultados obtidos
Comparando-se as medições nos dois períodos (in-verno e verão), confirmou-se a tendência da cidade mais para o frio:
- No inverno, a temperatura externa apresentou so-mente 10,6% das horas na faixa de conforto (18°C a 29°C), 88,3% das horas em desconforto por frio e 1,01 das horas em desconforto por calor. - No verão, a temperatura externa apresentou 36,3%
em desconforto assim distribuídas: 31,3% de frio e 32,4% de calor.
Assumindo-se que devido à maior exposição di-ária ao sol, o tipo de telhamento assume grande im-portância no desempenho térmico das habitações térreas, foram escolhidas casas com o mesmo tipo de telha, para melhor avaliar outros componentes do sistema constr utivo. As cinco casas possuem telhamento cerâmico, somente no sistema ABC há ventilação no ático e o forro é sempre em madeira com exceção do sistema Constroyer, que se compõe de isopor, concreto e argamassa, sendo também a
Fig.1: Gráfico de transmitâncias para o inverno
única das cinco moradias que não possui ático. Apresentou excelente desempenho nos dois perí-odos, verão e inverno, o sistema construtivo de mai-or inércia térmica e menmai-or transmitância: o sistema Constroyer, de painéis de poliestireno expandido, sen-do superasen-do no inverno pelo sistema construtivo Todeschini, de madeira maciça.
Considerando-se que, segundo a carta bioclimática de Curitiba (Goulart et al., 1998), o número de horas de desconforto por frio (73,1% das horas do ano) é muito maior que o desconforto por calor (5,9%), os sistemas construtivos de madeira tradicionais da re-gião, por seu bom desempenho no inverno, não po-dem ser descartados como alternativa para habitação, levando-se emta também seu fator cultural.
Para o inverno (Fig. 1 e 2), a melhor situação se verificou no sistema Todeschini, de madeira maciça, com transmitâncias da parede e da cobertura fora dos parâmetros recomendados pela Norma, inérci-as tér conmicinérci-as da parede e cobertura binérci-astante den-tro dos limites recomendados, que indicam também uso de paredes e coberturas leves. A pior situação demonstrou o sistema Epotec, de painéis de madei-ra com interior de poliuretano rígido, com as mes-mas características termofísicas para cobertura que o sistema Todeschini, porém apresentando a
Fig. 3: Gráfico de transmitâncias para o verão
transmitância da parede bastante dentro dos limites e inércia térmica acima do valor recomendado.
Em relação à transmitância e à inércia térmica, não se identifica graficamente, de forma clara, uma tendência em relação ao desempenho térmico e às características termofísicas dos materiais. Portanto, para o inverno, poder-se-ia supor que outros parâmetros seriam mais definidores do conforto tér-mico, tais como área de ventilação, ganho solar atra-vés das aberturas, material e orientação das esquadrias, bem como os padrões de uso das moradias: ocupa-ção, operação de portas e janelas, e uso de equipa-mentos. Observando-se que todas as casas possuem tipologias muito semelhantes, paredes externas de dimensões quase iguais (planta quadrada) e que os equipamentos de medição foram instalados no cen-tro das casas, consideramos que, neste caso específi-co, a orientação solar não seria determinante sobre os níveis de conforto medidos.
Para o verão (Fig. 3 e 4), em melhor situação fi-cou o sistema Constroyer, de poliestireno expandi-do revestiexpandi-do com argamassa, com índices de transmitância bastante dentro dos limites recomen-dados pela Norma e inércia térmica bem acima dos limites recomendados, tanto para parede como para cobertura. A pior situação foi a do sistema Epotec, constituído de painéis de madeira com interior de
poliuretano rígido, apresentando características de transmitância e inércia térmica para a parede bastante próximas do sistema Constroyer. Em vista dessas duas situações, quanto à características termofísicas dos materiais de fechamento, ambas as moradias apresen-tam uma diferença apenas quanto à inércia térmica da cobertura, que no sistema Epotec se apresenta dentro dos limites e no sistema Constroyer se apresenta bem acima do valor recomendado, o que por si só não alterou o resultado obtido em relação ao desempe-nho térmico, das duas tecnologias.
Se considerarmos o sistema Epotec como exce-ção ao analisarmos os dois gráficos em termos de tendência, observa-se que, enquanto o gráfico de
Fig. 4: Gráfico de atrasos térmicos para o verão
transmitâncias (Fig. 3) parece mostrar valores fora dos limites recomendados correspondem a situações de maior desconforto, o gráfico de atrasos térmicos (Fig. 4) mostra que o desconforto tende a aumentar quan-do se atende aos limites fixaquan-dos, levanquan-do a conclusão que os limites deveriam ser vistos como mínimos e não máximos, embora as diferenças sejam pequenas em termos de porcentagem de horas de conforto.
Respostas dos usuários: o
questionário de sensações
O questionário de sensações de conforto térmico usa-do no trabalho foi baseausa-do em Xavier e Lamberts (1997) e os dados que o compõem são:
a sensação subjetiva de conforto térmico dos mora-dores das casas e os dados ambientais de temperatu-ra e umidade do ar, medidos com termômetros manuais.
Os dados obtidos estão apresentados, de forma agrupada, na Tabela 6. O voto de sensação térmica, o PMV, representa uma média das sensações relatadas pelos moradores de cada sistema construtivo.
Os dados apresentados refletem, por um lado, a condição térmica das moradias quando da aplicação do questionário, por outro, o grau de aceitação subje-tiva dos moradores face às condições ambientais. O
PMV (Predicted Mean Vote) segue uma escala de 7 pon-tos, onde –3 equivale a muito frio e +3 a muito quen-te, passando por frio (-2), levemente frio (-1), conforto (PMV=0), levemente quente (+1) e quente (+2). Dos votos de sensação térmica relatados, é interessante notar que, em duas situações (no sistema Todeschini, no in-verno, e no sistema ABC, no verão), os votos relata-dos não condizem com os esperarelata-dos. Givoni (1992) define para países em desenvolvimento a faixa de con-forto como sendo entre 18 e 29°C. Assim, a atribui-ção de um PMV=0 (conforto), para uma temperatura ambiente de 15°C e de um PMV=+2 para uma tem-peratura ambiente de 23°C, parecem refletir uma pre-ferência por temperaturas mais frias. Algumas explicações para isso são as seguintes:
- O efeito da aclimatação: os moradores estão
sujei-tos ao clima frio de Curitiba, não dispondo de sis-temas de calefação ou climatização artificial. O ano climático de referência (TRY) para Curitiba apre-senta 73,2% das horas anu-ais com desconforto por frio (a capital mais fria do país).
- Some-se a isso as características térmicas das moradias que acarretam em temperaturas signifi-cativamente baixas no interior das moradias no pe-ríodo de inverno.
- Dificuldades na compreensão do questionário de sensações: a escala de sensações foi interpretada de forma errônea, sendo relatados com freqüência va-lores muito altos de PMV A atribuição de PMVs altos para temperaturas na faixa de conforto, pode também, por outro lado, expressar uma pré-dis-posição dos moradores para temperaturas frias.
Conclusões
Comparando-se os sistemas construtivos sob os as-pectos analisados, podemos extrair as seguintes con-clusões:
- O sistema construtivo Todeschini, de madeira de
Tabela 6: Tabela-resumo para inverno e verão
Inverno Verão Sistema Construtivo Temp. Externa [° C] Temp. Interna [° C] UR Interna [%] P M V Temp. Externa [° C] Temp. Interna [° C] UR Interna [%] P M V Constroyer 12,5 12,0 75 -3,0 28,7 29 51 2,0 Todeschini 17,8 15,0 67 0,0 30,3 30,5 47 2,0 Facicasas 14,4 14,0 75 -3,0 29,5 30 48 1,0 ABC 15,6 14,0 75 -2,0 21,7 23 77 2,0 Epotec 15,9 12,0 75 -1,0 29,9 30 47 2,0
sistema Constroyer, que também faz uso de isola-mento térmico, mostrou-se superior à daquele (PMV=-1 contra PMV=-3, para a mesma tempe-ratura e umidade do ar).
Considerando apenas o consumo de energéticos na confecção dos materiais de construção, a variável conteúdo energético é um interessante aspecto a ser considerado na escolha de alternativas para novos programas habitacionais de grande escala, principal-mente pela conveniência de maximizar a relação en-tre o custo ambiental associado à produção de energia e os benefícios sociais pretendidos. A participação do custo energético no custo total mostrou-se signi-ficativa em três dos sistemas avaliados. Entretanto, mesmo naquelas habitações de baixo conteúdo energético os valores se tornam relevantes no plano econômico em se tratando do planejamento de con-juntos habitacionais.
Em relação ao desempenho térmico dos siste-mas analisados, comparando-se as duas situações, inverno e verão, observou-se que, enquanto no ve-rão as características termofísicas da envoltória pa-recem ser fator deter minante do desempenho térmico das moradias, no inverno, outros fatores interferirão no desempenho, de forma integrada ou não. Observa-se que a referida Norma de Desem-penho Térmico foi elaborada tendo em vista situa-lei, apresentou bom resultado em relação ao
con-sumo energético para a fabricação dos materiais de construção, com uma participação deste no cus-to cus-total de apenas 3,2%, e o melhor desempenho térmico no inverno, significativo para o clima que caracteriza Curitiba. Além disso, a aplicação do questionário de sensações junto aos usuários, mos-trou que a percepção do desconforto por frio é baixa no inverno (PMV=0, para uma temperatura ambiente de 15°C), o que parece indicar que psi-cologicamente os moradores estão satisfeitos com o ambiente térmico. Lembre-se a definição da ASHRAE (1981) para conforto térmico: o estado de espírito que expressa satisfação com o ambiente térmico. - O sistema construtivo Constroyer, de painéis de
poliestireno expandido, apresentou o melhor de-sempenho térmico no verão e o segundo melhor no inverno, porém, em ter mos de consumo energético para a fabricação dos materiais de cons-trução, mostrou um alto nível de consumo, por se tratar do uso de material industrializado energético-intensivo.
- O sistema Epotec apresentou o maior conteúdo energético e o pior desempenho térmico para os dois períodos medidos. No entanto, a aceitação por parte dos moradores, na comparação do grau subjetivo de conforto térmico de inverno com o
ções de clima quente, predominante no território nacional. Para o caso de Curitiba, entretanto, suge-re-se a introdução de parâmetros específicos para a condição de inverno. Além disso, os resultados mos-traram ser necessário um estudo mais aprofundado quanto aos limites fixados para o atraso térmico das paredes e coberturas.
Quanto à sensação de conforto térmico experi-mentada pelos moradores dos sistemas construtivos da Vila Tecnológica, na ausência de climatização arti-ficial, portanto sujeitos a baixas temperaturas, carac-terísticas do inverno e, de um modo geral, do clima curitibano, verificou-se uma aparente pré-disposição dos mesmos em relação ao frio.
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