Sustentabilidade e conforto ambiental em edificações

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Foto 1 - Exem plo de escritório com aberturas envidraçadas voltadas para entorno arborizado que prom ove som bream ento, reduzindo ganhos de calor pela fachada

Sustentabilidade e conforto ambiental em edificaç es

Atualmente, a maior parte da população humana vive

em centros urbanos e passa período de tempo significativo no interior de edificações, trabalhando, estudando, divertindo-se ou repousando em condições ambientais não mais só ditadas pelo que ocorre no exterior dos edifícios. O desenvolvimento tecnológico trouxe informações e alternativas de construção que permitem criar condições ac sticas, térmicas, lumínicas e de salubridade no interior de recintos que sejam satisfatórias para a grande maioria das pessoas. Pode-se lançar mão de projetos arquitetônicos inteligentes, usar sistemas construtivos aprimorados e, até,

empregar equipamentos para climatização ambiental. A disponibilidade de energia barata, que caracterizou boa parte do século passado, levou os projetistas a darem menor atenção ao uso de soluções passivas de climatização e a utilizarem as técnicas e soluções construtivas que levassem à redução do tempo de execução e à beleza do ambiente construído. Na

década de 1990, após as sucessivas crises energéticas e à tomada de consciência do possível esgotamento da capacidade do meio ambiente de receber os rejeitos da atividade humana, o conceito de sustentabilidade começou a ganhar força no setor da construção civil.

No enfoque tripartite da sustentabilidade (ambiental, social e econômico), aplicado à

produção de edifícios, os aspectos de conforto ambiental estão contemplados na dimensão social. Porém, é direta a sua relação com a dimensão econômica, afinal gasta-se dinheiro com a energia para climatização, iluminação e ventilação artificiais; bem como com a dimensão ambiental, pois são significativos os impactos decorrentes do processo de

geração dessa energia gasta na climatização e iluminação. Deve-se produzir uma edificação econômica e ambientalmente correta, com a premissa de que ela seja confortável.

De nada vale o edifício ser produzido com baixo consumo de água e energia durante a sua operação, ou mesmo com baixa geração de resíduos durante a fase de obra, se ela for desconfortável para seus ocupantes, os quais estarão em seu interior, muitas vezes por décadas. Logicamente, também não é aceitável que se gaste energia desordenadamente e se gerem montanhas de resíduos para produzir conforto. Nos países do hemisfério norte, onde o uso de aquecimento artificial é intenso devido ao inverno rigoroso, ganha destaque a questão da eficiência energética e a decorrente geração dos gases de efeito estufa oriundos de uma matriz energética fortemente dependente de combustíveis fósseis.

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No Brasil, as ações ligadas à sustentabilidade tiveram início enfocando a redução na geração de resíduos sólidos, que engloba, basicamente, a fase de obra. A visão mais adequada é a de enfoque global e equilibrado dos diversos aspectos da sustentabilidade durante o ciclo de vida do edifício. Essa visão está presente em sistemáticas de

certificação ambiental como, por exemplo, o LEED (Leadership in Energy and Environmental Design) do USGBC (United States Green Building Council), e explícita na norma ISO 15.392, publicada em 2008 e específica para o setor de construção civil.

A sensa ão de conforto

A sensação de conforto é subjetiva. Isso é reconhecido por todos os organismos de

normalização que tratam do tema. Um exemplo claro é encontrado na definição de conforto térmico apresentado na norma ASHRAE 55, que estabelece: "Conforto térmico é aquela condição mental que expressa satisfação com o ambiente térmico". Sendo, portanto, uma sensação individual, é virtualmente impossível conseguir condições satisfatórias a todos os ocupantes de um grande ambiente, a menos que se dê, a cada um, a possibilidade de controlar o microambiente que o cerca. As normas técnicas que abordam os aspectos de conforto ambiental fornecem critérios quantitativos para que a grande maioria (pelo menos 80%) dos ocupantes se sinta em condições satisfatórias de conforto e que a totalidade de pessoas saudáveis esteja em condições salubres.

Esses critérios são estabelecidos em termos de variáveis ambientais ou de grau de

satisfação dos ocupantes, cabendo aos projetistas desenvolver as soluções técnicas. No quadro 1 são apresentados exemplos de critérios de conforto ambiental constantes de normas e legislações nacionais e internacionais. Outros documentos técnicos, como por exemplo a Norma NBR 15.575, apresentam exigências para os elementos de vedação, assumindo que uma edificação construída com eles irá resultar em condições minimamente satisfatórias. Esse enfoque é de mais simples e direita aplicação, porém, só trará os resultados esperados em condições mais restritas de projeto da edificação.

Ilustrativamente, pode-se citar: isolamento sonoro mínimo de 45 dB para paredes de geminação de unidades habitacionais; e transmitância térmica máxima de 2,3 W/(m .K) para coberturas de edificações com cores claras situadas nas zonas bioclimáticas 3 a 6 (ABNT, 2008).

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Foto 2 - Escritório com fachada totalm ente envidraçada com vidro de baixa transm issão lum inosa

A preocupação com o conforto ambiental na produção de edificações

Condições de conforto satisfatórias são influenciadas diretamente pela fase de projeto da edificação. Dificilmente, durante a obra, é possível tomar medidas que consigam surtir efeito melhorando as condições de conforto ambiental. Pelo contrário, falhas de execução podem prejudicá-las. Um exemplo clássico é a presença de frestas que, dependendo de sua dimensão, podem reduzir significativamente a isolação sonora. A abordagem ao tema deve ser iniciada logo nos estudos preliminares, com a definição da implantação da edificação no terreno e da sua forma. Idealmente, deveria ser privilegiada a condição de menor exposição ao ruído urbano, aproveitamento de luz difusa e, nos climas quentes, redução do ganho de calor solar, ou, nos climas frios, maximização desses ganhos. Nos grandes centros urbanos, onde a disponibilidade de terrenos é pequena, a possibilidade de se desenvolver essa etapa do projeto de forma adequada fica reduzida.

Em edifícios de escritórios, com plantas de área extensa e seção quadrada, por exemplo, cujo ponto central está situado a vários de metros de qualquer fachada, há pouca disponibilidade de iluminação natural na região central e baixo ou nenhum contato visual das pessoas com o exterior. Esse fator, aliado ao uso contínuo de sistemas de iluminação artificial pode causar (conforme pesquisa do NRC do Canadá) sensação de confinamento aos trabalhadores, resultando em queda de produtividade. Além disso, o calor gerado nesse n cleo demorará a ser transferido para o exterior da edificação pelas fachadas, obrigando o uso mais prolongado de sistemas de climatização tanto ao final do expediente ou

previamente ao início do expediente do dia posterior, de modo que os ocupantes do edifício estejam, durante todo o turno de trabalho, em condições satisfatórias de conforto térmico. A retomada do antigo conceito de um átrio central é uma solução para essa questão, pois além de minimizar e até eliminar os problemas acima citados, ainda permite o uso de ventilação cruzada nos ambientes.

Atualmente, tem-se dado maior ênfase à definição estética da fachada e do sistema construtivo. Os edifícios brasileiros, principalmente os comerciais e de escritórios, estão sendo concebidos, de modo geral, com base em premissas estéticas internacionais, que se sobrepõem a outros fatores que influenciam a qualidade final da edificação.

Em muitos casos, já nos estudos preliminares a volumetria do edifício é desenvolvida visando o atendimento de padrões estéticos, onde a fachada envidraçada é definida como solução final para a envoltória da edificação,

independentemente do clima onde será construída a edificação. Nesse contexto, os códigos de obras de edificações estabelecem áreas mínimas nas fachadas, visando prover luz e ventilação naturais no interior da edificação. Muitas das exigências apresentadas nesses documentos foram criadas em uma época em que os recintos eram muito menores que os atuais e se buscava obter condições higiênicas mínimas.

O Código de Obras e Edificações da Cidade de São Paulo (COE, 1992), também não possui exigências específicas quanto à adequação climática da envoltória da edificação. Essa legislação apresenta requisitos referentes ao

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Foto 3 - Exem plo de escritório com

ventilação natural de ambientes e exigências apenas conceituais quanto à isolação térmica da envoltória, sem mencionar, por exemplo, a importância da capacidade térmica das paredes. No caso de escritórios e habitaç es, a área das aberturas na fachada deve corresponder a 15% da área do piso do recinto para a iluminação natural e metade dessa área deve permitir também a ventilação do ambiente. Dependendo da solução arquitetônica empregada, as aberturas dimensionadas com base nesse critério podem não prover

iluminação natural suficiente no interior da edificação, seja pela dimensão e profundidade do ambiente em relação à fachada, seja pela utilização de vidros com baixa transmissão luminosa, comuns em edifícios comerciais.

Esse critério, além de não garantir a presença de luz natural no interior da edificação, pode ainda demandar áreas envidraçadas acima das recomendadas pela norma ASHRAE 90, onde o valor de referência para aberturas é de até 40% da área da fachada. Um edifício

comercial, sem átrio central, por exemplo, com pavimento de seção quadrada, com 45 m de lado e pé-direito de 2,8 m, para atender a esse critério de iluminação natural há

necessidade de aberturas que correspondam a 60% da área de sua fachada, ou seja, 20% acima dos valores recomendados pela norma ASHRAE 90.

A certificação ambiental de edif cios

Os mecanismos de certificação ambiental, nos moldes do LEED, vêm incentivando projetistas e construtores a melhorar a qualidade ambiental dos edifícios produzidos em todo o mundo. No Brasil, a tendência à certificação ambiental de edifícios também é

crescente, no entanto, os métodos de certificação mais utilizados possuem características e critérios de avaliação adequados ao seu local de origem, podendo não apresentar

resultados relevantes à realidade brasileira. As exigências da Norma ASHRAE 90,

contempladas na certificação LEED, foram desenvolvidas conforme a realidade dos EUA, onde as quest es de conforto ambiental estão diretamente associadas à redução do consumo de energia com sistemas de climatização, estando, nesse tópico, o maior potencial de obtenção de pontos técnicos. Assim, os níveis de conforto térmico, visual e qualidade do ar buscados devem ser conseguidos com o uso de sistemas de climatização e iluminação de elevado rendimento energético e adotando-se taxas de renovação de ar que garantam a pureza do ar.

Isso é também um dos maiores desafios aos projetistas, pois o pré-requisito de eficiência energética a ser atendido exige um desempenho melhor do que o de um edifício de referência com elevado isolamento térmico e vidros com fatores solares baixos (menores que 25%), garantindo condiç es satisfatórias de conforto, salubres e homogêneas no interior dos recintos climatizados. Nesse contexto, é necessário partir-se para soluç es de projeto que, para os padr es atuais podem ser

consideradas não convencionais, tais como vidros duplos, eletrocrômicos, películas low-e, e fachadas ventiladas. A demonstração da eficácia dessas soluç es pode ser feita com base em simulaç es computacionais, as quais permitem verificar, também, qual o melhor sistema construtivo, o efeito de aprimoramentos na geometria do edifício, como sua forma, tamanho e posicionamento de aberturas, soluç es referentes ao

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som bream ento com brise de m adeira e presença de vegetação

aproveitamento da iluminação natural associada à artificial, resfriamento geotérmico, "tetos verdes", entre outros.

A experiência do IPT de mais de 25 anos utilizando programas de simulação global do comportamento energético de edificações, como o EnergyPlus, permite afirmar que ganhos significativos podem ser conseguidos se essa ferramenta for utilizada ainda nas fases

iniciais do processo de projeto e não apenas no seu final, visando demonstrar a eficácia de uma solução (foto 3). Ressalta-se que, para o devido aproveitamento das ferramentas de simulação, é necessário pleno domínio da modelagem matemática utilizada no software e não apenas de sua operação. Aprofundando a análise dos documentos de certificação, verifica-se que não só a envoltória da edificação deve ter desempenho diferenciado, mas também os sistemas de climatização.

As especificações da norma ASHRAE 90 para eficiência dos equipamentos são exigentes e elas representam a base dos pré-requisitos no processo. Associada a essa situação, no Brasil é necessário que se atenda também às especificações de taxas mínimas de

renovação de ar da Anvisa, ou mesmo da norma ASHRAE 62, que visam garantir a salubridade do ar interno, porém representam cargas térmicas significativas nos climatizadores, principalmente em cidades com maior umidade relativa. Assim, é

fundamental a adoção de equipamentos não corriqueiros como os recuperadores de calor e as rodas entálpicas, além de uma operação racionalizada do sistema. Para a avaliação da eficácia desses sistemas, também se faz necessário o uso da ferramenta de simulação computacional.

Consideraç es finais

Além dos aspectos abordados anteriormente, muitas outras oportunidades de

aprimoramento da sustentabilidade relativas ao conforto ambiental podem ser citadas, como: o uso da água condensada nos fan-coils nas torres de resfriamento ou em bacias sanitárias; utilização do ruído do escoamento de ar nos dutos do ar condicionado para mascarar o ruído de fundo em escritórios panorâmicos; emprego de brises que funcionem como prateleiras de luz difusa para o interior dos ambientes podem ser exploradas obtendo-se retorno financeiro do investimento inicial, em prazos muito menores que a vida til do edifício.

Projetar de forma sustentável pode representar desde a adoção de pequenos

aprimoramentos nas práticas atuais até a ruptura de paradigmas, repetidos à exaustão por terem sido criados enfocando, em geral, apenas o custo inicial do empreendimento. A incorporação plena dos aspectos de sustentabilidade deve ser feita a partir de premissas interligadas, envolvendo desde os parâmetros estéticos e técnicos, que atendam ao

programa arquitetônico, questões técnicas, executivas e de desempenho da edificação até a inserção do edifício no contexto urbano. Certamente, o desenvolvimento de uma

edificação com alto desempenho ambiental e estética de ampla aceitação, não é tarefa plausível para um nico projetista, mesmo aliando ampla bagagem técnica e criatividade privilegiada, mas para equipes multidisciplinares qualificadas, trabalhando de forma coesa e harmônica.