Projeto Arquitetônico e Qualidade Ambiental
Arquitetura Sustentavel
Considerando o recorte do desempenho ambiental da arquitetura
atrelado ao conforto e à eficiência energética dentro do conceito de
sustentabilidade, partindo da fase conceitual e da definição do partido arquitetónico,
o projeto de um edifício deve incluir o estudo dos seguintes tópicos:
(a) orientação solar e aos ventos;
(b) forma arquitetónica, arranjos espaciais, zoneamento dos usos
internos do edifício e geometria dos espaços internos;
(c) características, condicionantes ambientais (vegetação,
corpos d'água, ruído, etc.) e tratamento do entorno imediato;
(d) materiais da estrutura, das vedações internas e externas,
considerando desempenho térmico e cores;
(e) tratamento das fachadas e coberturas, de acordo com a
necessidade de proteção solar;
(f) áreas envidraçadas e de abertura, considerando a proporção
quanto à área de envoltório, o posicionamento na fachada e o tipo do
fechamento, seja ele vazado, transparente ou translúcido;
(g) detalhamento das proteções solares considerando tipo e
dimensionamento; e
(h) detalhamento das esquadrias.
Todos esses aspetos do projeto vistos em conjunto exercem um
impacto no desempenho térmico do edifício, por terem um papel determinante no
uso das estratégias de ventilação natural, reflexão da radiação solar direta, sombreamento,
resfriamento evaporativo, isolamento térmico, inércia térmica e aquecimento passivo.
O uso apropriado de uma dessas estratégias, ou de um conjunto delas, por sua
vez, vai ser determinado pelas condições climáticas, exigências do uso e
ocupação, e parâmetros de desempenho. O aproveitamento da iluminação natural também é, indubitavelmente, inerente a muitos
desses aspetos do projeto, como a orientação
solar, a geometria dos espaços
internos, as cores e o projeto das aberturas e das proteções solares. Somado a isso, é
importante lembrar que são as exigências humanas e os usos, além das condições climáticas
e urbanas locais e das possibilidades construtivas, que vão determinar o grau
de independência de um edifício em relação aos sistemas ativos de climatização.
Por exemplo, problemas de ruído urbano e poluição podem impedir o uso de
estratégias passivas em um projeto, mesmo que o partido arquitetónico, o uso e
o clima sejam favoráveis a elas. Por essa razão, num caso como esse, a
iluminação natural é mais facilmente resolvida no projeto do que a ventilação natural.
Obtenção de climatização por meio de túneis de vento. Procedimento de arquitetura sustentavel
A arquitetura de baixo
impacto ambiental não pressupõe um estilo ou um movimento arquitetónico,
podendo ser encontrada tanto na arquitetura vernacular das mais variadas
culturas como em muitos exemplos do modernismo e, ainda, na arquitetura mais
recente, rotulada como high-tech
ou eco-tech.
Independentemente da vertente tecnológica,
as soluções de projeto para o conforto ambiental e a eficiência energética relacionam
os mesmos conhecimentos da física aplicada (transferência de calor, mecânica
dos
fluidos, física ondulatória e ótica) com os recursos locais e
com a tecnologia apropriada.
No entanto, em uma abordagem mais ampla, arquitetura sustentável
é mais do que tratar de conforto ambiental e energia. Pode-se listar uma série
de outros fatores ambientais, sociais, econômicos
e até mesmo urbanos e de infraestrutura. Assim, as premissas para a sustentabilidade
da arquitetura são extraídas do contexto em questão e do problema ou do programa
que é colocado para a proposição do projeto. Dessa forma, pode-se afirmar que a
sustentabilidade de um projeto arquitetónico começa na leitura e no
entendimento do contexto no qual o edifício se insere e nas decisões iniciais de
projeto. Nesse sentido, a questão dos materiais é muito presente nas discussões
sobre a arquitetura sustentável. Todavia, ela não está necessariamente ligada
àqueles classificados como “alternativos” ou “ecologicamente corretos”.
Certamente, o desafio está na escolha do melhor material para um determinado
fim. A título de exemplo, pode ser citado o uso do concreto exposto no interior
de ambientes, contribuindo para o resfriamento passivo destes, em decorrência
do efeito de inércia térmica2. Além do desempenho térmico, essa escolha deve também incluir
uma avaliação quanto às questões de disponibilidade do material e sua energia
incorporada, que são partes integrantes do conceito de ciclo de vida útil do
material ou do componente.
Cabe lembrar que, além do desempenho
ambiental, é necessário conhecer o desempenho
estrutural, de segurança contra o fogo e todos os demais itens especificados
na ISO 6241 – Performance standards
in building - Principles for their preparation and factors to be considered. Isso porque, caso o material não responda a tais exigências,
sua utilização é inviabilizada. Complementando, outros assuntos como segurança,
desperdício, qualidade de execução e agilidade no canteiro de obras estão na
base da discussão sobre sustentabilidade quando se trata de materiais e
sistemas construtivos.
Quanto aos recursos
tecnológicos envolvendo os sistemas prediais, são muitas as opções para minimizar
o impacto ambiental dos edifícios, tais como painéis fotovoltaicos e turbinas
eólicas para geração de energia, painéis solares para aquecimento de água,
sistemas de reaproveitamento de águas cinzas e outros.
Tais adventos da tecnologia, quando apropriados, devem fazer
parte do desenvolvimento do projeto do edifício desde as suas primeiras etapas
de conceção, e não serem inseridos como “acessórios”, para que possam
contribuir de fato para o resultado arquitetónico e o melhor desempenho do
conjunto.
Sobre as considerações gerais do impacto ambiental da
arquitetura, a reabilitação tecnológica (retrofit) de edifícios é uma alternativa à demolição e à construção de
novos edifícios, nos quais algum impacto ambiental é inerente. Os objetivos do retrofit de
edifícios são: adaptar o edifício a novos usos, melhorar a qualidade ambiental
dos ambientes internos, otimizar o consumo de energia no médio e longo prazos, aumentar
o valor arquitetónico e econômico de um edifício existente, ou mesmo restaurar
o seu valor inicial. Para isso, metodologicamente, a reabilitação tecnológica
deve incluir o tratamento da estrutura, do envoltório, dos espaços internos e dos
sistemas prediais de uma maneira integrada. No que diz respeito ao conforto
ambiental e à eficiência energética, as metas da reabilitação tecnológica
contemplam a redução da demanda por climatização e iluminação artificiais,
suprindo-a tanto quanto possível por meios passivos: aquecimento passivo direto
e indireto, ventilação natural, ventilação noturna, iluminação natural e demais
estratégias, complementando o restante por meio de tecnologias energeticamente
eficientes.
Contudo, o trabalho de levar o desempenho ambiental de um
edifício aos níveis recomendados por normas nacionais e/ou internacionais, e
pode incorrer em um aumento inicial do consumo de energia. Entre outras razões,
isso se dá quando a condição anterior é de baixa qualidade ambiental por falta
de recursos tecnológicos. Por isso, deve ser destacado que o limite para a
economia de energia está nos parâmetros de conforto e qualidade ambiental.
Avaliações de custo versus benefício, nas quais o valor da
qualidade ambiental é agregado ao valor total do edifício, definem a realização
da reabilitação tecnológica contra a construção de edifícios novos. Tendo em
vista a quantidade de edifícios com mais de quarenta ou cinquenta anos do
estoque edificado das cidades modernas, como São Paulo, reabilitações
tecnológicas em edifícios degradados e subaproveitados resultam em ganhos ambientais
e econômicos para o edifício, e também contribuem para a revitalização de áreas
urbanas. Com tudo isso, o produto final da arquitetura para a sustentabilidade
ambiental é a síntese entre conceitos arquitetónicos, fundamentos do conforto ambiental,
técnicas construtivas e de operação predial, e a esperada eficiência
energética, seja no projeto de um novo edifício, seja na reabilitação tecnológica
de um edifício existente. No entanto, o sucesso do desempenho ambiental e
energético do edifício não pode ser garantido em nenhuma das etapas de projeto.
Apesar dos estudos detalhados de simulação das condições ambientais, o gerenciamento
dos sistemas prediais, juntamente com o cumprimento dos padrões de ocupação previamente
definidos e o comportamento e as expectativas dos usuários é que responderão
pelo desempenho final do edifício.
Climatização, Projeto e Energia
Na Europa e nos Estados Unidos, o consumo de energia em
edifícios está intimamente relacionado às emissões de CO2, pela composição de suas matrizes energéticas.
A redução das emissões globais de CO2 pressupõe a reestruturação da matriz energética, introduzindo e
ampliando as bases de fontes limpas de energia, e o aumento da eficiência
energética de maneira geral. Em 1997, a demanda de energia em edifícios do setor
residencial e comercial na União Europeia correspondia a 40,7% do total
(EUROPEAN UNION, 1999). Na Inglaterra, essa parcela era significativamente
maior, chegando aos 72% (PANK, 2002).
Sobre a perspetiva do consumo desagregado por usos finais em edifícios
do setor comercial na cidade de São Paulo, trabalhos de pesquisa realizados por
Roméro e outros (1999) identificaram que 70% desse consumo era direcionado à
iluminação artificial e aos sistemas de ar-condicionado, enquanto as premissas
do projeto arquitetónico eram pouco, ou nada, influenciadas por preocupações
com a conservação de energia.
Dadas as projeções de crescente consumo de energia em âmbito
nacional, medidas de conservação de energia são uma necessidade presente. Na
década de 1990, o aumento da demanda por energia elétrica, apenas no setor comercial,
foi de 9,8%, enquanto a geração por meio de hidrelétricas foi acrescida em 5,8%
(BRASIL, 2000). Essa diferença aponta para a urgência do uso racional de
energia em edifícios, entre outras medidas.
Com base nas premissas da arquitetura em direção à
sustentabilidade, uma das principais tarefas para a equipe de projeto é
demonstrar que, em um processo de projeto integrado com as demais áreas envolvidas,
o uso intermitente do condicionamento ambiental artificial não é a melhor, ou a
única, solução para a adaptação das condições ambientais internas aos desafios
do clima urbano.
Nesse contexto, projetos de arquitetura que apresentem soluções
para lidar com as condições ambientais locais, envolvendo temperatura do ar, temperatura
superficial, umidade, radiação solar, ventos, ruído e, ainda, qualidade do ar,
aliadas a um bom aproveitamento da luz natural, estão contribuindo para a
realização de uma arquitetura de menor impacto ambiental, no que tange à questão
da energia.
Entretanto, cabe esclarecer que a inserção de estratégias
passivas de climatização implica uma exposição maior do ambiente interno e dos
seus usuários às condições ambientais externas. Tendo em vista os parâmetros
atuais de conforto térmico, e para que essa interação interior/exterior seja possível
e aceitável, faz-se necessária uma revisão do índice de conforto de Fanger, de
1970, o mais amplamente utilizado no cenário internacional da arquitetura
contemporânea. Essa revisão é embasada no fato das expectativas e das
exigências dos usuários diferirem entre o edifício climatizado por meios
artificiais por todo o tempo de ocupação e aquele que tem incorporado meios de climatização
natural por todo ou parte do seu tempo de ocupação.
Como mencionado anteriormente, a partir da busca por um menor
consumo de energia e da importância da satisfação e da boa produtividade dos
usuários, o conforto ambiental (ergonômico, térmico, luminoso e acústico) tem
um papel central nas decisões de projeto. Em termos de condicionamento
ambiental, o projeto de arquitetura pode responder para três diferentes cenários
de condições ambientais internas.
No primeiro cenário, tem-se um projeto totalmente passivo (free running building), em que o consumo de energia para a climatização é zero. Nesse
caso, são as características do projeto arquitetónico e os padrões de ocupação
que, interagindo com as condições ambientais externas, vão determinar as condições
ambientais internas.
No segundo cenário, o edifício é dependente por todo o seu tempo
de ocupação de um sistema artificial para o controle das condições ambientais internas,
o que pode ser uma imposição do clima ou mesmo das especificidades do uso.
Sendo assim, a arquitetura deve ser projetada para minimizar os gastos de
energia para condicionamento artificial, seja para o arrefecimento, seja para o
aquecimento.
No terceiro cenário, o uso do sistema artificial de climatização
é parcial, ocorrendo apenas nos momentos do ano em que as condições ambientais internas
estão fora dos padrões de desempenho estabelecidos, denominado condicionamento ambiental
em modo misto (mixed-mode).
Cada um desses cenários requer conceções projetais distintas,
englobando forma, materiais, organização interna das funções e outros aspetos, mesmo
tomando-se um mesmo sítio, ou diferentes sítios com condições ambientais
similares. Ou seja, um edifício projetado para a adoção do sistema artificial
de climatização por 100% do tempo de ocupação vai apresentar características de
projeto distintas de um outro edifício, pensado para a adoção do modo misto ou
do condicionamento passivo.
Fundamentalmente, projetar para a eficiência energética e para o
menor impacto ambiental por parte da climatização implica duas etapas de tomada
de decisão. O passo 1 é reduzir a demanda do edifício por energia, concebendo a
arquitetura para isso, com múltiplos aspetos de projeto. Uma vez que essa etapa
tenha sido otimizada, e tendo sido consideradas todas as restrições, sejam elas
decorrentes de recursos financeiros, do terreno, das condições locais, do uso,
ou ainda de outra ordem, parte-se para o passo 2. Nesse momento, estudam-se as
possibilidades de utilização dos sistemas mecânicos e elétricos mais eficientes
e compatibilizados com os potenciais do projeto de arquitetura, como no uso da
iluminação artificial como complemento da natural, por exemplo.
Seja no uso contínuo ou no modo misto, o uso de sistemas de
climatização que sejam adaptáveis às mudanças ambientais externas incorpora
sensores e controles de monitoramento dos ambientes externos e internos, para o
sucesso da sua operação. O mesmo se dá para o caso da iluminação artificial,
que pode e deve responder às contribuições da luz natural. Fazendo essa ponte entre
exterior e interior, a automação predial é apropriada para a eficiência
energética.
A fim de maximizar as possibilidades de adaptação do usuário às
condições ambientais e, consequentemente, sua satisfação com o espaço, é possível
introduzir e controlar a sua intervenção no sistema, por meio da automação
predial. Edifícios de grande porte, de destaque no cenário internacional,
apresentam soluções desse tipo, como nos casos em que o ar-condicionado é automaticamente
desligado com a abertura das janelas. Interações desse tipo são observadas no edifício
alto que abriga a sede do Commerzbank, em Frankfurt, concluído em 1998, no qual
o acionamento das janelas é uma tarefa dos usuários, mediante uma sinalização
de que o condicionamento artificial foi interrompido devido à existência de
condições externas favoráveis.
Considerando-se esse conjunto de possibilidades para a
climatização, as metas e os desafios para o edifício de baixo impacto ambiental
provam ser distintos, de acordo com as características socioeconômicas e
culturais do lugar. Nos Estados Unidos a ênfase nesse sentido é dada ao aumento
da eficiência dos sistemas mecânicos e elétricos e à continuação do uso das
estratégias ativas. Enquanto isso, a Europa vem trabalhando o aumento da
eficiência dos sistemas mecânicos e elétricos, paralelamente à diminuição da dependência
dos edifícios a esses mesmos sistemas, como uma retomada das estratégias passivas.
Além disso, quando o projeto arquitetónico pressupõe a adoção de estratégias passivas,
o resultado formal e espacial é distinto daqueles pensados para uso contínuo da
climatização artificial.
A possibilidade de suprir parte da demanda energética com
recursos renováveis representa um ganho para a sustentabilidade ambiental da arquitetura.
Essa maneira de pensar o projeto arquitetónico segue um método que envolve
desde a análise do clima até o detalhamento arquitetónico, abrindo um conjunto
de possibilidades para as decisões de projeto.
Exemplos disso são amplamente encontrados no cenário
internacional, principalmente na prática europeia.
Nesse momento da discussão, é importante colocar que a
sustentabilidade de um especto de um edifício ou do meio urbano, como a
eficiência energética aliada à geração de energia, por exemplo, não significa,
necessariamente, a sustentabilidade do conjunto. Falar em sustentabilidade
ambiental em função do conforto ambiental e da eficiência energética é cabível;
porém, é preciso esclarecer que a questão ambiental na arquitetura vai muito
além do conforto e da energia.
Edifício e Ambiente Construído
Experiências sobre a arquitetura sustentável apontam para a
importância de um método de inserção do edifício que leve em consideração todos
os aspetos de caracterização do contexto de intervenção, englobando fatores
socioeconômicos, culturais e ambientais. Nessa análise, a cidade deve ser
entendida dentro de seu contexto regional, envolvendo clima, disponibilidade de
recursos naturais e suas relações econômicas com outros centros urbanos
próximos, no qual tudo isso é somado ao desempenho dos edifícios vistos em conjunto.
O objetivo maior de um edifício sustentável deve ser fazer desse
uma solução ambiental, social e economicamente viável no contexto global da sustentabilidade.
Nesse sentido, as noções de impacto ambiental não devem ser resumidas às questões
de consumo de energia, e sim ser ampliadas para os contextos local e global.
O edifício sustentável representa uma parcela do ambiente
construído, devendo as suas qualidades urbanas e ambientais também seguir em
direção à sustentabilidade. Assim, se o objetivo maior for reduzir o impacto
ambiental das cidades e alcançar uma melhor qualidade ambiental urbana, em um cenário
ideal, a busca pela arquitetura sustentável deve acontecer em três escalas: a
do edifício, a do desenho urbano e a do planejamento urbano e regional. Nessa
visão, os edifícios devem ser planejados de uma forma tal que contribuam para a
diversidade de usos e classes sociais, a socialização do espaço público, a
eficiência da infra-estrutura urbana e a qualidade ambiental do ambiente
construído.
Nas discussões globais sobre sustentabilidade urbana, o tema da
densidade assume um papel central, tendo em vista as vantagens para a otimização
da infra-estrutura e os demais benefícios ambientais e socioeconômicos. Quanto aos
modelos para a densidade populacional e construída, diferentes formas urbanas e
arquitetônicas podem responder a um mesmo padrão de densidade, com diferentes
configurações de espaços abertos, condições microclimáticas e distribuições de
usos.
Entretanto, a compacidade e a verticalização das cidades podem
causar efeitos climáticos adversos, resultando no comprometimento do desempenho
ambiental e energético das construções e da qualidade dos espaços urbanos, caso
não sejam aplicados critérios ambientais condizentes com o clima do lugar em
questão. Assim, tais critérios devem contemplar um equilíbrio entre as condições
de adensamento requeridas para atingir certas metas de economia de energia e racionalização
do uso de recursos materiais, e aquelas necessárias à manutenção ou à melhoria
da qualidade do ambiente externo. Entretanto, esse ponto de equilíbrio ainda
está em discussão, e tudo indica que não existe um modelo universal para resolver
essa questão, mesmo que sejam possíveis, com o desenvolvimento das várias
pesquisas em andamento no cenário global, metodologias comuns de abordagem.
Paralelamente, experiências isoladas de edifícios projetados
para reduzir o impacto ambiental da arquitetura continuam sendo válidas para o
avanço do tema, mas deve ser lembrado que a transformação do ambiente
construído em direção à sustentabilidade ambiental urbana depende de uma
abordagem mais complexa e mais ampla, envolvendo várias escalas de atuação.
Assim, é preciso responder à seguinte pergunta: que cidades
queremos construir? A partir da resposta podem ser definidos o desenho urbano,
as tipologias arquitetónicas, as características ambientais dos espaços abertos
e as tecnologias adequadas para a cidade e para o edifício, entre outros aspetos
do ambiente construído. Os planos atuais de desenvolvimento urbano de Londres, Frankfurt
e Roterdão são exemplos do esforço para responder a essa pergunta, abordando
inclusive questões de desempenho ambiental das edificações.
Em outras palavras, a cidade deve ser planejada e gerenciada
para que os edifícios, em conjunto, tenham sua eficiência e desempenho
otimizados, somando impactos positivos. Dessa forma, intervenções urbanas que
consideram os diversos sistemas que compõem as cidades, envolvendo infraestrutura,
espaços abertos e edifícios guardam o potencial de uma transformação positiva
do impacto das cidades sobre o meio natural e o próprio meio urbano.
Na resposta à pergunta “Que cidades queremos construir?”
aparecem as primeiras premissas para uma intervenção na cidade. Em Jacobs
(2000), a autora explica que os princípios do planeamento urbano devem evoluir
para uma compreensão das cidades como um sistema orgânico. A esse respeito,
Girardet (1999) também coloca a necessidade de uma redefinição do modelo urbano
convencional de consumo dos mais variados recursos.
Battle e McCarthy (2001) definem o funcionamento das cidades,
chamando-o de metabolismo urbano, como uma composição de seis ciclos, em que
cada um contém características particulares, porém com influências mútuas. São eles:
1) transporte; 2) energia; 3) água; 4) resíduos; 5) microclima, paisagem
natural e ecologia; e 6) materiais, construções e edifícios. Os autores destacam
que as decisões de transformação de cada um desses ciclos, com o objetivo de minimizar
os aspetos de impacto ambiental, são específicas da localidade, porém com
influências de questões econômicas, sociais e culturais de âmbito regional,
nacional e mesmo global.
Pensando dessa maneira, em primeiro lugar devem ser
estabelecidas as metas para o consumo e a origem de recursos como água e
energia; em segundo está a definição para a escolha da tecnologia e a
determinação da eficiência dos processos de consumo desses recursos (na operação
dos edifícios); e, em terceiro, devem ser estabelecidas metas e tecnologias de gerenciamento
da consequente geração de resíduos, incluindo a poluição atmosférica. A quantidade
desses recursos que serão gerados, reutilizados e reciclados dentro dos limites
físicos da cidade, irão caracterizar o compromisso da sociedade urbana com
questões imediatas de
impacto ambiental, em última instância. Com esse olhar sobre o
ambiente construído, a busca pela sustentabilidade urbana vem ao encontro das
seguintes metas: (a) preservação e liberação de áreas naturais pelos efeitos e
vantagens da compacidade urbana;
(b) proximidade, diversidade e uso misto (socialização do espaço
público);
(c) maior eficiência energética (e menor poluição) pelo sistema
de transporte;
(d) microclimas urbanos mais favoráveis ao uso do espaço público
e ao desempenho ambiental das construções;
(e) edifícios ambientalmente conscientes;
(f) consumo consciente dos recursos em geral; e
(g) reúso e reciclagem (diminuição do impacto ambiental
proveniente da geração de resíduos em geral).
Enriquecendo a discussão de sustentabilidade urbana, a
revitalização de áreas urbanas de diferentes configurações e usos é uma
alternativa de ocupação de áreas degradadas e desvalorizadas (brownfields), em
oposição à expansão urbana, com a ocupação de áreas verdes (greenfields). Em suma,
os principais objetivos de planos como esses são:
(a) ocupar áreas degradadas inseridas na cidade, otimizando o
uso da infra-estrutura disponível com base em parâmetros de densidade e uso
misto;
(b) conectar áreas da cidade, superando os obstáculos físicos
existentes;
(c) melhorar a qualidade ambiental da área como um todo;
(d) otimizar o consumo de energia nos edifícios e na cidade; e
(e) aumentar o valor ambiental e socioeconômico de uma área
existente, ou restaurar o seu valor inicial.
O desenvolvimento da arquitetura e do ambiente construído em
direção à sustentabilidade ambiental, considerando benefícios socioeconômicos,
implica uma revisão do processo projetual convencional, em que métodos de pesquisa
pró-projecto remetem a uma interação maior entre pesquisa e proposição, com a
inclusão de novas variáveis, compondo arquitetura, desenho urbano e planeamento
em suas várias escalas.
Fontes:
- http://www.google.cv/url?sa=t&rct=j&q=arquitetura%20sustentavel&source=web&cd=9&ved=0CFkQFjAI&url=http%3A%2F%2Fseer.ufrgs.br%2Fambienteconstruido%2Farticle%2Fdownload%2F3720%2F2071&ei=6RsSUublHLDY7Abt0IHwCw&usg=AFQjCNGfpiBjBpv19_QohGohgv0coMp9eA;
- http://noticias.arq.com.mx/
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