Arquitetura bioclimática: Um olhar sobre a importância do clima e das condições espaciais do terreno

Atualizado: 5 de mar. de 2021

Por Gabriel Bezerra Costa de Lima


Entendendo o que é arquitetura bioclimática

A arquitetura bioclimática está relacionada a um conjunto de práticas que consiste em pensar o desenho arquitetônico a partir das condições climáticas e espaciais pré-existentes no terreno em busca de promover uma harmonização entre a edificação e o meio ambiente.

O objetivo é a geração de um processo construtivo que se preocupa em levar o melhor conforto para o ser humano e ainda promover a sustentabilidade. Para tanto, desenvolveu-se um conjunto de técnicas para aprimorar o uso dos recursos naturais disponíveis no terreno (nível de insolação, vegetação, ventos predominantes) como tentativa de reduzir o impacto ambiental, o consumo de energia e de materiais.

Algumas tomadas arquitetônicas são usadas para ajustar de forma benéfica ao usuário o microclima da edificação. A orientação da edificação em relação à trajetória solar é dos primeiros passos para conceber um projeto bioclimático, pois o sol vai incidir em fatores como iluminação natural, sombreamento e ventilação que ao serem pensados de forma harmônica reduzem a necessidade de uso de energia elétrica para iluminação e climatização artificial.

A busca por uma temperatura agradável no interior das edificações pode ser complicada em locais com flutuações térmicas.

Em regiões quentes, as paredes externas podem ser mais grossas e claras para aumentar o índice de refração da luz e evitar a condutibilidade térmica, ou ainda, compostas por isolantes térmicos. Além disso, os vidros empregados nas janelas podem ser reguladores do nível de radiação solar que entra na edificação; a escolha por vidros fantasia pode ser uma boa opção já que servem como bloqueadores físicos de parte dos raios solares.

Em regiões frias, pode-se pensar em maneiras de minimizar a dissipação do calor, como fachadas escuras e paredes externas revestidas por materiais que preservam o calor acumulado como fibras de lã de PET ou de vidro. O uso de vidros transparentes permite a entrada direta de radiação solar para a edificação, garantindo assim um ambiente mais termicamente agradável.


Um pouco de história: as origens da arquitetura bioclimática

Esse modo de pensar a arquitetura de forma simbiótica com o clima, beneficiando-se de características vantajosas e propondo intervenções arquitetônicas para melhorar o conforto e o desempenho da edificação, é relativamente novo na história. Os primeiros estudos teóricos começaram na década de 1960, contudo, a arquitetura bioclimática aplica técnicas usadas desde o advento das civilizações antigas. Nos anos 60, se expandiu as discussões sobre ecologia, e os irmãos Olgyay, Victor e Aladar, foram os pioneiros na instituição de uma referência para esse tipo de arquitetura nos livros “Design with Climate” e “Architecture and Climate”.

Victor e Aladar Olgyay (1951) - Foto: coleção pessoal de Llona Olgyay, viúva de Victor

Nesse enquadramento histórico criaram o termo bioclimático e fizeram a inserção na arquitetura de uma coletânea de práticas que visam relacionar os fatores climáticos com a concepção da edificação. Com efeito, empenharam-se em expandir os conhecimentos para outras disciplinas como a meteorologia, biologia, física e química para tornar o projeto da edificação interdisciplinar e assim aprimorar o conforto da construção e racionalizar os recursos pré-existentes.


Natureza e construção em simbiose: conheça as principais ferramentas para otimização de recursos

A partir de prévia análise das condições climáticas e espaciais do local de implementação da construção, as modificações no interior e exterior serão dispostas para otimizar os recursos existentes. A edificação será adaptada para a localização, seja com o clima frio, quente, úmido, árido, litoral ou no pico de uma montanha, tendo cada conjunto climático métodos específicos para garantir o conforto e a sustentabilidade. Existem ferramentas usadas em projetos bioclimáticos que podem ser soluções simples para condicionar ambas características para as construções.

Os isolantes térmicos, por exemplo, agem como reguladores, deixando o interior das construções mais aconchegantes no inverno e frescos nos verões rigorosos. Geralmente são usados como revestimentos internos das paredes e fachadas. Alguns revestimentos isolantes recicláveis como as fibras de Lã de PET e papel se tornaram bastante eficientes para reduzir custos energéticos com climatização artificial. Outra forma popular no Brasil é a construção de jardins verticais e telhados verdes: a cobertura de plantas protege a estrutura da edificação da penetração direta da radiação solar, além de regular a temperatura quando o clima estiver frio.

Outro fator empregado na arquitetura bioclimática é o aproveitamento dos ventos predominantes. O vento é um recurso natural, gratuito e saudável. A recente demanda em reduzir os gastos energéticos de climatização artificial impulsiona a busca por sistemas de ventilação passivos para aumentar a economia do usuário. Ao conhecer as massas de ar predominantes na região de implementação da obra, a intensidade dos ventos e sua direção, pode-se conceber estratégias de resfriamento natural.

A ventilação cruzada aproveita a tendência de movimentação natural do ar em ambientes cujas aberturas são colocadas opostas ou adjacentes, permitindo a entrada e saída do ar. Esse tipo de circulação pode refrescar os ambientes porque faz renovações constantes do ar, o que diminui significativamente a temperatura interna. O uso de venezianas é aconselhável para moldar o caminho da brisa pelo cômodo. Quando uma abertura de janela está com uma altura inferior a outra no mesmo ambiente, pode-se criar uma corrente de dispersão do ar quente, aproveitando a tendência de ascendência natural do ar, que deve subir até a abertura com maior altura de peitoril. Outra maneira de aproveitar esse recurso é usar aberturas planejadas na cobertura como sheds e lanternin. Também pode-se combinar artifícios, usar aberturas posicionadas próximas ao solo para que o ar mais fresco e denso entre empurrando o ar quente para uma saída superior.

Em grandes edificações é comum usar o efeito chaminé ou túnel vertical de vento. Esse recurso faz com que o ar frio mais denso exerça pressão sobre o ar quente, forçando a uma ascendência. As aberturas ao longo da coluna vertical servem como um caminho para a saída do ar quente dos pavimentos, levando o acumulado até a saída pela cobertura.


Ventilação natural - Fonte: Sustentarqui

Alguns projetos são interessantes por usarem uma alternativa de climatização. Os projetos com resfriamento evaporativo foram desenvolvidos pelos arquitetos modernistas no século XX, como Le Corbusier e Oscar Niemeyer. Esses recursos são usados arquitetonicamente em forma de extensos espelhos de água projetados no sentido dos ventos predominantes. O vento, ao passar pela parte superficial do espelho de água, capta uma parcela de umidade que é levada até as edificações. Em climas secos, como é o caso de Brasília, essa alternativa arquitetônica pode melhorar o conforto térmico e prevenir até mesmo o aparecimento de doenças respiratórias.

Espelho d’água do Ministério da Justiça - Foto: Congresso Em Foco (Uol)

Aberturas planejadas e brises são artifícios que garantem o conforto lumínico e a circulação de ar natural nas edificações. Os brises, se móveis, permitem criar caminhos de tendência para as massas de ar que adentram o interior da edificação, o que gera uma focalização de conforto térmico e lumínico em certa região do cômodo. Os brises podem ser auxiliadores de uma iluminação indireta, por exemplo, com direcionamento para o teto, o que reduzirá gastos de energia elétrica com iluminação artificial. Cobogós, chapas perfuradas, muxarabis, marquises e toldos também controlam a incidência da radiação solar e a luminosidade, principal fator para a elevação da temperatura das construções.

Outra coisa a se pensar é o nível de interação da abertura de janelas e portas com o lado de fora. Por exemplo, uma porta de entrada que fica constantemente fechada ao longo do dia não é efetivamente um mecanismo de trocas de massas de ar. Outro exemplo, são as janelas de duas folhas e as de correr. Esse tipo de esquadria recolhe as duas folhas para um mesmo lado, ocasionando em um vão com metade da capacidade total para as trocas de ar. Se escolhermos por janelas de abrir, por exemplo, teremos a entrada integral das correntes de ar.

A orientação da edificação é o principal partido para a construção bioclimática. Ela deve ser guiada em relação ao nível de incidência solar, levando em conta o gradiente de variação ao longo do ano com as estações. Como já dito, controlar a radiação do sol nas edificações garante maior conforto térmico e lumínico, além de reduções no consumo de energia elétrica.

De forma prática, para os habitantes do hemisfério sul recomenda-se que a fachada principal seja orientada para o norte. Ao dispor a fachada assim há a garantia de que ela receba o máximo de energia solar durante a estação de inverno e que no verão o intervalo de incidência solar seja de aproximadamente 6h, das 9h da manhã até as 15h da tarde. Cômodos úmidos, como cozinha e banheiros devem ficar voltados para o leste ou oeste, pois recebem mais insolação que serve de controle de germes e bactérias, além de não serem habitáveis, necessitando de menos preocupação com o conforto térmico. Dessa forma, espaços mais nobres como salas de estar e quartos devem ser orientados para o norte.

Mas isso não é uma regra. De acordo com a arquitetura bioclimática, é necessário relacionar os parâmetros climáticos aos recursos do terreno para então definir o layout dos cômodos de uma edificação.


Referências



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