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Estratégias e Técnicas Bioclimáticas

À partir de um estudo de zoneamento bioclimático, é possível de posse destas informações colher dados e informações sobre quais estrategias usar para o projeto de uma edificação que se encontre em uma zona bioclimática. Entres estas principais técnicas e estrátegias construtivas, com aplicação correta de elementos arquitetônicos, estão as enumerdasa à seguir.

Príncipais Estratégias Bioclimáticas

Entre as principais estratégias podemos enumerar o uso de ventilação natural, iluminação e insolação natural, sombreamento, resfriamento evaporativo e umidificação, uso de massa térmica, aquecimento solar, ar condicionado e aquecimento artificial onde se fizer necessário como como complemento.

Os itens enumerados acima, são descritos mais abaixo com seus respectivos subitens apresentando dispositivos de controle e opções.

Ventilação Natural

Permitir e facilitar a entrada de brisas e circulação do ar entre os espaços internos da construção.

A ventilação pode ser predominantemente vertical, quanto entra por vãos em pareces saem através de aberturas no telhado, aproveitando principalmente a tendência de subida do ar quente.

Pode ser também predominantemente horizontal, quando entra por um vão em uma parede e sai por um vão em outra parede, o que pode se chamar de técnica de ventilação cruzada, aproveitando brisas. Esta brisas podem inclusive ser direcionadas através de artifícios como uso de vegetação, cercas vivas, etc.

A ventilação pode ser feita também com entrada sob o piso, ou entrada pela cobertura ou com uso de paredes com venezianas.

Sistemas de Aberturas Controladas p/ Ventilação Seletiva

Como já foi abordado acima, uma das estratégias bioclimáticas é permitir a ventilação cruzada, ou seja, permitir que a brisa entre por exemplo por um determinado vão (janela por exemplo) e sai por alguma abertura rente ao teto (fechada por cobogós) por exemplo, ou por uma porta com venezianas, ou mesmo por uma porta aberta.

Em alguns casos pode ser interessante direcionar as correntes de vento e esto pode ser feito atraves de venezianas direcionadoras, possibilitando controlar o fechamento total ou parcial, como também a direção.

Num sistema de ventilação cruzada e ao mesmo tempo seletiva a corrente de ar pode entrar apenas pela veneziana superior de uma janela e sair por uma abertura de predominancia também horizontal na parede oposta, colocada também rente ao teto. Deste modo o ar circula, na parte superior do ambiente, não ficando as pessoas diretamente expostas à correntes de vento quando isto não é conveniente.

A ventilação seletiva é mais utilizada para clima temperado, onde nos períodos quentes a temperatura interna se torne mais alta que a temperatura externa.

Iluminação e Insolação Natural | Sistemas de Aberturas Controladas

As técnicas mais conhecidas de iluminação e insolação natural estão descritas abaixo, sendo algumas com dispositivos de controle.

Brises tipo Light Shelf Fixo | Prateleira de Luz Fixa

Se trata de um elemento da construção ou elemento arquitetônico disposto horizontalmente na parte alta de uma janela, ficando a maior parte para fora da janela para fazer sombra na janela. Entretanto, esta superfície fica um pouco abaixo do fechamento superior da janela, e prossegue horizontalmente em direção ao interior da construção. Esta prateleira ou bandeja, tem a função de refletir a luz que bate em sua parte superior para o teto da edificação que por sua vez reflete para o ambiente, proporcionando iluminação natural e indireta, sem que o sol entre diretamente pela janela.

Brises tipo Light Shelf Movel | Prateleira de Luz Móvel

Este tipo de "Brise", com orientação horizontal e com partes móveis, permite a entrada seletiva de sol. Dependendo de sua posição, pode evitar a entrada do sol refletindo externamente para baixo ou para cima, ou pode permitir a entrada da luz solar direcionando-a para o teto proporcioando iluminação indireta ou permitir que os raios solares entre diretamente no ambiente em direção ao chão. Este tipo de prateleira ou brise pode ser de controle manual ou do tipo automatizado. Clique aqui para ver uma prateleira de refletora de luz solar automatizada ou light shelf movel controlada por sistemas de automação.

Toldos

Anteparos retráteis feitos de lona para sombraemento também permitem iluminação controlada.

Pequena Marquise Fixa

Existem tipos de pequenas marquises, colocadas acima da janela, com geometria, forma e tamanho calculados para permitirem entrada de sol somente como planejado.

BrisesBrises verticais fixos e cobogós

Acima, na foto do lado esquerdo, brise horizontal externo no terraço do edifício do Centro Cultural Oi Futuro no Flamengo, Rio de Janeiro.

O Arquiteto Lúcio Costa, no Conjunto Residêncial do Parque Guinle, no Rio de Janeiro, contruído entre 1948 e 1954 fez uso de uma combinação de brises verticais fixos e cobogós na fachadas mais expostas ao sol, como é mostrado na foto acima do lado direito.

Sombreamento p/ Evitar Aquecimento das Paredes e Interior

Vegetação - Em locais sujeitos à altas temperaturas durante a maior parte do ano ou durante o ano todo, sugere-se orientar as faces de maiores dimensões da construção para o sentido norte sul para facilitar o controle da radiação solar direta, e recomenda-se que, as orientações leste e oeste sejam protegidas permanentementes. A vegetação quando possível, é uma boa solução, com o plantio de arvóres que façam sombras nestas paredes

Beirais amplos fazem sombra nas paredes evitando aquecimento, e também manter janelas sempre abertas em locais de clima quente onde chove muito.

Brises Verticais e Horizontais servem para controlar a entrada de luz e fazer sombreamento

Marquises convencionais geralmente funcionam bem para sombreamento.

Cobogós também são um elemento arquitetônico que ajudam a sombrear e permitem circulação de ar.

Resfriamento Evaporativo e Umidificação (Clima Seco)

A vegetação no exterior da edificação, como áreas gramadas ou arborizadas, ao lado de aberturas (janelas e vãos) ajudam na climatização interna. A vegetação ajuda a umidificar a brisa que passa por sobre grama ou entre a vegetação e entra na casa ou edificação.

Uso de tubulação de agua percorrendo a parte mais alta do telhado, e ao longo do percurso borrifando agua (spray) sobre o telhado, o que faz com que o telhado (de barro) retenha umidade e também diminua a temperatura superficial interior.

Uso de borrifos de água (spray) no ar através de tubulação, no exterior da casa ou edificação, mas perto de uma janela ou vão por onde entra a brisa. Solução mais utilizada onde as áreas externas estão pavimentadas.

Uso de vegetação sobre superfício que durante o verão provocam evaporação e reflexão do sol, mas que durante o período frio (inverno) as folhas caem (caducas), provocando assim absorção de calor do sol.

Uma técnica ainda não muito comum é o resfriamento evaporativo indireto através da cobertura, como tendo um jardim sobre o teto ou um espelo dágua. O sistema provocá uma menor temperatura superficial do teto.

Umidificação

O uso de espelho dágua no exterior da casa, próximo à vãos e janelas por onde entra a brisa também melhora a umidade do ar.

Jardins internos e fechados, com vãos e janelas se abrindo também para este espaço, que deve ser gramado com se possivel arborizado, com pequeno espelho dágua ou chafariz, também melhoram a umidade do ar.

Uso de Massa Témica para Aquecimento e Resfriamento

Paredes, tetos e pisos grossas e espessas com pequenos vãos podem dar resultado para resfriamento, uma vez que impedem a entrada rápida do calor.

Paredes, tetos e pisos grossas e espessas, com grandes vãos protegidos por vidros, deixam o sol entrar no ambiente, e a massa destes elementos construtivos retem o calor por muito tempo, aquecendo o ambiente.

Aquecimento Solar com Ganho Direto

Em período ou clima predominantemente frio, grandes aberturas protegidas por vidros permitem a entrada do sol, aquecendo o ambiente.

Aquecimento Solar com Ganho Indireto

Reter e acumular o calor dos raios de sol através de uma parede acumulação, que fica protegida por uma cortina de vidro. A parede retem o calor por muito tempo aquecendo o ambiente. Esta parede acumuladora pode ficar também na face oposta ao grande vão por onde entra o sol.

Utilização de Jardim de inverno, grande vão protegido por vidros, permitindo a entrada do sol e acumulo de calor.

Uso de aberturas ou vãos no telhado que permitem entrada do sol para aquecimento do teto, que retem calor e irradia para o interior.

Uso de acumuladores de calor sob o piso, com parte deste material acumulador exposto aos raios solares. Estes retem o calor e depois irradiam por sob o piso.

Ar Condicionado

Deve ser usados como condicionamento complementar da temperatura interna, ou onde estratégias bioclimáticas podem não sutir o efeito esperado em algumas épocas do ano.

Os principais sistemas de condicionamento de ar são os aparelhos de condicionado de janela, minicentrais do tipo “split”, minicentrais de pequeno porte, self contained, chiller & fan-coil e centrífugas.

O sistema chiller & fan-coil (resfriar e ventilar) é uma sistema muito usado para shopping center. Consiste em produzir gelo durante a noite, quando a energia elétrica é mais barata, pois existe menor consumo. Durante o dia, a refrigeração do ar é produzida através de resfriamento do ar quente que passa em dutos em baixa temperatura proporcianada pelo gelo, retirando assim o calor do ar bombeado para o shopping.

Aquecimento Artificial

Deve ser usado como aquecimento complementar para elevar a temperatura interna, ou onde estratégias bioclimáticas podem não sutir o efeito esperado em algumas épocas do ano.

As principais técnicas de aquecimento artificial são:

Radiador incandescente geralmente é um aparelho de baixo custo, mas que consome bastante energia, e que consiste de um aparelho elétrico que aquece uma resistência e o calor irradiado pela mesma é refletido através de uma superfície refletora.

Condicionador de Ar Quente é semelhante à um aparelho de ar ar-condicionado para resfriamento, entretanto produz uma ventilação ou circulação força de ar no ambiente, fazendo o ar passar por um dispositivo de aquecimento, geralmente uma resistência elétrica. Consome também muita energia.

Radiador Individual consiste em um aparelho de aquecimento, com uma espécie de serpentina que irradia calor para o meio ambiente. É ligado na tomada e também consome bastante energia elétrica.

Ventilador Aquecedor é um tipo de aparelho ventilador, mas cujo gradil é uma resistência elétrica que produz calor. O vento impulsionado pelas hélices do ventilados passam em contato com a grade aquecida, e irradiam calor para o ambiente.

Radiador de Ligado a Sistema de Aquecimento Central é um tipo de radior, instalado em cada comodo da casa, hotel ou edificação. Neste radiador, existe geralmente uma serpentina aparente por onde passa agua quente irradiando calor para o ambiente. Este radiador instalado em cada comodo é ligado à por uma tubulação em circuto fechado, que retorna à centra de aquecimento. Em muitos paises frios, esta central de aquecimento fica no subsolo da casa ou hotel, e em muitos casos é alimentada à carvão, que aquece a agua que passa pelas serpentinas do aquecedor central.

Bibliografia e Referências

Veja algumas importantes publicações e livros sobre projeto, construção e arquitetura bioclimática, sendo alguns de autores e pesquisadores pioneiros no assunto.