1UM PARALELO ENTRE O DESENVOLVIMENTO SUSTENTÁVEL E O CONFORTO TÉRMICO NAS EDIFICAÇÕES Luiz Carlos Silva Araújo¹ Rafael Cavalcante Avelino do Amaral² ¹ Universidade Federal do Tocantins, curso de Engenharia Civil,
[email protected]. ² Universidade Federal do Tocantins, curso de Engenharia Civil,
[email protected]. Resumo: Diante dos problemas ambientais pelo qual o homem tem passado, aparentemente, fruto da sua forma de desenvolvimento, o presente trabalho busca relacionar o desenvolvimento sustentável dentro da construção civil com a arquitetura atual que vem percebendo que o conforto térmico nas edificações não é mais uma opção, mas uma necessidade, ainda mais se tratando de um país predominantemente tropical, como o Brasil. Veremos quais as variáveis climáticas e arquitetônicas que influenciam direta ou indiretamente nas condições internas de um ambiente construído pelo homem. Palavras-Chave: Desenvolvimento sustentável. Conforto térmico. Variáveis climáticas. Variáveis Arquitetônicas. INTRODUÇÃO Muitos são os problemas ambientais pelo qual o homem tem passado, tais como: tempestades tropicais, efeito estufa, desmatamento ambiental, etc. Estes problemas, em grande parte, são frutos da forma como o ser humano se desenvolveu. No entanto, apesar desse processo autodestrutivo pelo qual a humanidade tem passado, muitas são as lutas pela mudança desta realidade tenebrosa. Logo, o desenvolvimento sustentável, e suas extensões, surgem como uma alternativa para se mudar a forma atual de alcançar o progresso. Neste sentido, o presente trabalho objetiva relacionar, de forma geral, o conforto térmico nas edificações, com o desenvolvimento sustentável, uma vez que ambos os temas se relacionam, ou seja, conforto térmico e desenvolvimento sustentável são assuntos intrínsecos. No entanto, para esta finalidade se faz necessário o entendimento de alguns conceitos, como: desenvolvimento sustentável, construção sustentável e conforto térmico. Logo, a pesquisa Logo. na década de 70. Este trabalho é baseado em artigos científicos publicados que trabalham as questões do conforto térmico e a construção sustentável. Diante disso. tais como o conforto térmico natural. mas. o estudo desse tema é a base para o entendimento dos parâmetros que regerão as construções sustentáveis. 1 BREVE HISTÓRICO SOBRE O DESENVOLVIMENTO SUSTENTÁVEL Ao se observar o desenvolvimento da humanidade constata-se uma total ausência de preocupação com as consequências geradas ao meio ambiente. destacam-se ainda importantes documentos como a Declaração do Rio e a Agenda 21 apresentados na Conferência das Nações Unidas sobre Meio Ambiente e Desenvolvimento. Entretanto. na década de 80. intitulado “Limites de Crescimento” previa um futuro catastrófico para o homem. pelo mundo. também. na década de 60. baseado no consumismo. e com padrões acadêmicos. Isto pode ser constatado uma vez que este conceito somente é criado na segunda metade do século XX. Logo. o conceito de desenvolvimento sustentável foi apresentado. O desconforto térmico afeta o rendimento físico e mental durante a execução das tarefas do dia-a-dia. ao se observar a história do século XX. um dos relatórios produzidos pela ONG Clube de Roma. Neste sentido. pela primeira vez. algumas ONGs realizaram estudos para analisar as prováveis consequências desse modelo de desenvolvimento. no Relatório de Brundtland. portanto. Porém. Este artigo busca conscientizar de que o conforto térmico não se trata apenas de uma questão econômica. No entanto. este artigo esta pautado em materiais de relevância científica. de uma problemática ambiental. o desenvolvimento sustentável é apresentado com uma forma de produção que atende as necessidades do presente sem comprometer as gerações futuras de atenderem as . como a Declaração de Estocolmo. Além destes. Outros trabalhos foram produzidos com o intuito de buscar uma preservação do meio ambiente. é importante conhecer as variáveis que influenciam o ambiente. constata-se a sobreposição do capitalismo ao socialismo. o que gerou uma proliferação do modelo de desenvolvimento norte americano. ambos trabalham o tema desenvolvimento sustentável.2 aqui desenvolvida tem por objetivos secundários a formação de uma base de conceitos que serão utilizados ao longo do artigo. 24). 2000 apud CORRÊA. entre outros. dos materiais e da energia. Na dimensão social é observado: formalidade no emprego. o difícil acesso a educação de boa qualidade e ao saneamento ambiental. utilização e descarte. é observada as formas de obtenção. uma edificação sustentável busca alternativas para solucionar o problema de desconforto térmico através da economia de energia. Por outro lado. etc. calor. 2009. ventilação. na utilização de aparelhos eletrônicos. foram abandonados com o advento da energia elétrica e tecnologias de aquecimento e resfriamento artificiais”.3 suas. proteção ambiental e desenvolvimento econômico. a engenharia deve trabalhar buscando meios para se construir gerando a menor quantidade de desperdício possível. e dos acentuados problemas de mobilidade e acessibilidade. entre outras coisas. (ROMERO. o déficit habitacional e a situação de risco de grandes assentamentos. economia de recursos. são uns dos principais vilões. Todavia. da água. Destaca-se que. Romero apud Corrêa (2009) contextualiza a sustentabilidade em nível de cidade: A construção da sustentabilidade nas cidades brasileiras significa enfrentar várias questões desafiadoras. de modo sustentável. adaptação para excepcionais ou idosos. 2 SUSTENTABILIDADE NA CONSTRUÇÃO CIVIL As mudanças climáticas são um tema latente nos debates ambientais. decorrentes do calor excessivo ou do frio. . problemas de conforto térmico nas edificações. uma vez que a solução para estes são baseadas. p. muitas vezes. ou seja. Quanto à dimensão econômica é ponderado: a compatibilidade com as demandas e restrições do entorno. além da degradação dos meios construído e natural. A seguir. Neste sentido. segundo Cisllag e John (2006) a construção sustentável é baseada no tripé desenvolvimento social. Isto é explicado. como luz. como a concentração de renda e a enorme desigualdade econômica e social. impactos regionais e viabilidade econômica da proposta. Logo. dentro da dimensão ambiental. Cislag e John (2006) afirmam que “muitos processos que privilegiavam o aproveitamento passivo de fatores naturais. segurança de trabalho. Neste sentido. alcançar a sustentabilidade na construção não é uma tarefa simples. pois. Para os dois extremos. conservação e reabilitação de edifícios antigos. Além disso. Mas nem sempre o calor dissipado é exatamente o necessário para manter a temperatura corporal em sua normalidade. uma máquina termorreguladora. as construções devem seguir alguns parâmetros. e a reciclagem. primeiramente devemos lembrar que o corpo humano é. 3 CONFORTO TÉRMICO Para se falar de conforto térmico. Em um ambiente quente. a pele atua como mecanismo de contenção. e o processamento de entulhos na geração de matéria-prima para a construção. Quando estamos em um ambiente frio. Por outro lado. oriundos de outras construções. a pele possui um dos papeis mais importantes no processo termorregulador. e. a máquina humana trabalha para evitar o superaquecimento. por assim dizer. uma das alternativas é o estudo do conforto térmico nas edificações. além da problemática do conforto térmico. para conseguirem o selo de construção sustentável. a construção sustentável também busca recursos arquitetônicos que minimizem os gastos energéticos. o corpo acaba acionando mecanismos biológicos que aumentam a queima de energia. e o restante é dissipada em forma de calor para que a temperatura do nosso organismo se mantenha constante. fazendo com que o calor permaneça mais no corpo e assegurando que a temperatura corporal não se .4 Neste sentido. visando à redução do consumo energético. os edifícios sustentáveis buscam a redução dos desperdícios através de: um melhor planejamento de execução. consequentemente. Portanto. Logo. Toda a energia que obtemos dos alimentos é transformada em combustível para todos os tipos de reações químicas que ocorrem em nosso organismo. em suas obras. assim como acontece quando sentimos a necessidade de adicionar mais lenha a uma fogueira para aumentar sua chama. a reutilização de materiais empregados no processo construtivo. na faixa dos 37ºC. alguns destes são: redução dos desperdícios. existem as questões políticas envolvidas. FROTA e SCHIFFER (2001) comentam que apenas 20% dessa energia é de fato aproveitada como potencialidade de trabalho. ou quando praticamos exercício físico. ou mesmo. a questão da sustentabilidade vai além de um problema econômico e tecnológico. as empresas que querem fazer o diferencial no mercado precisam superar estas questões. Mas. Para o frio. o calor que é dissipado usualmente. Ainda que o desconforto térmico também possa ser ocasionado pelo frio excessivo. É dessa contextualização que surge o conceito de conforto térmico: Segundo ASHRAE (1993. Estas condições são os fatores que influenciam diretamente paredes. coberturas e. Alguns desses fatores climáticos serão abordados aqui. pode-se dizer que o homem sente conforto térmico. DUTRA. Com o parágrafo anterior já conseguimos perceber que o corpo se comporta de maneira diferente conforme as condições do ambiente mudam. .1 VARIÁVEIS CLIMÁTICAS O primeiro princípio aparente para julgar os motivos que levam uma residência a um desconforto térmico são as condições climáticas externas. que é o predominante no Brasil e. conforto térmico é um estado de espírito que reflete a satisfação com o ambiente térmico que envolve a pessoa. Adiante. em nossa região. 1997). PEREIRA. por consequência. funcionando como um eficiente dissipador de calor. que precisa roubar calor para evaporar. as construções brasileiras precisam ainda em sua fase de planejamento de cuidados específicos para eliminar ou minimizar qualquer forma de desconforto relacionado à temperatura interna das obras. DUTRA. a pele é um facilitador de fluxo térmico de dentro para fora. e são eles: radiação solar incidente.41). PEREIRA. ventos e vegetação. principalmente.5 iguale à temperatura externa. neste artigo trataremos apenas do desconforto por calor. apud LAMBERTS. 1997. Se o balanço de todas as trocas de calor a que está submetido o corpo for nulo e a temperatura da pele e suor estiverem dentro de certos limites. 3. trataremos de algumas das variáveis que influenciam no conforto térmico dos ocupantes de uma construção. o interior de casas e edifícios. Tratando-se de um país de clima predominantemente tropical. No calor. (LAMBERTS. a destacar o papel do suor. p. O objetivo deste artigo é justamente tratar das variáveis arquitetônicas e climáticas que influenciam na sensação que o indivíduo tem do ambiente na qual ele está inserido. umidade do ar. 2000. Porém. 2005. Em climas com alta umidade relativa. as temperaturas máximas e as mínimas costumam ter uma grande amplitude. Em climas secos. 3.1 Radiação Solar Incidente Conforme lembra Romero (2000). é decomposta em três faixas de ondas quando entra na atmosfera: a radiação ultravioleta. a radiação infravermelha vem acompanhada. p. Tratando-se de desconforto térmico devido ao calor. o calor atravessa os materiais e atinge o interior dos ambientes da construção. Alcança-se o conforto térmico com um valor intermediário de umidade relativa. o aquecimento externo dos materiais. causando seu aquecimento. pois os extremos apresentam consequências negativas. que serão discutidas mais adiante. seres humanos. Baseado na proporção de vapor d’água por volume de ar é que se chega à definição de umidade relativa. 22). devido às partículas de água em . 16). a radiação solar incidente pode ser considerada a mais direta e influente de todas as variáveis. A umidade do ar é uma variável delicada e que possui relação íntima com o calor. e é ela a responsável pelo aquecimento dos interiores. A luz visível é. e a toda a vida animal e vegetal. É ela que atinge diretamente a cobertura e as paredes de uma residência. da evapotranspiração dos vegetais e de outros processos de menor importância” (ROMERO. Essa radiação. a infravermelha e luz visível (BRAGA. A radiação ultravioleta é aquela conhecida por ser a responsável pelas queimaduras de pele quando ficamos por muito tempo expostos ao sol.2 Umidade do Ar Conforme Romero (2000). o dia costuma ser muito quente e a noite muito fria.1. (BRAGA. aqui na Terra. Por condução. p. 23). ou seja. causando. “o vapor d’água contido no ar origina-se da evaporação natural da água.1. a radiação solar é a energia transmitida pelo sol sob a forma de ondas eletromagnéticas. a componente de maior interesse a nós. 2005. obviamente. p.6 3. primeiramente. Este processo natural pode ser minimizado ou até eliminado com variáveis arquitetônicas adequadas. Elas possuem uma alta capacidade de absorção da irradiação solar. para a construção civil. 8). devolvem proporcionalmente menos calor por aproveitarem parte da energia em seu processo metabólico. entre dois pontos da atmosfera gera um fluxo de ar. ou arborização. e que vai ser novamente mencionada nas VARIÁVEIS ARQUITETÔNICAS. 12). 2000. SCHIFFER. 3. p. 3. 25). Áreas com cobertura vegetal tendem a apresentar boa umidade relativa devido ao resultado da própria fotossíntese que as plantas fazem.1. p. além de uma variável climática de conforto térmico. Em escala regional.2 VARIÁVEIS ARQUITETÔNICAS As condições climáticas nem sempre podem ser excluídas do contexto. A arborização favorece a manutenção do ciclo oxigênio-gás carbônico. a vegetação e o relevo podem influenciar na direção dos ventos (BRAGA. “A diferença de pressão ou de temperatura.7 suspensão no ar terem a capacidade de receber calor do Sol e se aquecerem (FROTA. 2000. principalmente porque a evaporação do suor fica mais lenta (BRAGA. 3. p.1. é de extrema relevância. 2005. 24). com boa profundidade. no entanto. uma prática sustententável e de preocupação com a saúde de nosso planeta. mostrando ser. essencial à renovação do ar. informação que. (ROMERO. 2001). mas a engenharia e a arquitetura são capazes de contornar as dificuldades e até integrar meio . p. que se desloca das regiões mais frias (baixa pressão) para as regiões mais quentes (alta pressão)” (BOAS. a sensação térmica a respeito do calor se eleva. 2005. 1983 apud ROMERO.3 Ventos Os ventos são determinados pelas variações das pressões atmosféricas ao redor do globo.4 Vegetação Romero (2000) trata do assunto vegetação. 2001. Somados com a escolha do material. 71). p. é comum correntes de pensamentos serem criadas e ideais virarem referência para demais arquitetos. SCHIFFER. A seguir. Atualmente. Por todos os lugares. Mas a maior discussão gira em torno da decisão sobre qual material seria o mais adequado para a composição das telhas. SEVEGNANI et al.8 ambiente externo com a construção para aproveitar os pontos positivos.2. podemos observar construções não sustentáveis e que não foram projetadas para proporcionar o conforto térmico adequado aos seus ocupantes. Duas vertentes de ideais contrários surgiram dentro do movimento. 3. existem ainda outras técnicas para aumentar a eficiência térmica. tratando-se de conforto térmico. mostraremos algumas das variáveis arquitetônicas que influenciam no conforto térmico de uma residência ou edificação. sendo que a vertente que predominou no Brasil foi aquela que ignorava as condições do lugar e utilizava as novas tecnologias indiscriminadamente. tratando da relação entre conforto térmico e produtividade de rebanho resultante da escolha adequada de telhas. deste modo. projetistas do plano piloto de Brasília. Nomes consagrados como Lúcio Costa e Oscar Niemayer. as telhas de barro foram apontadas como a melhor opção para conforto térmico. 2005. p. A falta de preocupação e planejamento entre obra e o seu entorno. Um exemplo disso foi o movimento modernista na arquitetura que ocorreu no século XX aqui no Brasil. não penetrará nos ambientes. . A cobertura deve ser feita com elementos isolantes. Na época de seus estudos. ou espaços de ar ventilados. Na arquitetura. Uma deles é a pintura refletiva. (FROTA. no início da década de 90. 6). com a tendência de modelos sustentáveis. (1994) trazem essa discussão para o âmbito agropecuário. assim como na literatura.1 Cobertura O telhado de uma residência é o responsável por conferir a ela proteção contra as intempéries e um dos primeiros alvos da radiação solar incidente. Existem diversos tipos de cobertura e. a composição do material de cobertura é que vai ditar boa parte do fluxo de calor que irradia para o interior. faziam parte do movimento. os quais têm como característica retirar o calor que atravessa as telhas que. que presava pela beleza simples e funcional por meio de volumes geométricos simples e pouca ornamentação (BRAGA. somado às variáveis climáticas. que utiliza da cor branca para pintar a superfície externa de telhas para aumentar o potencial de reflexão de raios solares. não são particularidades do modernismo brasileiro. Braga (2005). Ele constitui uma barreira que obstrui o fluxo térmico que se origina pela insolação da cobertura.. se comparado com os materiais usuais. as paredes também são alvo direto da insolação e possuem caráter de barreira contra chuvas e ventos. por serem feitos de materiais com condutibilidade térmica menor que a alvenaria comum.9 já existe o aproveitamento de fibras naturais e outros agregados reciclados para a composição de telhas com igual ou superior potencial de isolamento. p. ao estudar a arquitetura dos edifícios residenciais de Brasília. 3. de função parecida. É neste ponto que entra a importância de técnicas que minimizem o fluxo de calor.2. Existem técnicas de sombreamento que também ajudam a minimizar a radiação direta incidente sobre a superfície das paredes. também podem ser usadas. como os toldos e os beirais. elas possuem a função básica de fornecerem iluminação natural durante o dia ou de trazerem para o ambiente interno as .2. Conforme dito anteriormente. 2). 1994. O forro é outro elemento que também faz parte do sistema de cobertura.2 Paredes Assim como a cobertura. independentemente de qual tipo de telha se tenha utilizado” (ETERNIT. FROTA e SCHIFFER (2001) discutem sobre o uso de lâminas no interior das paredes que. mas de formas diferentes. além de possuírem função estrutural. reduziriam a carga térmica que passaria do exterior para o interior. “O forro tende a uniformizar as condições de conforto térmico nos ambientes. Admitindo-se o vidro como o material mais comum de composição das janelas.3 Janelas As janelas são uma variável arquitetônica bastante delicada. se depara com um mecanismo comum de contenção solar: os brises. quando a insolação incide sobre a superfície externa da parede. que são estruturas verticais ou horizontais que minimizam o fluxo direto de raios solares que incidem nas paredes. 1981 apud SEVEGNANI et al. 3. Outros mecanismos. por condução o calor é transmitido até a superfície interna e espalhado por convecção para o ambiente interno. Na verdade. a radiação infravermelha. também auxiliam na redução de fluxo térmico que incide sobre as janelas. Para países tropicais. por controlarem o excesso de umidade do ambiente (SARMENTO et al. mas quando abertas.5 Materiais Como última variável arquitetônica. 2005.10 condições agradáveis do ambiente externo. temos os materiais que compõe a construção.2. citados no tópico anterior. Conforme ela menciona. 118) e equilibrarem parcialmente a temperatura externa com a interna. (BRAGA.. que ainda fornecem a melhor proteção contra os raios solares. 3. além da luz visível. ao se buscar a iluminação natural. quando for o caso. mas são as películas refletivas. segundo suas comparações. também carrega. a radiação solar incidente. Os brises. os materiais não são uma variável exclusivamente arquitetônica. responsável pelo aquecimento dos interiores. como também as próprias janelas citadas no tópico anterior. os ventos são de extrema importância para a construção civil. p. Braga (2005) trata de alguns métodos que ajudam a minimizar a passagem de carga térmica para os interiores. No entanto. pois eles conferem sensação de conforto térmico instantâneo aos ocupantes de uma residência. de maneira geral. 3. Conhecer a direção e sentido dos ventos é primordial para se saber a correta posição de vãos e janelas em uma construção. A expressão “vãos orientados” se remete ao planejamento que deve existir antes da fase de concepção da obra para que as aberturas que existirem sejam orientadas conforme o fluxo usual de ventos da região de implantação.2. . Como mencionado nas variáveis climáticas. como já mencionado. como é o caso do Brasil. já existem no mercado vidros com propriedades refletivas que diminuem a radiação infravermelha que passa para o interior dos ambientes. 2005). deve se haver um cuidado redobrado com o uso de vidros.4 Vãos orientados Esta variável arquitetônica engloba tanto os vãos que por ventura existam em paredes. na contramão dos conceitos sustentáveis. Tratando de consumo de energia. das novidades de mercado. do conhecimento das possibilidades que existem. 16). refrigeração e iluminação. (FROTA. Não se trata somente do uso indiscriminado de qualquer material. 4 CONSIDERAÇÕES FINAIS O planejamento de uma construção quanto aos materiais de revestimento de coberturas e paredes e à correta aplicação de janelas e suas técnicas de proteção solar não é só uma questão de conforto térmico. mas também de sustentabilidade. SCHIFFER. Aparelhos condicionadores de ar e ventiladores muitas vezes são apenas medidas paliativas para um problema que na verdade é de ordem arquitetônica. claro. p. aliado ao dos mecanismos de trocas de calor e do comportamento térmico dos materiais. permite uma consciente intervenção da arquitetura. tanto para aquecimento. ou seja. mas. Braga (2005) comenta que os avanços tecnológicos retiraram de foco os modelos arquitetônicos ambientalmente corretos por proporcionarem resultados artificiais aparentemente eficientes. Ao se reduzir os excessos de cargas térmicas que adentram nos interiores das construções. Via de regra. pudemos perceber que a escolha certa dos materiais e das técnicas aplicadas a eles são essenciais para se atingir o máximo de conforto térmico. 2001. mas também em economia de energia. .11 mas estão presentes como variável dependente em praticamente todas as outras variáveis. do custo-benefício. incorporando os dados relativos ao meio-ambiente externo de modo a aproveitar o que o clima apresenta de agradável e amenizar seus aspectos negativos. sim. não ganhamos apenas em conforto. mas a troco de grandes consumos energéticos. Nos tópicos anteriores. uma citação de FROTA e SCHIFFER resume bem tudo o que foi apresentado neste artigo a respeito do conforto térmico: O conhecimento do clima. Abaixo. a prioridade é buscar componentes que ofereçam a menor condutibilidade térmica para assegurar que o menor volume possível de carga térmica do ambiente externo possa adentrar nos interiores das construções. das propriedades físico-químicas e. das consequências resultantes que afetarão o conforto térmico da obra. Scientia Agrícola. Belo Horizonte: Escola de Engenharia da UFMG. 168 f. José Humberto Vilar da. 2009. 1-7. 2005. São Paulo: PW Editores. K. Lásaro Roberto. 1997. Marta Cristina de Jesus Albuquerque. 2001. DUARTE. 2005. PEREIRA.. Dermeval Araujo. 1994. SEVEGNANI. Roberto. SCHIFFER. 2000.1. 14.. Marta Adriana B. Brasília.. CORRÊA. DA SILVA. p. Revista Eletrônica do Mestrado em Educação Ambiental. Conforto Térmico na Escola Pública em Cuiabá-MT: Estudo de Caso. . 2006. José de Souza. v. NASCIMENTO. Universidade de Brasília. Monografia apresentada ao Curso de Especialização em Construção Civil da Escola de Engenharia UFMG. CISLLAG. n. R. 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