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166.09year 22, jul. 2021
O pobre desempenho ambiental dos escritórios por trás da caixa de vidro
Perspectivas futuras (parte 08/08)
Joana Gonçalves, Roberta Mülfarth, Marcelo Roméro, Alessandra Shimomura, Ranny Michalski, Eduardo Pizarro, João Cotta, Guilherme Reis, Paula Lelis and Juliana Pellegrini
abstracts
português
Levanta-se a importância do desempenho ambiental no contexto de metas nacionais de redução de demanda energética. Coloca-se que a conquista de edifícios melhores requer mudanças também no processo de projeto.
english
The importance of the environmental performance is positioned in the context of national targets for the reduction of energy demand. It is presented the idea that better buildings require changes also in the design process.
español
Se plantea la importancia del comportamiento medioambiental en el contexto de los objetivos nacionales de reducción de la demanda energética. Se afirma que la consecución de mejores edificaciones también requiere cambios en el proceso de diseño.
how to quote
GONÇALVES, Joana; et. al. O pobre desempenho ambiental dos escritórios por trás da caixa de vidro. Perspectivas futuras (parte 08/08). Drops, São Paulo, ano 22, n. 166.09, Vitruvius, jul. 2021 <https://vitruvius.com.br/revistas/read/drops/22.166/8202>.
Colagem-Manifesto 08
Colagem de Eduardo Pizarro / Collage by Eduardo Pizarro
Como colocado no início dessa série, a discussão sobre demanda energética e qualidade ambiental nas edificações fica ainda mais relevante quando consideramos que a maioria dos edifícios construídos vão durar no mínimo cinquenta anos, se não mais. Em 2018, o setor dos edifícios comerciais era responsável por 18,65% de toda a energia elétrica consumida no país, enquanto o setor residencial (com um estoque de edifícios significativamente maior) era responsável por quase 29% e o industrial por 35,78% (1). Apesar de ainda atualmente dominado pelos setores industrial e residencial, o próprio Plano Nacional de Energia – PNE para 2030 prevê uma alteração do consumo energético por setor, com o aumento da participação do setor comercial e público nos próximos anos. Com esta perspectiva, estabeleceu-se no PNE 2030 que o setor comercial poderá responder, até 2030, por cerca de 20% do potencial de conservação de eletricidade (2). No entanto, o consumo de energia no setor das edificações tende a aumentar com o crescimento econômico e urbano do país. Logo, um dos desafios que se mostra para o desenvolvimento mais sustentável do país nos próximos anos é a busca por estratégias para a maior eficiência energética das edificações.
Retomando uma das ideias-chave colocadas no primeiro texto dessa série, diversos estudos (3) demonstraram que apenas abrindo as janelas vamos conseguir abaixar significativamente o consumo de energia nos edifícios comerciais. Porém, para isso, precisamos reinventar as fachadas a fim de minimizar os ganhos de calor solar enquanto melhoram-se as condições de iluminação natural e, juntamente, repensar as dimensões dos pisos. Caso contrário, a ventilação natural não será suficiente para remover o calor interno resultante da penetração da radiação solar somada ao calor gerado pela ocupação, sistemas e equipamentos.
O edifício de escritórios One Airport Square, em Accra, capital de Gana, na África (próxima à linha do equador com latitude 5,35°N), foi construído para maximizar o aproveitamento da ventilação e iluminação natural, numa cidade em que a temperatura do ar varia de 22 °C a 34,5 °C. Um terraço de dimensões variáveis, derivado do prolongamento das lajes, circunda o perímetro do piso em todos os nove andares, funcionando como um elemento de sombreamento horizontal que é complementado pela estrutura de vigas de concreto inclinadas, que sustenta o edifício e se projeta na frente das fachadas. Somado a isso, um átrio central leva luz natural ao interior do edifício e viabiliza a ventilação natural, na medida em que combina ventilação cruzada por efeito do vento com o efeito chaminé. Como resultado, foi estimado em projeto que os ambientes de escritórios podem usar a ventilação natural por no mínimo 25% do tempo de ocupação (4).
Assim como visto no caso do edifício em Accra, claramente, a arquitetura comercial brasileira precisa encontrar alternativas para o projeto de edifício de escritórios de caixa de vidro e dimensões fundas, considerando a possibilidade de reduções da área de vidro em determinadas orientações, além da inserção de proteções solares. Todas estas alternativas podem e devem ser informadas por estudos analíticos de desempenho ambiental (térmico, luminoso, energético e acústico), visando precisão e eficácia da solução.
A exemplo disso, Cotta e Vieira (5) verificou que, para o clima de São Paulo, além do sombreamento externo, a redução da área de vidro de praticamente 100 para 50% da área de fachada (WWR – Window to Wall Ratio) na orientação norte é uma estratégia muito eficiente para a redução dos ganhos de calor solar, cortando 70% dos mesmos. Na fachada sul, a redução da área de vidro também é eficiente e dispensa a necessidade da proteção solar. Complementando, nas orientações oeste e leste, grandes áreas de vidro (pelos menos até 75% de WWR) pode ser mantida sem prejuízos para o desempenho, desde que existam proteções solares externas, que têm o potencial de bloquear 65% dos ganhos solares. Para fazer a proteção solar do tipo horizontal (necessária na orientação norte), soluções mais simples como a prolongação de lajes, criando pequenas proteções horizontais, já surtem efeito na redução dos ganhos de calor solar.
Olhando para dentro do edifício, pesquisadores e agentes da prática arquitetônica no contexto internacional vêm trabalhando há mais de uma década com as ideias de diversidade espacial e de qualidade ambiental (6). Fala-se aqui de uma ideia de conforto adaptativo (7). De acordo com este conceito, o conforto ambiental, de forma geral, deixa de ser o alcance de uma condição fixa ao longo do tempo e do espaço (como por exemplo, 22 oC ou 24 oC em todo o ambiente ao longo de todo o ano) e passa a ser um estado variável de acordo com o clima externo e as preferências de cada um. É dado ao usuário, por meio das estratégias de adaptação ambiental, a opção de modificar as condições ambientais internas para maior ou menor privacidade, exposição ao sol, ao vento, à luz e/ou ao ruído, ou mesmo de escolher seu local de trabalho em um determinado momento, para a realização de uma determinada tarefa. Para tanto, a flexibilidade da configuração espacial interna passa a ser uma estratégia importante de projeto, incluindo espaços de transição entre interior e exterior, como varandas, terraços e mesmo átrios, combinados a um uso flexível dos espaços internos.
Sobre as perspectivas para o cenário nacional, no âmbito do edifício de escritórios, exemplos da prática mais recente mostram avanços na direção das propostas e conceitos internacionais mencionados acima, especialmente para edifícios de médio porte com lajes de até 800 m², incluindo espaços de transição, beirais e outros tipos de proteção solar externa (como placas e chapas perfuradas) e também a redução de áreas envidraçadas e a introdução de mais componentes opacos.
Outro aspecto interessante de projeto para o edifício de escritórios são as janelas operáveis para a ventilação natural, quando possível e desejada, que se beneficia da inércia térmica presente nas lajes aparentes. Combinadas, pode-se dizer que, atualmente, todas essas soluções estão criando uma nova tendência no mercado da arquitetura comercial na cidade de São Paulo. Contudo, enquanto esta tendência arquitetônica é disseminada, devem ser também levantados questionamentos sobre o real desempenho destes edifícios, ou seja, sobre a eficiência das diferenciações aplicadas ao modelo padrão de edificações. Em outras palavras, as varandas, as proteções solares, os átrios, as áreas reduzidas de vidro, o tamanho das aberturas para a ventilação, os pés-direitos maiores e outras soluções estão sendo calculados e dimensionados de acordo com estudos técnicos de desempenho ambiental ou são inseridos no projeto arbitrariamente? Certamente, precisamos saber mais sobre os números que confirmam o desempenho desta nova tendência arquitetônica.
A arquitetura, como parte das ciências sociais aplicadas, tem o papel de educar e qualificar o mercado sobre a importância da eficiência energética e, principalmente, da qualidade ambiental das edificações. Mas, para isto, deve ser revisto não só o entendimento do que é um edifício com melhor desempenho ambiental, mas também o processo de projeto tem que mudar, reconhecendo o papel da investigação analítica das estratégias conjuntas de arquitetura e engenharia, desde as primeiras etapas do projeto, e não apenas como uma ação corretiva para aumentar a pontuação do projeto na avaliação de alguma “certificação verde”, como normalmente ocorre no contexto brasileiro. Em última instância, trata-se aqui de uma urgente mudança de valores e práticas para a criação de um ambiente construído mais resiliente às incertezas e riscos do futuro de mudanças climáticas e escassez de recursos.
notas
NA – A série de oito artigos intitulada “O pobre desempenho ambiental dos escritórios por trás da caixa de vidro” conta com os seguintes colaboradores: Amanda Ferreira, Ana Silveira, André Sato, Aparecida Ghosn, Beatriz Souza, Bruna Luz, Carolina Leme, Claudia Carunchio, Cristiane Sato, Eduardo Lima, Erica Umakoshi, Guilherme Cunha, Julia Galves, Karen Santos, Laís Coutinho, Larissa Luiz, Marcelo Mello, Mônica Marcondes-Cavaleri, Monica Uzum, Nathalia Lorenzetti, Paula Abala, Sheila Sarra, Sylvia Segovia.
NE – Este é o oitavo de uma série de oito artigos sobre o tema do “desempenho ambiental”. A série completa é a seguinte:
GONÇALVES, Joana; et. al. Desempenho ambiental dos escritórios em caixa de vidro. Uma visão geral (parte 01/08). Drops, São Paulo, ano 21, n. 158.08, Vitruvius, nov. 2020 <https://vitruvius.com.br/revistas/read/drops/21.158/7926>.
GONÇALVES, Joana; et. al. O pobre desempenho ambiental dos escritórios em caixa de vidro. Conforto térmico e desempenho energético (parte 02/08). Drops, São Paulo, ano 21, n. 160.02, Vitruvius, jan. 2021 <https://vitruvius.com.br/revistas/read/drops/21.160/7999>.
GONÇALVES, Joana; et. al. O pobre desempenho ambiental dos escritórios por trás da caixa de vidro. Controle térmico e da qualidade do ar em tempos de pandemia (parte 03/08). Drops, São Paulo, ano 21, n. 161.02, Vitruvius, fev. 2021 <https://vitruvius.com.br/revistas/read/drops/21.158/8024>.
GONÇALVES, Joana; et. al. O pobre desempenho ambiental dos escritórios em caixa de vidro. Luz natural e artificial (parte 04/08). Drops, São Paulo, ano 21, n. 162.08, Vitruvius, mar. 2021 <https://vitruvius.com.br/revistas/read/drops/21.158/8072>.
MICHALSKI, Ranny; et. al. O pobre desempenho ambiental dos escritórios por trás da caixa de vidro. Conforto acústico (parte 05/08). Drops, São Paulo, ano 21, n. 163.02, Vitruvius, abr. 2021 <https://vitruvius.com.br/revistas/read/drops/21.158/8073>.
GONÇALVES, Joana; et. al. O pobre desempenho ambiental dos escritórios por trás da caixa de vidro. A força de transformação de estratégias arquitetônicas. Drops, São Paulo, ano 21, n. 164.08, Vitruvius, maio 2021 <https://vitruvius.com.br/revistas/read/drops/21.164/8186>.
MICHALSKI, Ranny; et. al. O pobre desempenho ambiental dos escritórios por trás da caixa de vidro. O mito das certificações verdes (parte 7/8). Drops, São Paulo, ano 21, n. 165.07, Vitruvius, jul. 2021 <https://vitruvius.com.br/revistas/read/drops/21.165/8199>.
GONÇALVES, Joana; et. al. O pobre desempenho ambiental dos escritórios por trás da caixa de vidro. Perspectivas futuras (parte 08/08). Drops, São Paulo, ano 21, n. 166.09, Vitruvius, jul. 2021 <https://vitruvius.com.br/revistas/read/drops/21.166/8202>.
1
No contexto global do consumo de energia elétrica, é importante considerar que o Brasil é atualmente o oitavo maior gerador e consumidor de energia elétrica do mundo com 475,237 GWh, ficando logo atrás e muito próximo da Alemanha, uma grande potência industrial. Em números absolutos, os quase 20 % do setor comercial correspondem a 88,631 GWh. Empresa de Pesquisa Energética. Consumo Nacional de Energia Elétrica na Rede Por Classe: 1995 – 2018. Diretoria de Economia da Energia e Meio Ambiente / Ministério de Minas e Energia, 2019 <https://bit.ly/3CweAa2>.
2
Empresa de Pesquisa Energética. Plano Nacional de Energia PNE, 2030. Diretoria de Economia da Energia e Meio Ambiente / Ministério de Minas e Energia, 2006 <https://bit.ly/3yCS7FP>.
3
COTTA, João; VIEIRA, João Leal. O desempenho térmico de ambientes de trabalho nas cidades de São Paulo e Rio de Janeiro. In GONÇALVES, Joana; BODE, Klaus (org.). Edifício Ambiental. São Paulo, Oficina de Textos, 2015; GALVES, Julia. Contemporary Translucent Buildings in São Paulo. Dissertação de mestrado. Londres, Architecture and Environmental Design – AED / University of Westminster, 2019; GONÇALVES, Joana Carla Soares; MARCONDES-CAVALERI, Mônica Pereira. Ventilação natural em edifícios de escritórios: mito ou realidade? In GONÇALVES, Joana; BODE, Klaus (org.). Edifício Ambiental. São Paulo, Oficina de Textos, 2015.
4
BODE, Klaus. Projeto integrado e o papel da simulação computacional de desempenho ambiental, exemplos de projeto. In GONÇALVES, Joana; BODE, Klaus (org.). Op. cit.
5
COTTA, João; VIEIRA, João Leal. O desempenho térmico de ambientes de trabalho nas cidades de São Paulo e Rio de Janeiro (op. cit.).
6
GONÇALVES, Joana Carla Soares. O novo ambiente de trabalho: diversidade ambiental e flexibilidade do espaço. Pós – Revista do Programa de Pós-Graduação em Arquitetura e Urbanismo da FAU USP, v. 26, 2019.
7
NICOL, Fergus; HUMPHREYS, Michael; ROAF, Susan. Adaptive thermal comfort: principles and practice. London, Routledge, 2012.
sobre os autores
Joana Gonçalves é arquiteta e urbanista pela UFRJ, mestre em Environment and Energy pela AA School of Architecture, doutora e livre-docente pela FAU USP. Orientadora dos programas de pós-graduação Arquitetura e Urbanismo da FAU USP e Architecture and Environmental Design, School of Architecture and Cities, University of Westminster, Londres. Professora da AA School of Architecture, Londres e diretora da Associação Plea.
Roberta Mülfarth é arquiteta e urbanista pela FAU USP, mestre pelo Programa Interdisciplinar de Pós-Graduação em Energia da USP, doutora e livre-docência pela FAU USP. Orientadora de pós-graduação em Arquitetura e Urbanismo da FAU USP e no Programa de Educação Continuada – Pece, no curso de especialização de Gestão em Cidades, junto a Poli USP. Vice-coordenadora do USP Cidades. Chefe do Departamento de Tecnologia da FAU USP.
Marcelo Roméro é professor titular da FAU USP. Arquiteto e urbanista pela UBC, mestre, doutor e livre docente pela FAU USP, pós-doutorado pela Cuny (USA). Orientador e professor dos Programas de Pós-Graduação da USP, do Instituto de Pesquisas Tecnológicas do Estado de São Paulo – IPT, da Universidade de Brasília, do Centro Universitário Belas Artes de São Paulo e da Peter the Great St. Petersburg Polytechnic University.
Alessandra Shimomura é arquiteta e urbanista pela PUC Campinas, mestre pela Unicamp e doutora pela FAU USP. Professora pela Faculdade de Arquitetura e Urbanismo e orientadora do programa de pós-graduação em Arquitetura e Urbanismo da FAU USP. Advisor no Student Branch ArchTech-Labaut da Ashrae e Membro do Comitê Plea Chapter Latin America and the Caribbean (Passive and Low Energy Architecture, Plea LAC).
Ranny Michalski é engenheira mecânica pela UFRJ, mestre e doutora em Engenharia Mecânica pela Coppe UFRJ. Professora doutora da FAU USP, onde atua como docente no ensino e na pesquisa, e orientadora do programa de pós-graduação em Arquitetura e Urbanismo da FAU USP. Membro da Diretoria da Sociedade Brasileira de Acústica – Sobrac. Participa da elaboração de normas técnicas brasileiras em acústica da Associação Brasileira de Normas Técnicas – ABNT.
Eduardo Pizarro é arquiteto e urbanista, mestre e doutor pela FAU USP. Assessor de Relações Internacionais do CAU SP. Professor na USJT. Pizarro é embaixador do LafargeHolcim Awards e já desenvolveu pesquisa na Architectural Association Graduate School, em Londres, e na ETH, em Zurique. Ganhador de prêmios como o Jovem Cientista (Brasília, 2012) e o LafargeHolcim Forum Student Poster Competition (Detroit, 2016).
João Cotta é graduado em Arquitetura pela Pontifícia Universidade Católica de Campinas, mestre em Sustainable Environmental Design pela AA School of Architecture, Londres, e doutorando pela FAU USP. Sócio do escritório Oliveira Cotta Arquitetura. Em seu portfólio destacam-se o novo centro de P&D da empresa Siemens na Ilha do fundão, no Rio de Janeiro e a Ampliação da Estação de Metrô Santo Amaro.
Guilherme Cunha é arquiteto e urbanista pela FAU USP. Cursou o programa de dupla formação FAU Poli USP. Foi bolsista de Iniciação Científica com apoio do CNPq e da Fapesp na área de Desempenho Ambiental e Eficiência Energética das Edificações, com ênfase em iluminação e térmica. Atualmente é consultor da Inocatech Engenharia.
Paula Lelis é arquiteta e urbanista pela FAU USP, mestre em Arquitetura, Energia e Meio Ambiente pela Universidad Politécnica de Cataluña, com doutorado em andamento pela FAU USP. Atua como consultora em sustentabilidade em projetos urbanos e arquitetônicos.
Juliana Pellegrini é arquiteta e urbanista pela Universidade Mackenzie, pós-graduanda no programa de Arquitetura e Urbanismo da FAU USP, com foco em Processo de Projeto de Edifício de Alta Desempenho. President Elect Ashrae Brasil Chapter 2021/2022 e diretora do escritório Studio Symbios. Com mais de vinte anos de atuação, obteve publicações e premiações em concursos nacionais e internacionais.