A PRÁTICA DO PROJETO ARQUITETÔNICO EM CAMPINAS, SP E DIRETRIZES PARA O PROJETO DE EDIFICAÇÕES ADEQUADAS AO CLIMA

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1 A PRÁTICA DO PROJETO ARQUITETÔNICO EM CAMPINAS, SP E DIRETRIZES PARA O PROJETO DE EDIFICAÇÕES ADEQUADAS AO CLIMA CHVATAL, Karin M. S. (1); LABAKI, Lucila C. (2), KOWALTOWSKI, Doris C. C. K. (2) 1. Mestranda em Engenharia Civil, Faculdade de Engenharia Civil, UNICAMP - karin@fec.unicamp.br; Rua Liraucio Gomes, 223, apto. 35, , Campinas, SP; (2) Professora Livre Docente, Departamento de Construção Civil, Faculdade de Engenharia Civil, UNICAMP, {lucila, doris}@fec.unicamp.br -C. Postal CEP Campinas - SP -Tel.: (019) , Fax (019) RESUMO Sabe-se das dificuldades existentes na transferência de conhecimento científico e tecnológico para a prática profissional. No que se refere ao conforto ambiental, surge então o interesse em saber como esse aspecto é tratado no dia a dia da prática projetual. Este foi o objetivo desta pesquisa, realizada com 50 projetistas de edificações da cidade de Campinas, SP. Através da aplicação de formulários, detectou-se como o aspecto conforto térmico natural é considerado no projeto. Foram levantadas as principais carências e dificuldades dos profissionais. Procurou-se, então, trazer alguma contribuição através da elaboração de diretrizes para o projeto de edificações em Campinas, visando o condicionamento térmico natural. Estas diretrizes fornecem subsídios para a fase de concepção e baseiam-se na aplicação de diversos métodos para diagnosticar o clima da cidade. ABSTRACT Scientific and technical knowledge is transferred with difficulty to the practicing professional. This work investigates this aspect in relation to environmental comfort and daily practices in the building design profession. A survey was undertaken amo ng 50 architects and civil engineers in the city of Campinas in the State of São Paulo, Brazil. Data was gathered on the lack of appropriate information and difficulties encountered by designers. Building design recommendations were devised for natural thermal comfort conditions for the local climate. These recommendations should help the professional at the conceptual design stage and are based on various methods of climate diagnosis. INTRODUÇÃO A primeira fase do presente trabalho consiste numa pesquis a realizada junto a projetistas de edificações de Campinas, SP, com o intuito de traçar um panorama da prática profissional no que se refere ao aspecto de conforto térmico. Pesquisas anteriores trataram das características do processo do projeto arquitetônico e das dificuldades na transferência de conhecimento científico e tecnológico para a prática profissional (Kowaltowski,1993, e Kowaltowski e Labaki, 1993). Num estudo prévio, também junto a projetistas da cidade de Campinas (Chvatal, Kowaltowski, Labaki e Toledo, 1997)., foram detectadas certas carências no que se refere ao conforto térmico e à conservação de energia. Esta pesquisa complementa a anterior, apresentando os resultados da aplicação de novos formulários com questões mais detalhadas e relacionadas mais especificamente ao conforto térmico natural. A segunda fase do trabalho consiste na elaboração de diretrizes para a concepção de edificações adequadas ao clima da cidade. Para isso faz-se uso de métodos básicos de diagnóstico do clima e proposição de recomendações.

2 PESQUISA JUNTO AOS PROJETISTAS Metodologia Na pesquisa junto aos projetistas foram utilizados formulários, que consistem numa "...coleção de questões que são perguntadas e anotadas por um entrevistador numa situação face a face com outra pessoa." (Goode e Hatt, 1979). Houve uma fase de pré teste, resultando numa versão final com 48 questões, sendo 35 estruturadas e 13 abertas. Procurou-se avaliar o uso freqüente de ferramentas ou auxiliares de projeto, o interesse e a importância dados ao conforto térmico, bem como obter informações mais detalhadas sobre a análise da insolação e da ventilação. Foi feito um levantamento dos materiais de construção mais utilizados para a cobertura, paredes e pisos para diversos tipos de edificações. Procurou-se saber quais as dificuldades encontradas ao se considerar o conforto térmico no projeto. Foram recolhidas também sugestões para a posterior elaboração das diretrizes. O universo da pesquisa é composto por escritórios de arquitetura, construtoras e profissionais autônomos da cidade de Campinas. A amostra foi escolhida aleatoriamente a partir da lista de 501 profissionais e empresas cadastrados no Departamento de Urbanismo da Prefeitura Municipal. A utilização desta lista possibilitou o acesso a todos os projetistas atuantes na cidade, visto que o profissional responsável por qualquer projeto aprovado na Prefeitura deve pertencer a este cadastro. Resultados e discussão Foram contatados por telefone 169 profissionais, tendo sido entrevistados pessoalmente 50 (retorno de 30%), sendo 27 arquitetos e 23 engenheiros civis. Alguns resultados obtidos são apresentados na seqüência. Atuações dos entrevistados na área de projetos de edificações. Casas médio/alto padrão (84% assinalaram esta alternativa), edificações comerciais/lojas (50%), prédios comerciais/de escritórios (28%), prédios residenciais (26 %), indústrias (20 %), casas populares (12 %), escolas (8 %) e outras (16 %). Nível de importância para o conforto térmico natural. Ao ordenarem 9 itens de acordo com o nível de importância, 64 % colocaram o conforto térmico natural entre os 4 primeiros. Os itens eram: conforto acústico, facilidade de manutenção, funcionalidade, economia de energia, relação estética da obra com o seu entorno imediato, harmonia / equilíbrio na forma, iluminação natural, beleza, expressão arquitetônica e conforto térmico natural. Este resultado mostra que grande parte dos projetistas considera o conforto térmico natural como um aspecto importante no projeto. Análise do terreno. Dentre uma série de considerações apresentadas aos profissionais referentes à análise do terreno, três tinham que ser escolhidas como as principais. As três mais votadas foram: topografia (escolhida por 84 % dos entrevistados), orientação-sol (iluminação) (44 %) e orientação-sol (conforto térmico) (42 %). A orientação em relação ao vento, no entanto, foi escolhida apenas por 10 % dos entrevistados. Percebe-se que a verificação da orientação do terreno em relação ao sol é importante para uma quantidade razoável dos entrevistados e tem um peso muito maior que a orientação em relação ao vento. Análise da insolação. Somente 4% dos entrevistados afirmaram que não analisam a insolação. 90% analisam, mas não utilizam freqüentemente um método e 6% analisam e utilizam freqüentemente um método. Os métodos citados foram: levantamento topográfico e visita ao terreno (para delimitar o norte verdadeiro), carta solar e tabelas (não foram especificadas quais). Aqui se verifica que apesar da quase totalidade dos entrevistados analisar a insolação, somente uma pequena parcela utiliza um método para isso. Com relação às proteções solares, 32 % não costumam utilizá-las, 60 % costumam, mas não utilizam um método específico para dimensioná-las e somente 8 % costumam e utilizam um método. As três proteções mais citadas foram: brises (citadas por 34% dos entrevistados), vegetação (24%) e pergolados (24%). Aqui nota-se uma porcentagem considerável que não costuma prever proteções solares, necessárias ao clima da cidade, e, novamente, somente uma pequena parte que utiliza um método para dimensioná-las. Análise da ventilação. Com relação ao efeito chaminé, 50 % nunca elaboraram um projeto que o considerasse, 30 % já elaboraram um ou mais projetos, mas não utilizaram um método específico e 20 % elaboraram e utilizaram um método. Aspectos considerados na escolha dos materiais. Ao assinalar os três mais importantes aspectos a serem observados na escolha do material do telhado e do forro, grande parte dos entrevistados optou pelo conforto térmico (Tabela 1). Na escolha do material das paredes externas, este mesmo item aparece entre os três mais votados. Isso mostra que os

3 entrevistados tem consciência da influência que os materiais possuem no conforto térmico das edificações, principalmente a cobertura (telhado e forro). Tabela 1. Escolha dos três mais importantes aspectos a serem observados ao se determinar os materiais da parede externa, do telhado e do forro. parede externa telhado forro aspecto respostas (%) aspecto respostas (%) aspecto respostas (%) durabilidade 88 conforto térmico 88 conforto térmico 78 impermeabilidade 60 impermeabilidade 82 durabilidade 68 conforto térmico 56 durabilidade 56 beleza 58 beleza 42 beleza 36 facilidade estanqueidade 22 estanqueidade 24 de manuseio 42 facilidade facilidade impermeabilidade 26 de manuseio 20 de manuseio 8 estanqueidade 14 outras 12 outras 6 outras 8 NOTA- As porcentagens referem-se ao total de entrevistados. Materiais preferidos: casas de médio e alto padrão. O tijolo maciço e a telha de barro são os preferidos, com uma grande diferença em relação aos outros materiais (Tabela 2). Para o forro, tem-se praticamente igual preferência pelas lajes mista e de concreto, e pelo forro de madeira. Tabela 2. Materiais preferidos para as casas de médio e alto padrão. paredes externas telhado forro material respostas (%) material respostas (%) material respostas (%) tijolo maciço 98 tijolo maciço 98 laje mista 52 bloco cerâmico 21 telha de fibroc. 5 madeira 50 vidro 17 telha de cimento 5 laje de concreto 45 bloco de concreto 14 laje de concreto 5 gesso 33 concreto 5 telha metálica 2 outros 5 outros 0 outros 2 sem forro 2 NOTA- Nesta questão, os entrevistados podiam assinalar quantas alternativas quisessem. As porcentagens referem-se ao que atuam na área de casas de médio e alto padrão. Materiais preferidos: edificações comerciais e lojas: o bloco de concreto é o material preferido para as paredes externas (Tabela 3). As telhas que mais se destacam são a de fibrocimento (em primeiro lugar) e a metálica. Para o forro, têm-se o gesso, a madeira, a laje mista e a de concreto. Tabela 3. Materiais preferidos para as edificações comerciais e lojas.

4 paredes externas telhado forro material respostas (%) material respostas (%) material respostas (%) bloco de concreto 76 telha de fibroc. 64 madeira 28 bloco cerâmico 40 telha metálica 48 laje mista 36 tijolo maciço 36 telha de barro 16 laje concreto 32 vidro 24 laje de concreto 16 sem forro 16 concreto 12 telha de cimento 12 gesso 48 outros 0 outros 0 outros 20 NOTA- Nesta questão, os entrevistados podiam assinalar quantas alternativas quisessem. As porcentagens referem-se ao que atuam na área de edificações comerciais e lojas. Materiais preferidos: prédios comerciais e de escritórios: dentre os que atuam nesta área, a preferência recai sobre os blocos cerâmico (furado) (64%) e de concreto (57%), sobre a telha de fibrocimento (79%) e sobre os forros de gesso (50 %), de concreto (43%), misto (43 %) e de madeira (36 %). Materiais preferidos: prédios residenciais: neste caso, o bloco cerâmico (furado) vem em primeiro lugar (84%), seguido do bloco de concreto (50%). Para o telhado, têm-se preferência pela telha de fibrocimento (61%), e para o forro, a laje de concreto (69%). Informações sobre o desempenho térmico dos materiais. A maioria (70 % dos projetistas) já chegou a procurar esse tipo de informação e as obteve principalmente através de catálogos, fabricantes e representantes (86 %). Isolantes térmicos. Dentre os entrevistados, 44 % afirmaram que prevêem materiais isolantes. Os mais utilizados são as mantas com superfícies refletoras (citadas por 46 % dos entrevistados) e o isopor (41%), seguidos da lã vidro (18 %) e da lã de rocha (14 %). O seu uso é mais freqüente nas casas médio/alto padrão (64 % assinalaram esta alternativa), seguidas das edificações comerciais / lojas (32 %), dos prédios comerciais /de escritórios (27 %), dos prédios residenciais (23 %), das escolas (9 %) e de outros (14%). Vê-se que para as casas de médio e alto padrão os profissionais geralmente prevêem os melhores materiais do ponto de vista do conforto térmico, e ainda acrescentam isolantes térmicos. Já para os restantes (edificações comerciais, lojas, prédios residenciais, comerciais e de escritórios), os materiais preferidos são outros, menos eficientes do ponto de vista térmico, além do que o uso de isolantes térmicos é menor. Neste último caso, portanto, prevalecem outras considerações na escolha dos materiais que não às referentes ao conforto térmico. Mecanismos de avaliação e fontes de consulta. Fazem uso dos mesmos somente 32 % dos profissionais. Dentre estes, têm-se: catálogos, fabricantes e fornecedores (consultados por 50 %), apostilas, livros, revistas, cursos, palestras, colegas (50 %), normas, código de obras, experiência profissional (25 %) e consultoria (12,5%). Dificuldades. 64% afirmaram que existe alguma dificuldade em resolver os aspectos de conforto térmico natural durante o projeto de edificações. Principais dificuldades citadas: terrenos com orientações ruins, falta de interesse do cliente, custo alto de algumas soluções e falta de fontes para a procura de informações. Os que afirmaram que não existe dificuldade provavelmente nunca devem ter tentado considerar esse aspecto com muito rigor. ELABORAÇÃO DAS DIRETRIZES Campinas está situada no interior do estado de São Paulo, a 23 0 de latitude sul e 47 0 de longitude oeste. Sua altitude média é 695 metros. O clima é caracterizado como subtropical de altitude, com verões úmidos e invernos secos. O período de verão compreende basicamente os meses de novembro a março e o período de inverno, mais curto, os meses de junho a agosto. A amplitude média mensal nunca é inferior a 10 0 C, chegando a 13 0 C em agosto, o que, segundo Aroztegui (1995) corresponde a um clima de transição (com amplitude térmica entre 10 e 14 0 C): "muchos climas templados están justamente en esta parte difusa de la definición. Esto significa que en esos climas las soluciones deben ser cautas, sin ir

5 a extremos." As regras básicas para projetos em climas quentes e úmidos ou quentes e secos são facilmente encontradas na bibliografia relacionada ao assunto. Para os climas compostos, no entanto, muitas vezes é necessária a ponderação de necessidades contraditórias, devendo-se levar em consideração a duração e o rigor dos diversos fatores climáticos (Koenigsberger et al., 1977). Para a elaboração das diretrizes foram aplicados alguns métodos básicos de diagnóstico do clima e proposição de recomendações: a determinação dos períodos de verão e inverno (Akutsu, Vittorino e Kanaciro, 1993), as tabelas de Mahoney (Koenigsberger et al.,1977 e Naciones Unidas, 1973), o método dos triângulos (Evans e Schiller, 1997) e um método proposto por Rivero (Rivero, 1986). Foram utilizados os dados climáticos do posto meteorológico do Instituto Agronômico de Campinas (IAC), com séries de 15 anos de registros de dados. O fato de se estar lidando com um clima composto, situado na zona de transição, dificultou o estudo. Em alguns momentos, as recomendações sugeridas pelos métodos utilizados apresentaram-se conflitantes. Em outros, não havia informações suficientes para se delimitar até que ponto uma determinada solução seria adequada. As diretrizes sugeridas, apresentadas na Tabela 4, são o resultado deste estudo inicial. Elas fornecem subsídios para a fase de concepção e referem-se principalmente a projetos habitacionais. São propostas considerando-se aspectos que são definidos durante essa fase e que influenciam o conforto térmico: orientação, localização, tamanho e tipo das aberturas e possibilidade do seu sombreamento, além dos materiais e componentes dos fechamentos. Tabela 4. Resumo das diretrizes para a concepção de projetos na cidade de Campinas/SP. Aspecto Recomendação orientação/insolação atenuação da radiação solar através da coloração apropriada das superfícies e do tratamento do solo circundante para diminuir as reflexões e controlar as temperaturas superficiais a orientação dos edifícios deve favorecer o aproveitamento dos ventos dominantes (sudeste) orientação solar preferencial das janelas de norte a leste. Mesmo nesse caso é necessário prever dispositivos de proteção nos períodos mais quentes espaçamento entre as edificações grande separação entre as edificações para entrada do vento no verão (úmido), com proteção contra o vento no inverno aberturas médias, de 25 a 40% da área da parede. protegidas contra a chuva. reguláveis, para que seja possível o controle do fluxo de ar no período frio ou quando a temperatura do ar exterior for superior à interior. Não devem ser previstas aberturas permanentes de ventilação. com dispositivos exteriores para o controle da radiação solar posicionadas de forma que o vento incida diretamente sobre os ocupantes no verão. Orientadas de modo que seja possível a ventilação cruzada (aproveitamento do vento predominante: sudeste). fechamentos inércia térmica de média a alta, devido às grandes amplitudes de temperatura, principalmente no inverno. superfícies envidraçadas não podem ocupar um área muito grande devido à sua baixa inércia térmica

6 devem possuir dispositivos exteriores para controlar a radiação solar CONSIDERAÇÕES FINAIS No presente estudo verificou-se que os profissionais têm consciência da importância do conforto térmico natural, apesar de não utilizarem muitos instrumentos e ferramentas relacionados a esse aspecto durante o projeto, e se basearem em "regrinhas práticas". Verificou-se também a carência de informações disponíveis sobre o clima de Campinas, principalmente os dados de vento, e a necessidade de um número maior de pesquisas que avaliem a influência dos elementos de projeto neste clima composto e de transição. Também foram encontradas dificuldades no levantamento das características térmicas dos materiais, devido à diversidade de valores apresentados na bibliografia. As diretrizes apresentadas neste artigo são o resultado de um estudo inicial. O objetivo das mesmas é fornecer subsídios para a fase de concepção, servindo, portanto, apenas como um guia preliminar. Para que o condicionamento natural seja alcançado, os elementos devem ser corretamente dimensionados e a influência de cada um deles no microclima interno da edificação deve ser analisada com mais detalhes. Agradecimentos Agradecimento especial ao CNPq, e aos que auxiliaram no planejamento estatístico da pesquisa: Profa. Dra. Clarice de Azevedo Luna Freire, do Departamento de Estatística da Universidade Federal do Paraná- UFPR, Profa. Dra. Regina C. C. P. Moran, do Instituto de Matemática, Estatística e Computação Científica da UNICAMP e Edwin Marcos Ortega, doutorando do Instituto de Matemática e Estatística da USP. Referências Bibliográficas AKUTSU, M., VITTORINO, F., KANACIRO, C. Tratamento estatístico de dados climáticos para a definição dos períodos de verão e de inverno. In: II Encontro Nacional de conforto no Ambiente Construído, 1993, Florianópolis. Anais... Florianópolis, ANTAC, ABERGO, SOBRAC, 1993, p AROZTEGUI, J. M. El Proyecto para la eficiencia térmica de los edificios. apostila curso- III Encontro Nacional de Conforto no Ambiente Construído, Gramado/RS, CHVATAL, K. M. S. C., KOWALTOWSKI, D. C. C. K., LABAKI, L. C., TOLEDO, L. M. A. O Projetista de Edificações e a Preocupação com Conforto Térmico e Conservação de Energia em Campinas (SP). In: Encontro Nacional de Conforto no Ambiente Construído, 4, 1997, Salvador. Anais... Salvador: Associação Nacional de Tecnologia do Ambiente Construído, p EVANS, M., SCHILLER, S. Confort térmico en el proyecto arquitectónico. apostila curso- IV Encontro Nacional de Conforto no Ambiente Construído, Salvador/BA, Koenigsberger et al. Viviendas y edificios en zonas calidas y tropicales. Madrid: Paraninfo, KOWALTOWSKI, D. C. C. K. Design methods for the practice of architectural design in São Paulo. In: International Symposium on Systems Research, Informatics and Cybernetics, 4, 1993, Baden Baden, Alemanha. Proceedings... p KOWALTOWSKI, D. C. C. K., LABAKI, L. C. O projeto arquitetônico e o conforto ambiental: necessidade de uma metodologia. In: Encontro Nacional de Tecnologia do Ambiente Construído, 1993, São Paulo. Anais... São Paulo: Associação Nacional de Tecnologia do Ambiente Construído, v. 2, p

7 NACIONES UNIDAS. Departamento de Assuntos Económicos y Sociales. El clima y el diseño de casas. Nueva York: Naciones Unidas, (Diseño de Viviendas Económicas y Servicios de la Comunidad, 1). RIVERO, R. Arquitetura e clima: acondicionamento térmico natural. 2. ed. Porto Alegre: DC Luzzato/UFRGS, 1986.