O ENTENDIMENTO SOBRE ARQUITETURA SUSTENTÁVEL NO EXEMPLO DO CASO BRASILEIRO A importância das questões de conforto

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1 ESTUDO DE CASO: CENPES II DA PETROBRAS NO RIO DE JANEIRO Uma atitude ambiental inovadora na arquitetura brasileira Joana Gonçalves Arquiteta Dra. Profa. FAU USP Pesquisadora do LABAUT/ FAU USP Laboratório de Conforto Ambiental e Eficiência Energética O ENTENDIMENTO SOBRE ARQUITETURA SUSTENTÁVEL NO EXEMPLO DO CASO BRASILEIRO A importância das questões de conforto CENPES II, O NOVO CENTRO DE PESQUISAS DA PETROBRAS, NO RIO DE JANEIRO: UMA ATITUDE AMBIENTAL INOVADORA NA ARQUITETURA BRASILEIRA ENCAC

2 O EDITAL DO CONCURSO E O INTERESSE POR UMA ARQUITETURA DE MENOR IMPACTO AMBIENTAL Edital do concurso: questões de sustentabilidade na arquitetura (chamadas pela Petrobras de eco-eficiência) em dez tópicos de caráter eliminatório: 1. Orientação solar adequada; 2. Forma Arquitetônica: adequada aos condicionantes climáticos locais e padrão de uso para a minimização da carga térmica interna; 3. Material das superfícies opacas e transparentes: termicamente eficiente; 4. Superfícies envidraçadas: Taxa de WWR (Window Wall Ratio) adequada às condições de conforto térmico e luminoso internos; 5. Proteções solares externas: adequadas às fachadas; 6. Ventilação natural: aproveitamento adequado dos ventos para resfriamento e renovação do ar interno; 7. Aproveitamento da Luz Natural; 8. Uso da Vegetação; 9. Sistemas para uso racional de água e reuso; 10. Materiais de baixo impacto ambiental: conceito de desenvolvimento sustentável. O EDITAL DO CONCURSO E O INTERESSE POR UMA ARQUITETURA DE MENOR IMPACTO AMBIENTAL A busca pela certificação verde LEED, Leadership in Energy and Environmental Design (Green Building Rating System), DOE, USA,1996 2

3 ORIGEM DO TERRENO E O IMPACTO AMBIENTAL POSITIVO DA IMPLANTAÇÃO PETROBRAS CENPES II PETROBRAS CENPES II PROGRAMA CENPES II: 1 Prédio Central 2 Laboratórios 3 Centro de Convenções 4 Realidade Virtual 5 Empreiterópolis 6 Oficinas 7 Orquidário 8 Planta Piloto 9 Restaurante 10 CENPES I 3

4 FASES DE DESENVOLVIMENTO DO PROJETO DE ECO-EFICIÊNCIA Fase 1 Concurso 1.1 Integração das exigências de eco-eficiência ao partido arquitetônico: Implantação e arquitetura dos edifícios Fase 2 Consolidação das principais estratégias de projeto 2.1 Definição das condições ambientais de exposição: clima, acústica e insolação 2.2 Estabelecimento dos critérios de desempenho Fase 3 1 a Avaliação do Desempenho Ambiental de edifícios e espaços abertos 3.1 Edifícios: conforto térmico, luminoso, acústico e os impactos no consumo de energia 3.2 Espaços abertos: conforto térmico Fase 4 Otimização do Desempenho Ambiental dos edifícios 4.1. Estudo de alternativas para o projeto arquitetônico: distribuição dos espaços internos, detalhamento e especificações FASE 1 DIAGNÓSTICO CLIMÁTICO PRELIMINAR E DIRETRIZES DE PROJETO DIRETRIZES DE PROJETO 1. proteção solar 2. ventilação natural 3. cores claras 4. baixa inércia térmica 5. alto isolamento térmico 4

5 FASE 1 ORIENTAÇÃO E FORMA 1. proteção solar 2. materiais 3. aberturas 4. vegetação 5. espaços abertos 6. energia FASE 1 ENSAIOS PRELIMINARES DE INSOLAÇÃO CONJUNTO UNIDADE DOS LABORATÓRIOS 5

6 FASE 1 ENSAIOS PRELIMINARES DE VENTILAÇÃO DO CONJUNTO FASE 2 CONSOLIDAÇÃO DAS PRINCIPAIS ESTRATÉGIAS DE PROJETO Condições Ambientais de Exposição: Clima, Acústica e Insolação Critérios de Desempenho + Desenvolvimento Metodológico + Aplicação de ferramentas avançadas de Simulação Computacional 6

7 FASE 2 BANCO DE DADOS CLIMÁTICOS TEMPERATURA DAS 8760 HORAS DO ANO ROSA DOS VENTOS DIREÇÕES PREDOMINANTES RADIAÇÃO GLOBAL DAS 8760 HORAS DO ANO ANO TÍPICO Dados provenientes da estação meteorológica do Galeão Dados cedidos pelo Laboratório Master, IAG/USP. FASE 2 BANCO DE DADOS CLIMÁTICOS TEMPERATURA DO MÊS MAIS QUENTE (FEV/2003) UMIDADE RELATIVA DO MÊS MAIS QUENTE (FEV/2003) 7

8 FASE 2 ESTUDOS DE INSOLAÇÃO DO CONJUNTO: SOLSTÍCIOS E EQUINÓCIOS DEFINIÇÃO DE ÁREAS PARA OS PAINÉIS FOTOVOLTAICOS FASE 2 ESTUDOS DE VENTILAÇÃO DO CONJUNTO VENTO A 10m DE ALTURA VENTO NO NÍVEL DO PEDESTRE 8

9 FASE 2 ESTUDOS DE VENTILAÇÃO DO CONJUNTO PRESSÃO E VELOCIDADE DO VENTO NAS ENVOLTÓRIAS DOS EDIFÍCIOS FASE 3 1 A AVALIAÇÃO DO DESEMPENHO AMBIENTAL EDIFÍCIOS: conforto térmico, luminoso, acústico e os impactos no consumo de energia ESPAÇOS ABERTOS: conforto térmico + Desenvolvimento Metodológico + Aplicação de ferramentas avançadas de Simulação Computacional 9

10 FASE 3 CONFORTO AMBIENTAL EM ESPAÇOS ABERTOS Tabela 3 - Espaços externos com toda radiação solar incidente e metade da ventilação natural (rv*) Tabela 4 - Espaços externos com metade da radiação solar incidente e metade da ventilação natural (r*v*) Tabela 5 - Espaços externos com toda radiação solar incidente e sem ventilação natural (r) FASE 3 PROPOSTAS, METAS E CRITÉRIOS DE DESEMPENHO TÉRMICO E ENERGÉTICO DAS EDIFICAÇÕES MODELO ADAPTATIVO E O CONCEITO DE TEMPERATURA EFETIVA PARA O RIO DE JANEIRO ZONA DE CONFORTO NOS AMBIENTES VENTILADOS NATURALMENTE 10

11 FASE 3 AVALIAÇÃO PRELIMINAR DO POTENCIAL DE VENTILAÇÃO NATURAL E APLICAÇÃO DA ESTRATÉGIA DE MODO MISTO LABORATÓRIOS E AMBIENTES DE TRABALHO FASE 3 PARÂMETROS DE OPERAÇÃO PARA A CLIMATIZAÇÃO ARTIFICIAL 11

12 FASE 3 - DESEMPENHO LUMINOSO: LABORATÓRIO Estudo com aletas refletoras na cobertura para a maximização da captação de luz sem o acesso solar direto. Solstício de verão às 12h - destaque para a participação da cobertura inferior na reflexão da luz natural para o interior por meio de janelas altas. NORTE SUL FASE 3 - DESEMPENHO LUMINOSO: LABORATÓRIO 12

13 FASE 3 - DESEMPENHO LUMINOSO: PRÉDIO CENTRAL FASE 3 - DESEMPENHO LUMINOSO: PRÉDIO CENTRAL 13

14 Estudo de alternativas para o projeto arquitetônico: Distribuição dos espaços internos, Detalhamento e Especificações + Aplicação de ferramentas avançadas de Simulação Computacional PRÉDIO CENTRAL: MODELO DE SIMULAÇÃO DE DESEMPENHO TÉRMICO 14

15 PRÉDIO CENTRAL: MODELO DE SIMULAÇÃO DE VENTILAÇÃO NATURAL PRÉDIO CENTRAL: SIMULAÇÃO DE DESEMPENHO LUMINOSO 15

16 AUDITÓRIO: MODELO DE SIMULAÇÃO DE DESEMPENHO TÉRMICO E VENTILAÇÃO NATURAL AUDITÓRIO: SIMULAÇÃO DE DESEMPENHO LUMINOSO 16

17 EMPREITERÓPOLIS: MODELO DE SIMULAÇÃO DE DESEMPENHO TÉRMICO E VENTILAÇÃO NATURAL EMPREITERÓPOLIS: SIMULAÇÕES DA VELOCIDADE E FLUXO DO AR EM DIFERENTES TIPOS DE SHEDS 17

18 EMPREITERÓPOLIS: MODELO DE SIMULAÇÃO DE VENTILAÇÃO NATURAL E DESEMPENHO LUMINOSO PLANTA PILOTO: MODELO DE SIMULAÇÃO DE DESEMPENHO TÉRMICO E VENTILAÇÃO NATURAL 18

19 PLANTA PILOTO: MODELO DE SIMULAÇÃO DE VENTILAÇÃO NATURAL E DESEMPENHO LUMINOSO CONSIDERAÇÕES FINAIS 1. Nas análises e recomendações da ecoeficiência, buscou-se o melhor resultado térmico e luminoso para as soluções de orientação, proteção e especificação das aberturas. 2. A relevância considerada para as questões de conforto ambiental já na fase do projeto conceitual arquitetônico assegurou um desempenho potencial dos edifícios e espaços abertos a esse respeito. 19

20 CONSIDERAÇÕES FINAIS 3. Softwares de simulação como Radiance e CFX foram ferramentas essenciais para as análises de desempenho e conseqüentes ajustes e aprimoramentos da arquitetura. 4. Comprovação da importância da interação entre todos da equipe (projeto arquitetônico e complementares) para alcançar todas as metas de desempenho ambiental pré-estabelecidas, e assim obter sucesso no projeto. Obrigada! Arq. Dra. Joana Gonçalves 20

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