AVALIAÇÃO DA EFICIÊNCIA DE BRISE SOLEIL EM FACHADAS PREDOMINANTEMENTE OESTE DE EDIFICAÇÕES HOSPITALARES NA CIDADE DE TERESINA-PI

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1 AVALIAÇÃO DA EFICIÊNCIA DE BRISE SOLEIL EM FACHADAS PREDOMINANTEMENTE OESTE DE EDIFICAÇÕES HOSPITALARES NA CIDADE DE TERESINA-PI Danilo Sérvio Araújo(1), Josinara Mendes Ribeiro(2), Mariana Furtado de Paiva(3) e Daniela de Queiroz Ramos Feitosa(4) (1) Faculdade de Arquitetura e Urbanismo, Instituto Camillo Filho, Brasil. danilo_servio@yahoo.com (2) Faculdade de Arquitetura e Urbanismo, Instituto Camillo Filho, Brasil. josinara_mr@hotmail.com (3) Faculdade de Arquitetura e Urbanismo, Instituto Camillo Filho, Brasil. marianafurtadoarq@hotmail.com (4) Faculdade de Arquitetura e Urbanismo, Instituto Camillo Filho, Brasil. danielaqramos@yahoo.com.br RESUMO O brise soleil, ou quebra-sol representa um dispositivo arquitetônico que possui a função de sombrear e assim reduzir a incidência de sol sobre uma construção, ou sobre espaços exteriores, de modo a obter melhores condições de temperatura e controle de incidência de luz solar, minimizando problemas, tanto de excesso de insolação/ofuscamento, quanto sobreaquecimento em uma edificação. A cidade de Teresina situase a de latitude sul, tendo por estas razões uma incidência solar intensa, comprometendo de forma bastante significativa o envoltório de suas edificações. Desta forma, através de estudos da trajetória solar e latitude local, é possível criar alternativas de projeto que viabilizem uma melhor qualidade ambiental no ambiente construído. Tomando como estes princípios, este artigo tem como finalidade, analisar a funcionalidade do uso de brise soleil localizados em fachadas predominantemente oeste em edificações hospitalares localizadas na cidade de Teresina-PI. ABSTRACT The brise soleil, or sun-breaker is a device architecture that has the function of shading and thus reduce the incidence of sunlight on a building, or on open spaces in order to obtain better control of temperature and sunlight, minimizing problems of both excessive sunlight / glare, as overheating in a building. The city of Teresina is located at 5 05'12 "south latitude, and for these reasons an intense sunlight, committing to a significant wrap their buildings. Thus, through studies of trajectory and solar latitude site, you can create design alternatives that allow a better environmental quality in the built environment. Taking as these principles, this article aims to analyze the functionality of the use of brise soleil facades predominantly located in western hospital in buildings located in the city of Teresina-PI.

2 1 INTRODUÇÃO 1.1 As variáveis arquitetônicas e o uso dos brise-soleil As edificações, de modo geral, sofreram diversas alterações ao longo do tempo, as paredes, por exemplo, perderam sua função estrutural devido inovações surgidas no campo da construção civil, passando a exercer o papel apenas de vedação, tendo assim, sua espessura reduzida, onde em muitos casos, ganhando maiores superfícies envidraçadas, independendo do clima em que os edifícios eram inseridos o que foi possível graças aos condicionamentos artificiais, ou seja, o uso dos aparelhos de ar-condicionado. Os edifícios hospitalares podem auxiliar no processo curativo estabelecendo um ambiente que contribui para o bem estar físico e psicológico de paciente e atendentes. Para que isso ocorra, no processo das decisões arquitetônicas para tais edifícios, devem-se levar em consideração os aspectos climáticos, entre os quais, Vianna e Gonçalves (2001, p.4), apontam como os de maior interferência no desempenho do edifício e no padrão de conforto de um ambiente: a radiação solar, a temperatura e umidade do ar, a temperatura radiante média das paredes e tetos, o movimento do ar, e ainda a quantidade geral de luz e sua distribuição dentro do campo de visão. Para equilibrar a atuação desses fatores na edificação e obter um projeto bem resolvido, térmico, lumínico e energéticamente falando, deve-se avaliar adequadamente a implantação e orientação do edifício, assim como materiais e componentes construtivos. Portanto, cabe ao projetista avaliar as condições climáticas locais e adotar meios naturais de controle ambiental, sempre que possível. Entre os meios naturais de controle ambiental estão os elementos de controle solar internos e externos. Os internos ficam próximos às aberturas, dentro do ambiente, como as cortinas e persianas; Já os externos localizam-se por fora das aberturas, compondo as fachadas. O brise-soleil é uma expressão francesa que significa popularmente quebra sol, estes elementos arquitetônicos possuem a função de sombrear e minimizar a incidência do sol sobre uma edificação, ou sobre espaços exteriores, fornecendo melhores condições de temperatura e controle de incidência de luz solar. Desta forma, evitam-se problemas de iluminação, contrastes e ofuscamento além do superaquecimento, tornando-se assim um importante recurso para o controle dos ganhos de calor com redução do uso dos sistemas de ar-condicionado e por tanto, conservação de energia (FROTA, 2004). O projeto arquitetônico possui uma participação fundamental nas condições de ambientais e no conforto do ambiente construído, de modo que qualquer solução adotada no tratamento das envolventes do edifício durante a fase de projeto interfere diretamente na qualidade de trabalho, saúde e bem estar dos usuários. Cabe ressaltar que o brise-soleil é desconhecido por muitas pessoas que não são da área técnica e que são pouco aplicados pelos próprios arquitetos. Maragno (2001) explica que os arquitetos, muitas vezes, não aplicam o brise-soleil com as seguintes justificativas: custo elevado, difícil manutenção dos elementos,

3 interferência na forma arquitetônica, ceticismo quanto há eficácia real e desconhecimento dos métodos de cálculo e dimensionamento. Partindo disso, este trabalho apresenta relevância, uma vez que vem preencher uma lacuna existente no que diz respeito às pesquisas envolvendo brise-soleil e ambiente de trabalho, além de contribuir com diretrizes projetuais que poderão ser aplicadas na prática por escritórios de arquitetura. 1.2 A eficiência dos brises-soleil para as edificações em Teresina Para avaliar a eficiência de um brise-soleil deve-se, primeiramente, ter conhecimento do clima local e determinar o período com necessidade de proteção solar para a latitude desejada. De acordo com Köppen, o Piauí está localizado na região caracterizada pelo clima Tropical Megatérmico, com duas estações bem definidas: uma chuvosa, no 1º semestre (de janeiro a maio) e outra seca, no 2º semestre de julho a novembro (SILVEIRA, 2007). Teresina, capital do Estado, encontra-se com latitude 05º05'21 Sul, longitude 42º48'07 W e altitude média de 70m. A proximidade com a linha do Equador faz com que as temperatura apresentem-se altas a maior parte do ano. Conforme as Normais climatológicas de , as temperaturas médias mensais são elevadas, com média anual de 27,8ºC, ficando entre 28º e 29ºC a partir do mês de setembro. As temperaturas máximas mensais atingem valores acima de 30º C praticamente o ano todo, chegando a 36,5ºC em outubro. As menores temperaturas são registradas nos meses de junho, julho e agosto, com mínima entre 20º e 21ºC. O período de desconforto pode ser verificado através das isopletas de temperatura, e assim observar a variação anual e diária da mesma, constatando o período de calor excessivo. O diagrama consiste em um gráfico no qual cada fila apresenta um mês e cada coluna uma hora, resultando, em cada intersecção, a temperatura média correspondente. A união dos pontos com mesma temperatura origina a zona de calor excessivo, segundo a tabela 1 de Evans (1991): Temperatura Condições de conforto < 13º Muito frio 13º < t <18º Frio conforto possível com radiação solar 18º< t <23º Conforto no inverno, roupa normal 23º< t <28º Conforto ou ligeiramente quente no verão, roupa leve >28º Quente Tabela 1 - Relação entre temperatura e condições de conforto. Fonte: Evans, 1991, p.31 Para a construção da isopleta foram utilizados os dados apresentados pelas Normais Climatológicas, tais como temperatura máxima e mínima para cada mês, correspondente ao intervalo de No diagrama são representados apenas os horários com presença de sol, com intervalo de hora em hora para obter uma melhor precisão (Figura 1).

4 Figura 1- Isopleta de temperatura para Teresina Na elaboração do gráfico verificou-se que a partir de 10h, aproximadamente, até às 18h, todas as temperaturas registradas eram acima de 28º C, chegando até 36º C, nos meses de outubro e novembro entre 13h e 15h. Às 18h em todos os meses do ano a temperatura varia entre 29º e 32º C. Pode-se concluir então, que o horário de desconforto manifesta-se a partir das 9:30h nos meses de outubro e novembro e a partir de 10h no restante dos meses do ano prolongando-se até o pôr-do-sol, conforme tabela abaixo (Tabela 2): Meses Desconforto- calor Meses Desconforto- calor Janeiro 10h às 18h Julho 10:30h às 18h Fevereiro 10:30h às 18h Agosto 10:30h às 18h Março 10:30h às 18h Setembro 10h às 18h Abril 10:30h às 18h Outubro 9:30h às 18h Maio 10:30h às 18h Novembro 9:30h às 18h Junho 10:30h às 18h Dezembro 10h às 18h Tabela 2- Horários de desconforto por calor, de acordo com a isopleta de temperatura 2 OBJETIVO Esse trabalho tem como objetivo analisar a eficiência de brise-soleil em edificações hospitalares em Teresina, tendo como foco central a eficiência do ponto de vista do conforto térmico. As edificações hospitalares analisadas estão localizadas na região central de Teresina, Piauí, área considerada o pólo hospitalar do estado. O trabalho visa oferecer informações para elaboração de projetos, sobre o uso de brise-soleil como controle de intensa insolação, realizando um diagnóstico das edificações analisadas. 3 METODOLOGIA Com o propósito de alcançar os objetivos citados anteriormente, foi realizado levantamento bibliográfico no tema, com pesquisas voltadas especificamente a fachada oeste e sua alta insolação, tendo em vista a necessidade do uso de brise-soleil em Teresina. Foram feitos levantamentos com medições in loco e registro fotográfico para a escolha das edificações analisadas.

5 Para este estudo, foram escolhidos quatro edificações hospitalares de grande relevância na cidade e assim, através da elaboração de desenhos para melhor visualização da insolação e do software Sol Ar as cartas solares foram analisadas. 4 ANÁLISE DOS RESULTADOS 4.1 HEMOPI Centro de Hematologia e Hemoterapia do Estado do Piauí O Centro de Hematologia e Hemoterapia do Estado do Piauí - HEMOPI. É o único centro destinado a abastecer de sangue a população do estado. Situado na área central da capital (Teresina). Possui fachadas revestidas em cerâmica, platibanda alta, janelas em esquadria de alumínio, vidro jateado e brises-soleil em concreto, posicionados perpendicularmente à fachada (Figura 02). Figura 02 Fachada e corte do centro de Hematologia e Hemoterapia do Estado do Piauí (HEMOPI) Os brises-soleil encontram-se dispostos lado a lado a uma distância de 70 cm, que corresponde à largura das janelas. Através da carta solar, podemos examinar mais detalhadamente a incidência de sol na fachada, de acordo com os meses do ano (Figura 03). O estudo mostra que na maior parte dos meses, o brise soleil não exerce sua principal função, que é de evitar a entrada dos raios solares preservando o interior da edificação. Tornado-se neste caso apenas uma composição de fachada. Figura 03 Carta solar e gráfico do Centro de Hematologia e Hemoterapia do Estado do Piauí (HEMOPI)

6 Através da analise do gráfico acima, observamos que a fachada da edificação, que é predominantemente oeste, com apenas uma pequena inclinação, tem seu brise-soleil com pouquíssima eficiência, necessitando o mesmo ser reformulado tanto na sua forma quando na sua perpendicularidade à fachada 4.2 Hospital São Marcos O Hospital São Marcos foi uma importante conquista para o estado do Piauí na década de 50, no tratamento contra o câncer. Devido sua grandiosidade, que se deve a anos de atuação e crescimento expressivo, o hospital ocupa três quadras, construídas em diferentes épocas, por isso, características arquitetônicas que diferem entre si. Em sua fachada há uma mistura de pintura branca com revestimento cerâmico, onde os brises de concreto são elementos de destaque, ladeando toda a janela, sendo uma composição de brise horizontal mais vertical (Figura 04). Figura 04 Fachada e corte esquemático de hospital São Marcos As aberturas são correspondentes ao tamanho dos brises, 90 cm de largura e 130 cm de altura, estes que possuem uma profundidade de 40 cm. A partir da carta solar observamos que a eficiência desse dispositivo, devido sua perpendicularidade à fachada, não produz bons resultados, gerando sombreamento até no máximo as 14:00h, onde percebe-se que há praticamente a anulação do efeito esperado (Figura 05).

7 Figura 05 Carta solar e Gráfico do Hospital São Marcos Através do gráfico acima, vemos que se trata de mais um caso em que o elemento não trabalha de acordo com o esperado, desenvolvendo assim a necessidade de reformulação do brise, ou até mesmo a criação de outros elementos que possam barrar a entrada de insolação na edificação, como persianas ou películas de proteção aderidas ao vidro. 4.3 Hospital Getúlio Vargas Localizado no centro da cidade, também chamado de HGV (Figura 06), é o maior hospital público do Piauí. Recentemente foram reformadas as Clínicas de Neurologia, Urologia, Oftalmologia, Dermatologia, Pneumologia, Serviço de Anatomia Patológica, Central de Transplante e ampliação e reforma da UTI Geral. Sua fachada é constituída por revestimento cerâmico, algumas aberturas, marquises e brises metálicos de eixo horizontal, dando proteção e função estética à fachada. Com relação a carta solar, o prédio está localizado a 26 em relação à fachada oeste, o que significa que sua fachada é voltada predominantemente para o Oeste, com uma leve inclinação para o Sul. Figura 06 Fachada Getúlio Vargas Com uma distância de 60cm das janelas, os brises de eixo horizontal possuem certa inclinação que funcionam como venezianas externas, com a tentativa de barrar os raios vespertinos das aberturas da fachada. (Figura 07) Figura 07 Corte esquemático dos brises do Hospital Getúlio Vargas e Fachada do Hospital Getúlio Vargas

8 Figura 08 Carta solar e gráfico do Hospital Getúlio Vargas Através do gráfico acima, podemos observar que as janelas estão bem protegidas contra a incidência solar, possuindo entrada direta de raios por no máximo duas horas e meia no mês de junho e no mínimo uma hora e dez minutos nos meses de dezembro e janeiro. Podemos concluir que os brises possuem eficiência quanto à proteção de insolação. 4.4 Clínica Endocárdio O Centro Cardiológico Endocárdio é uma das importantes clínicas voltadas ao coração no estado, cotada como referência por receber um grande número de pessoas não só do estado, como de toda a região vizinha. Possui uma fachada simplificada, com marquise em alumínio composto, janelas pequenas em vidro, revestimentos cerâmicos, reboco com textura branca e brise-soleil em concreto, possuindo uma inclinação de 26º em relação à fachada oeste (Figura 09). Figura 09 Fachada Endocárdio As aberturas são bem pequenas se comparadas ao tamanho dos brises, estes que medem 2 m de altura, tem uma inclinação de 45º e distam 30 cm da parede da edificação (Figura 10).

9 Figura 10 Corte esquemático do e fachada do Endocárdio Analisando a carta solar, percebemos que as janelas estão bem protegidas contra a incidência de raios solares diretos, pois devido às características do brise, possui dois tipos de proteção, tanto vertical, que são os brises em si, quanto horizontal, considerando a composição. Chegando a haver meses do ano em que a proteção é total (Figura 11). Figura 11 Carta solar do Endocárdio e gráfico com análise da carta solar do Endocárdio Portanto, encontramos aqui um brise que atingiu o objetivo proposto por esse dispositivo arquitetônico. Sendo eficiente e mostrando que tanto o seu tamanho, quanto sua inclinação foram inseridos adequadamente, ver gráfico acima. 5 CONCLUSÃO De acordo com as análises das edificações, foram observadas diferenças significativas quanto ao uso dos brises soleil em diferentes fachadas, com mesma característica de insolação. O reflexo do modo diferenciado entre forma, tamanho e angulação, atinge a confirmação de que esse dispositivo arquitetônico tão necessário em cidades próximas à linha do equador, onde o sol atinge patamares elevados de atuação durante o dia, nem sempre tiveram seu uso associado às necessidades reais.

10 Através da tecnologia do software Sol-Ar, os brises de quatro edificações puderam ser examinados a fundo. Um estudo suficiente para mostrar a eficácia dos brises nas mesmas, podendo servir de parâmetros para edifícios que apresentem características semelhantes com relação à incidência solar ou a implantação no lote. Os resultados pontuais demonstraram que em fachadas oeste ou predominante oeste, na cidade de Teresina PI há a necessidade de que os brises tenham determinada angulação para que haja o efeito esperado. Em dois dos casos estudados, os brises são eficientes, mas nos outros dois casos, são necessárias a reformulação dos mesmos ou complementação para que diminua a incidência solar direta para o interior da edificação. 6 BIBLIOGRAFIA FROTA, Anésia Barros. Geometria da insolação. São Paulo: Geros, MARAGNO, Gogliardo Vieira. Eficiência e forma do brise-soleil na arquitetura de Campo Grande. In: VI Encontro Nacional e III Encontro Latino-Americano sobre Conforto no Ambiente Construído, 2001, São Paulo. Anais São Paulo: ENCAC, SILVEIRA, Ana Lúcia Camillo da. Parâmetros bioclimáticos para avaliação de conjuntos habitacionais na região subúmida do Brasil Tese (Doutorado em Arquitetura e Urbanismo). Programa de Pós-Graduação em Arquitetura e Urbanismo, Universidade de Brasília, Brasília VIANNA, Nelson S.; GONÇALVES, Joana Carla S. Iluminação e Arquitetura. São Paulo: Virtus S/A Ltda, 2001.