HABITAÇÃO DE INTERESSE SOCIAL EM FLORIANÓPOLIS (SC): CRITÉRIOS PARA DEFINIÇÃO DE COBERTURAS

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1 I CONFERÊNCIA LATINO-AMERICANA DE CONSTRUÇÃO SUSTENTÁVEL X ENCONTRO NACIONAL DE TECNOLOGIA DO AMBIENTE CONSTRUÍDO julho 2004, São Paulo. ISBN HABITAÇÃO DE INTERESSE SOCIAL EM FLORIANÓPOLIS (SC): CRITÉRIOS PARA DEFINIÇÃO DE COBERTURAS Wilson J. da Cunha Silveira (1); Jusara Petinne (2); e Roberto de Oliveira (3) (1) Arq., Dr em Engenharia de Produção, professor da UFSC; wilson@arq.ufsc.br (2) Arq., Mestranda em Engenharia Civil, UFSC, jusarapetinne@yahoo.com.br (3) Eng.º Civil, PhD., professor adj IV da USFC, ecv1rdo@ecv.ufsc.br RESUMO As coberturas recebem o dobro da carga térmica das paredes, o uso de medidas simples de racionalização no projeto e na instalação poderiam diminuir o consumo de energia. O custo total de Habitação de Interesse Social deve ser estimado também o custo de sua manutenção e o de fornecimento de energia. Critérios para definição de coberturas de habitações de interesse social abrangem estudos ligados aos aspectos locais, implicando a otimização dos recursos locais, a eficiência energética do sistema construtivo adotado e, por conseqüência, aumentando o conforto térmico. Nesta pesquisa estes aspectos estão dirigidos a cidade de Florianópolis (SC) e divididos em três partes, distintas e complementares, nomeadas: a) Questões ligadas ao produto cobertura; b) Aspectos bioclimáticos e c) Outras potencialidades de uso para a cobertura. Pretende-se elucidar os requisitos que interferem na definição de coberturas através destes critérios, levantando modelos que respeitem as características naturais e culturais existentes. Concluindo o trabalho esses critérios são aplicados na cidade de Florianópolis (SC) analisando dois sistemas construtivos alternativos propostos para habitações de interesse social. Palavras chave: arquitetura bioclimática, técnicas e soluções de projeto, conforto do ambiente construído/. 1. INTRODUÇÃO Analisar as coberturas de habitações de interesse social existentes não é uma difícil tarefa, basta observar as periferias e os morros. A avaliação do desempenho térmico destas pode ser obtida por cálculos através de normas que estabelecem as propriedades térmicas dos materiais utilizados. Porém a importância desta observação esta não somente em atenuar o desconforto térmico da moradia, mas aproximá-la do conceito habitável e da apropriação inteligente da informação referente à tecnologia do ambiente construído. A atenção dada para coberturas também está relacionada ao consumo de energia. Mascaró (1992) constatou que o consumo de energia em função da tipologia dos edifícios é de 25% a 45% do total, fator resultante, principalmente, da má orientação do edifício ou devido ao desenho inadequado de suas fachadas. Para o Prof. Mascaró (1992) o uso de medidas simples de racionalização no projeto e na instalação poderiam diminuir o consumo de energia de 20 a 50%. Levando em conta esta constatação o custo total de um edifício durante sua vida útil deveria ser estimado também com o custo de sua manutenção e o de fornecimento de energia. As coberturas recebem o dobro da carga térmica das paredes, ou seja, em média 12 horas de insolação. As paredes recebem uma radiação térmica direta que varia de 5,5 à 6h, no caso de Porto Alegre e algumas cidades da região Sul. As cores no desempenho térmico da cobertura possuem um coeficiente de absorção ( ) com uma média de 0,55, superando o dobro do valor das paredes para a mesma cor. O Gráfico

2 abaixo (FIGURA 01) mostra o resultado da carga térmica recebida pela envolvente (paredes e coberturas) de dez diferentes tipos de habitações analisadas por Mascaró (1992). FIGURA 01 Carga Térmica recebida por habitações térreas e isoladas 27,70% 72,30% COBERTURAS PAREDES FONTE: Mascaró, Juan Luis e Mascaró, Lúcia Elvira Raffo, As informações obtidas por Mascaró (1992), em pesquisa realizada na cidade de Porto Alegre, evidenciaram o atraso térmico das coberturas (0,5h) em relação às paredes (3h a 4,5h). Fator importante quando se têm dias quentes e noites amenas. Os baixos valores do atraso térmico das habitações isoladas térreas, tipo COHAB devem-se não só ao fato da cobertura ser de baixa qualidade (barata), mas principalmente, a sua má resolução do ponto de vista térmico (MASCARÓ, 1992, pág. 64). O Instituto de Pesquisas Tecnológicas de São Paulo (IPT) definiu os critérios mínimos de desempenho de habitações térreas de interesse social (apud HABITARE, março 2002). Estabeleceu níveis de classificação A, B e C de acordo com a temperatura do ar interior da habitação. Através da definição de limites admissíveis de temperatura interna (ti) mínima e máxima para o ambiente habitacional foram classificadas as habitações (TABELA 01). As unidades habitacionais cujo conforto térmico for classificado como nível C tanto para verão como para inverno, não deverão ser aceitas como modelo de projeto ou sistema construtivo para habitação de interesse social. TABELA 01 - Classificação Segundo Critérios de Desempenho Térmico A B C VERÃO ti 29 o ti temperatura máxima ti > temperatura máxima C exterior exterior INVERNO ti 17 o C 17 o C > ti 12 o C ti > 12 o C FONTE: Informativo Eletrônico HABITARE, Março de 2002 Quanto aos materiais empregados nas habitações térreas de interesse social, segundo levantamento em dez estados brasileiros (RODRIGUES E RUSCHEI, 2002), é confirmada a predominância de materiais e técnicas construtivas convencionais. Dentro de uma amostragem de noventa e sete projetos de casas populares realizados pelas Companhias de Habitação Popular (COHABs) e Órgãos Assemelhados associados à Associação Brasileira de COHABs (ABC) a inovação em coberturas não apresentou significativas mudanças. Dentro desta amostra Rodrigues e Ruschei (2002) analisam todos os materiais e sistemas construtivos empregados constatando que a madeira é empregada em 97,85% dos projetos de estrutura de coberturas estudados, restando uma margem insignificante para o uso de estrutura metálica. Assim como a estrutura de madeira o uso de materiais cerâmicos para cobertura predomina em 90,32% dos projetos e 9,68%

3 prevêem a utilização de fibro-cimento. Os autores desta pesquisa salientaram a ausência de laje (56,52%), assim a cobertura cerâmica pode estar suprindo as deficiências com conforto térmico. Percebe-se pelo levantamento realizado acima a padronização construtiva e o desrespeito ao uso de recursos naturais da região. Apesar da pesquisa não abordar a diferenciação de projeto não há surpresa por não existirem diferenças significativas entre os mesmos. As Habitações de Interesse Social, em sua grande maioria, são construídas com materiais de baixa qualidade, desconsiderando os aspectos particulares dos futuros moradores. Além deste problema relacionado à padronização dos projetos de habitação popular apresentam inadequação ao clima. Segundo Professor Fernando Oscar Ruttkay Pereira (HABITARE, nov. 2001) "as mesmas soluções vêm sendo repetidas há décadas e em todo o território nacional, o que demonstra a desconsideração das situações climáticas, culturais e sociais específicas de cada região". O professor Pereira concluiu após pesquisa no Bairro Bela Vista, Conjunto habitacional popular produzido pelo poder público, na região da Grande Florianópolis, a necessidade de uma maior consideração das estratégias bioclimáticas recomendáveis para o local. Além do material utilizado na construção e do desenho do projeto respeitando orientações e outras condicionantes que colaboram para o desempenho térmico existe também condicionante relacionada ao desenho urbano do loteamento 2. QUESTÕES LIGADAS AO PRODUTO COBERTURA: As questões ligadas ao produto cobertura estão relacionadas ao sistema construtivo e aos materiais utilizados como produtos tecnológicos que necessita padronização, otimização do tempo de montagem, repensando a concepção quanto produto inovador consciente com o ambiente local. As questões ligadas ao produto cobertura consideram todos componentes construtivos existentes na cobertura e se subdividem em três partes: a). Tecnologia adequada; b). Utilização de recursos disponíveis e re-utilização; c). Relação com o mercado formal; d). Relação com o mercado informal. 2.1 Adequação Tecnológica A produção da cobertura, como todo produto da indústria da construção, envolve técnicas, custos de transporte, disponibilidade local e elemento construtivo leve (55kg quando manipulado por dois homens e 30kg quando manipulado por um único homem). Em uma avaliação de tipologias habitacionais a partir da caracterização de impactos ambientais relacionados a materiais de construção, realizadas na Vila Tecnológica de Porto Alegre (SPERB & SATTER, 2000), foi observado que coberturas de cimento amianto com estrutura de madeira tratada com produtos químicos altamente tóxicos são as responsáveis por um impacto ambiental negativo relevante devido ao baixo potencial de reciclabilidade. A construção civil dentro de um plano estratégico de inovação não deve estar focada somente no desenvolvimento de novos materiais, componentes e elementos que contribuam para o aperfeiçoamento e modernização da construção, mas na integração de diversos agentes da cadeia produtiva. O desenvolvimento de métodos e modelos que aprimorem o processo de avaliação de desempenho de componentes e sistemas construtivos (NORIE/UFGS, 2002) devem focar a avaliação da viabilidade técnica, econômica e mercadológica de novas tecnologias, levando em conta não somente seus custos iniciais, mas também custos ao longo de sua vida útil, participando da implantação de um novo produto ou componente construtivo. A cerâmica devido a propriedades térmica, a existência do material na região e as questões culturais ligadas a este produto um levantamento do ciclo de vida da cerâmica se faz necessário. A indústria cerâmica brasileira domina alta tecnologia e ocupa a quarta colocação no ranking mundial de exportadores no setor de revestimentos cerâmicos. O mesmo não ocorre com um sistema artesanal na cerâmica

4 vermelha que utiliza tecnologia arcaica. Sua produção é isenta de padronização dos produtos e de utilização adequada de equipamentos e técnicas. Essas falhas são alguns dos problemas que caracterizam a produção de telhas, blocos cerâmicos e tijolos, segundo as conclusões iniciais do projeto Análise do Ciclo de Vida de Produtos (revestimento, blocos e telhas) do Setor Cerâmico da Indústria de Construção Civil, integrado ao Programa de Tecnologia Para Habitação (HABITARE, 2003). As indústrias de cerâmica vermelha são quase sempre de organização simples e familiar. A análise do ciclo de vida dos principais produtos utilizados na construção civil irá auxiliar na definição e comparação de seus impactos ambientais, conseqüentemente na melhoria de sua qualidade. O Prof. Sebastião Roberto Soares (HABITARE, 2003) resume que essa ferramenta que permite também estabelecer uma base de informações sobre as necessidades totais de recursos, consumo de energia e emissões de poluentes associadas à atividade produtiva que está sendo estudada. 2.2 Utilização de Recursos Disponíveis Re-Utilização Devido ao fato de utilizar uma grande quantidade de recursos naturais a construção civil deve avaliar o desenvolvimento de uma política ambiental que utilize: Soluções que avaliem não apenas os custos iniciais; Utilização de materiais e componentes que resultem em menor impacto ambiental; Re-utilização ou reciclagem de resíduos industriais e agrícolas pela construção civil, incluindo os próprios resíduos; Introdução de melhorias nos projetos e na gestão da produção, de forma a reduzir a produção de resíduos nos canteiros de obras. 2.3 Relação com o Mercado Formal Identificando o perfil e os requisitos dos clientes com métodos de pesquisa diretos e indiretos para que estes participem nas decisões de desenvolvimento de um produto adequadamente planejado. Esforços no processo de "educar" o cliente quanto ao produto que está sendo adquirido, disseminando informações sobre como usar adequadamente o produto e sobre as garantias reais de bom funcionamento. A avaliação da satisfação do cliente, realizada através dos procedimentos de avaliação pós-ocupação, é essencial para retroalimentar o processo de construção de edificações, de forma a definir as ações corretivas necessárias e propor diretrizes para novos empreendimentos semelhantes (NORIE/UFGS, 2002). 2.4 Relação com o Mercado Informal Essa nova tendência de componentes leves, kits para montagem relativamente simples, com instruções claras já consolidadas em países desenvolvidos denominada mercado de componentes DIY - Do It Yourself vêm assumindo um papel distinto com o crescimento da parcela de atividades relacionadas à manutenção e reformas. Porém no mercado informal existe uma demanda por inovações na cidade informal, principalmente no setor público municipal, por serviços e produtos especialmente desenvolvidos para enfrentar o problema da habitabilidade nas unidades habitacionais e de desenvolvimento de mecanismos eficazes de gestão de processos de autoprodução do habitat (autoconstrução ou mutirão). O mercado informal no Brasil absorve a demanda por materiais, componentes e sistemas construtivos para autoconstrução, mutirão e recuperação de áreas degradadas, incluindo os serviços associados para a sua correta aplicação. 3. ASPECTOS BIOCLIMÁTICOS: De acordo com o Projeto de Norma CB-02 (1998) para a Associação Brasileira de Normas Técnicas e

5 para Normas de Desempenho Térmico de Edificações pode-se verificar as diretrizes construtivas para cada zoneamento bioclimático. Segundo este projeto de Norma Florianópolis se encontra na Zona Bioclimática 3 (FIGURA 02 e 03). FIGURA 02 - Zona Bioclimática 3 FIGURA 03 - Carta Bioclimática apresentando as normais de cidades desta zona, destacando Florianópolis-SC FONTE: Projeto de Norma CB-02- Comitê Brasileiro de Construção Civil CE-02:135.07, 1998 Na relação das 330 cidades cujos climas foram classificados pela Norma Florianópolis apresenta as seguintes estratégias bioclimáticas (de acordo com a metodologia adotada pelo Projeto de Norma CB-02, 1998): Durante o Inverno é necessário o aquecimento solar da edificação, assim a forma, a orientação e implantação devem ter a correta orientação das superfícies envidraçadas para otimizar esse aquecimento. O Projeto Salienta a importância da cor no aquecimento dos ambientes através do aproveitamento da radiação solar. Devido a variação de temperatura ao longo do dia é necessário o aumento da inércia térmica, obtido através do uso de paredes (externas e internas) e coberturas com maior massa térmica, assim o calor armazenado em seu interior durante o dia seja devolvido ao exterior durante a noite quando as temperaturas externas diminuem. A ventilação cruzada alivia o desconforto da umidade do ar. A dimensão das aberturas para ventilação deve ter em média entre 15% a 25% da área de piso. Considerando o local do projeto os aspectos bioclimáticos são condicionantes que podem ser utilizadas pelo homem aprimorando a concepção arquitetônica e favorecendo o ambiente térmico. O exame, a sistematização e elaboração de informações, numa linguagem acessível para a construção de espaços com adequação térmica e salubridade ambiental envolvendo os seguintes aspectos: a). Clima; b). Ventos dominantes; c). Topografia; d). Orientação solar. 3.1 Clima Através do diagnóstico climático definem-se os procedimentos para desenvolver um projeto de cobertura garantindo o desempenho térmico, isto é, permite tornar os ambientes termicamente agradáveis utilizando os elementos construtivos.

6 A amplitude térmica diária de Florianópolis apresenta valores entre 10 o C e 15 o C (TABELA 02) não sendo nem uma amplitude pequena como nos climas tropicais quentes úmidos (aproximadamente de 4 o C) nem de alta amplitude como no clima quente e árido (maiores que 15 o C). Devido ao alto nível de umidade a ventilação é imprescindível para essa variação de amplitude mesmo nas estações frias. O aquecimento solar passivo (como clarabóias) é uma estratégia importante nos períodos frios e não conflitante com os períodos quentes (ANDRADE, 1996). TABELA 02 - Temperaturas Média das Máximas e Média das Mínimas (ºC) em Florianópolis Média Ano Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez TBSmáx. 24,8 28,8 29,0 28,0 25,7 23,8 21,7 21,1 21,5 22,0 23,8 25,6 27,3 TBSmín. 17,0 20,8 21,1 20,2 17,8 14,9 13,5 13,0 13,9 15,1 16,7 18,2 19,6 Fonte: Goulart, Lamberts & Firmino Florianópolis, A avaliação do desempenho térmico através de cálculos referente ao material e ao vão de espaçamento entre estes formará a importante câmara de ar, que influencia na temperatura interna dos ambientes. Como estratégia para resfriamento Andrade (1996) recomenda coberturas de maior inércia como telhas cerâmicas sobres lajes de concreto associando certo nível de material isolante térmico. Nas coberturas de menor inércia como no caso das telhas de cerâmica e estrutura de madeira, introduzir materiais isolantes e materiais reflexivos (folha metálica polida). As coberturas mais comuns encontradas nas habitações de Interesse Social (HIS) são as de telha de barro sem forro e de fibro-cimento. Na avaliação da transmitância, capacidade térmica e atraso térmico para algumas coberturas de HIS é possível o alcance de valores admissíveis para a zona bioclimática de Florianópolis (TABELA 03) com alterações como colocação de forro. Essa significativa diferença, segundo Projeto de Norma CB-02 (1998), é necessária para habitações de Florianópolis que devem apresentar uma transmitância térmica U 2,00 W/m 2.K (TABELA 04), ou seja, a colocação de forro já consegue atender a exigência em alguns casos. TABELA 03 - Valores admissíveis para coberturas na zona bioclimática de Florianópolis Transmitância térmica - U Atraso Térmico - ϕ Fator de calor Solar - FCS W/m 2.K Horas % U 2,00 ϕ 3,3 FCS 6,5 Fonte: Projeto de Norma CB-02 (1998). TABELA 04 - Transmitância, capacidade térmica e atraso térmico para as coberturas mais comuns encontradas em HIS em Florianópolis (SC) U C Cobertura Descrição T ϕ [W/(m 2.K)] [kj/(m 2.K)] [horas] Cobertura de telha de barro sem forro. Espessura da telha: 1,0 cm Cobertura de telha de fibro-cimento sem forro Espessura da telha: 0,7 cm Cobertura de telha de barro com forro de madeira Espessura da telha: 1,0 cm Espessura da madeira: 1,0 cm Cobertura de telha de fibro-cimento com forro de madeira Espessura da telha: 0,7 cm Espessura da madeira: 1,0 cm 4, ,3 4, ,2 2, ,3 2, ,3

7 Cobertura de telha de barro, lâmina de alumínio polido e forro de madeira Espessura da telha: 1,0 cm Espessura da madeira: 1,0 cm Cobertura de telha de fibro-cimento, lâmina de alumínio polido e forro de madeira Espessura da telha: 0,7 cm Espessura da madeira: 1,0 cm Fonte: Projeto de Norma CB-02 (1998). 1, ,0 1, ,0 3.2 Ventos Dominantes A partir da década de 70 o consumo de energia tornou-se preocupante com o aumento populacional, necessitando desenvolver o uso de recursos renováveis, a sustentabilidade se tornou essencial. Para os edifícios o uso de ventilação natural é uma técnica passiva a ser considerada em projetos adequando a edificação ao clima da região. A ventilação natural é a estratégia mais eficiente para resfriamento de ambientes sem utilizar equipamentos ou materiais especiais. Uma maneira de aumentar a ventilação é a utilização de captadores de vento acima do nível da cobertura (FIGURA 04). Essas aberturas também podem funcionar como saída do fluxo de ar (extratores) dependendo da configuração e da edificação em relação à direção do fluxo do ar. FIGURA 04 Diversos Tipos de captadores de vento FONTE: Bittencourt & Lôbo, ENTAC, Para Bittencourt & Lobo (2000) a altura das torres para caixa d água poderiam ser utilizadas para incrementar a ventilação sem alterar o custo da edificação (FIGURA 05). Através de simulações no programa computacional PHOENICS 3.2, baseado na Computer Fluid Dynamics, analisaram a circulação de ar no interior de uma habitação e concluíram: Melhora considerável do padrão de distribuição do fluxo de ar no interior das edificações que possuem captador de vento; Possibilidade de até dobrar a velocidade média do fluxo do ar em alguns ambientes; Benefícios sem custos adicionais significativos de investimentos. FIGURA 05 Captadores de Vento Adaptados às Torres de Caixas D água FONTE: Bittencourt, 1993

8 A velocidade do vento aceitável em interiores varia de 0.5 a 2.5 m/s (BOUTET apud BITTENCOURT & LÔBO, 2000). O limite da velocidade interior de ambiente construído é definido quando essa velocidade causa importunos como desordem de papéis. Segundo o gráfico abaixo apresenta a freqüência mensal de direção do vento (GOULART et all; 1997), a análise das direções dos ventos dominantes no inverno como no verão permitem definir a posição das aberturas no caso de cobertura ventilada. A direção predominante do vento na cidade de Florianópolis é Norte, na direção leste a predominância é significativa no verão e consideravelmente calmo no inverno (FIGURA 06). FIGURA 06 Direção predominante dos ventos na cidade de Florianópolis Fonte: Goulart, Lamberts & Firmino, A Norma Brasileira NB-599 específica a ação do vento em construções, as forças devidas da velocidade básica do vento segundo o local é identificada pelo prof. Joaquim Blessman (1979) como Vo. Na formula essa velocidade básica (Vo) deve ser multiplicada pelos fatores: Topográfico, rugosidade do terreno e fator estatístico. No caso de Florianópolis tem-se como velocidade básica 45 m/s (segundo Gráfico das Isopletas). Coberturas em áreas que a pressão da velocidade do vento é acima do limite de conforto pode apresentar problemas de destelhamento, principalmente em períodos de chuvas e em caso de inclinação inferior a desejável com beirais inadequados. 3.3 Topografia O relevo da cidade de Florianópolis é variável, podendo apresentar encostas íngremes ou superfícies planas próximas a mangues. A forma da superfície terrestre influência o microclima. O microclima é o clima que se verifica num ponto restrito (cidade, bairro, rua etc), devido a condicionantes tais como a topografia, a vegetação e a superfície do solo natural ou construído. As regiões acidentadas propiciam microclimas mais variados. A FIGURA 07 mostra a influência do relevo no microclima, como a orientação e sua declividade influenciam os aportes de radiação (ROMERO, 1988).

9 FIGURA 07 Influência do relevo no microclima. Fonte: Bardou/Arzoumanian (1980), apud Romero, 1988,pág 31. Modificando a força, direção dos ventos o conteúdo da umidade do ar, a topografia pode ser a responsável pelo desvio ou canalização do fluxo de ar assim como produzir sombreamentos ou maior exposição a radiação solar. Todos esses efeitos são fatores que deverão constituir a definição da cobertura. 3.4 Orientação Solar - A Influência da Geometria do Telhado A cobertura é elemento construtivo que está mais exposto a radiação solar incidente e de mais difícil proteção. Um estudo da intensidade da radiação solar incidente em superfícies planas mostrou que variações na orientação e na inclinação podem minimizar ou maximizar os valores da radiação solar incidente nestas superfícies. As vantagens destas informações implicam num conforto térmico maior e assim numa economia energética do edifício. Utilizando informações como orientação, inclinação dos planos estudados e valores de radiação solar média diária do mês (CASTANHEIRA & COSTA, 2002), o programa denominado RAD calculou os valores da quantidade de energia solar incidente em superfícies planas orientadas e inclinadas de três pontos distintos e não colineares. As tipologias foram: telhado com uma, duas e quatro águas e para a inclinação foram usadas duas variações com I = 5 e I = 25. As conclusões dos pesquisadores sobre este estudo indicaram que as coberturas com duas ou quatro águas recebem a menos incidência de radiação solar e que as inclinações menores privilegiam ambas com melhor eficiência energética e conforto ambiental. 4. OUTRAS POTENCIALIDADES DE USO PARA A COBERTURA: Entre as considerações a respeito de outros usos para o elemento cobertura ou a exploração desta área por outros sistemas que otimizem os recursos naturais como se salienta: a). Iluminação Natural; b). Captação da energia solar; c). Captação de águas pluviais; e). Cobertura verde. 4.1 Iluminação Natural Dentre as diversas razões que podem justificar a utilização da luz natural (CABÚS, 1997) como fonte de iluminação estão: Qualidade da luz (apresenta a melhor reprodução das cores); Variabilidade (a alteração por fenômenos meteorológicos ou por trajetória solar proporciona uma quebra de monotonia);

10 Utilização como elemento de projeto ou como elemento auxiliar (valorizando ou definindo os espaços); Eficácia luminosa da luz natural (as fontes naturais introduzem menos calor por lúmen dentro das edificações que as lâmpadas elétricas comuns); Conservação de energia (podendo reduzir até 35% o consumo de energia elétrica). A iluminação zenital é aquela que utiliza aberturas situadas no teto, podendo ser: Clarabóia, monitor (uma cumeeira com aberturas verticais), dente-de-serra (aberturas paralelas verticais ou inclinadas), teto transparente, domo (superfície hemisférica opaca com perfurações ou translúcida) e lanternim (elevação do cume do telhado). 4.2 Captação da Energia Solar A sabedoria de construir com a natureza muitas vezes é deixada de lado para seguir um modismo de custo alto e inexplicável, resultando no uso de potentes equipamentos (de iluminação e climatização) de grande consumo energético. Atualmente essa consciência por condições ambientais se tornou essencial em projetos, pois afeta não somente o ambiente, mas toda a sociedade, com a demanda de novas usinas e o encarecimento de tarifas. Tirar partido da posição geográfica, das peculiaridades e das características do lugar onde se vai construir tem como resultado não somente iluminação natural abundante durante todo o dia e diminuição do gasto de energia, mas um consciente respeito ao ambiente natural. A orientação da fachada, as dimensões das janelas, a inclinação do telhado, o tamanho do beiral, tudo tem uma razão, uma finalidade que sobrepuja a estética para contribuir na eficiência energética da moradia. Mesmo a vegetação que tem importante função na climatização para regular o nível de insolação e filtrar o ar não é mais menosprezada. Estratégias na interferência de um cinturão de árvores se faz através da escolha de espécies cuja altura e diâmetro de copa possam fornecer sombra nas estações de calor e, com a queda das folhas, liberasse a passagem do sol nas de frio (árvores caducas). Os princípios usados por nestes projetos muitas vezes recebem o nome de Arquitetura Bioclimática que consiste basicamente em construir com a natureza tirando lições dela e não a afrontando. O telhado é elemento construtivo do qual mais se deve tirar proveito. Para a arquiteta curitibana Silvana Castro (COPEL, 1999): "A cada ano, o sol derrama sobre os telhados uma quantidade de energia 3,5 vezes maior que a necessária à satisfação de todas as demandas domésticas", diz. "Até agora, ignoramos esse presente recebido do céu. Mas o reconhecimento dessa realidade pode levar o homem a refletir, a repensar suas concepções e a buscar formas inovadoras de usar melhor o que a natureza lhe dá", complementa. "Não existe lógica em queimar combustível numa usina para, a 500 graus de temperatura, gerar eletricidade que será enviada a uma residência distante centenas de quilômetros, onde servirá para aquecer água a 60 graus, tudo isso para uma simples ducha quente de mais ou menos 30 graus" (COPEL, 1999). 4.3 Captação de Águas Pluviais A utilização de recursos hídricos é atualmente polêmica. A preocupação com a água potável é mundial, assim, o aproveitamento de água e a não utilização de água potável e tratada para fins que não a exigem, como descarga de dejetos são aplaudidas pelos ambientalistas e por todos que possuem consciência a respeito deste desperdício hídrico. O projeto desenvolvido em Florianópolis para atender os estudantes mais carentes da Universidade de Federal de Santa Catarina mostrou uma eficiente solução para esse problema ao mesmo tempo proporcionando conforto térmico para a cobertura do ultimo pavimento da edificação. As águas pluviais, águas dos chuveiros e dos lavatórios, são conduzidos a um tanque de decantação, situados no sub-solo, para o filtro e deste para a cisterna, de onde é bombeada para um reservatório de água reciclada, situado

11 sobre a laje de cobertura com capacidade de 6 mil litros, que abastece as caixas de descargas acopladas às bacias sanitárias (SILVEIRA & BARTH, 2003). A Moradia estudantil reuniu ao mesmo tempo inovações como o uso racional da água pluvial, a reciclagem de águas de banho e lavatórios, de forma a criar condições de conforto e melhorar o desempenho energético do edifício. A construção utilizou um sistema de cobertura ventilada com placas pré-fabricadas de concreto apresentando não somente uma melhoria do desempenho térmico, mas também um aumento da durabilidade do sistema de impermeabilização (FIGURA 08). FIGURA 08 Sistema de Cobertura Ventilada Moradia Estudantil UFSC, em fase de construção FONTE: Silveira & Barth, Cobertura Verde O uso da vegetação na cobertura como solução térmica é ainda recente. Apresentando vantagens técnicas, estéticas e psicológicas as coberturas verdes são amplamente utilizadas na Europa. Aumentando o isolamento térmico e acústico, a proteção da impermeabilização e a redução das patologias em lajes de coberturas são algumas das vantagens técnicas da cobertura verde. A diminuição e/ou retardamento do volume de águas pluviais dos centros urbanos é um grande beneficio ao meio ambiente deste sistema que influencia o microclima local. A paisagem urbana se torna menos árida proporcionando um efeito psicológico positivo. A vegetação reduz o efeito da insolação sobre a superfície de laje porque reflete e absorve a radiação solar. Os resultados da comparação com uma cobertura de laje plana tipo terraço com uma cobertura verde, analisados no inverno e verão, em Pelotas-RS mostraram que as oscilações de temperatura nas coberturas verdes são menores em ambos períodos. No verão é mais agradável a temperatura interna do modelo com cobertura verde, já no inverno pode apresentar algumas horas a temperatura interna semelhante ao do terraço de laje. Os pesquisadores salientam o aumento da vida útil da laje com a cobertura vegetal que funciona como um isolamento térmico (POUEY et all, 1998). 5. ANÁLISE DO DESEMPENHO TÉRMICO DO ESTUDO DE CASO 5.1 Caracterização dos Sistemas Adotados Os sistemas adotados são modelos construtivos estudados pela UFSC Universidade Federal de Santa Catarina escolhidos por representarem uma alternativa econômica para habitações de interesse social. A partir do cálculo utilizado para medir a resistência térmica total do elemento construtivo foram analisados os sistemas, a resistência térmica de ambiente a ambiente é dada pela expressão: RT = Rse+Rt+Rar+Rsi

12 Onde Rt é a resistência térmica de superfície a superfície, ou seja, a soma das resistências térmicas das n camadas homogêneas. Rar é a resistência térmica das n câmaras de ar (obtidas em tabela pela Norma CB 02, Projeto 02: ). Rse e Rsi são as resistências superficiais externa e interna (também obtidas no Projeto de Norma do Comitê Brasileiro de Construção Civil). Sistemas construtivos alternativos: a). Cobertura em arco de argamassa armada com forro de concreto (3cm de espessura) RT = Rse+Rconc+ Rar+Rforro+Rsi RT = 0,04+(0,03 1,15)+0,21+ 0,026+0,17 = 0,472 m².k/w UT = 2,11 W/ m².k b). Cobertura em painel de bloco cerâmico com revestimento em argamassa (FIGURA 09) FIGURA 09 Detalhe da Cobertura Mista Bloco Cerâmico com Argamassa Armada RT = Rse+Rconc+Rcer+Rar+Rcer+Rsi RT = 0,04+(0,04 1,15)+(0,008 0,90)+0,18+(0,008 0,90)+0,17 = 0,4426 m².k/w UT = 2,259 W/m².K 5.2 Síntese dos Resultados. Nas habitações populares mais comumente encontradas na cidade de Florianópolis cobertura é de cerâmica ou de fibrocimento. Ambas com a colocação do forro de madeira conseguem atender a transmitância térmica estabelecida para o zoneamento bioclimático da cidade, segundo Projeto de Norma CB-02 (1998). A colocação de forro de madeira na habitação com cobertura cerâmica apresenta uma melhora na transmitância térmica representativa correspondendo aproximadamente a 56% em comparação a cobertura cerâmica sem forro. Esses casos podem ser aprimorados com o uso de ventilação, aproveitando a elevação de caixas d água, ou com aberturas no telhado que possibilitem controle de fechamento. Nos sistemas propostos é necessário aprimoramento com aplicação de uma cor mais reflexiva, com ventilação para os períodos quentes. O sistema em arco de argamassa armada, segundo avaliação pós ocupacional, o desempenho térmico é satisfatório apesar do calculo utilizado comprovar o contrário. O arco apresenta uma altura elevada ventilada, a construção também apresenta um pé direito alto, fator importante para o conforto térmico. O sistema em painel de bloco cerâmico com revestimento de argamassa deverá apresentar as mesmas condicionantes de melhora de desempenho térmico da cobertura em arco de argamassa armada (cor reflexiva, ventilação superior com controle de aberturas, elevado pé direito) e outras que deverão ser analisadas no local de implantação (microclima existente, obstruções naturais e construtivas,...). É importante salientar que ambos os sistemas propostos não são indicados para projeto de habitação evolutiva verticalmente, já que as coberturas não podem ser reutilizadas uma vez desmontada. Apresentam rapidez de execução e devidamente racionalizados apresentam baixo índice de desperdício.

13 6. CONCLUSÃO Questões relacionadas ao projeto de cobertura que atenda satisfatoriamente aos requisitos de desempenho térmico são inúmeras, concentrando nos critérios mais evidentes pode-se garantir um melhor desempenho e conseqüentemente um projeto mais condizente com o ambiente natural. Aplicando esses critérios para a cidade de Florianópolis é estabelecido que: A Pouco se tem explorado em relação ao produto cobertura. As variações nos sistemas construtivos da cobertura na cidade de Florianópolis, assim como no restante do país, são poucas e limitadas. Para a habitação de interesse social os sistemas adotados não atendem aos requisitos mínimos de conforto, o que muitas vezes é solucionado com a colocação de forro de madeira. Esse sistema construtivo cobertura/forro ainda pode evoluir para um processo de menor morosidade e com a praticidade dos modelos autoconstruídos. A madeira e a cerâmica são recursos naturais ainda disponíveis na região. A madeira de reflorestamento é facilmente encontrada no estado podendo com tratamento e técnicas especiais ser mais explorada como estrutura de sustentação do telhado. A indústria cerâmica como apresentada no capítulo 2 aponta algumas falhas no seu processo de produção, podendo também desenvolver pesquisa quanto a dimensão das telhas e a menor utilização do madeiramento. Como a maioria das habitações de interesse social são autoconstruídas, 90% nos grandes centros, essa demanda exige sistemas de cobertura mais simplificados e com maior rapidez de execução. O comércio que fornece materiais apresentando mais esclarecimento sobre o produto poderia sanar as duvidas que impedem os consumidores finais de adquirir uma nova tecnologia, no caso de um sistema construtivo Do it yourself. B Em relação as aspectos bioclimáticas preocupações com os planos dirigidos a face Norte que recebem mais radiação solar podem ser amenizadas com a variação de planos, ou seja, a utilização de telhados com 2 ou mais águas. A vegetação caduca, que no inverno perde as folhas, altera e melhora substancialmente o microclima e assim o conforto térmico. O vento Norte é dominante, principalmente no inverno, portanto aberturas nesta face devem ser controláveis com a mudança de estação do ano. O vento leste já apresenta uma queda da freqüência no inverno podendo ser usados aberturas fixas. Nota-se que se deve avaliar também o microclima do local da edificação já que a cidade de Florianópolis apresenta obstruções naturais ou construídas bastante variadas. A topografia é uma obstrução natural que altera as direções dos ventos dominantes, assim acontece nas encostas e em áreas próximas a mangues. O clima de Florianópolis apresenta uma amplitude de variação diária e anual elevada, a ventilação pode favorecer o conforto térmico no verão e sendo controlada satisfazer, também, durante a estação fria. C A visão do custo somente na fase inicial deixa de contabilizar os valores ao longo do tempo e os valores incalculáveis dos aspectos da sustentabilidade. A iluminação natural em faces que não recebem muita radiação, comumente na face Sul para Florianópolis, o uso de coletores solares e o aproveitamento de águas pluviais proporcionam economia e utilização de recursos não poluentes. São propostas ainda pouco utilizadas que produzem vantagens financeiras ao longo do tempo e ambientais de imediato REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ANDRADE, S. F. Estudo de estratégias bioclimáticas para o clima de Florianópolis. Dissertação de mestrado, Programa de Pós Graduação em Engenharia Civil UFSC. Florianópolis, SC, BITTENCOURT, Leonardo S. LÔBO, Denise G. F. O potencial dos captadores de vento para incrementar a ventilação natural em edificações localizadas em climas quentes e úmidos. VIII encontro de Tecnologia no Ambiente construído. Salvador, BA, CABÚS, Ricardo Carvalho. Análise do desempenho luminoso de sistemas de iluminação zenital em função da distribuição de iluminâncias. Dissertação de mestrado, Programa de Pós Graduação em Engenharia Civil UFSC. Florianópolis, SC, 1997.

14 CASTANHEIRA, R. G.; COSTA, C. E. S. Influência da Geometria do Telhado na Radiação solar Incidente nos Edifícios. IX Encontro Nacional de Tecnologia do Ambiente Construído, Foz do Iguaçu PR. Maio de GOULART, Solange; LAMBERTS, Roberto; FIRMINO, Samanta. Dados Climáticos para projeto e Avaliação Energética de Edificações para 14 cidades brasileiras. Núcleo de pesquisa em Construção/UFSC Florianópolis, HABITARE Informativo eletrônico. Pesquisa investe no levantamento do ciclo de vida da indústria cerâmica. Disponível em: - Acesso em maio 2003 HABITARE. Reportagem - Habitação Popular: Consórcio de pesquisas combate a padronização. Ano 1, Novembro Disponível em - Acesso maio de 2003 HABITARE. Reportagens - Construção Civil - Desempenho Térmico em Avaliação. Ano 2 Março 2002 Disponível em acessado em 20 de maio MASCARÓ, Juan Luis; MASCARÓ, Lúcia Elvira Raffo (Coordenadores). Incidência das variáveis projetivas e de construção no consumo energético dos edifícios. Porto Alegre, Editora Sagra-dc Luzzatto, NORIE/UFRGS, Coordenação Carlos Torres Formoso. Plano Estratégico para Ciência, Tecnologia e Inovação na área de Tecnologia do Ambiente Construído com ênfase na Construção Habitacional. Associação Nacional de Tecnologia do Ambiente Construído ANTAC. Versão 1, abril POUEY, Maria T.F; SATTLER, Miguel A; SCHNEIDER, Paulo S. Coberturas Verdes: Análise de desempenho térmico VII Encontro Nacional de Tecnologia do Ambiente Construído Qualidade no Processo Construtivo Florianópolis, SC, UFSC, Projeto de Norma CB-02- Comitê Brasileiro de Construção Civil CE-02: Desempenho térmico de edificações Parte 3: Zoneamento Bioclimático Brasileiro e Diretrizes Construtivas para Habitações Unifamiliares de Interesse Social. Comissão de Estudo de Desempenho Térmico de Edificações. Dezembro 1998 REVISTA COPEL. Informe: "Edificações Inteligentes" - Ano XXX nº Dezembro 98 / Janeiro 99. Pg RODRIGUES, Arlindo B.F; RUSCHEl, Regina C. Sistemas Construtivos e Materiais nos Empreendimentos de Interesse Social Desenvolvidos pelas Cohabs e Órgãos Assemelhados In: IX Encontro Nacional de Tecnologia do Ambiente Construído, Foz do Iguaçu PR. Maio de ROMERO, Marta Adriana Bustos. Princípios bioclimáticos para o desenho urbano. Projeto Editores Associados Ltda, São Paulo, SILVA, Francisco de A G.; NASCIMENTO, S. H.; Tavares, J. C. F. Parâmetros Projetuais para o Desenho Bioclimático para o Estado da Paraíba. In: ENTAC Encontro de Tecnologia do Ambiente Construído. EPUSP/ANTAC, São Paulo, SILVEIRA, Wilson J. da Cunha; BARTH, Fernando. Projeto E Construção Racionalizada Da Moradia Estudantil Da Ufsc. In: XVIII Congresso Brasileiro de Arquitetos. 2003, IAB, Rio de Janeiro, RJ. SPERB, Márcia R.; SATTLER, Miguel A. Avaliação de Tipologias Habitacionais a partir da Caracterização de Impactos Ambientais Relacionados a Materiais de Construção Civil. In: ENTAC, 2000.