PARCERIA UNIVERSIDADE-GOVERNO COMO FONTE DE DIFUSÃO DO CONHECIMENTO TECNOLÓGICO E AMBIENTAL PARA O MEIO PROFISSIONAL E ACADÊMICO CUNHA, Eduardo Grala da (1); ZECHMEISTER, Dóris (2); QUEVEDO, Evaniza(3); MASCARÓ, Juan José (4); VASCONCELLOS, Luciano de (5); FRONDOLOSO, Marcos (6) (1) Arquiteto Urbanista, Dr., professor adjunto, Faculdade de Engenharia e Arquitetura, UPF (e-mail: egcunha@terra.com.br); (2) Arquiteto Urbanista, MSc. (e-mail: doris@upf.br); (3) Engenheiro Agrônomo – M.Sc., professor adjunto, Faculdade de Engenharia e Arquitetura, UPF (e-mail: evanisa@upf.br); (4) Arquiteto Urbanista, Dr., professor adjunto Faculdade de Engenharia e Arquitetura, UPF (e-mail: arqjuanjose@yahoo.com.br);(5) Arquiteto Urbanista, Ms., professor auxiliar de ensino, Faculdade de Engenharia e Arquitetura, UPF(e-mail: vasconcellos@upf.br); (6) Arquiteto Urbanista, M. Sc., professor adjunto Faculdade de Engenharia e Arquitetura (e-mail: mafrandoloso@hotmail.com) RESUMO O objetivo do artigo é a apresentação de uma pesquisa fruto da parceria CEEE-ANEL – Universidade de Passo Fundo, RS, a qual objetivou enfatizar os aspectos bioclimáticos dentro do processo da criação arquitetônica. Ou seja, evidenciar a conceituação bioclimática, ou princípios estruturadores referentes à interação entre arquitetura e clima. Um segundo aspecto tratado na pesquisa foi o desenvolvimento do projeto de climatizadores naturais, identificados como elementos de arquitetura que pudessem contribuir passivamente na climatização de ambientes construídos. Um terceiro aspecto que completou a pesquisa foi a análise e apresentação da vegetação como elemento natural de climatização. A publicação resultante do trabalho foi intitulada Elementos de Arquitetura de Climatização Natural. ABSTRACT The objective of this Paper is the presentation of research, that is the result of a partnership between CEEEANEL and the University of Passo Fundo, RS, which enphasizes the bioclimatic aspects in the architectural criating process. In other words, to enphasize the bioclimatic conceptuation, or structured principle regarding to the interaction between architecture and climate. One second aspect that was discussed in the research was the development of natural conditional air devices project, architectural elements that could contribute, in passive way, to the climatization of built ambients. One third aspect, that completed the research, was the analysis and presentation of vegetation as a natural element of climatization. The publication resulting from the work was entitled Elementos de Arquitetura de Climatização Natural. INTRODUÇÃO Um dos grandes problemas enfrentados pelas universidades brasileiras é a dificuldade de difusão do conhecimento gerado no âmbito acadêmico, caracterizada pela falta de integração, tanto no âmbito privado como também no governamental. Quando o conhecimento gerado fica aprisionado em relatórios e pequenas publicações na esfera das universidades, o dinheiro público e o privado são desperdiçados, e não são geradas melhorias na vida dos brasileiros. Atualmente, a estrutura de grande parte das universidades comunitárias e privadas, adaptando-se às condições mercadológicas, não fornece as condições ideais para o desenvolvimento de pesquisas. Essas condições são caracterizadas por carga horária e, quando possível, financiamento de materiais de consumo e equipamentos. O curso de Arquitetura e Urbanismo da Universidade de Passo Fundo conta, atualmente, com uma média de 80% da carga horária dos professores realizadas em sala de aula. Nesse sentido a busca de recursos financeiros externos para o desenvolvimento de pesquisas é determinante. A parceria universidade pública-privada, governo e iniciativa privada é fundamental para a melhoria das condições de trabalho e vida dos brasileiros, como também uma importante e fundamental fonte de recursos para a realização de trabalhos de investigação. No ano de 2002, por meio do edital pesquisa e desenvolvimento 2002/2003, lançado pela parceria ANEL-CEEE, foi assinado um contrato entre a Universidade de Passo Fundo e a Companhia Estadual de Energia Elétrica (CEEE), por meio da qual foi fomentada uma pesquisa coordenada pelo Laboratório de Conforto Ambiental do Curso de Arquitetura e Urbanismo da UPF.
O objetivo da referida pesquisa era a publicação de um livro no qual seriam enfatizados os seguintes temas: - elementos de arquitetura de climatização natural – projeto de soluções de climatização passiva de ambientes, por meio dos quais edificações poderiam utilizar os recursos energéticos naturais e renováveis, minimizando o uso de energia nos ambientes construídos; - aspectos gerais da metodologia do projeto arquitetônico – informações básicas sobre o método de criação arquitetônica visando a uma maior valorização dos aspectos bioclimáticos dentro da concepção do projeto, com o objetivo de obter o melhor aproveitamento dos recursos naturais. As duas temáticas apresentadas foram os eixos principais da referida publicação, a qual teve como públicos-alvo acadêmicos e profissionais da região sul do país. Uma das dificuldades de encontrarmos na atualidade edificações com boa performance ambiental é oriunda da separação dos aspectos bioclimáticos como temática particular, a qual tem sua implementação atribuída nas edificações projetadas a especialistas, ou seja, é oriundo da fragmentação do saber “projetar”. Neste sentido o livro objetivou também incorporar ao processo de criação a conceituação bioclimática da proposta desenvolvida. Nos princípios estruturadores encontrados no processo do projeto arquitetônico, durante a geração de um partido qualquer, os conceitos referentes à interação arquitetura e clima devem ser contemplados. Esta especialização da temática Conforto Ambiental é gerada também pela própria maneira como o tema é tratado por alguns autores e programas de pós-graduação. Trata-se dos aspectos quantitativos como um fim, quando o fim deveria ser o projeto arquitetônico. Sabemos que o material “A” tem um melhor desempenho térmico, ou acústico que o “B”, mas não sabemos como “A” e “B” se comportam qualitativamente, ou seja, integrados fazendo parte de um todo compositivo. Estudamos a tecnologia como um fim, não como um meio. Normalmente são encontradas publicações na referida área não abordando a relação do tema com o projeto arquitetônico, o que dificulta a síntese e implementação das informações técnicas durante a fase de desenvolvimento de um projeto. A pergunta que nos propusemos a responder durante a abordagem sobre a metodologia de projeto foi: dentro de cada etapa do desenvolvimento do projeto arquitetônico de uma edificação quais são as informações a serem contempladas no que tange à relação ambiente construído e clima, ou seja, como decidir em cada etapa do processo metodológico? Ainda referente ao processo de desenvolvimento do projeto arquitetônico, procurou-se também, consolidar no processo de criação a utilização de elementos de arquitetura de climatização passiva de ambientes interiores. Um segundo importante aspecto do desenvolvimento do trabalho foi a integração das áreas de Projeto Arquitetônico, Tecnologia da Construção e Expressão Gráfica do curso de Arquitetura e Urbanismo da Universidade de Passo Fundo, por meio da formação de um grupo de trabalho com seis professores e quatro acadêmicos do curso. Essa integração disciplinar repercutiu positivamente, posteriormente, na consolidação das atividades interdisciplinares nas cadeiras de Projeto Arquitetônico e Urbano no curso. Um terceiro importante aspecto a ser mencionado, refere-se à abordagem utilizada durante o processo de confecção do livro. Com o emprego de uma linguagem simples, procuramos, com o auxílio de uma forma de expressão gráfica criativa, prender a atenção do leitor, sem ser uma leitura pesada e extremamente dissociada da prática profissional. O livro Elementos de Arquitetura de Climatização Natural foi publicado em setembro de 2003, pela editora da Universidade de Passo Fundo. No final de Outubro de 2005 foi lançada a segunda edição. A PROPOSTA A proposta de trabalho, conforme já mencionada, foi caracterizada em duas linhas temáticas principais: Aspectos gerais da metodologia do projeto arquitetônico e elementos de climatização natural. A publicação está dividida em três grandes capítulos, os quais contemplam as duas linhas temáticas principais. O capítulo 1 é intitulado Introdução à Arquitetura Bioclimática, em que a necessidade da interação da edificação com o contexto climático é reforçada, como também são apresentados os agentes presentes nessa relação. Este capítulo está dividido em quatro partes, são elas: Introdução (energia na cidade e na edificação, problema energético, as iniciativas, o caso de Passo Fundo, usuários e consumo de energia elétrica, conclusões parciais e conclusão), aspectos históricos, princípios bioclimáticos da arquitetura e variáveis climáticas (fatores climáticos, fatores do lugar, fatores biofísicos, informação e registro de dados referidos ao contexto e elementos da edificação). As figuras 1 e 2 ilustram alguns aspectos apresentados no capítulo 1.
Figura 1 – História da Arquitetura Bioclimática
Figura 2 – História da Arquitetura Bioclimática No capítulo 2, intitulado Processo Projetual, os aspectos referentes ao desenvolvimento do projeto arquitetônico de uma edificação foram apresentados. O objetivo dessa apresentação foi valorizar as decisões arquitetônicas vinculadas ao desempenho ambiental da edificação, apresentar as mesmas como um grupo de aspectos que possuem um status próprio de conceituação, e ao mesmo tempo procurando integrar este grupo de perguntas a serem respondidas com os demais importantes conceitos presentes no desenvolvimento do projeto de uma edificação. As figuras 3 e 4 caracterizam etapas e aspectos importantes do método do projeto arquitetônico, na qual é evidenciada a importância dos preceitos bioclimáticos. A tabela I apresenta a organização dos capítulos I e II. Na figura 3 é apresentada dentro do contexto de uma discussão relacionada à importância do processo de projeto, e a necessidade de o mesmo estar balizado por uma metodologia de concepção, na qual o processo como um todo seja claro. Já na figura 4 é apresentado, dentro do contexto de abordagem relacionado à conceituação de um partido arquitetônico, a exemplificação da aplicação de conceitos, ou princípios estruturadores1, em um partido qualquer.
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Mahfuz, Edson da Cunha. Ensaio da Razão Compositiva. Belo Horizonte: EUFMG, 1997.
Tabela I: Organização dos capítulos I e II Apresentação dos Capítulos I e II. I - Introdução á Arquitetura Bioclimática II - Processo Projetual 1.1. Introdução 2.1 Processo Projetual 1.1.1. Energia na cidade e edificação 2.1.1. A importância do método de projeto 1.1.2. Os problemas energéticos 2.1.2. Programa 1.1.3. As iniciativas 2.1.3. Definição do partido e estudos preliminares 1.1.4. O caso de Passo Fundo 2.1.4. Anteprojeto 1.1.5. Usuários e o consumo de energia 2.1.5. Projeto Executivo 1.1.6. Conclusões parciais 2.2. Princípios estruturadores 1.1.7. Conclusões 2.2.1. Relações Funcionais 2.2.2. Relações Morfológicas 1.2. Aspectos históricos 2.2.3. Relações Bioclimáticas 1.3. Princípios Bioclimáticos da Arquitetura 2.2.4. Relações Tecnológicas 1.4. Variáveis bioclimáticas 1.4.1. Fatores climáticos 2.2.5. Relações Simbólicas 1.4.2. Fatores do Lugar 2.2.6. Relações Ambientais 1.4.3. Fatores Biofísicos 2.3 Referências 1.4.4. Informações e dados referidos ao contexto 1.4.5. Elementos da edificação 1.5. Referências
Figuras 3 e 4 – Importância do método de projeto Tabela I: Organização dos Capítulo I e II Apresentação do Capítulos III 3.2.8. Desumidificação e ventilação 3. Elementos de Climatização Natural 3.1. Caracterização climática de Passo Fundo 3.2.9. Vegetação como elemento de climatização natural 3.1.1. Avaliação das orientações 3.2.10. Sustentabilidade na arquitetura 3.2. Estratégias bioclimáticas 3.2.11. Influência da arborização na climatização 3.2.1. Conforto termo-higrométrico 3.3. Aplicação das estratégias na arquitetura 3.2.2. Massa térmica para aquecimento 3.3.1. Aquecimento solar passivo 3.2.3. Aquecimento solar passivo 3.3.2. Ventilação natural e forçada 3.2.4. Ganhos diretos 3.3.3. Calefação de ambientes 3.2.5. Ganhos indiretos 3.3.4. Massa térmica 3.2.6. Sombreamento 3.4. Permacultura e sustentabilidade física da edificação 3.2.7. Aquecimento artificial 3.5. Referências
Figura 05 – Apresentação esquemática de funcionamento de elementos de arquitetura de climatização natural Conforme mencionado na introdução, o objetivo inicial durante o desenvolvimento da pesquisa era gerar um repertório de soluções de elementos de arquitetura, os quais possibilitassem melhorar o condicionamento ambiental de espaços interiores construídos. No decorrer do trabalho observamos a necessidade de abordar a e valorizar a interação do edifício com o clima por meio de uma revisão sucinta da metodologia do projeto arquitetônico, a qual surgiu e foi desenvolvida no capítulo 2 da publicação. A utilização de um método de trabalho durante o processo de projeto, segundo Silva (1984), caracteriza a fuga do processo intuitivo baseado no subjetivismo, transformando o método em uma seqüência de etapas de trabalho transparentes, que possibilitam a definição e a materialização dos conceitos do arquiteto referentes a vários aspectos considerados durante o ato de projetar. No que diz respeito aos aspectos bioclimáticos, no desenvolvimento de um projeto arquitetônico, foram apresentados no capítulo 2, as temáticas a serem definidas pelos arquitetos durante as diferentes fases de desenvolvimento de um projeto arquitetônico. A tabela II apresenta as principais variáveis a serem tratadas nas diferentes etapas do projeto arquitetônico, apresentadas e caracterizadas no livro.
Figura 06 – Relação do entorno construído com a climatização do ambiente interior
Figura 07 – Relação do entorno construído com a climatização do ambiente interior
Tabela II: Caracterização das principais variáveis climáticas a serem trabalhadas nas diferentes etapas de desenvolvimento do projeto arquitetônico ETAPA DE DEFINIÇÃO DO PARTIDO E ESTUDOS PRELIMINARES 1. Sistemas de climatização passiva - orientação dos compartimentos; - proteção dos fechamentos verticais transparentes e opacos em períodos quentes; 2. Sistemas naturais e artificiais - análise do impacto do entorno quanto à projeção de sombras; - definição do tratamento dos espaços exteriores; - compatibilização das massas da edificação e das massas da vegetação com os ventos dominantes (inverno e verão) - definição das áreas sombreadas e gramadas; - definição das estratégias que garantam permeabilidade à edificação; 3. Sistemas de climatização artificial - sistema de refrigeração da edificação no verão; - sistema de aquecimento da edificação no inverno; ETAPA DE ANTEPROJETO - Dimensionamento de protetores solares; - Definição do tratamento das áreas exteriores buscando a climatização natural; - Definição dos fechamentos verticais e horizontais; - Projeto das esquadrias; - Especificações do sistema de AC; - Determinação dos dutos de tomada do ar exterior e drenos para os aparelhos; - Projeto do sistema de calefação (quando necessária – região do país); Fonte: CUNHA (2005, p. 37) Ainda no capítulo 2 foi apresentada, no que diz respeito ao processo de concepção, as relações ambientais estruturadoras do partido arquitetônico, caracterizadas pela interação da edificação com a natureza, ou seja, buscando diminuir os impactos ambientais dos materiais e técnicas construtivas utilizadas no ambiente natural. No capítulo 3 foram apresentadas as estratégias de climatização passiva, ou seja, os elementos de arquitetura2 de climatização natural. Para cada possível estratégia bioclimática foram apresentas algumas soluções de projetos, nas quais foram caracterizados a descrição do sistema e o funcionamento do elemento em período de verão e inverno, conforme indicado na figura 8. As estratégias bioclimáticas e os respectivos elementos de arquitetura de climatização natural foram desenvolvidos com base em uma revisão bibliográfica, como também em projetos de soluções gerados durante o desenvolvimento da pesquisa. A tabela II apresenta a organização do capítulo 3. Ainda no capítulo 3 foi reforçada e exemplificada, conforme figuras 6 e 7, a necessidade de utilização da vegetação nos espaços exteriores como elementos de climatização natural. Nessas observações foi reforçado o importante papel desses elementos naturais no que tange à climatização dos espaços exteriores em períodos de verão e inverno.
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Entenda-se por Elementos de Arquitetura a definição apresentada por Corona Martinez (1999), na qual os mesmos são caracterizados como qualquer elemento com massa presente na edidificação, portas, janelas,...etc.
Figura 08 – Apresentação esquemática de funcionamento de elementos de arquitetura de climatização natural Nos anexos foram apresentados diferentes tipos de vegetação com distintos portes, as quais deveriam ser utilizadas também como elementos de climatização natural. Na apresentação da vegetação foram destacadas características das espécies vegetais, tais como: altura, tamanho da copa, características das folhas, entre outras. RESULTADOS OBTIDOS O desenvolvimento dessa pesquisa e mais tarde a publicação do livro ”Elementos de Arquitetura de Climatização Natural” foi uma positiva integração entre a universidade e o órgão estatal CEEE gerando e divulgando um conhecimento que, pode contribuir com o estado da arte na temática arquitetura, clima e projeto, a medida que as informações geradas podem possibilitar uma melhoria do desempenho térmico das edificações. Acima de tudo, a mensagem da valorização dos aspectos bioclimáticos dentro da concepção do projeto arquitetônico, com a definição dos passos dentro de cada etapa do método de criação, é o que realmente poderá contribuir no entendimento e comprometimento com o desempenho das edificações.
Um outro importante aspecto obtido, já mencionado sucintamente, foi a possibilidade de integrar de forma efetiva dentro do curso um grupo formado por seis professores e quatro acadêmicos do curso de Arquitetura e Urbanismo da UPF, resultando, portanto, na integração das principais áreas que caracterizam o curso. A necessidade da integração das diferentes áreas que caracterizam a Arquitetura é necessária tendo em vista a facilidade e a concreta ação de fragmentação do conhecimento dentro dos currículos dos cursos de Arquitetura e Urbanismo e a dificuldade da integração das informações nas cadeiras de Projeto Arquitetônico e Urbano. Dividimos para ensinar os diferentes conhecimentos necessários para o desenvolvimento da nossa profissão, mas fazemos de forma desordenada e particular a integração das referidas informações na linha temática projeto. Nesse sentido é reforçada a importância da prática de integração gerada durante a realização da pesquisa. Agradecimentos: O desenvolvimento desta publicação contou com o apoio da FAPERGS, CEEE-ANEL e Universidade de Passo Fundo. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS CUNHA, Eduardo Grala da, et. al. Elementos de Arquitetura de Climatização Natural. Passo Fundo: EdiUPF, 2 ed, 2005. MAHFUZ, Edson da Cunha. Ensaio da Razão Compositiva. Belo Horizonte: EUFMG, 1997. MARTÍNEZ, Alfonso Corona. Ensaio sobre o projeto/ Alfonso Corona Martínez; tradução de Ane Lise Spaltemberg; revisão técnica de Silvia Fischer. – Brasília: Editora Universidade de Brasília, 2000. 198 p. SILVA, Elvan. Uma Introdução ao projeto arquitetônico. Porto Alegre: UFRGS, 1984.