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ESTUDOS DE DESEMPENHO AMBIENTAL: RETROFIT NO EDIFÍCIO PÁTIO MALZONI

PAOLA OLIVEIRA DE NICOLAI TRABALHO FINAL DE GRADUAÇÃO


ESTUDOS DE DESEMPENHO AMBIENTAL: RETROFIT NO EDIFÍCIO PÁTIO MALZONI Paola Oliveira de Nicolai Aluna

Professora Joana Carla Gonçalves Orientadora

Trabalho final de graduação Faculdade de Arquitetura e Urbanismo Universidade de São Paulo

São Paulo janeiro de 2017

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AGRADECIMENTOS À Joana Carla Gonçalves Por todas as orientações e ensinamentos.

À Victor H. C. S. Ferreira Por todo o incentivo, ajuda e carinho ao longo deste trabalho. Obrigada por tornar momentos de angústia mais leves

À minha família Por todo o amor recebido e apoio dado às minhas decisões.

Aos amigos da FAU Por todos os momentos especiais divididos até aqui, tornando esta jornada mais fácil e divertida. Um agradecimento em especial para Bruno Zopolato, Julia Polli, Marianna Tonini, Bruno Zanotti,Raísa Mendes e Guilherme Nicácio

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SÚMARIO

APRESENTAÇÃO DO TEMA O IMPACTO AMBIENTAL E A CONSTRUÇÃO CIVIL OS EDIFÍCIOS DE ESCRITÓRIOS ARQUITETURA E CLIMA NOVAS TENDÊNCIAS PROJETO BIBLIOGRAFRIA

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APRESENTAÇÃO DO TEMA A construção civil é um dos setores de maior impacto ambiental e o contínuo aumento da demanda por energia das grandes cidades, aliado a crises no setor em escala global, despertou a necessidade por edifícios mais sustentáveis. Nos grandes centros urbanos, os edifícios comerciais consomem elevada quantidade de energia já que normalmente possuem considerável demanda pelo resfriamento ambiental, pois são caracterizados pela alta geração de carga térmica devido às atividades inerentes a este tipo de uso: grandes concentrações de equipamentos e pessoas. Além disso, dentro do contexto de São Paulo, o modelo de edifício de escritórios reproduzido na cidade nas últimas décadas contribui para o ganho adicional de calor pois seguiu um padrão arquitetônico empresarial internacional (considerado símbolo de prestígio) sem a devida censura se possuía as soluções mais adequadas para o contexto climático local. Assim, observam-se plantas profundas, pés direitos menores e cada vez mais fachadas do tipo “cortina de vidro”, características que além de prejudicar a iluminação natural, provocam o aumento das temperaturas internas já que não existe uma adequada proteção solar da fachada. Como consequência, o uso da climatização e da iluminação artificial se tornam preponderantes nessa tipolologia.

Sabe-se que as maiores oportunidades de se obter um desempenho ambiental elevado e, assim, conseguir melhores soluções arquitetônicas para o edifício e para a sua relação com o meio urbano são encontradas nos estágios iniciais do projeto, devendo este ser pensado para cada clima, beneficiando-se, e não fugindo, das condições externas. Por outro lado, o tamanho do estoque construído de edifícios comerciais da cidade de São Paulo e a elevada vacância no setor aponta que o retrofit também é uma forma importante de promover a recuperação e melhoria do desempenho energético das construções, diminuindo o impacto e melhorando a qualidade ambiental das mesmas, ainda que sua eficiência seja restrita quando comparada a de um projeto novo. Destaca-se o papel e o potencial da fachada na regulação térmica do edifício, o formato e profundidade dos pavimentos, bem como orientações, dispositivos de sombreamento e até escolha de determinados layouts internos para o controle da radiação solar e da ventilação natural, o que influencia diretamente no consumo de energia e conforto dos usuários. É neste contexto que o presente trabalho se insere.

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Imagem: http://vemvercidade.com.br/

O IMPACTO AMBIENTAL E A CONSTRUÇÃO CIVIL

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O IMPACTO AMBIENTAL E CONSTRUÇÃO CIVIL

Consumo energético mundial 700

projeção

600 500 10¹³ BTU

Atualmente, a construção civil é um dos setores de maior impacto ambiental devido a construção do edifício em si, dos processos industriais vinculados a ela e principalmente, do consumo e origem de energia dessas edificações em uso. Para exemplificar, o setor é responsável por 18% das emissões globais de gases causadores do efeito estufa e 25% do consumo de energia primária produzida do mundo(1). Além disso, a intensificação da urbanização aliada com a grande concentração de pessoas nas cidades, principalmente em países em desenvolvimento, como o Brasil, aumenta cada vez mais a demanda de energia para sustentar estes centros urbanos.

400 300 200 100

É relevante observar que o cenário internacional atualmente ainda é dominado por fontes não renováveis, embora novas perspectivas tenham sido levantadas neste século, principalmente com a previsão de que tais fontes serão extintas à longo prazo, como relata Romero (2004):

0

1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 2015 2020 2025 2030

Previsão do consumo energético mundial até 2030. Fonte: International Energy Outlook 2009, DOE/IEA apud Marcondes, 2010, p.1 (adaptado).

“[...] O século XXI se inicia com uma nova perspectiva, em que a palavra de ordem é a busca pelas energias renováveis em larga escala. Essa substituição será lenta e gradual, mas será implantada nesse século e, provavelmente, consolidada no século XXII [...]” (Romero, 2004, p.926) Investir em energia renovável não só ajuda a melhorar a segurança energética, mas também traz outros benefícios sociais e ambientais, como a mitigação de diversos problemas de saúde e a diminuição nos impactos sobre os ecossistemas envolvidos com a extração e uso de combustíveis fósseis(2). No Brasil, destaca-se o uso de hidrelétricas na geração de energia elétrica, não existindo a maciça participação de outras fontes renováveis. Considerando estes fatos, pode-se afirmar que a saída mais coerente para atender a futura necessidade do aumento da demanda nas cidades brasileiras é o uso racional da energia existente.

(1)GONÇALVES, 2015 (2) UNEP, 2011

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Matriz energética no Brasil. Fonte: Notas de aula da disciplina CV006 Conforto Térmico e eficiência energética em edificações. FEC Unicamp.


Desta maneira, torna-se fundamental trazer a construção civil para o debate do controle energético e do impacto ambiental, como afirma Romero (2004):

“[...] as questões que se colocam aqui é o que pode ser feito diante desse cenário, ou seja, como se pode otimizar o consumo de energia no interior dos edifícios que ainda serão construídos e nos que já se encontram em operação nas cidades brasileiras; até que ponto o projeto de arquitetura pode auxiliar nesse processo [...]” (ROMERO, 2004, p.930) É interessante notar que, ao mesmo tempo que a construção civil tem considerável impacto negativo no meio ambiente, é o setor que possui o maior potencial para reduzir a sua pegada ecológica. Segundo o relatório “Rumo a uma economia verde – Caminhos para o Desenvolvimento Sustentável e a Erradicação da Pobreza” elaborado pela UNEP (United Nations Environment Programme), pode-se obter uma economia mundial no consumo energético de até um terço, se investimentos forem feitos e de maneira correta. Além disso, o documento afirma que prezar por edifícios mais responsáveis ecologicamente traz maior habitabilidade, saúde e produtividade aos usuários, gerando ainda mais economia. Muita experimentação e avanços tecnológicos de projeto para edifícios de baixa energia ocorreram nos últimos anos, mas em alguns países esse desenvolvimento e aplicação ainda está em uma fase inicial. A necessidade por construções mais energeticamente eficientes surgiu primeiramente com a crise mundial de 1970(3) e posteriormente com problemas ambientais, como as crescentes emissões de CO2 para a atmosfera, largamente discutidas a partir da década de 90. Conferências internacionais

começaram a alertar sobre o perigo do uso impróprio e abusivo dos recursos naturais e energéticos para o planeta e diversos programas e protocolos foram lançados para um desenvolvimento mais sustentável. No que diz respeito a arquitetura e a construção civil, as metas se concentraram na redução do consumo energético e no limite das emissões de gases do efeito estufa no ar, prezando por construções mais ecológicas. Desta forma, projetos mais eficientes ganham importância, isto é, aqueles capazes de dimunuir o consumo dos insumos prediais e que aproveitem ao máximo os recursos naturais disponíveis, sem comprometer o conforto e a qualidade do ambiente. A arquitetura tem um papel fundamental na eficiencia energética de qualquer construção uma vez que ela define as características formais e físicas dos edifícios, que influenciam diretamente no desempenho ambiental dos mesmos. O consumo de energia nos edifícios varia de região para região de acordo com as condições climáticas, padrões de ocupação, tecnologia disponível e poder econômico. No Brasil, os edifícios em uso são responsáveis por cerca de 80% da demanda nacional de energia elétrica(4). Esta porcentagem está relacionada primeiramente com o consumo de equipamentos de produção e logo em seguida, com iluminação e condicionamento artificial. Dentro deste contexto, destacam-se os edifícios de escritório, que possuem considerável demanda pelo resfriamento de ar devido a alta geração de carga térmica inerente às atividades e equipamentos presentes nos ambientes de trabalho e, por esta razão, merecem especial atenção quando o assunto é economia de energia e alto desempenho ambiental.

(3) MARCONDES,2010 (4) ROMERO, 2004

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O IMPACTO AMBIENTAL E CONSTRUÇÃO CIVIL

Tais características, portanto, falham no alcance de um desempenho ambiental mais eficiente.

Consumo de energia em edifícios de escritórios de São Paulo e Rio de Janeiro, respectivamente. Fonte: “Oficina Temática Eficiência Energética e Comissionamento em Empreendimentos Comerciais” - CTE, 2014

Embora estas questões levantem discussões principalmente relacionadas com os projetos arquitetônicos que estão sendo produzidos neste contexto, o grande estoque construído de edifícios comerciais da cidade de São Paulo e a elevada vacância no setor apontam que o retrofit também é uma forma importante de promover a recuperação e melhoria do desempenho energético das construções. Segundo a Folha de São Paulo, a taxa de vacância em prédios corporativos cresceu de 12,44% no primeiro trimestre do ano passado para 14,88% no mesmo período deste ano.

São Paulo é caracterizado por ser um grande polo econômico e comercial do país, sede de muitas empresas multinacionais e, assim, concentra um número significativo de edifícios de escritórios. Quando se observa estas construções na paisagem da cidade, percebe-se que a grande maioria possui fachadas de vidro seladas completamente isoladas do meio exterior, utilizando principalmente o resfriamento artificial para o conforto de seus usuários. Sobre esta tipologia, Marcondes (2010) afirma: “[...] os edifícios de escritórios projetados e construídos na cidade nas últimas décadas seguem o modelo da arquitetura internacional anteriormente citado, com diversos exemplos do tipo “caixa de vidro” selada e dependência de sistemas para condicionamento ambiental. Tal configuração de edifício implica em ganhos adicionais de carga térmica provenientes da radiação solar incidente. [...]” (MARCONDES, 2010, P.3) Assim, as características arquitetônicas encontradas atualmente nos edifícios de escritórios de São Paulo elevam ainda mais o calor gerado no interior dos ambientes, aumentando, consequentemente, o uso do ar condicionado.

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Taxa de vacância no primeiro trimestre de 2016. Fonte: Folha de São Paulo


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Imagem: http://www.diretocomdono.com.br/imoveis

OS EDIFÍCIOS DE ESCRITÓRIOS

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OS EDIFÍCIOS DE ESCRITÓRIOS A grande maioria dos edifícios de escritórios encontrados na cidade de São Paulo possuem aspectos arquitetônicos que acabam aumentando a carga térmica desses ambientes que já são naturalmente elevadas. Plantas profundas, fachadas seladas de vidro e ampla adoção de sistemas artificiais para a climatização são algumas das características destas construções. Antes de analisar porque estas soluções estão longe de serem as melhores para escritórios em São Paulo, é interessante conhecer como se tornaram a primeira opção de projeto para esta categoria.

tal maneira que acabou atribuindo à essas construções, o nome de “edifícios inteligentes”, o que foi, segundo Andrade (2007) um grande sucesso de marketing para o mercado imobiliário internacional da época:

BREVE HISTÓRICO

Desta maneira, a imagem dos “edifícios inteligentes” foi incorporada e vendida pelo mercado imobiliário a nível global e diversas construções dessa natureza, ou nem tanto, apareceram em todos os continentes sem a devida avaliação se suas característivas aquitetônicas eram adequadas aos contextos locais, ou seja, as especificidades climáticas foram deixadas de lado.

Aparecendo no final do século XIX no cenário internacional, os primeiros edifícios voltados especificamente para escritórios não eram considerados economicamente viáveis, pois a tecnologia construtiva da época só permitia edificações de pequeno porte, compostas por diversas salas de baixa metragem(5). As grandes mudanças nessa tipologia ocorreram no pós-guerra, com o surgimento do concreto armado, da estrutura metálica e, principalmente, com a invenção do elevador, que foi fundamental para aumentar o gabarito dessas edificações. Aproveitando-se de uma condição econômica favorável, surgiu a era dos edifícios de escritórios do século XX: os arranha céus, símbolos dos avanços da engenharia e da arquitetura da época, caracterizados pela verticalidade, plantas livres com core centralizado e janelas moduladas uniformemente, muitas vezes cobrindo toda a fachada(6). A partir de 1970, diversas inovações tecnológicas relacionadas aos sistemas prediais passaram a transformar ainda mais os edifícios de escritórios com o intuito de controlar condições ambientais, principalmente aquelas relacionadas com o ar condicionado. A sofisticação desses sistemas evoluiu de

“[...] essa estratégia de marketing, utilizada pelos incorporadores, foi tão bemsucedida que tanto os seus compradores/locatários quanto os usuários, mesmo sem saber ao certo quais os requisitos para tornar um edifício inteligente, popularizaram qualquer edifício “moderno” como tal [...]” (ANDRADE,2007, p.22)

Nos últimos anos, pode-se dizer que houve uma retomada da preocupaçao em projetar os edifícios a favor do meio ambiente, principalmente nos países do norte da Europa.

Edifícios inteligentes são aqueles que, primeiramente, possuem consideráveis tecnologias recentes, dispoem de sistemas de gerenciamento para operação predial e climatização através de controles automatizados e/ou controles de acionamento individual. Em segundo lugar, os conceitos básicos destas contruções devem ser definidos na fase de projeto, de forma a garantir as condições de ocupação, as áreas de suporte e qualidade ambiental - térmica, acústica, visual e de materiais de acabamento. Por fim, devem ser capazes de se adequar à novas tecnologias e às necessidades dos usuários, mantendo sua integridade ao longo dos anos. (HARTKOPF et al, 1996, P.5)

(5)ANDRADE, 2007 (6)ANDRADE,2007

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Edifício Leiter. Chicago, EUA Willian Le Baron Janny, 1879

Edifício Woolworth. NY, EUA Cass Gilbert, 1913

O primeiro com estrutura modulada tipo esqueleto e fachada cortina de vidro

Considerado símbolo dos avanços da engenharia e arquitetura da época

1850

1900

1950

Edifício Seagram. NY, EUA Mis Van Der Rohe e Philip Johnson 1958

Edifício exemplo da tipologia arquitetônica que ganhava força na época: fachadas completamente envidraçadas, estrutura modular e planta livre

1960

Edifício AT&T. NY, EUA Philip Johnson, 1984

O primeiro a ser considerado “inteligente”

1970

1980

Edifício Commerzbank. Frankfurt, Alemanha Foster and Partners, 1997

Icone dos chamados “edifícios ecológicos”

1990

2000

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OS EDIFÍCIOS DE ESCRITÓRIOS No Brasil, a construção dos edifícios de escritórios se iniciou no começo do século XX, devido ao crescimento do setor terciário voltado para as atividades do capital financeiro-comercial internacional nos maiores centros urbanos do país, como em São Paulo(7). Esse crescimento atraiu diversas empresas multinacionais que desejavam construir prédios sedes que expressassem seu poder econômico. Assim como no cenário internacional, a chegada de novas tecnologias construtivas possibilitou a maior verticalização das construções brasileiras, podendo-se citar, por exemplo, o edifício Martinelli (1930) de 25 andares, considerado na época a construção mais alta do mundo em concreto armado(8). A prosperidade econômica do Brasil na época incentivou o governo a mobilizar esforços para modernizar o país. O estilo colonial baseado em conceitos europeus, característico da cidade de São Paulo até então, deu lugar aos arranha-céus a partir da década de 40. A região da Paulista, por exemplo, começava a sofrer significativas transformações e passou a se consolidar como importante centro financeiro a partir de 1970, década de grande crescimento do mercado de edifícios de escritórios devido à expansão do setor de serviços e da vinda de mais multinacionais para o país(9). O valor dos terrenos nessa região, consequentemente, elevou-se consideravelmente e outras regiões começaram a atrair o setor corporativo como as regiões da Marginal Pinheiros e Faria Lima, que na época possuíam preços mais acessíveis, bom sistema viário e possibilidades de expansão.

da qualidade arquitetônica e eficiência energética no setor comercial, sem considerar qualquer relação com o clima local(10). Andrade (2007) conta que o marketing em torno da denominação inteligente também foi bastante intenso no país: “[...] popularizou-se que itens tais como granito em fachadas, vidros laminados, foyer com pé direito duplos, central de segurança e ar condicionado central elevam qualquer edifício moderno a essa categoria [...]” (ANDRADE, 2007, p.34) Em 1990, muitos edifícios considerados de alta tecnologia se proliferaram principalmente na região da Marginal Pinheiros, com torres que passavam dos 100 metros de altura. No final da mesma década, consolida-se a região da Faria Lima, que concentra ainda nos dias de hoje um grande número de lançamentos comerciais de alto padrão. Segundo Andrade (2007) é inegável que os edifícios de escritórios construídos em São Paulo nas últimas décadas trouxeram avanços construtivos, evolução nos sistemas prediais complementares além da utilização de materiais de maior desempenho, demonstrando maior preocupação com o conforto dos usuários. Contudo, a arquitetura em si continua seguindo o modelo internacional de edifícios de escritórios, com suas fachadas envidraçadas e incompatíveis com o clima da cidade paulista, além da alta dependência dos sistemas ativos de condicionamento ambiental .

Com a chegada do conceito norte americano dos “edifícios inteligentes” no Brasil no final dos anos 80, os edifícios em São Paulo passaram por uma nova estruturação construtiva, adotando lajes maiores, plantas livres, fachadas com acabamento em granito e vidro laminado, além de elevado grau de automação, sendo este último considerado como o caminho suficiente para a melhoria

(7)TATEOKA,2014 (8)ANDRADE,2007

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(9)TATEOKA,2014 (10)ROMERO,1997


Edifício Martinelli. São Paulo, Brasil William Fillinger e Giuseppe Martinelli, 1929

Conjunto Nacional. São Paulo, Brasil David Libesking, 1958

Citicorp Center. São Paulo, Brasil Aflalo&Gasperini, 1983

Considerado na época a construção mais alta do mundo em concreto armado

A construção do edifício marcou a transformação da tipologia de escritórios na cidade

A Av. Paulista se consolidava como centro financeiro de São Paulo na época, aquecendo o mercado de escritórios

1900

1950

1960

1970

1980

Birmann 21. São Paulo, Brasil Skidmore, Owings e Merril, 1997 Um dos exemplos da ploriferação de edifícios de escritórios na Marginal Pinheiros

1990

Morumbi Corporate. São Paulo, Brasil Aflalo&Gasperini, 2008 A atual tipologia arquitetonica de empreendimentos corporativos da cidade de Sâo Paulo

2000

2010

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OS EDIFÍCIOS DE ESCRITÓRIOS

A TIPOLOGIA ATUAL DOS EDIFÍCIOS DE ESCRITÓRIOS

PAVIMENTO TIPO E PÉ DIREITO

Um termo que ganhou muita importância entre os edifícios de escritórios mais recentes da cidade é o “alto padrão”. Observa-se elevada demanda por construções classe “AAA”. Por esta razão, uma das características mais marcantes desses ambientes de trabalho é a cultura do resfriamento e da iluminação artificial, representando aproximadamente 47% e 22% do total de energia elétrica consumida no país, respectivamente(11).

Os projetos dos edifícios de escritórios desse modelo concentram os serviços e a circulação vertical em cores centrais (no centro ou na periferia do pavimento), priorizando plantas com layout livre. Os pavimentos, de forma retangular ou quadrada em sua maioria, tornaram-se mais profundos com o tempo, com áreas de piso que variam de 600 até 2200 metros quadrados(12). O layout utilizado varia entre o celular e a “planta livre”.

Só a preferência por sistemas artificiais já impacta consideravelmente o desempenho energético e ambiental dos edifícios, mas é importante notar que as próprias características arquitetônicas preconizadas por essa tipologia, como já citado, aumentam ainda mais a demanda pela utilização desses dispositivos, dificultando a adoção de estratégias passivas de climatização, como será visto a seguir.

Em relação ao pé direito, Marcondes (2010) relata que a maioria dos edifícios de escritórios de São Paulo desta última geração possui, geralmente, 3,80 metros piso a piso e 2,80 metros de vão livre(13). Destacam-se os forros e os pisos elevados na composição da altura interna do pavimento, utilizados para a passagem das instalações dos diversos sistemas complementares.

A sigla “AAA” está relacionada com uma classificação norte americana que remete a plantas livres com alta flexibilidade de layout, elevado grau de automatização, gerenciamento predial, sistemas de segurança patrimonial e incêndio, fachadas com estrutura metálica e/ou acabamento em vidro e sistema de condicionamento de ar central, por exemplo.

(11)GONÇALVES,2015 (12)GONÇALVES & ROMERO apud MARCONDES, 2010

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Os aspectos identificados são ineficientes para se obter um bom desempenho ambiental pois, primeiramente, plantas muito profundas e pésdireitos baixos, além de inviabilizar a iluminação natural uma vez que a luz não consegue atingir todas as áreas de trabalho, diminui consideravelmente a eficiência da ventilação natural. Outro ponto a ser observado é que a utilização de forros rebaixados e a consequente diminuição do vão livre, não permite que o calor gerado no ambiente seja dissipado e absorvido pela laje, permanecendo no espaço interno, bem próximo ao usuário.

(13)MARCONDES,2010


Pavimento tipo

Corte

Citicorp Center. São Paulo, Brasil Aflalo&Gasperini, 1983 O edifício possui 20 pavimentos e área de cada piso chega a 1200m². A distância até a fachada e o pé-direito é aproximadamente 16 metros e 3 metros, respectivamente. 23


OS EDIFÍCIOS DE ESCRITÓRIOS

Pavimento tipo

Parque Paulista, São Paulo, Brasil Botti Rubin, 1996

O edifício possui 17 pavimentos e a área de cada piso chega a 1000 m². O local mais distante da fachada está a 20 metros. 24


Pavimento tipo

Corte

Eldorado Business Tower, São Paulo, Brasil Aflalo&Gasperini, 1999 O edifício possui 33 pavimentos e a área de cada piso quase chega a 2500 m². O local mais distante da fachada está a 12 metros e o pé-direito é de 2,70 m. 25


OS EDIFÍCIOS DE ESCRITÓRIOS

Pavimento tipo

Ronaldo Sampaio Ferreira, São Paulo, Brasil Carlos Bratke, 2003

O edifício possui 14 pavimentos e as lajes variam de 761 a 874 m². O local mais distante da fachada está a 13 metros. 26


Pavimento tipo

Corte

Morumbi Corporate, São Paulo, Brasil Aflalo&Gasperini, 2008 O edifício possui 29 pavimentos e a área de cada piso quase chega a 1500 m². O local mais distante da fachada está a 12 metros e o pe-direito é de 2,80 m. 27


OS EDIFÍCIOS DE ESCRITÓRIOS FACHADAS As fachadas são em sua maioria compostas por grandes planos envidraçados sem qualquer proteção ou dispositivo de sombreamento, acarretando em uma exposição direta a radiação solar. Além disso, os caixilhos, em muitos casos, são fixos devido ao baixo custo quando comparados aos móveis(14), e, desta maneira, não permitem a abertura das janelas, necessitando do ar condicionado.

Outro ponto a se levantar é que esta exposição pode provocar ofuscamento e contraste excessivo, levando os usuários a usarem persianas ou outros dispositivos de bloqueio solar e, consequentemente, a iluminação artificial é acionada, além de eliminar vistas para o ambiente externo.

O grande argumento dos arquitetos para amenizar o impacto térmico que esta escolha provoca é que os vidros utilizados são de alta tecnologia e possuem baixo nível de absorção de calor, contudo, é importante ressaltar que não existe vidro perfeito, isto é, mesmo bloqueando certa porcentagem de radiação, parte ainda consegue atravessar. Para entender melhor o que isso significa, é preciso ter em mente certos conceitos fundamentais sobre a luz solar e a sua interação com os edifícios. A radiação emitida pelo Sol é curta e de alta temperatura. Ao atingir um material opaco, parte é refletida de volta ao meio ambiente e parte é absorvida, sendo dissipada para o exterior e para o interior. Quando se trata de um material transparente, adiciona-se a radiação que penetra diretamente sendo que a proporção de cada parcela depende das características do material.

Trocas de calor através de paredes opacas. Fonte: FROTA, SCHIFFLE 2003

Superfícies envidraçadas são praticamente transparentes às ondas curtas do Sol e, por esta razão, a parcela que predomina neste caso é a que atravessa, aquecendo diretamente os objetos presentes no ambiente que reemitem este calor de volta em formato de infravermelho, onda longa. O problema é que os vidros são barreiras para este último tipo de onda, o que impede a dissipação do calor. Fachadas seladas de vidro completamente desprotegidas da radiação solar direta se tornam, portanto, verdadeiras “estufas”. Trocas de calor através superfícies transparentes ou translúcidas Fonte: FROTA, 2003 (14)FIGUEIREDO, 2010

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TÉRREO O térreo da maioria dos edifícios de escritórios de São Paulo se caracteriza pela presença de uma grande entrada para pedestres e para veículos, sem qualquer outro desenho mais amigável ou presença de mobiliário para a utilização e permanência no espaço, tanto dos próprios usuários, quanto para pessoas que apenas estejam passando. A qualidade ambiental de um projeto não se encontra apenas no edifício em si, mas também na sua relação com o seu entorno urbano. Um térreo que oferece travessias, lugares de estar e até mesmo outros usos que extrapolam o meio corporativo, como culturais, constrói um dialogo muito mais eficiente com a cidade, alcançando outros níveis de sustentabilidade.

Térreo do Eco Berrini de Aflalo&Gasperini Fonte: aflalogasperini.com.br

Além disso, um desenho arquitetônico mais elaborado para o térreo tem a possibilidade de transformá-lo em um grande espaço de transição, responsável pela ligação climática entre o ambiente interno e externo, isto é, ele adapta o usuário na chegada ao edifício, evitando choques térmicos.

Térreo do Centro Empresarial Nações Unidas de Botti Rubin Fonte: aflalogasperini.com.br

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OS EDIFÍCIOS DE ESCRITÓRIOS A BUSCA PELO GREEN BUILDING Acompanhando a importância que as questões ambientais estão ganhando no cenário internacional, uma tendência que se observa atualmente no mercado imobiliário corporativo de alto padrão é a busca pelos “green buildings” ou “edifícios verdes”, apresentados como construções mais sustentáveis, embora o termo “green” esteja apenas relacionado com o aspecto ecológico da sustentabilidade.

cidade, e, portanto, não devem ser desprezados . No entanto, pouco é alterado em relação ao projeto arquitetônico em si, e as características apontadas anteriormente continuam sendo encontradas, ignorando o potencial que projetar em sintonia com o clima possui no alcance de uma verdadeira eficiência e qualidade ambiental.

Por esta razão, a certificação de edifícios passa a ser um mercado altamente valorizado para estas construções, tornando-se uma importante ferramenta de marketing e promoção dos edifícios de escritórios. Cada sistema de avaliação possui seus critérios e normalmente se baseiam em uma escala de pontos para atribuir os selos. Não foi criado um sistema brasileiro para a indetificação dos edifícios verdes, assim, adotou-se no país certificações internacionais, principalmente o norte americano LEED. Para obter grandes pontuações e desta maneira, conseguir as melhores classificações dos selos ambientais, as edificações estão apostando na elevada sofisticação tecnológica. Segundo Marcondes (2010), estas inovações que as construções da última geração trouxeram se referem ao aperfeiçoamento dos equipamentos (tornando-os mais eficientes e de menor consumo), a escolha mais criteriosa dos vidros que irão compor a fachada e até mesmo, tecnologias inovadoras para a geração de energia limpa. Pode-se também apontar avanços principalmente no gerenciamento de água do edifício, com coleta, tratamento e reaproveitamento de águas pluviais, gerenciamento de resíduos, emprego de materiais recicláveis. Tais avanços, ainda segundo Marcondes (2010), possuem o seu mérito no desempenho ambiental quando comparado ao que era construído na

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Alguns selos atribuídos pelo sistema LEED. Fonte: www.gbcbrasil.org.br/


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Imagem:https://ceudesaopaulo.wordpress.com/

ARQUITETURA E CLIMA

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ARQUITETURA E CLIMA Embora já se possa identificar um discurso mais ecológico entre os edifícios corporativos, estes ainda são extremamente dependentes de tecnologias e sistemas mais eficientes, enquanto soluções arquitetônicas mais simples poderiam gerar resultados muito mais significativos para a construção. Projetar com o clima exige, primeiramente, ter conhecimento sobre conceitos físicos do conforto para poder explorar e gerar as melhores soluções em novos projetos e intervenções no existente, como afirma Gonçalves (2015):

Romero (2004) afirma que os edifícios de escritórios do setor comercial brasileiro que foram projetados em função do clima consomem cerca de 40% menos energia que os construídos sem essa preocupação, demonstrando que estas estratégias podem ser bastante vantajosas. É importante notar que a energia consumida pelos sistemas de controle ambiental está diretamente relacionada com as características climáticas locais e se o projeto de arquitetura foi concebido em consonância com as mesmas.

“[...] sabe-se que é da compreensão dos fenômenos da física aplicada à arquitetura, em conjunto com todos os demais fatores determinantes do projeto, que vão surgir as melhores respostas projetuais [...]” (GONÇALVES, 2015, P.19).

Além do conhecimento dos conceitos físicos que estão por trás dos fenômenos ambientais, projetar com o clima implica também em saber como estes estão inseridos nos diferentes tipos climáticos e a sua influencia no conforto humano.

Em vez de se isolar do contexto climático, como se observa na tipologia de escritórios até então discutida, o projeto que visa um significativo desempenho ambiental se aproveita dele. O desenho da forma do edifício, a composição da fachada, orientação e outros aspectos arquitetônicos devem responder a requisitos ambientais relacionados com as atividades internas, considerando a influência do clima externo. Argumenta-se que as altas temperaturas que a cidade de São Paulo atinge em algumas épocas do ano, aliado ao calor gerado pelas próprias atividades do ambiente de trabalho, exigem o uso de ar condicionado, que acaba sendo utilizado o ano inteiro. Outro fator que utilizam para justificar o uso do sistema é a qualidade do ar e o ruído externo, que inviabilizam a abertura das janelas. Contudo, sabe-se que, pelo que já foi visto, a cultura do ar condicionado dentro dos edifícios de “alto padrão” possui muito mais influência na adoção do resfriamento ativo. Portanto, a mudança de consciência e atitudes, tanto dos usuários como dos investidores, é de fundamental importância no cenário ambiental.

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CONFORTO AMBIENTAL A partir do conhecimento das particularidades de cada clima, é possível traçar as soluções mais convenientes para cada caso e proporcionar economia energética e o bem-estar das pessoas que utilizam o ambiente. Frota e Schiffle (2003) afirmam que cabe à arquitetura amenizar as sensações de desconforto impostas por climas muito rígidos, além de propiciar ambientes que sejam, no mínimo, tão confortáveis como espaços ao ar livre em climas amenos. Um edifício mais responsável ecologicamente maximiza a utilização dos recursos naturais (luz/aquecimento solar, ventilação natural e massa térmica, por exemplo), explorando soluções passivas conforme o necessário.


Dentro deste contexto, destaca-se o conforto térmico, conceito que representa a interação entre parâmetros ambientais, que são características de cada local (temperatura do ar, temperatura radiante média, umidade e velocidade do ar) e variáveis dos usuários, que estão relacionadas com condições físico-biológicas, sociológicas e psicológicas das pessoas. Segundo Serra (2009), o conforto que determinado espaço proporcionará depende da combinação entre estes dois aspectos, devendo a arquitetura trabalhar diretamente com os parâmetros ambientais sem esquecer das demais variáveis .

Apesar da sensação de bem-estar variar de pessoa para pessoa, índices de conforto foram criados para tentar estimar a sensação térmica dos usuários quando expostos a determinadas condições, impondo limites ou faixas de acordo com alguns parâmetros ambientais. Não existe uma norma específica no Brasil que determine temperaturas aceitáveis em ambientes internos, como os de escritório. O que se encontra são normas internacionais que se baseiam em alguns trabalhos de pesquisa que são considerados referências dentro do conforto ambiental.

Para Corbella e Yannas (2003), uma pessoa está confortável em um ambiente físico quando se sente em neutralidade com relação a ele. Essa percepção do espaço ocorre principalmente pelas trocas térmicas que corpo faz com o meio em que está inserido, podendo ser por condução, convecção, radiação e pela evaporação de água através da transpiração.

O primeiro foi realizado por Houghten e Yaglou (1923) e tráz o conceito da temperatura efetiva (TE), índice que combina temperatura e umidade relativa do ar. O segundo trabalho é de Winslow, Herrington e Gagge (1937) e propõe a temperatura operativa (TO), que considera as trocas radiantes e convectivas. Depois, em 1972, Fanger redefiniu o conceito de conforto térmico com o PMV, índice que relaciona o desequilíbrio entre o fluxo de calor real do corpo e o fluxo de calor necessário para o conforto durante uma atividade específica. Este modelo é amplamente utilizado para a avaliação de ambientes condicionados artificialmente e é recomendado pela versão mais atual da norma ASHRAE 55 (2013)(15). É importante ressaltar que estes últimos três estudos trabalham com condições estacionárias e, dada a interação térmica entre o clima, o edifício e os usuários ao longo do dia, principalmente em ambientes naturalmente ventilados, podem não reproduzir as situações da maneira mais fiel possível. Esta afirmação foi exatamente o que Humphreys se dedicou a comprovar no final da década de 70 através de estudos que observaram a discrepância entre ambientes com e sem sistemas ativos.

Trocas térmicas do corpo humano. Fonte: Corbella e Yanna, 2003 (15) MONTEIRO in GONÇALVES, 2015

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ARQUITETURA E CLIMA Monteiro (2015) relata que ocupantes de edifícios que são permanentemente climatizados artificialmente são mais exigentes quanto ao controle e manutenção da temperatura do ar do que os ocupantes de edifícios naturalmente ventilados, que toleram maiores variações, e, portanto, soluções para desempenho energético devem ser consideradas com mais cuidado(16). Essa diferença se dá principalmente pelo fato de que neste último caso, as pessoas acabam interagindo mais com o edifício, adaptando-se e encontrando suas próprias condições de conforto, gerando maiores níveis de satisfação. Consequentemente, a faixa de temperaturas aceitáveis acaba sendo maior enquanto a necessidade por dispositivos artificiais diminui. Desta maneira, uma considerável quantidade de energia pode ser economizada na operação de um edifício ao alterar as expectativas das pessoas em relação ao seu ambiente. Para conseguir explorar tais questões, é necessário, primeiramente, conhecer o contexto climático com o qual se está lidando. O CLIMA DE SÂO PAULO Partindo de uma classificação mais geral e simples, pode-se dizer que existem quatro tipos básicos de climas: frio, temperado, quente seco e quente úmido. A cidade de São Paulo se enquadra neste último tipo e, desta maneira, é caracterizada por altas temperaturas de ar, altos níveis de umidade, precipitação abundante e forte radiação solar no verão. Mapa climatológico simplificado do Brasil Fonte: FROTA, SCHIFFLE 2003

(16)MONTEIRO in GONÇALVES, 2015

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Fonte: Nakayama, 2015

Fonte: Nakayama, 2015

Fonte: Nakayama, 2015

Fonte: Nakayama, 2015

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ARQUITETURA E CLIMA São Paulo está localizado na região sudeste do Brasil, na latitude 23°3’ sul e longitude 46°4’ oeste. Comparado a outras regiões do país, pode-se considerar que a cidade possui clima mais ameno, com médias de 18°C a 24°C. O céu do São Paulo na maior parte do tempo é encoberto (aproximadamente 60% do ano) e, desta forma, a parcela da radiação difusa é tão grande quanto a direta, devendo ser levada em consideração. Os ventos predominantes são de sudoeste e a velocidade média é de 2 a 3m/s ao longo dos meses. Segundo Marcondes (2010), as estratégias que são fundamentais para o clima quente úmido são a utilização de dispositivos de sombreamento, o uso de cores claras e, principalmente, o uso da ventilação natural para retirar a umidade do ar . Além disso, as construções não devem possuir uma inércia muito grande para não dificultar a retirada do calor acumulado durante o dia, aproveitando-se das temperaturas noturnas. Dentro dos principais parâmetros ambientais que influenciam no conforto térmico, anteriormente citados, é interessante notar que o ar é responsável por três deles. A temperatura do ar se relaciona diretamente com a sensação de calor através da pele, enquanto a umidade que está contida nele pode permitir uma maior ou menor evaporação do corpo. Quando a temperatura está alta, mas a umidade está baixa, a troca com o meio ambiente é facilitada e a sensação de calor é menor comparado a situações com a mesma temperatura, mas com a umidade também elevada. A velocidade do ar influencia nos dois parâmetros anteriores já que o seu movimento aumenta a doação de calor e umidade da pele para o ambiente.

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Carta psicométrica genérica Fonte: Serra, 2009


Dentro dos limites físicos de cada parâmetro, encontram-se as combinações mais favoráveis para o conforto e, a partir daí, pode-se traçar as ações que são necessárias para o seu alcance em cada situação. A análise climática faz parte da fase preliminar de um projeto ecológico e varia entre locais e cidades. No caso de São Paulo, as análises destes diferentes cenários levam ao diagnóstico climático apresentado a seguir: A cidade de São Paulo, considerando o período de ocupação das 8h às 20h, apresenta condições de conforto 35,7% do tempo, principalmente em meses do inverno. Nos períodos mais quentes, a ventilação natural é a principal estratégia para alcançar condições favoráveis no interior dos edifícios, principalmente para dissipar a umidade do ar, sendo imprescindível em 46,4% do tempo enquanto o condicionamento artificial só se faz necessário em 10,7% do tempo. Junto com a ventilação, aparece também a massa térmica de resfriamento para absorver carga térmica. Carta Psicométrica de São Paulo. Fonte: Climaticus apud Marcondes, 2010

Balanço Térmico e Resumo das estratégias de projeto para o período de ocupação (das 8h às 20h) Fonte: Marcondes, 2010

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ARQUITETURA E CLIMA Segundo Cotta (2015), a introdução da ventilação natural como método de resfriamento passivo das edificações de São Paulo deve ser necessariamente acompanhada do controle da radiação solar em todas as orientações expostas uma vez que o sombreamento externo minimiza os ganhos de calor e evita o uso de persianas internas, que acabam bloqueando vistas e acionando a luz artificial. Além da radiação solar direta, deve-se ter cuidado também com a radiação difusa, bastante abundante em São Paulo já que predomina condições de céu encoberto na cidade. Para diminuir os efeitos térmicos da radiação difusa, deve-se diminuir a quantidade de áreas transparentes (WWR) na fachada para minimizar a visão do céu. A comprovação da influência que a adoção dessas estratégias possui na diminuição do calor resultante do edifício em São Paulo pode ser obtida através da análise das simulações térmicas que Cotta (2015) realizou com as condições climáticas da cidade e diferentes configurações construtivas . Primeiramente, estudando os efeitos da taxa das áreas envidraçadas (WWR) e uso de dispositivos de sombreamento, três cenários foram considerados para quatro orientações. Pelos resultados é possível ver que em todos os casos onde sombreamento ou/e redução do WWR estão presentes, houve diminuição no ganho de calor. Nas orientações norte e sul, a diminuição do WWR é mais significativa do que nas outras duas orientações, com a redução de 30% e 40% quando comparado a 100% de WWR, respectivamente. Nas direções leste e oeste, utilizar somente bloqueadores solares já reduz o ganho de calor em 65%. Partindo para o estudo dos efeitos da ventilação natural, Cotta (2015) criou um pavimento base de escritórios retangular, com profundidade de 12 metros e pé-direito de 3 metros, além de um WWR de 50%, com sombreamento total da fachada. Para criar diferentes cenários e poder comparar diversas configurações, Cotta considerou layout de planta livre e escritórios celulares, testando diferentes taxas de ventilação e orientações para observar o efeito térmico resultante em uma semana típica de verão paulistano.

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Resultado das simulações. 1) 100% WWR, 2) 100% WWR + sombreamento, 3) 50% WWR + sombreamento (norte/ sul) ou 75% WWR + sombreamento (leste/oeste) Fonte: COTTA in GONÇALVES, 2015


Resultado das simulações de desempenho térmico do caso base para escritório de planta livre com 1,6 trocas de ar/h dia x 1,6 trocas de ar/h dia + 10 trocas de ar/h noite. Fonte: COTTA in GONÇALVES, 2015

Resultado das simulações de desempenho térmico do caso base para escritório orientado para norte e sul, considerando janelas abertas durante a ocupação e 30% de fator de abertura para o período noturno com planta livre x layout celular. Fonte: COTTA in GONÇALVES, 2015

Resultado das simulações de desempenho térmico do caso base para escritório de planta livre com 1,6 trocas de ar/h dia + 10 trocas de ar/h noite x 10 trocas de ar/h dia + 20 trocas de ar/h noite. Fonte: COTTA in GONÇALVES, 2015

Resultado das simulações de desempenho térmico do caso base para escritório orientado para leste e oeste, considerando janelas abertas durante a ocupação e 30% de fator de abertura para o período noturno com planta livre x layout celular. Fonte: COTTA in GONÇALVES, 2015

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ARQUITETURA E CLIMA Como se pode observar, considerar a ventilação noturna para resfriar o ambiente é importante já que as temperaturas são menores quando ela está presente. Contudo, é interessante notar que a taxa de renovação de ar, tanto durante o dia, como durante a noite, tem fundamental importância na redução da carga térmica do edifício pois, à medida que elas foram aumentadas, as temperaturas ficavam mais próximas da faixa de conforto. Cotta (2015) comenta que o aumento da taxa de renovação de ar é vantajoso até certo limite, isto é, a partir de determinada taxa, no caso 20 trocas de ar/h, as temperaturas não eram mais significativamente reduzidas . Outro aspecto importante de observar são os efeitos que o layout da planta possui. Considerando janelas abertas em vez de uma taxa fixa de renovação de ar, os escritórios celulares acabaram tendo temperaturas menos elevadas do que escritórios com planta livre, mesmo com ventilação cruzada. Cotta atribui o resultado ao fato que este último layout possui carga de ocupação mais alta. Por outro lado, mesmo com a diferença, em ambas as situações as temperaturas estão dentro da faixa de conforto. Ao trocar a orientação para leste/oeste, as temperaturas se elevam, alcançado 32°C na hora de pico. Apesar disso, Cotta afirma que o aumento da velocidade de ar nesses casos é suficiente para o conforto térmico (dentro de certos limites) já que auxilia na refrigeração da pele e, assim, o uso de ventiladores e vestimentas mais leves podem aumentar a tolerância dos usuários Todas essas simulações demostraram que é possível alcançar condições mais agradáveis no meio de trabalho em São Paulo com a utilização da ventilação natural aliada com outras estratégias arquitetônicas, como dispositivos de sombreamento e massa térmica de resfriamento. Desta forma, o uso demasiado de sistemas artificiais de climatização não se justifica e pode muito bem ser substituído por soluções passivas, que elevam não só o desempenho energético

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do edifício, mas também a qualidade ambiental e arquitetônica do mesmo. ESTUDOS ANALÍTICOS Uma vez constatada a eficiência que estratégias passivas de climatização possuem no desempenho térmico da edificação, confirma-se a importância de considerar tais questões na fase do projeto e, principalmente, o potencial arquitetônico do retrofit de edifícios de escritórios. O alcance de padrões de conforto pela ventilação natural exige um projeto regulado por princípios ambientais e regras arquitetônicas que também visem a minimização de ganhos de calor, a melhor orientação solar e a configuração adequada para as fachadas e a sua relação com os espaços internos dos edifícios. Já foram comentados os efeitos sobre o conforto térmico que parâmetros ambientais como temperatura e umidade possuem, bem como estratégias arquitetônicas gerais relacionadas com o clima de São Paulo. A questão que se coloca agora é como aplicar tais soluções de forma a alcançar os resultados desejados, isto é, a sua verdadeira influência no desenho arquitetônico. Para realizar as melhores escolhas de projeto, é necessário ter em mente alguns conceitos básicos relacionados com os fenômenos ambientais.


VENTILAÇÂO NATURAL O regime de ventos é irregular e varia de local para local. O que se pode obter são dados que informam a sua probabilidade de incidência, como se observa, por exemplo, na “rosa dos ventos”, forma gráfica de representar a frequência e intensidade dos ventos conforme diversas direções em um determinado período do ano. Uma vez com os dados em mão, é importante conhecer e controlar a ação que a construção e o meio urbano possuem sobre a ação dos ventos.

Rosa dos ventos para São Paulo. Fonte: Marcondes, 2010

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ARQUITETURA E CLIMA Frota e Schiffle (2003) afirmam que a ventilação natural é o deslocamento de ar através dos edifícios, proporcionando o fluxo de ar adequado nos ambientes . Esse fluxo depende da diferença de pressão do ar que pode ser provocada pelo próprio vento, pela diferença de densidade do ar ou por ambas. Ao incidir sobre um obstáculo, como as paredes de um edifício, o vento cria uma zona de pressões positivas (sobrepressões), enquanto as superfícies não expostas acabam ficando sujeitas a pressões negativas (subpressões). Desta maneira, a corrente de ar no interior de um ambiente sempre se estabelece entre duas aberturas com pressões distintas. Aberturas em superfícies de sobrepressão e subpressão proporcionam a entrada e a saída de ar, respectivamente. Mudar a direção do vento ou a forma do edifício significa mudar a distribuição de pressões. O fluxo de ar tende a buscar o caminho mais fácil, isto é, aquele em que exista a maior diferença de pressão e resistências mais baixas para a sua passagem. A forma do edifício deve ser a mais adequada para aproveitar a ação dos ventos, Serra (2009) recomenda que a maior dimensão do edifício esteja orientada transversalmente aos ventos desejados e paralelos aos indesejados•. A ventilação cruzada, por exemplo, é um sistema facilitador de fluxos de ar em que as aberturas devem estar em fachadas que se comuniquem com o ambiente exterior em condições distintas de exposição à radiação solar e aos ventos.

Correntes de ar conforme diferença de pressões. Fonte: Frota e Schiffle, 2003

Possibilidades de promover ventilação cruzada através de átrios e chaminés. Fonte: GONÇALVES E UMAKOSHI, 2010

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Além da ação dos ventos, a diferença de temperatura entre o ar interno e externo também influencia na criação de diferentes zonas de pressão. O ar quente é menos denso que o ar frio e sobe, assim, se o edifício dispuser de aberturas próximas ao teto e ao piso, o ar aquecido tenderá a sair pelos locais mais altos enquanto o ar frio entrará pelos mais baixos, fenômeno também conhecido como efeito chaminé.

Passagem de ar por efeito chaminé. Fonte: SERRA, 2009

Passagem de ar por efeito chaminé. Fonte: SERRA, 2009

Passagem de ar por efeito chaminé. Fonte: SERRA, 2009

Passagem de ar por efeito chaminé. Fonte: SERRA, 2009

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ARQUITETURA E CLIMA O sucesso da ventilação natural é normalmente relacionado com escolhas arquitetônicas que diferem de soluções tradicionais. De acordo com Marcondes (2010) são necessárias plantas mais estreitas e aberturas consideráveis para permitir a ventilação cruzada. Além disso, pés-direitos generosos são importantes para manter o ar quente fora do alcance dos usuários e ajudar a criar o efeito chaminé nos edifícios . Existem algumas relações físicas entre pé direito e profundidade do ambiente que influenciam diretamente no desempenho da ventilação natural. Gonçalves (2015) indica que, quando unilateral, a eficiência da ventilação natural chega a duas vezes e meia o pé direito livre da planta, o que prescreve o limite de 7,5m de profundidade para o espaço interno. Com relação à ventilação cruzada, a profundidade máxima recomendada é de 5 vezes o pé direito, aumentando para 15 metros (pé-direito de 3,0 metros).

Além dos sistemas relacionados à movimentação do ar, existem soluções arquitetônicas destinadas ao tratamento do mesmo, isto é, destinadas a mudar as condições iniciais do ar que entra no ambiente, normalmente relacionadas com a temperatura e a umidade.

Proporção entre pé direito e profundidade para ventilação unilateral. Fonte: GONÇALVES, 2015, P.68

Espaço de transição. Fonte: SERRA, 2009, P. 55

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A criação de pátios internos abertos, por exemplo, pode gerar um microclima específico e atua como um filtro entre as condições exteriores e interiores. Estes espaços de transição atuam sobre a temperatura e a umidade através de efeitos evaporativos, seja com a presença de água e\ou vegetação, além de servirem como barreiras à radiação solar e ruídos.


Serra (2009) afirma que um projeto arquitetônico que leva em consideração a ventilação natural considera primeiramente as condições do entorno, procurando entender se este favorece ou dificulta o caminho dos ventos. A seguir, deve-se pensar na forma mais adequada para o edifício conseguir aproveitar da melhor maneira a ventilação, distribuindo as aberturas conforme o estudo das pressões resultantes sobre a construção, além da cuidadosa distribuição dos espaços internos para não irem contra a circulação de ar desejada. Por último, devem-se eleger os melhores dispositivos de regulação de fluxo de ar nas aberturas criadas. O controle e operação das janelas são muito importantes dentro da ventilação natural. O controle manual pode aumentar a satisfação dos usuários com o ambiente enquanto sistemas automatizados podem monitorar a abertura ou fechamento das aberturas de acordo com a medição de condições ambientais com maior precisão. Desta maneira, destaca-se a operação de modo misto como estratégia para alcançar melhores performances energéticas.

ILUMINAÇÃO NATURAL E CONTROLE DA RADIAÇÃO SOLAR A área ideal relacionada com um bom aproveitamento da luz natural depende do clima local e a respectiva luz natural disponível, que é influenciada por questões da morfologia do entorno, dimensões específicas do projeto arquitetônico, forma e orientação do edifício, WWR, pé direito livre, composição da fachada, presença ou não de dispositivos de sombreamento e presença de átrios(17). Dentro destes aspectos, destaca-se a taxa de áreas envidraçadas (WWR) para o alcance de níveis mínimos e distribuições mais uniformes de luz. É importante saber que muitas vezes o aumento das áreas transparentes pode significar ofuscamento e excesso de contraste e não necessariamente aumento da disponibilidade de luz, principalmente nas áreas mais distantes da fachada, devendo haver, portanto, um equilíbrio.

Proporção entre pé direito e profundidade para iluminação natural. Fonte: GONÇALVES,2015

(17) MARCONDES IN GONÇALVES E UMAKOSHI, 2010

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ARQUITETURA E CLIMA O sombreamento é a principal estratégia aliada a ventilação natural e possui a função de reduzir os ganhos de calor no ambiente interno. O projeto adequado destes dispositivos tem uma grande influência na performance da luz solar do edifício e pode contribuir na redistribuição da luz e evitar ofuscamento. Tais dispostivos são criados a partir de regras da geometria da insolação, isto é, deve-se entender a trajetória aparente do sol e os ângulos de incidência da radiação solar conforme orientação e época do ano tanto no edifício em si como no seu entorno.

Os dispositivos de sombreamento devem ser dispostos de maneira cuidadosa para não bloquear a entrada do ar. Os brises soleis costumam ser uma das proteções mais utilizadas quando se pretende barrar a radiação solar direta. Podem ser horizontais ou verticais, com as mais variadas formas, materiais e cores. Assim, além de protejerem as aberturas, podem se tornar elementos bastante interessantes na composição da fachada de determinado edifício.

Exemplo de projeto de brises considerando a geometria da insolação Fonte: FROTA E SCHIFFLE, 2003

Escola Primária Grundschule Neuberg de Architects Krug&Partners Neubiberg, Alemanha

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COR Outro fator que deve ser considerado com cautela é a escolha das cores que serão utilizadas no projeto de arquitetura. Frota e Schiffler (2003) recomendam que se utilizem cores claras, pois essas refletirão mais a radiação solar e, portanto, menos calor será absorvido pela construção e mais luz será lançada para o interior do edifício. A reflexão, assm como a temperatura e a absorção das superfícies, são propriedades das cores.

Valores de Coeficiente de Absorção da Radiação Solar, específico de pintura Fonte: Frota e Schiffler, 2003

MASSA TÉRMICA

DF Corporation Cidade do México

Aproximando-se do ambiente interno, componentes que agregam massa térmica são uma estratégia bastante comum em edifícios naturalmente ventilados. Estes componentes são vantajosos pois agem como absorvedores de calor, diminuindo a carga térmica resultante do ambiente. Normalmente estes materiais são de alta densidade e condutividade e são aplicados no teto. O seu efeito pode ser reforçado com outros sistemas de resfriamento como forros e vigas geladas. Outra solução de projeto nesse sentido inclui lajes de concreto expostas, que retém o calor gerado no dia e o solta à noite.

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Imagem: http://noctulachannel.com/escritorios-inspiradores-design/

NOVAS TENDÊNCIAS

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NOVAS TENDÊNCIAS A falta de diálogo com o clima é uma realidade de projetos corporativos não só de São Paulo, mas de muitas cidades brasileiras. Contudo, um avanço no sentido de se obter espaços com maior desempenho e qualidade ambiental também pode ser identificado, principalmente no cenário internacional, onde projetos que priorizam estas questões estão mais presentes. Em diversos exemplos, podem-se observar plantas mais estreitas em ordem da iluminação natural e, em alguns casos, da ventilação natural. Percebe-se também a presença de dispositivos de sombra na fachada, janelas controláveis, peles duplas, entre outros. Avaliações de edifícios ícones do desempenho ambiental já demonstraram que projetar tendo em vista as condições do meio externo com a simplificação dos controles automatizados, aliado com uma maior interação dos usuários, resulta em uma maior satisfação desses com o edifício e em economias de energia maiores . A seguir são apresentadas algumas referências de edifícios que foram concebidos ou readequados dentro destas questões, deixando lições valiosas sobre edifícios ambientais.

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Imagem: http://www.fosterandpartners.com/

COMMERZBANK HEADQUARTERS

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NOVAS TENDÊNCIAS Um dos ícones mais importantes da nova geração de edifícios de elevado desempenho e qualidade ambiental é a sede do Commerzbank Headquarters, em Frankfurt am Main, na Alemanha. Concebido pelo escritório Norman Foster and Partners, o projeto foi o vencedor de um concurso realizado em 1992 que exigia ambientes de trabalhos diferenciados com alto grau de comunicação visual e eficiência energética, devendo o edifício como um todo necessitar de cerca de 50% da energia que edifícios convencionais de escritórios da época demandavam . No momento do concurso, a cidade, que se tornava um dos principais distritos financeiros da Europa na década de 90, era movida pela ideia de se criar um ícone verde de projeção internacional. Para alcançar as metas propostas pelo edital do concurso, Foster fugiu das soluções tradicionais dadas a edifícios de escritório e privilegiou estratégias que maximizam o aproveitamento da ventilação e iluminação natural, estratégias estas viabilizadas pelo contexto climático de Frankfurt. O clima temperado da cidade possui um verão ameno, dispensando a necessidade de ar condicionado na maioria do tempo. Gonçalves (2015) relata que em dias mais quentes, dispositivos de sombreamento que impedem a penetração direta da radiação solar podem amenizar as temperaturas internas, principalmente quando aliados com a ventilação que retira a carga térmica elevada dos ambientes. No inverno, o aquecimento dos espaços pode ser alcançado com o auxílio da climatização artificial. Construído em 1998, o edifício possui 56 andares e 258 metros, tornando-se um marco na paisagem urbana da cidade. Para evitar impactos negativos no entorno imediato, a construção foi implantada no meio do lote e rodeada por um edifício residencial de seis pavimentos de maneira a formar uma transição de alturas. Commerzbank Headquarters Fonte: < http://www.fosterandpartners.com/>.

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Embora a projeção de todo o edifício possa ser comparada à de construções com pavimentos mais profundos, as plantas com formas triangulares na verdade dão origem a três espaços estreitos conectados pelos vértices, onde se encontra a circulação vertical. Esta forma, além de permitir que o edifício seja mais alto em relação a formatos retangulares esbeltos, minimiza o ganho de calor adicional provocado pela radiação solar direta uma vez que diminui a área exposta à mesma. Para obter melhor aproveitamento da iluminação e da ventilação natural, Foster criou terraços laterais de pé direito quádruplo ao longo dos pavimentos nas três orientações, conectando-os com um grande átrio central. Desta maneira, o edifício ficou dividido em quatro blocos de 12 pavimentos em cada fachada, as “vilas”. Para evitar velocidades de vento excessivas e pressões de ar indesejáveis, os vazios das três primeiras vilas foram fechados com painéis de vidro e possuem aberturas controladas. Nos escritórios voltados para a fachada, a abertura das janelas é viabilizada pela existência de painéis de vidro que servem como proteção para os ventos mais fortes enquanto os postos de trabalho voltados para o átrio conseguem se beneficiar mais facilmente da ventilação natural. Entre eles, há um espaço de transição que serve como de circulação e às vezes, como locais de reuniões informais.

Pavimento tipo Fonte: <https://www.pinterest.com/pin/461126449326898483/>

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NOVAS TENDÊNCIAS Os vazios criados pelos terraços também permitiram, como desejado, uma ampla comunicação visual entre os espaços internos e o meio externo, tornando-se importantes ambientes de transição que são considerados como extensões dos postos de trabalho, mesmo que não sejam oficialmente computados desta maneira. Nos primeiros quatros anos de uso, o controle climático interno era realizado principalmente através de dados medidos por estações meteorológicas instaladas nos terraços das três primeiras vilas. As informações obtidas, com especial atenção à velocidade do vento, alimentavam um sistema que controlava a abertura das janelas voltadas para o átrio central, enquanto as janelas exteriores eram abertas ou fechadas por uma estação localizada na cobertura, que monitorava as condições externas. Desta maneira, a automatização do prédio determinava quando a ventilação natural ou a mecânica estava presente em determinada zona do edifício. Após essa época, em 2002, apenas a estação da cobertura foi mantida, pois se optou por priorizar o controle manual dos usuários, capazes de controlar as aberturas caso julgassem necessário, bem como interagir com outros dispositivos que influenciam em suas percepções de conforto. Gonçalves (2015) relata que a simplificação dos sistemas de automatização da edificação foi um reflexo direto da constatação de que as pessoas que utilizavam os escritórios voltados para o átrio estavam consideravelmente satisfeitas com a ventilação natural e com as oscilações de temperatura resultantes, e assim, fechar ou não a janela passou a ser uma decisão do usuário, influenciando diretamente no consumo de energia: “[...] no caso do Commerzbank, a simplificação do sistema de automatização e o maior controle dos usuários sobre as condições térmicas dos ambientes internos aumentam a independência dos sistemas de climatização ambiental, reduzindo ainda mais a demanda energética dos edifícios [...]” (GONÇALVES, 2015, P.360)

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Perspectiva do Commerzbank Fonte: <https://www.pinterest.com/


Corte Fonte: <https://www.pinterest.com/>

Corte - Detalhamento Fonte: <https://www.pinterest.com/>

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NOVAS TENDÃ&#x160;NCIAS Imagem: http://www.archdaily.com.br/

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ONE AIRPORT SQUARE


O edifício localizado na cidade de Acra, capital de Gana - África – é composto por nove pavimentos de escritórios conectados por um átrio central coberto e um térreo comercial com um considerável hall de acesso onde ocorrem exposições abertas ao público. A construção é situada em uma região caracterizada pelo clima tropical, e assim, a variação de temperatura anual é pequena. Observando os dados climáticos da cidade, as temperaturas podem chegar aos 29°C nos períodos mais quentes e a umidade relativa do ar atinge os 90% nas épocas mais amenas. Os ventos predominantes são provenientes do quadrante sudoeste e podem chegar 16 km/h. O edifício foi implantado priorizando as orientações norte e sul. Para poder proteger os pedestres da radiação solar, foi criada uma marquise que conduz os usuários até o acesso do edifício, dando origem a um grande espaço de transição. Este espaço adapta gradualmente as pessoas às diferenças climáticas entre o interior e o exterior do edifício, evitando um choque térmico.

One Airport Square Fonte: <http://www.archdaily.com.br>

Térreo do One Airport Square Fonte: GONÇALVES, 2015

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NOVAS TENDÊNCIAS Foi escolhido trabalhar o máximo possível com a ventilação natural para a adequação ambiental do projeto frente às características climáticas da cidade de Acra. Com as temperaturas que o local pode atingir no verão, verificou-se que era necessário resfriamento por 60% no ano, podendo a ventilação natural resolver em 25% do tempo de ocupação . O ar condicionado é acionado, portanto, quando as condições internas não conseguem ser satisfatórias somente com a ventilação natural, caracterizando o modo misto de climatização. O controle das janelas pode ser manual, embora não sejam todas que possam ser abertas, ou pode ser realizado por um sistema auxiliar de automação. O átrio central possui papel fundamental para viabilizar a ventilação natural no edifício, pois reforça a criação do efeito chaminé e, consequentemente, a ventilação cruzada nos ambientes interiores. A ventilação noturna, neste caso, não se torna uma estratégia vantajosa visto a pequena variação térmica entre os períodos do dia. O edifício, na verdade, pode ganhar calor caso se mantenham aberto durante a noite por efeito do condicionamento ativo, obtendo-se o efeito contrário. Para proteger as fachadas da radiação solar, considerada abundante mesmo com a elevada ocorrência de céu parcialmente nublado devido à alta umidade, a forma dos pavimentos varia conforme a altura, criando varandas e coberturas ao redor do edifício que bloqueiam tanto a radiação direta, como a difusa, o que diminui consideravelmente o ganho de calor.

Diferença entre as projeções dos pavimentos Fonte: <http://www.archdaily.com.br>

Por outro lado, para conseguir aproveitar ao mesmo tempo a iluminação natural, um detalhado projeto de fachada e outros ajustes arquitetônicos foram feitos com o auxilio de simulações computacionais, avaliando-se quantitativamente diferentes configurações de forma e taxas de áreas envidraçadas (WWR).

Corte esquemático do edifício Fonte: GONÇALVES, 2015

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Desta forma, conseguiu-se determinar a extensão da proteção solar mais adequada, bem como a quantidade de áreas transparentes ideal para não haver ganhos térmicos excessivos e ter bons níveis de iluminação, além da melhor especificação do vidro conforme a respectiva orientação. Nesse quesito, destaca-se novamente o átrio, que permite o acesso da luz às fachadas internas do edifício. Sua eficiência também foi testada e comprovada por softwares de simulação, que sinalizaram a melhor configuração para cortar ganhos de calor e ofuscamento nos últimos pavimentos. Para Bode (2015), é interessante notar como a metodologia deste projeto, isto é, a utilização de ferramentas computacionais para determinar diversas medidas formais do edifício, demonstram claramente a correlação de parâmetros arquitetônicos e indicadores de desempenho ambiental: “[...] esse processo didático, criado com base em estudos analíticos, acompanhou o entendimento da influência de decisões do projeto arquitetônico no desempenho ambiental final do edifício e a integração dos resultados desses estudos no aprimoramento do projeto como um todo. [...]” (BODE in GONÇALVES, 2015, P.264). O projeto demonstrou que mesmo não sendo possível climatizar o edifício 100% do tempo com estratégias passivas, o One Airport Square apresenta demanda energética por resfriamento 40% menor que o modelo convencional de escritórios (considerando temperatura de 26°C)(18). Além do melhor desempenho energético, é fundamental perceber que o tratamento dado ao térreo e o resultado final dos ambientes corporativos também trouxeram melhor qualidade arquitetônica tanto para os usuários como para o meio urbano ao qual está inserido.

Planta de um pavimento do edifício Fonte: GONÇALVES, 2015

(18) BODE in GONÇALVES, 2015

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Imagem:<https://arcoweb.com.br/projetodesign

NOVAS TENDÃ&#x160;NCIAS

RB12

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O edifício RB12 está localizado na cidade do Rio de Janeiro, Brasil, e é um dos raros exemplos de retrofit visando a melhoria do desempenho ambiental do edifício. O projeto foi realizado pelo escritório franco-brasileiro Triptyque com a colaboração de escritórios especializados em consultoria técnica e ambiental. A edificação de escritórios está implantada em um terreno estreito na Av. Rio Branco e não possuí recuo lateral ou frontal. Por esta razão, as intervenções se concentraram na fachada principal, que foi reformulada completamente. Diversos estudos solares foram feitos visando a análise da incidência de luz e radiação solar na respectiva fachada, incluindo possíveis influências do meio urbano exterior, como vizinhos e vegetação. Para maximizar o aproveitamento da iluminação natural, sem resultar em ganhos térmicos excessivos, optou-se por grandes planos transparentes com dispositivos de proteção e reverberação do calor e da luz. Assim, todos os andares receberam um fechamento em vidros duplos verticais dispostos em forma de ziguezague, protegidos por brises horizontais na parte superior, cuja quantidade varia conforme o pavimento. Internamente, apenas o esqueleto da edificação foi mantido. Todas as instalações convencionais de ar condicionado foram substituídas por vigas frias, tecnologia que, simplificadamente, resfria o ambiente através da passagem de água gelada em serpentinas. É interessante notar que nos últimos andares, onde a altura da construção ultrapassa o gabarito dos seus vizinhos, foram colocados painéis fotovoltaicos para geração energética. Desta forma, o edifício conseguiu gerar toda a energia elétrica que consome, inserindo-se no conceito de “energia positiva”.

O antes e depois da intervenção. Fonte: <http://triptyqueblog.blogspot.com.br>

fachada e layout interno. Fonte: <https://arcoweb.com.br/projetodesign>

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64


Imagem: acervo da autora

PROJETO

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PROJETO Como já citado, o objetivo do trabalho é realizar um projeto de retrofit de um edifício de escritórios da cidade de São Paulo visando melhorar a sua qualidade e desempenho ambiental através de estratégias arquitetônicas que favoreçam sistemas passivos de climatização, conforme os conceitos anteriomente estudados. Além de significativa diminuição da demanda energética, o projeto busca maior qualidade espacial para os seus usuários, resultando em maior produtividade, conforto e satisfação, quando comparado aos ambientes de trabalho da tipologia arquitetônica atual de edifícios corporativos da cidade. A construção que será o objeto de trabalho é o edifício Victor Pátio Malzoni (Av. Brigadeiro Faria Lima) e foi escolhida por algumas razões. Primeiramente, este projeto pode ser considerado um bom representante desta última geração dos edifícios corporativos paulistanos, sendo apontado como um dos mais modernos e sustentáveis da cidade, inclusive com diversas certificações ambientais. Em segundo lugar, o seu projeto arquitetônico revelou muito potencial para conseguir mudanças espaciais interessantes e significativas já que diversos locais possuem pé-direito duplo, por exemplo.

Edifício Victor Pátio Malzoni Fonte: <http://www.bottirubin.com.br/port/home/index.php>

Finalmente, a sua localização mais amigável (quando comparado a edifícios das marginais) e a ocupação em praticamente todo o lote (o edifício divide espaço com uma casa bandeirista do século XVIII), possibilitam explorar melhores soluções para os primeiros andares e para o próprio térreo.

Edifício Victor Pátio Malzoni Fonte: <http://www.bottirubin.com.br/port/home/index.php>

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Localização Google sem escala

ficha técnica Projeto: Botti Rubin Arquitetos Área: 170.861,15m² Local: Av. Brigadeiro Faria Lima x Rua Horácio Lafer – São Paulo Contratante: Grupo Victor Malzoni / Brookfield Incorporações. Ano: 2008

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PROJETO

Victor Pátio Malzoni

Gabarito baixo A altura das construções do entorno do edifício Malzoni pode ser considerada baixa, existindo apenas algumas edificações com o gabarito semelhante

Av. Brigadeiro Faria Lima sentido Cidade Jardim Infinity Tower

Edifício FL3500

Av. Brigadeiro Faria Lima sentido Av. Juscelino Kubtischek

Estudo do entorno sem escala

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Rua Iguatemi O acesso ao edifício também pode ocorrer pela Rua Iguatemi, 6 metros mais elevada que a Avenida Faria Lima. O térreo permite a travessia entre esses dois acessos pelo meio da quadra

Casa Bandeirista do séc. XVIII

726.14

ITAIM SETO BIBI R 29 9

V

RUA

P

P

RUA

P

V

RUA

R

P

R

R

O terreno abriga uma casa bandeirista, tombada pelo Conselho de Defesa do Patrimônio Histórico, Arqueológico, Artístico e Turístico (Condephaat) em 1982

MI

725.78

• • •• •• • • • • • •

PROF.

RUA

O terreno ocupa toda a quadra, possuindo consideráveis 20 mil m²

AVENIDA

BRIGADEIRO

725. 17

LIMA

725

FARIA

725.50

725. 61

BRIGADEIRO

725.43

AVENIDA

728.64

FARIA

728.17

FARIA

LIMA

••• ••• •••• DES EM. ADR IANO MAR REY

729.23

BRIGADEIRO

727.90

729. DE 28

728.68

OLIV

EIRA

RUA

RUA

P

V

LEOPOLDO

729.74

730

726.61

• • • • • •• • • • • • • •

730.85

• • • • • •• • • • • • • •

ATE

IGU

FARIA

LIMA

Av. Faria Lima

O edifício Victor Pátio Malzoni está localizado na Avenida Faria Lima, uma das regiões mais valorizadas de São Paulo

Implantação 1:2000

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PROJETO Além da recepeção do edifício, o térreo é composto por dois espelhos d’águas retangulares ao redor da casa bandeirista (ao centro) que fazem divisa com os átrios do edifício. Há um restaurante que está voltado para a Rua Iguatemi, próximo a fonte da casa e, futuramente, um Café será inaugurado na direção oposta, no lado esquerdo do lote (referência Av. Faria Lima). Pode-se afirmar que, atualmente, o mobiliário urbano é muito escasso, e, assim, a configuração do térreo não incentiva o uso do espaço pelos usuários como extensão do ambiente de trabalho ou a permanência de pedestres que estejam passando pelo local.

Fonte: Revista AU. Julho/2012 1) Átrio do bloco A 2) Átrio do bloco B 3) Espelho d’agua 4) Casa bandeirista 5) Fonte/Jardim

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1_Àtrio - Bloco B/2_Espelho d’água/3_Casa Bandeirista/4_Fonte/5_Restaurante Fonte: acervo da autora

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PROJETO O edifício de escritórios, que possui 6 subsolos de garagem, é composto por duas torres, A e B, que se interligam por um bloco de transição que vence 44 metros de vão a 30 metros de altura do solo, tornando-se a partir daí uma construção única. Seguindo a tipologia convencional de edifícios de escritórios, os pavimentos retangulares possuem as circulações verticais concentradas no centro da planta e os espaços de trabalho ao redor, observando-se distâncias de até 19 metros entre a fachada e o core principal. Por outro lado, o piso a piso possui aproximadamente 4 metros, altura mais generosa do que é normalmente encontrado em outros projetos, embora a utilização de forros rebaixados possa estar presente e ainda possa limitar o vão livre interno. O projeto arquitetônico buscou levar o edifício à categoria triple A, isto é, empreendimentos considerados de mais alto padrão com elevado grau de tecnologia e automação predial. Dentro deste contexto, o Pátio Malzoni é considerado um edifício com forte apelo ambiental, possuindo o certificado LEED Core & Shell Prata. A eficiência energética do edifício se encontra na sofisticação dos sistemas ativos de climatização, buscando equipamentos com maior eficiência, mas que funcionam 24h por dia. Não se percebem soluções arquitetônicas que explorem sistemas passivos de condicionamento ambiental. Varandas bem discretas foram feitas na orientação “norte e sul” sob a justificativa de bloquearem a radiação solar direta, mas, ao mesmo tempo, todas as fachadas foram envidraçadas, sendo especificado um vidro de alta performance (low-e) para as janelas e um vidro mais comum para revestir as lajes de concreto armado e alvenarias. As fachadas principais também possuem varandas nos andares mais altos, porem são menores do que as anteriores. As esquadrias utilizadas são do tipo Maxim-ar e aparentam estar fechadas na grande maioria do tempo.

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=

Varandas “norte/sul” e “leste/oeste” Fonte: acervo da autora


Pavimentos tipo Fonte: Revista aU, Julho 2012

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PROJETO

Fonte: Revista aU, Julho 2012

Fonte: Revista aU, Julho 2012

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Fonte: Revista aU, Julho 2012


A taxa de vacância do Victor Pátio Malzoni é considerável, principalmente por ser um dos metros quadrados mais caros da cidade. Atualmente, os primeiros andares do bloco A ainda não estão funcionando. Por outro lado, ele é a sede de grandes corporações, entre elas a Google, empresa conhecida por ter uma política de trabalho diferenciada, proporcionando ambientes não convencionais aos seus empregados. Ocupando os últimos três andares do edifício, a Google possui diversos espaços de convivência concentrados no centro dos pavimentos, que podem se tornar extensões dos postos de trabalho, oficialmente localizados na periferia do andar, onde é possível aproveitar melhor a iluminação natural. Com layouts internos mais amigáveis, regras menos rigorosas em relação a vestimenta e lançamento de novas tendências de trabalho, a Google demonstra ter a política necessária para incentivar transformações não só em seus escritórios, mas também nos edifícios que os abrigam, abrindo novas possibilidades para a tipologia corporativa.

Planta do escritório da Google-SP Fonte: acervo da autora

Escritório da Google-SP - espaços de convivência e varanda Fonte: acervo da autora

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PROJETO A partir de todo o aprendizado teórico ilustrado anteriormente, as premissas consideradas fundamentais para o projeto de retrofit foram: SOMBREAR A FACHADA A primeira estratégia é bloquear a radiação solar direta para diminuir consideravelmente a carga térmica do edifício e, ao mesmo tempo, adequar a luz difusa para aproveitamento da iluminação natural e assim, diminuir a dependência do edifício pela iluminação artificial. Todas as fachadas expostas serão protegidas, estudando-se as necessidades específicas de cada orientação.

MASSA TÉRMICA Retirar o forro e expor a laje para esta absover o calor gerado ao longo do dia e soltar no período noturno. As instalações necessárias se concetrarão no piso e quando precisarem ser no teto, serão aparentes.

CRIAÇÃO DE NOVOS ESPAÇOS E REFORMULAR O TÉRREO

TROCA DAS ESQUADRIAS Trocar a esquadria existente para melhor aproveitamento da ventilação natural e melhor controle dos ventos conforme necessidade do usuário. Além disso, há preferência por vidros incolores uma vez que estes são melhores para manter a transparência do edifício e, portanto, para preservar visuais.

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Abrir e recortar a fachada de maneira a explorar novas relaçôes dentroxfora e formar diferentes configurações espaciais tanto para a climatização passiva do edifício (espaços de transição) quanto para criar novas experiências de apropriação dos usuários. Além disso, melhorar e adicionar equipamentos incentivar o seu uso e permanência.

no térreo para


Os primeiros passos do projeto foram dados em direção à análise geral da insolação do edifício, ao estudo das plantas e cortes existentes e verificação da ventilação natural. Uma vez determinada a orientação de cada fachada, estudou-se os horários que cada uma recebia radiação solar direta com o auxílio da carta solar para São Paulo. Além disso, o gabarito do entorno foi levantado para averiguar se o mesmo não fazia sombra na construção, o que no caso, não ocorreu pelas baixas alturas das construções vizinhas.

Estudos de insolação Fonte: acervo da autora

Com o auxílio de uma tabela de Radiação Solar Incidente (Ig) sobre planos verticais e horizontais (W/m²), determinaram-se os horários mais críticos para cada orientação, isto é, os horários que deveriam ser protegidos pelos dispositivos de sombra, conforme a época do ano. O Norte é quase perpendicular a um dos planos, sua angulação é bem pequena (aproximadamente 15°). Assim, para facilitar a nomeação e estudo, as fachadas foram nomeadas como norte, sul, leste e oeste, apesar de não serem precisamente destas orientações.

Dados de Radiação Solar Incidente (Ig) sobre planos verticais e horizontais (W/m ²). Latitude 23 °30’ Sul Fonte: Frota e Schiffle, 2003, p. 215

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PROJETO Sabe-se que cada orientação possui suas caracterísitcas de insolação e, por esta razão, as melhores soluções de sombreamento podem diferir entre as fachadas. Para protejer o edifício da radiação solar direta, serão previstos brises soleis e estes serão projetados levando em consideração tais peculiaridades. É importante observar que orientação do edifício pode ser considerada leste/ oeste.

“Leste” A fachada leste recebe sol apenas no período da manhã ao longo do ano e os ângulos solares são baixos comparados aos das orientações norte/sul. Considerando que a jornada de trabalho ocorre principalmente a partir das 9h, considerou-se necessário sombrear esta fachada deste horário até o momento em que a luz solar não bate mais, ainda mais que a radição direta recebida nos horários anteriores não é tão significativa.

Horas consideradas críticas: Solstício de inverno: 9h -11h Equinócio de outono/primavera: 9h-11:30h Solstício de verão: 9h - 12h Quando os ângulos solares são pequenos, brises verticais costumam ser mais eficientes para barrar a radiação do que os horizontais. Contudo, visto que as primeiras horas do dia não foram consideradas, brises que protegessem angulações solares maiores do que 45° já foram considerados suficientes e, portanto, dispositivos horizontais ainda podem ser uma boa opção, principalmente pelo fato que distruibuem melhor a luz do que brises verticais.

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Distribuição da luz na fachada leste por tipo de brise Fonte: COTTA, 2012


Fachada Leste: Brises de 30 cm Fonte: acervo da autora Carta Solar São Paulo - Fachada Leste Fonte: acervo da autora

Foram testados dois tipos de brises horizontais: um com 30 cm de largura e outro com 60 cm, por serem as medidas mais encontradas em catálogos de fornecedores. O objetivo deste teste era verificar o impacto que a maior ou menor divisão dos dispostivos provocava no alcance visual do exterior. Apesar dos brises com 30 cm ainda manterem, de certa forma, as visuais, os dispositivos de 60cm possuem menor obstrução já que a abertura não precisa ser dividida em tantas partes. Portanto, embora os dois mascarem a mesma parcela do céu, é mais interessante utilizar o menor número de aletas possível.

Fachada Leste: Brises de 60 cm Fonte: acervo da autora

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PROJETO

“Oeste” Esta fachada recebe sol principalmente no período da tarde e assim como na orientação leste, os ângulos solares são baixos. Contudo, os horários de ocupação do edifício são maiores neste período do dia, o que acaba tornando os brises horizontais menos práticos já que devem ter dimensões consideráveis para mascarar o céu. Por esta razão, brises verticais são mais eficientes para esta orientação, embora ainda necessitem ter um mecanismo de inclinação para proteger os períodos do ano em que o sol forma ângulos próximos a 90 graus da fachada, isto é, se permanecerem fixos, passarão a ter eficiência parcial ou até mesmo nula.

A mobilidade dos brises verticais pode ser feita manualmente, conforme a necessidade do usuário, ou controlada por dispositivos de automação, tornando este movimento mais preciso. Embora as vistas para o exterior fiquem prejudicadas quando esta movimentação é necessária, deve-se considerar que serão apenas por algumas horas do dia.

Os horários considerados para proteção foram: Solstício de inverno: 14h-16h Equinócio de outono/primavera: 13h-17h Solstício de verão: 13h-17h Brises verticais - fachada oeste - exterior Fonte: acervo da autora

Carta Solar São Paulo - Fachada Oeste Fonte: acervo da autora

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Brises verticais - fachada oeste - interior Fonte: acervo da autora


“Norte”

“Sul”

A fachada que está voltada quase inteiramente para esta orientação recebe sol na maior parte do ano, com exceção em alguns meses mais quentes no período da tarde. Os horários considerados críticos para esta fachada se concentram no meio do dia:

Apesar desta fachada receber menos sol ao longo do ano, ainda deve ser protegida contra a radiação solar direta e difusa para evitar ganhos adicionais de calor. A radiação solar incidente (Ig) pode ser considerável apenas no verão, em alguns horários do período da tarde:

Solstício de inverno: 9h - 15h Equinócio de outono/primavera: 10h-14h Solstício de verão: ----

Solstício de inverno: ---Equinócio de outono/primavera: ---Solstício de verão: 14h-17h

Brises horizontais são eficientes para este caso uma vez que os ângulos solares são altos. Além disso, como já visto anteriormente, estes brises permitem a melhor distribuição de iluminação natural dentro dos ambientes e obstruem menos a vista quando comparados aos verticais. Para padronizar as fachadas, será utilizado o mesmo modelo de brise da orientação leste.

A solução de sombreamento é muito semelhante a encontrada na fachada norte, podendo seguir o mesmo projeto de brises.

Carta Solar São Paulo - Fachada Norte Fonte: acervo da autora

Carta Solar São Paulo - Fachada Sul Fonte: acervo da autora

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PROJETO Uma segunda análise que se fez necessária foi o estudo das plantas do edifício para entender como este se organizava espacialmente.

Planta tipo existente - 1° andar 1:750

Legenda Varanda Laje Planta tipo existtente - 2°,4° e 6° andar 1:750

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Laje com pé direito duplo


Planta tipo existente - 3°,5 e 7° andar 1:750

Legenda Varanda Laje

Planta tipo existente - 8°,10°,12° e 14° andar 1:750

Laje com pé direito duplo

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PROJETO

Planta tipo existente - 9°, 11°, 13° e 15° andar 1:750

Legenda Varanda Laje Planta tipo existente - 16°, 17° e 18°** 1:750 ** O 18° pavimento, o ùltimo andar, tem pé direito duplo em sua totalidade

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Laje com pé direito duplo


A análise das plantas e do corte do empreendimento existente permitiu identificar algumas áreas que podem ser exploradas para melhorar a qualidade ambiental e espacial do edifício. Como se pode observar, há diversas regiões com pé direito duplo ao longo dos andares e também varandas nas quatro fachadas. Embora essas varandas possuam dimensões singelas: 1,5 m nas orientações leste/oeste e 2,5 m na direção norte/sul, elas trazem a tona a importância de espaços abertos dentro de um edifício de escritórios. Primeiramente, as varandas podem influenciar de maneira significativa no conforto ambiental de um edíficio uma vez que auxiliam no sombreamento da fachada. Além disso, conforme for sua localização e configuração, podem servir como espaços de transição dentro do próprio edifício, axiliando na climatização natural do mesmo. Mas, além do impacto físico na construção, as varandas formam espaços abertos que influenciam diretamente na percepção e satisfação dos usuários.

não é uma alternativa muito viável já que pode consumir uma área considerável de escritório, principalmente nos primeiros andares. Desta maneira, optou-se por criar novos espaços abertos preferencialmente nos locais voltados para leste, utilizando quase ou toda projeção do vazio. Esta escolha se deu por dois grandes motivos:

São ambientes que podem permitir ao mesmo tempo pausas e momentos de descanso, local para reuniões informais e até mesmo extensões do ambiente de trabalho. Desta forma, os usuários podem vivenciar experiências completamente diferentes ao longo do dia, conforme a sua necessidade e vontade.

Nos primeiros andares do bloco B, os vazios são maiores e ocupam uma grande parte do lado esquerdo, principalmente entre o core central e a fachada. Neste caso, optou-se por utilizar os dois lados da planta, mas apenas recortando completamente a fachada na orientação leste e criando um corredor aberto para melhor aproveitar este espaço que pode não ser tão bem utilizado como escritório. Mesmo com esta nova configuração, apenas 17% da área é ocupada por estes novos locais.

Assim, uma das principais diretrizes do projeto ganhou força: ampliar e criar varandas que proporcionem diferentes relações espaciais. Nesse sentido, os locais com pé-direito duplo ao longo do edifício se encaixam muito bem nesse conceito, principalmente por potencializar a qualidade visual e sensações dentro/fora. Como se pode observar, o pé-direito duplo acontece nos dois lados da planta, concentrando-se principamente na fachada norte. Abrir os dois lados

Espaços voltados para esta orientação recebem o sol da manhã, e, assim, podem ser mais utilizados já que as temperaturas serão mais amenas quando comparadas às temperaturas alcançadas por ambientes que recebem o sol da tarde. As varandas vão estar direcionadas para dentro do lote, onde existem vistas mais interessantes já que os usuários terão contato com o térreo do edifício e não com a Avenida Faria Lima, onde o ruído também pode ser um problema.

As varandas existentes serão mantidas pois mesmo que sejam menores, entende-se que cumprem um papel fundamental para proporcionar locais com diferentes funções e tempos de permanência. Ao contrário dos espaços anteriores, estes podem ser melhores para pequenos intervalos durante o traballho ou servirem como circulação, por exemplo.

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PROJETO

Planta tipo proposta - 2°, 4° e 6° 1:750

Legenda Varanda existente Varanda proposta Laje Planta tipo proposta - 8°,10°,12°,14° 1:750

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Laje com pé direito duplo


Após definir o melhor tipo de sombreamento para cada orientação e definir quais serão os espaços abertos e fechados no edifício, verificou-se a questão de ventilação natural, que atua principalmente no desempenho térmico do projeto, mas que também impacta na qualidade do ambiente percebida pelos usuários. Esta premissa foi trabalhada através do estudo e escolha de uma esquadria que permitisse que um grande fluxo de ar pudesse entrar e que, ao mesmo tempo, pudesse se controlado conforme as necessidades das pessoas que trabalham nos escritórios. Como visto, a atual esquadria do edifício é do tipo Maxim-Ar, que comporta vidros de alta performance. O grande problema é que estas estão sempre fechadas, não permitindo a circulação natural de ar e, além disso, as cores dos vidros deixam a construção com um aspecto muito escuro.

Folhas levantadas

Folhas deslocadas

Folhas ao centro

Folhas abaixadas

Além de serem abertas, as esquadrias devem permitir que o usuário consiga controlar e direcionar o fluxo de ar, para evitar velocidades excessivas que podem chegar a ser incômodas, principalmente em locais próximos da fachada. Nesse sentido, é interessante prever diferentes planos que combinem mais de um dispositivo de abertura. Uma esquadria que se adequa muito bem a essas condições é a guilhotina com duas folhas, pois além de ter uma abertura efetiva considerável, as folhas podem se movimentar de diversas maneiras, direcionando o vento conforme a necessidade. Vale ressaltar também que é uma esquadria que não interfere no espaço interno ou externo, evitando conflitos com o layout ou com os dispositivos de sombreamento. Utilizar vidros incolores é uma estratégia muito mais interessante quando se pretende preservar visuais e o seu uso se torna viável quando todas as fachadas são protegidas. Possibilidades de manuseio da esquadria guilhotina com duas folhas

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PROJETO Uma vez definidas as principais estratégias de retrofit para o edifício, iniciou-se o detalhamento das soluções de projeto conforme as particularidades de cada uma. Para cada fachada, foram definidos com melhor precisão e em conjunto os disposivos de sombreamento (dimensionamento e fixação dos brises), as esquadrias e demais aspectos que também influenciam no desempenho final do projeto, como materiais, cores e layout interno. LESTE Conforme as premissas de projeto, será proposta, primeiramente, a remoção do forro para expor a laje e o acréscimo de um piso elevado para a passagem das instalações prediais de 20cm, resultando em aproximadamente 䴀䄀堀䤀䴀 䄀刀 3,00m de vão livre. Qualquer outra instalação que precisar ser aérea, como o ar condicionado, será aparente. Na orientação leste, foram escolhidos brises horizontais para proteger a fachada contra a radiação solar direta. Quanto mais divisões forem feitas, 䜀唀䤀䰀䠀伀吀䤀一䄀 menor é a dimensão necessária dos brises para mascarar o céu e vice versa. Em primeiro lugar, optou-se por utilizar brises cujas dimensões sejam de fácil acesso no mercado. Logo, para repeitar a premissa de preservar visuais, o dispositivo de maior dimensão encontrado e utilizado foi de 60 cm. Com os brises e os períodos mais críticos de insolação,倀䔀䤀吀伀刀䤀䰀 䐀䔀 䌀伀一䌀刀䔀吀伀 é necessário definir a área de abertura a ser protegida, o que se relaciona diretamente com as dimensões das esquadrias. A fachada leste é voltada para dentro do lote onde as vistas são mais privilegiadas e, por esta razão, é interessante manter a transparência em toda a extensão do pé direito livre.

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Seguindo a idéia de criar diferentes planos para melhor aproveitamento da ventilação natural, esta fachada foi então dividida em três partes: Plano inferior: esquadria fixa e transparente Parcela intermediária: esquadria guilhotina Plano superior: esquadria do tipo Maxim Ar - para auxiliar tanto na ventilação diurna, quanto noturna.

Maxim Ar

Guilhotina

Fixa 䔀匀儀唀䄀䐀刀䤀䄀 䘀䤀堀䄀


Assim, os brises horizontais foram dispostos de maneira a cobrir toda a área transparente. Foi escolhido um modelo de alumínio com perfil “asa de avião”, fixado em perfis verticais que, por sua vez, podem ser fixos na estrutura do edifício - lajes e vigas de borda - em toda a extensão da fachada.

Brises horizontais- aletas de 60cm Fonte: Catálogo Suneal/ Technal - https://www.technal.com

Além dos requisitos mais técnicos, as cores destes dispositivos e de outros componentes também devem ser levadas em conta. Trabalhar com cores é muito interessante e pode trazer diversos benefícios para o edifício como um todo, pois além de se relacionar com a maior ou menor reflexão da luz, pode impactar de maneira positiva a identidade visual do projeto.

Edifício Residencial/Centro - SP - Marcelo Rosembaum Fonte: eye4design.com.br Para deixar o edifício mais colorido, preferiu-se trabalhar com diferentes tonadalidades de apenas uma cor, o verde, principalmente com os tons mais claros. O degradê de cores se torna ainda mais interessante quando o aplicamos nos brises horizontais pois a reflexão de luz pode ser maximizada nas porções mais altas do pé-direto e assim, direcionando mais luz para o interior do ambiente.

Desta maneira, definindo o brise mais alto como branco, os tons de verde começam a aparecer conforme se direciona o olhar para baixo.

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PROJETO

laje exposta

Para o layout, propõe-se que as mesas de trabalho estejam afastadas da janela nesta orientação para potencializar a vista para o exterior, formando um corredor de circulação entre a fachada e os postos de trabalho

estrutura de suporte do brise

brise horizontal 60cm

piso elevado 20cm

esquadria tipo maxim-ar

esquadria tipo guilhotina

esquadria fixa

Corte fachada leste

0 90

1

5


As varandas existentes, embora já consigam bloquear a radiação solar em alguns períodos, também foram protegidas para ampliar o sombreamento e evitar ganhos térmicos excessivos.

brise horizontal 60cm

guarda-corpo

varanda 1,5m

Corte fachada leste - varanda

0

1

5

91


PROJETO OESTE Na orientação oeste, uma fachada com vidro em todo o pé-direito livre não é tão interessante como no caso anterior. Desta maneira, foi proposta a adoção de um peitoril de concreto, na mesma altura do componente fixo da fachada leste, para manter a modulação das esquadrias. Os brises verticais, escolhidos como a melhor opção para proteger esta orientação, podem ser fixados em estruturas projetadas do peitoril e da viga de borda. O uso do degradê de verdes, embora não tenha o mesmo efeito prático nos brises verticais, continuou sendo utilizado para manter a identidade visual do edifício. Os peitoris de concreto, da mesma forma, também serão coloridos.

䄀堀䤀䴀 䄀刀

䴀䄀堀䤀䴀 䄀刀

唀䤀䰀䠀伀吀䤀一䄀

䜀唀䤀䰀䠀伀吀䤀一䄀

Brises verticais móveis - aletas de 60 cm Fonte: Catálogo Suneal/ Technal - https://www.technal.com 倀䔀䤀吀伀刀䤀䰀 䐀䔀 䌀伀一䌀刀䔀吀伀 䔀匀儀唀䄀䐀刀䤀䄀 䘀䤀堀䄀

伀刀䤀䰀 䐀䔀 䌀伀一䌀刀䔀吀伀

䔀匀儀唀䄀䐀刀䤀䄀 䘀䤀堀䄀

É importante lembrar que os dispositivos verticais terão de ser móveis para conseguirem cobrir os horários mais críticos de insolação. Também serão utilizadas aletas de alumínio de 60 cm, conforme encontado no catálogo do sistema Suneal da Technal.

92

NORTE E SUL As fachadas norte e sul, embora possuam condições distintas de insolação, conseguem ser atendidas com a mesma solução. Serã mantido o peitoril de concreto, diminuindo o WWR destas orientações, e serão utilizados brises horizontais nas fachadas. As varandas existentes, contudo, não serão protegidas pois possuem dimensões mais significativas do que as da orientação leste/oeste e já conseguem sombrear os horários mais críticos.


Embora o peitoril permita que as mesas possam ser encostadas na fachada, já que esconde a parte inferior do mobiiário, considera-se mais interessante manter o afastamento, para proteger os usuários de condições extremas de iluminação e ventilação que possam ocorrer perto da fachada

laje exposta

brise vertical 60cm

peitoril de concreto

esquadria tipo maxim-ar esquadria tipo guilhotina

piso elevado 20cm

Corte fachada oeste

0

1

5

93


PROJETO Nas varandas existentes, os brises ocuparão toda a extensão do pé direito livre.

varanda

brise vertical 60cm

Corte 0 fachada oeste - varanda

1

94

5


laje exposta

brise horizontal 60cm

piso elevado 20cm

esquadria tipo maxim-ar

esquadria tipo guilhotina

peitoril de concreto

0Corte fachada norte/sul 1

5 95


PROJETO

guarda-corpo

varanda 2,5m

0Corte fachada norte/sul - varanda 1

96

5


As varandas de pé-direito duplo que foram criadas também devem ser protegidas já que uma de suas propostas é serem extensões do ambiente de trabalho e, portanto, devem proporcionar tais condições em pelo menos alguns períodos. Contudo, as exigências de sombreamento não precisam ser tão rigorosas como as dos ambientes internos, ou seja, o tempo da apropriação do espaço pode ocorrer enquanto as condições ambientais forem adequadas. Além disso, prever brises em toda a extensão vertical dos vazios fecharia muito o espaço. Utilizar dispositivos de sombra nas varandas é uma ótima opção para marcar estes vazios nas fachadas do edifício. Ao contrário dos brises anteriores, cujas dimensões podem ser consideradas pequenas, imaginou-se então estruturas de sombreamento horizontais consideravelmente maiores. Pegando de exemplo as varandas dos primeiros andares do bloco B, voltadas para leste, fixou-se o ângulo de proteção em aproximadamente 40°, protegendo apenas a metade inferior do vazio.

Os brises resultaram em 2,25 m de extensão e, por este motivo, devem ter um desenho especial. Para vencer este vão e brincar com diferentes efeitos visuais, serão utilizados dois tipos de brises horizontais: o inferior seguirá a idéia de um pergolado e o superior, uma chapa metálica, sendos fixados nos pilares que contornam as varandas.

chapa para fixação no pilar pergolado inferior sem escala

porta aletas

chapa para fixação no pilar

 

Dimensionamento dos brises das varandas

chapa metálica superior sem escala

barra para suporte da chapa

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PROJETO É interessante notar que existem outras estratégias para ampliar as condições de sombreamento de um espaço, como o uso da vegetação. Além de ajudar a bloquear a radiação solar, a utilização de folhagens contribui para a climatização natural não só das varandas, mas de todo o edifício, elevando consideravelmente a qualidade do ambiente. Deve-se prever também mobiliário nos locais mais favoráveis para sombras, próximos aos brises e vegetação. O guarda-corpo se torna indispensável para a segurança do local, mas estes podem ser disfarçados pelo uso de jardineiras em torno do limite da laje. Para destacar ainda mais as varandas dos espaços internos, o piso elevado se estende para o exterior, mas em outro material, como um deck de madeira. As esquadrias continuam seguindo as mesmas dimensões das demais fachadas com os peitoris verdes.

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brise horizontal chapa

brise horizontal pergolado guarda-corpo jardineira 0

1

5

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PROJETO Como visto até aqui, os espaços com pé-direito duplo receberam especial atenção . Nesse sentido, não se deve esquecer que o último pavimento também se encontra completamente nessa situação. Assim, tratar o décimo oitavo andar de maneira distinta dos pavimentos inferiores, destacando-o na fachada do edifício, coroa de maneira muito interessante o projeto.

Optou-se por utilizar peitoril em todo o perímetro do pavimento, bem como prever vigas a meia altura para auxiliar na estruturação da fachada.

Contudo, ao contrário das varandas, as exigências de sombreamento se tornam rígidas novamente, isto é, toda a extensão transparente deve estar protegida para os períodos considerados mais críticos, o que acaba se agravando neste caso já que estamos falando de mais 8 metros. Para não prejudicar as vistas, optou-se por manter a mesma proporção de área envidraçada dos demais andares mas não com a mesma solução de brises, já que isso não destacaria o pavimento, como desejado. Assim, decidiuse aproveitar a solução de sombreamento das varandas, adequando-a para o último andar e aplicando a mesma estratégia para todas as fachadas. Para evitar estruturas maiores que 2,00 metros, o pergolado horizontal teve que ser complementado com um pergolado vertical de 75cm, já que os ângulos solares a serem bloquados, principalmente na fachada oeste, chegam próximos dos 20°. Como resultado, então, tem-se quatro estruturas dividas pelo pé-direito, com exceção das varandas já que o primeiro brise está muito próximo da altura dos usuários e, por esta razão, foi retirado desses locais. Além disso, a fixação também foi pensada de maneira distinta das varandas, ao invés de apenas fixar nos pilares que estão na borda do edifício, a própria esquadria seria feita para auxiliar a fixação das barras que suportam as aletas. Considou-se importante proteger inclusive as varandas do norte/sul já que se trata de um pé-direito duplo e por ser o último andar.

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Representação do brise do 18 ° andar. sem escala


brise

guarda-corpo varanda

0

1

Detalhamento das fachadas - 18° andar

5

0

1

5

Detalhamento das varandas - 18° andar

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PROJETO

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Representação do brise em planta - 18° andar escala: 1:750

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倀䔀刀䘀䤀䰀 倀䄀刀䄀 䄀 䘀䤀堀䄀윀쌀伀 䐀伀匀 䈀刀䤀匀䔀匀

Detalhamento da esquadria - 18° andar sem escala

Considerando que os brises têm uma grande dimensão e que estão no último andar, onde a carga de vento é significativa, uma pequena verificação foi feita para analisar o deslocamento destes componentes. Utilizando o software FTOOL e dados de peso próprio retirados de catálogos de fornecedores, tem-se: Peso próprio: 5,2 Kgf/m² Carga de vento: 85 Kgf/m² (NBR 6120)

Diagrama de forças e deslocamento - Ftool.

O deslocamento resultante foi de milímetros tanto na vertical quando na horizontal. Desta forma, estas estruturas podem ser consideradas viáveis mesmo em alturas elevadas já que são compostas por materiais leves.

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PROJETO Além do estudo de todas as fachadas do edifício, o projeto de retrofit deve olhar para a organização espacial dos ambientes de trabalho, pois o layout também influencia no desempenho e na qualidade ambiental do edifício. A configuração interna deve explorar condições que aumentem a utilização de recursos naturais, como por exemplo, a iluminação, e proporcionar ambientes que elevem a qualidade espacial percebida pelos usuários. O layout dos escritórios normalmente é determinado pelas respectivas empresas, contudo, existem algumas diretrizes que podem ser consideradas universais dentro das diversas possibilidades de configuações internas, como será proposto a seguir. Recordando que a relação de eficiência do alcance da luz natural no interior do ambiente é de aproximadamente duas vezes a altura livre da abertura da fachada, a iluminação natural consegue atingir de maneira eficiente 6,00 m de profundidade da planta do projeto onde o vão resultante ficou em 3,00 m. Nas áreas de pé-direito duplo, este alcance pode chegar a 15,00 m. Esta faixa próxima à fachada, portanto, é ideal para destinar a localização dos postos de trabalho. Os locais mais distantes podem ser utilizados como salas de reunião ou ambientes de apoio, onde o tempo de permanência não é tão significativo e a utilização da iluminação artificial se faz mais presente. O ideal é que as mesas fiquem perpendiculares à fachada mais próxima, para evitar ofuscamentos nas telas dos computadores, e que possuam sua própria luminária, para aumentar a flexibilidade do layout e permitir que sejam acionadas apenas pelas pessoas que acharem necessário. Como já proposto anteriormente, é interessante que as mesas sejam afastadas das fachadas já que são locais onde podem ocorrer condições extremas de iluminação e ventilação

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em algumas épocas do ano. Estão sendo previstos também espaços de quebra entre os diversos postos individuais de trabalho, onde se possam achar locais de descanso, reuniões informais e trabalho colaborativo.


Layout proposto - planta tipo 2° andar escala: 1:500 Zona de maior eficiência para iluminação natural

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Layout proposto - planta tipo 17° andar escala: 1:500

Zona de maior eficiência para iluminação natural

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Layout proposto - corte andares inferiores sem escala

Layout proposto - corte 18° andar sem escala

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Para melhor avaliar os efeitos das intervenções propostas do projeto de retrofit no desempenho térmico do edifício, serão calculadas as temperaturas efetivas em um andar nas condições do projeto e nas condições atuais do edifício. Esse cálculo foi baseado no método apresentado pelo Manual de Conforto Térmico de Anésia Frota e Sueli Schiffer (2009).

1) Cálculo de ganhos de calor por fachada:

Foi escolhido o 2 andar do bloco B para servir de base e o período de estudo será março, por se tratar de um mês quente e pelos ângulos solares não serem tão altos quanto em dezembro. No caso do projeto, as varandas serão desconsideradas.

Placa de concreto com verniculite pintada de verde de 15cm: λ =0,19 Placa de vidro incolor de de 8 mm: λ=0,8 1/he+1/hi = 0,17

Dados de entrada: Projeto de retrofit

2° Andar - 1600m² (descontando-se as varandas) 3,20m pé direito

Edifício de escritório - atividade moderada: 65W/pessoa Computadores de 100W com 80% de rendimendo Iluminação artificial prevista: 4,5W/m² Ocupação: 155 pessoas (baseando-se no escritório da Google) Str vidro incolor = 0,86

Cidade: São Paulo Dados para março (Manual do Conforto Térmico) Ts (temperatura máxima observada) 29,9°C ts (temperatura mínima observada) 14°C Td (média mensal das temperaturas máximas) 25,7°C td (média mensal das temperaturas mínimas) 17,7°C Umidade relativa 80%

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Oeste: perímetro: 52m Peitoril de 95cm

K = 1,03 W/m² °C

=

Ig

Qop = 1,528 Ig (W) Esquadria de 2,25m - Str = 0,86 (vidro incolor)

* Ig Qtr = 100,62 Ig (W)


Leste: perímetro 44,5 m Esquadria fixa de 75cm - Str = 0,86 (vidro incolor)

* Ig Qtr = 86,10 Ig (W) Esquadria de 2,25m

varanda 1

* Ig Qtr = 28,70 Ig (W) Sul: perímetro 13,40 m e 28 m de varanda Qop, peitoril de concreto = 0,39 Ig (W) Qtr, esquadria = 25,92 Ig (W) Qop, peitoril varanda = 0,82 Ig (W) Qtr, esquadrias varanda = 54,14 Ig (W)

varanda 2

Norte: perímetro varanda 1 e 2: 12 m Qtr,varanda 1 = 30,96 Ig (W) Qtr,varanda 2 = 30,96 Ig (W)

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PROJETO Com os valores de Ig, é possível determinar a quantidade de radiação incidente em cada fachada ao longo do dia. Os efeitos dos brises foram adicionados na conta através da correção dos valores de Ig: quando a fachada recebe sol, considera-se que a radiação direta é nula pois os brises bloqueiam a mesma. Além disso, também considerou-se um desconto da radiação difusa já que os dispositivos de sombreamento também barram parte da vista do céu.

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Total: 20375 W

A hora mais crítica, portanto, é as 9h da manhã, com 28808W

3) Total de ganho de calor

2) Cálculo de ganho de calor por ocupação

Q = 49183 W

Pessoas: 155x 65W = 10075 W Equipamentos: 155x20W = 3100 W Iluminação: 1600x4,5 = 7200 W

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PROJETO 4) Càlculo da perda de calor devido à diferença de temperatura Oeste: perímetro 52,0 m

Vidro 3m, K = 5,0 Q’tr = 360 Δt

Peitoril de 0,95 cm

5)Cálculo da perda de calor devido à ventilação

x K Δt Q’op = 50,95 Δt

adotando-se 6 para o valor de taxa horária de renovação, temos:

Vidro 2,25m, K = 5,0

Q’vent = 10752 Δt

x K Δt

6) Perda total

Q’tr = 585 Δt

Q’ = 12921,72 Δt

Leste: perímetro 44,5 m

7) Balanço térmico

Vidro 3m, K=5,0 Q’tr = 667,5 Δt

Q = Q’ 49183 = 12921,72 Δt

Sul: perímetro 41,4 m

Δt = 3,81 °C

Peitoril de 0,95 cm Q’op = 40,56 Δt

8) Temperatura externa média (te) e elongação (E)

Vidro 2,25m, K=5,0 Q’tr = 465,75 Δt Norte: perímetro 24 m

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Te, max = 27,8 °C

Te, min = 15,85 °C

te = 21,82 °C A = Te,max - Te, min = 11,95 E = A/2 = 5,975 °C 9) Temperatura interna máxima resultante

Δt

m = 0,6 (inércia considerada fraca)

ti,max = 25,73 °C = T.B.S 10) Temperatura efetiva (T.E)

Carta Psicrométrica para a cidade de São Paulo.

T.B.S = 25,73 °C U.R = 80% Conforme carta psicométrica para São Paulo, a T.B.U é aproximadamente 23 °C. Pelo nanograma, a temperatura efetiva do ambiente está na zona de conforto para velocidades de ar de até 1,5m/s. 11) Verificação da ventilação Efeito chaminé , com H = 0,75m (guilhotina) e perímetro total de 162 metros; ∆t1 = ∆t(1-m) = 1,52 °C Φc = 24,52 (m³/s) = 88283,43 (m³/h) N = 88283,43/5120 = 17,24. Logo, a hipótese inicial está acertada. Nomograma de Temperatura Efetiva para pessoas normalmente vestidas, em trabalho leve. Fonte: Barros e Schiffle, 2003

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PROJETO O mesmo processo agora será feito considerando as condições existentes do edifício. Por isso, alguns dados anteriores foram alterados: Dados de entrada: edifício existente

2° Andar - 2576 m² 3,20m pé direito

Os dados climáticos continuaram iguais.

Esquadria de 3,20 Qtr = 16,29 Ig (W) Qtr, varanda = 34,048 Ig (W) Norte: perímetro 43,52

Esquadria de 3,20m Edifício de escritório - atividade moderada: 65W/pessoa Qtr = 52,92 Ig (W) Computadores de 100W com 80% de rendimendo Iluminação artificial prevista: 9,0W/m² (preveu-se o dobro já que é mais utilizada na realidade) Ocupação: 155 pessoas Str do vidro low-e = 0,38

1) Cálculo de ganhos de calor por fachada: Oeste: perímetro 57,81m Esquadria de 3,20m Qtr = 70,29 Ig (W) Leste: perímetro 57,81m Esquadria de 3,20m Qtr = 70,29 Ig (W) Sul: perímetro 13,4m e varanda de 28m

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Observam-se dois horários críticos com ganhos de aproximadamente 55409W: as 9h da manhã e as 15h. Esse valor é quase o dobro do total encontrado no caso anterior (28808 W). Se as áreas das varandas forem consideradas, temos a seguinte relação: Projeto 28808W/2576m² = 11,18 W/m² Existente 55409W/2576m² = 21,50 W/m² Para aproximar a segunda situação da primeira, o ar condicionado, por exemplo, deve retirar 10 W/m². 2) Cálculo de ganho de calor por ocupação Pessoas: 155x 65W = 10075 W Equipamentos: 155x20W = 3100 W Iluminação: 1600x9 = 23184 W Total: 36359 W

3) Total de ganho de calor Q = 91768,54 W 4) Càlculo da perda de calor devido à diferença de temperatura Oeste: perímetro 57,81m Esquadria 3,2m, K=5,0 Q’tr = 924,96 Δt Leste:perímetro 57,81m Esquadria: 3,2m, K=5,0 Sul: perímetro: 43,50m Esquadria 3,2m, K=5,0 Q’tr = 696,32 Δt Norte: 43,50m Esquadria 3,2m, K=5,0 Q’tr = 696,32 Δt

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PROJETO 5)Cálculo da perda de calor devido à ventilação Adotou-se N = 3 pois as esquadrias permanecem fechadas na maior parte do tempo. Q’vent = 8655,36 Δt

Conforme carta psicométrica para Sâo Paulo, a T.B.U é aproximadamente 26°C

6) Perda total Q’ = 11897,92 Δt 7) Balanço térmico Q = Q’ 91768,54 = 11897,92 Δt Δt = 7,71 °C 8) Temperatura externa média (te) e elongação (E) Te, max = 27,8 °C

Te, min = 15,85 °C

te = 21,82 °C A = Te,max - Te, min = 11,95 E = A/2 = 5,975 °C 9) Temperatura interna máxima resultante Adotou-se m = 0,5 ti,max = 28,66 °C = T.B.S T.B.S = 28,66 °C U.R = 80%

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Carta Psicrométrica para a cidade de São Paulo.

Não será realizada a verificação da ventilação pelo efeito chaminé.

Os cálculos realizados demonstram que as propostas de retrofit possuem um impacto significativo no desempenho térmico do edíficio, demonstrando que estratégias arquitetônicas que privilegiam a climatização passiva conseguem alcançar resultados consideravelmente satisfatórios, sem a utilização massiva dos aparelhos de ar condicionado, que eventualmente serão utilizados, mas apenas nos períodos mais críticos. Este resultado reforça a importância e a viabilidade de edifícios mais ecologicamente responsáveis.


TÉRREO O térreo foi repensado para incentivar o uso dos usuários já que este espaço também pode ser considerado uma extensão do edifício. Além disso, considerando outros níveis de sustentabilidade, o projeto visou criar uma relação mais saudável com a cidade, atraindo diversas outras pessoas que não precisam ter relação direta com o empreendimento corporativo. Para atingir este objetivo, foram criados espaços de permanência, principalmente junto aos espelhos d´água, aproveitando-se da idéia já presente no local. Assim, os espaços ao redor do desenho dos espelhos d’agua, rebaixados 80cm do nível do térreo aproximadamente, foram ampliados para quase todo o seu perímetro. Para poderem ser melhores utilizados, o sombreamento é fundamental e, por isso, previu-se vegetação de porte para desempenhar tal função, principalmente do lado esquerdo da casa bandeirista.

Para proteger os espaços e a circulação do lado direito da casa, criouse uma marquise que se inicia na projeção do bloco de transição do edifício e termina no final do lote, na rua Iguatemi, proporcionando um caminho mais protegido. A marquise é formada pela sequência de vigas de madeira, como um grande pergolado. O espaço de circulação ao redor da fonte da casa bandeirista foi ampliado mas mantendo a vegetação existente. Criaram-se entradas para o restaurante e café por dentro do lote, que hoje, só podem ser acessados pela Rua Iguatemi. O subsolo e seus acessos não entraram no escopo do projeto.

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Rua Iguatemi

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Avenida Brigadeiro Faria Lima Implantação 1:750 120

1. Bloco A 3 Espelho d’água 5.Fonte 7.Restaurante

2. Bloco B 4.Casa Bandeirista 6.Café


B

C

D

E A

Planta pavimento tipo - 1° andar 1:500

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B

C

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E

A


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B

C

D

E

A

Planta pavimento tipo - 2,4 e 6° andar 1:500

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B

C

D

E

A


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B

C

D

E A

Planta pavimento tipo - 3,5 e 7° andar 1:500

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B

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A


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B

C

D

E A

Planta pavimento tipo - 8,10,12 14° andar 1:500

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B

C

D

E

A


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B

C

D

E A

Planta pavimento tipo - 9,11,13 e 15° andar 1:500

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B

C

D

E

A


130


B

C

D

E A

Planta pavimento tipo - 16 e 17° andar 1:500

131

B

C

D

E

A


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B

C

D

E A

Planta - 18° andar 1:500

133

B

C

D

E

A


134


Corte AA 1:500

135


136


COBERTURA +90,05m

18° +81,50m

17° +77,25m

16° 73,00m

15° +68,75m

14° +64,50m

13° +60,25m

12° +56,00m

11° +51,75m

10° +47,50m

9° +43,25m

8° +39,00m

7° +34,75m

6° +30,50m

5° +25,25m

4° +22,00m

3° +17,75m

2° +13,50m

1° +13,50m TÉRREO +5,00m

Corte BB 1:500

137

FARIA LIMA 0,00


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Corte CC 1:500

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Corte DD 1:500

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Corte EE 1:500

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Fachada leste e térreo Ao longo de todo o desenvolvimento do presente trabalho, o software Revit Architecture foi utilizado para auxiliar a tomada de decisões através da simulação das propostas do projeto. A partir deste programa, foi possível visualizar com mais clareza os resultados alcançados com o retrofit do edífício de escritório, principalmente com relação aos impactos visuais. A seguir, seguem algumas simulações finais do projeto. 145


Fachada leste e tĂŠrreo

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Vista do térreo para o edifício

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Fachada oeste e as varandas

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Fachada oeste

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Varandas 2 °,4 ° e 6 ° andar

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Varandas 2 °,4 ° e 6 ° andar

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Ambiente interno - fachada leste

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Varanda - fachada leste O trabalho se encerra com a imagem acima, que pode ser considerada uma síntese das principais idéias do projeto de retrofit apresentadas até aqui: a reformulação do edíficio através do sombreamento da fachada, trocas das esquadrias para valorização da ventilação natural, a criação de varandas que não só auxiliam no controle climático do edifício, mas também elevam a qualidade espacial dos escritórios e a proposta de um layout que potencializa a utlização de recursos naturais, principalmente a iluminação. Estas propostas foram fundamentais para compreender o potencial que um projeto arquitetônico que se preocupe com as questões de conforto e com o local que está inserido possui na criação de ambientes confortáveis e ao mesmo tempo com alto grau de desempenho e qualidade ambiental, não sendo necessário, portanto, recorrer a sistemas ativos que consomem grande energia e, consequentemente, impactam negativamente o meio ambiente, como ocorre na maioria dos edifícios de escritórios na atualidade. 153


BIBLIOGRAFIA GONÇALVES, Joana Carla Soares (Org.); BODE, Klaus (Org.). Edifício Ambiental. Ed1. São Paulo - SP: Oficina de Textos, 2015 GONÇALVES, Joana Carla Soares. The environmental Performance of tall building/Joana Carla Soares Gonçalves with Erica Mitie Umakoshi. Editora Earthscan, 2010. MICHELATO, Rúbia. Avaliação do desempenho térmico de vidro refletivos: Estudos de caso em células-teste. Dissertação de mestrado. Orientador: Rosana Maria Caram de Assis. São Carlos: Escola de Engenharia da USP, 2007. CUNHA, Eduardo Grala (Org.) Elementos de arquitetura de climatização natural: método projetual buscando a eficiência nas edificações – Porto Alegre: Masquatro Editora, 2006.188 p. MARCONDES, Monica Pereira. Soluções projetais de fachadas para edifícios de escritórios com ventilação natural em São Paulo. Tese de doutorado. Orientador: Márcia Peinado Alucci. São Paulo: FAUUSP, 2010. SZOKOLAY, Steven V. Introduction to Architectural Science: The basis of sustanaible design. Elsevier Science, 2004. FROTA, Anésia Barros; SCHIFFLE, Sueli Ramos. Manual de Conforto Térmico. São Paulo, 2003. TATEOKA, Rosana Simprini. Edifícios de escritórios na cidade de São Paulo no início do século XXI – 2001 a 2012: as principais características dos projetos atuais. Dissertação de pós-graduação. Orientador: Rafael Antônio Cunha Perrone. São Paulo: Faculdade de Arquitetura e Urbanismo do Mackenzie, 2014

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Paola Nicolai TFG  
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