20 de mar de 2009

A avaliação de desempenho ambiental do novo estande da loja Ferrari-Maserati Via Europa, em São Paulo (SP




Na concepção arquitetônica, o edifício é divido em três partes que são diferentes quanto à função, forma, tratamento de materiais e setorização na composição espacial e volumétrica do edifício. Uma caixa de vidro quadrilátera que abriga o salão de exposição dos automóveis é o espaço de destaque e atração do público (Figura 1). Este grande espaço é atravessado por um paralelepípedo alongado de concreto, suspenso, em que ficam salas de administração e reunião, cuja comunicação visual com o espaço interior, localizado abaixo, é feita por panos de vidro (Figura 2). Concluindo, sob o nível do salão de exposições está um pavimento enterrado, com mais áreas de trabalho e demais funções de apoio, em comunicação com o ambiente externo por espaços abertos adjacentes, visando principalmente a penetração da iluminação natural (Figura 3).


Certamente, tamanha diferenciação dos aspectos formais e construtivos inevitavelmente incorre em respostas de desempenho variado da arquitetura para as condições ambientais de cada parte que, inclusive, são isoladas ambientalmente umas das outras. A esse respeito, a caixa envidraçada é o espaço interno de maior exposição às condições externas de clima e insolação, enquanto que as outras duas partes do edifício são mais protegidas.Com referência ao espaço de interesse desta avaliação, o salão de exposições, quanto à influência do projeto de arquitetura no conforto ambiental e no conseqüente consumo de energia, a forma quadrilátera combinada ao papel fundamental da transparência na concepção da envoltória, ao lado do pressuposto da climatização artificial advindo das exigências de uso, consistiu-se nas premissas determinantes do desempenho ambiental. Isto devido principalmente aos efeitos da radiação solar direta. Por isso, as influências destes aspectos do projeto foram criteriosamente analisadas e devidamente quantificadas nas avaliações técnicas.Essencialmente, a criação de um ambiente dentro de uma caixa de vidro é um grande desafio para o alcance de condições de conforto térmico, mesmo contando com a ação do sistema artificial de climatização.


Desempenho térmico


Quanto ao desempenho térmico, as dificuldades se dão pelo efeito conjunto de três fatores: incidência da radiação solar nos usuários devido à grande área envidraçada, somada às elevadas temperaturas superficiais internas da envoltória (pela exposição à radiação solar incidente) e, finalmente, ao contraste com as baixas temperaturas do ar condicionado e suas velocidades de insuflamento, necessárias para contrabalancear os ganhos de calor causados pela radiação solar incidente e pelas elevadas temperaturas radiantes das superfícies internas. Essa situação se acentua em um contexto em que o clima é quente e a radiação solar direta bastante intensa por grande parte do ano, como é o caso de São Paulo. Porém, com a revisão de uma série de aspectos do projeto arquitetônico, é possível dizer que o desempenho ambiental chegou a resultados favoráveis para o conforto do usuário e os desafios foram superados de maneira satisfatória. Ao longo do desenvolvimento do projeto de arquitetura, os estudos de conforto ambiental e energia deram subsídios técnicos para o novo estande da Ferrari. Nesse sentido, devem ser destacadas desde as considerações de uma perspectiva inicialmente qualitativa da proposta arquitetônica, que foi acompanhada de uma avaliação técnica preliminar ainda na etapa inicial de projeto, até os resultados das análises de desempenho mais rigorosas, durante as etapas de detalhamento e de especificação.Sendo assim, com respeito ao conforto ambiental, a concepção inicial da caixa inteiramente de vidro foi reconsiderada com a introdução de placas opacas substituindo alternadamente determinados painéis de vidro, sem tirar a predominância da transparência, que é fundamental para a função do salão de exposição. Outra mudança significativa ainda na etapa inicial do projeto foi na especificação de vidro, que passou de incolor para refletivo na cobertura e com cor em fechamentos laterais, podendo ser prateado e verde, segundo as análises técnicas.Além dessas, um conjunto de demais alterações arquitetônicas contribuiu para a otimização do conforto térmico e da diminuição da incidência da radiação solar direta no espaço interior, como as novas inclinações das laterais da caixa reduzindo a sua visão do céu e, também, as recomendações de tratamento do espaço externo imediato, quanto materiais de revestimento e cores. Com tudo isso, em termos ambientais o espaço do salão de exposições ficou caracterizado por uma diversidade que se assemelha àquela encontrada em ambientes externos, em que a radiação solar direta não é bloqueada completamente, delimitando áreas contíguas de sol e sombra. Complementando a questão da diversidade do ambiente interno, o padrão de uso esperado para o grande salão sugere deslocamento do usuário, flexibilidade no espaço e, consequentemente, uma maior adaptabilidade às condições ambientais internas de radiação térmica, temperatura e velocidade do ar. Devido a essas particularidades do ambiente do salão de exposição, entende-se que exclusivamente os critérios de desempenho térmico, que são usualmente aplicados para um ambiente interno, comercial e convencional, não revelam o real desempenho do ambiente em questão. Por esta razão, foram considerados para esta avaliação critérios de desempenho para espaços externos, principalmente devido ao acesso do sol e à visão do céu, que são presentes no grande salão e agregam valor ambiental ao mesmo, uma vez tratadas as questões de desconforto.A interação entre as informações técnicas de desempenho ambiental e as especificações de projeto foi possível, tendo em vista que a busca pela otimização das condições ambientais também primou por não comprometer o conceito fundamental da arquitetura. As recomendações de projeto foram elaboradas a partir das análises técnicas que reúnem os resultados do desempenho térmico, também considerando os impactos no consumo de energia para a climatização.Além das interações com a arquitetura, as avaliações de conforto ambiental e energia tiveram o propósito de contribuir para com o projeto e a operação do sistema de climatização artificial, com vistas ao conforto térmico e a eficiência do sistema. Desse modo, testaram-se três soluções de ar condicionado (Figura 4), sendo uma com insuflamento pelo piso, outra pelo teto e uma terceira junto às fachadas, buscando a melhor distribuição de temperaturas e velocidades do ar, ou seja, qualidade na estratificação do ar no ambiente, com a melhor eficiência energética.


Avaliação do conforto térmico


Devido às características do projeto arquitetônico em questão, tem-se a configuração de um ambiente que em determinados aspectos se diferencia de um ambiente interno convencional. Deve-se, desta forma, considerar adequadamente as diversas assimetrias de temperatura radiante e ainda a radiação solar incidente, seja ela direta, difusa ou refletida. Assim, o modelo teórico adotado para avaliação das condições de conforto térmico dos usuários é o balanço térmico entre o corpo humano e o seu entorno, utilizando-se de metodologia comumente utilizada para ambientes externos em que se verifica assimetrias de radiação e existência de radiação solar incidente. Neste trabalho, para equacionar tal balanço foi utilizado o modelo proposto por Blazejczyk (2002). O modelo pressupõe que o organismo humano, para permanecer em equilíbrio, ou seja, a soma total de ganhos e perdas de calor deve ser idealmente zero, ou um valor que não submeta o organismo a nenhum tipo de estresse térmico, por frio ou calor. Em suma, o balanço térmico indica a interação entre as características do indivíduo (atividade, tipo e cor da roupa, etc), as características do meio (albedo e emissividade das superfícies das fachadas, cobertura e piso, e ainda a existência de obstruções que determinam áreas sombreadas) e as condições climáticas locais (radiação solar direta, difusa e refletida, temperatura e umidade do ar, pressão de vapor, pressão atmosférica, velocidade do vento). A produção de calor metabólico foi considerada segundo a norma ISO8996 (1990). As trocas por convecção, evaporação e respiração foram consideradas segundo as normas ISO7730(1994) e ISO7933(1989), respectivamente para os casos em que o ambiente se configurava como termicamente neutro ou quente. Devido à distribuição não homogênea das temperaturas radiantes, optou-se por modelos específicos de radiação, principalmente porque as referidas normas não contemplam adequadamente a consideração da radiação solar incidente. A troca térmica por radiação de onda longa ocorre entre o corpo humano e a cobertura; entre o corpo humano e o piso; e entre o corpo humano e as fachadas. Já o ganho de onda curta deve-se ao ganho de radiação solar incidente. Para o calculo da parcela de calor absorvida pelo usuário, baseado em dados empíricos, Blazejczyk (2002) sugere métodos distintos, considerando a disponibilidade de valores de radiação solar. Conhecendo os valores de radiação solar global, nebulosidade e altura do sol, o ganho por onda curta pode ser estimada. Kuwabara (2002) sugere então método para o calculo da troca resultante por radiação de onda longa e curta entre o usuário e o ambiente de forma conjunta. Para a consideração das temperaturas superficiais das fachadas, piso e cobertura, utilizaram-se os dados fornecidos pelas simulações computacionais realizadas, valores os quais foram também utilizados para verificação comparativa dos sistemas de condicionamento de ar através de simulação fluido-dinâmica.Tendo-se como base a norma ISO10551, considerou-se um valor aproximado de 80% de satisfeitos com a situação ambiental. (sensação térmica neutra ou confortavelmente quente). Tendo sido adotadas pela equipe de arquitetura as recomendações projetuais apontadas inicialmente neste texto, tem-se, segundo resultados de simulações computacionais, temperatura radiante média, considerando o piso e a envoltória em situações de dias ensolarados, de aproximadamente 37ºC para verão e 28ºC para inverno, valores que foram utilizados para a avaliação do conforto térmico. Adotou-se ainda umidade relativa igual a 50%, valor comumente adotado para os sistemas de condicionamento de ar.


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