Quando o objetivo é proporcionar conforto térmico para a edificação, a primeira medida que vem à mente é a instalação de ar-condicionado. No entanto, o equipamento é somente uma opção na lista de ações que ajudam a tornar mais agradável a temperatura no interior da construção. Nessa relação está, por exemplo, a incorporação de elementos isolantes nas coberturas e o uso de soluções arquitetônicas.

Até mesmo o posicionamento do imóvel no terreno interfere na situação. “A orientação definirá o aproveitamento da irradiação solar e dos ventos predominantes. O projetista deverá estudar como controlar e melhor utilizar essas variáveis através da geometria da obra e do dimensionamento de elementos construtivos e aberturas”, destaca o engenheiro Arthur Santos Silva, professor da Universidade Federal de Mato Grosso do Sul (UFMS).

Convencionalmente, a orientação adequada — no hemisfério sul — procura manter ambientes de permanência transitória nas fachadas oeste, áreas sociais no eixo norte-sul e os locais privativos nas fachadas leste. “Mas isso não é algo definitivo e uma edificação que tenha sido incorretamente locada no terreno ainda pode ter seu desempenho térmico readequado por meio de outras estratégias”, explica o docente.

COBERTURAS E PAREDES

Algumas pesquisas comprovam, quantitativamente, que a cobertura é o principal elemento de proteção térmica da edificação. “A estrutura está sujeita à incidência solar ao longo de todo o dia, ao contrário das fachadas que recebem o sol somente em determinados períodos. Além disso, em edificações residenciais térreas, a área de cobertura normalmente é maior do que a das fachadas”, comenta Silva.

"A cobertura está sujeita à incidência solar ao longo de todo o dia, ao contrário das fachadas que recebem o sol somente em determinados períodos", Arthur Santos Silva

Assim, em determinados climas do Brasil, é importante que as coberturas estejam isoladas termicamente e que também sejam leves para evitar acúmulo de calor. “Para isso, existem duas estratégias importantes, o isolamento radiativo e o resistivo”, ensina o professor. O radiativo busca reduzir o fluxo de calor por radiação, papel desempenhado por superfícies de baixa emissividade, como as de alumínio polidas.

“Já o isolamento resistivo tem a função de diminuir o fluxo de calor por condução, que é realizada pelos isolantes térmicos, como o poliestireno expandido (EPS)”, afirma o engenheiro. Ambas as estratégias são importantes, e a combinação delas ajuda a reduzir o fluxo de calor total que entra na edificação através da cobertura. Outra solução é a adoção de cores claras, capazes de reduzir a absorção de energia solar.

Existe ainda uma série de estratégias que podem ser adotadas na cobertura, como o uso de tanques de água nos áticos (promovendo resfriamento evaporativo); ventilação mecânica nos áticos; uso de duchas de água na cobertura, que deve ter telhas porosas para absorver a umidade; isolantes térmicos móveis por sistemas mecânicos; e a cobertura verde, que combina alta massa térmica, sombreamento e evapotranspiração das plantas.

Já no caso das paredes, a preocupação está mais relacionada com a massa térmica e as cores das superfícies. Com isso, dependendo do tipo de clima, algumas estratégias seriam adequadas, como paredes leves e isoladas, pesadas, pesadas e isoladas, entre outras. “De qualquer maneira, não são indicadas estruturas com baixa resistência térmica, pois estariam muito sujeitas às variações do clima e à grande transferência de calor”, destaca Silva.

ISOLANTES TÉRMICOS

Para analisar se determinado material é um bom isolante térmico, algumas características precisam ser analisadas. Condutividade térmica, massa específica (densidade), calor específico e espessura estão entre as variáveis que indicam os potenciais de isolamento. Já do ponto de vista prático, a solução tem que promover certa facilidade de aplicação e manutenção, além de propriedade de aderência ao substrato.

“Também é importante ter certa resistência mecânica, boa durabilidade em relação às intempéries e evitar o surgimento de algumas patologias comuns em coberturas, como o acúmulo de umidade e proliferação de mofo”, avalia o docente, ressaltando que é bom que o material também não seja tóxico e prejudicial ao ambiente. “Creio que o EPS consiga atender, satisfatoriamente, todos esses aspectos, a depender de sua classe normativa”, completa.

De acordo com o professor, o poliestireno expandido proporciona isolamento térmico, mas o conforto é o resultado de uma combinação de outras variáveis, além de sensações fisiológicas e psicológicas das pessoas. “A estratégia utilizada depende sempre do clima em questão”, informa. Em locais frios, por exemplo, é imprescindível que sejam utilizados materiais isolantes térmicos, como o EPS, de maneira a evitar perdas de calor para o exterior.

Por outro lado, em regiões quentes, a especificação da solução depende da combinação de estratégias. “Uma edificação que tenha ambientes que utilizam ar-condicionado pode ter sua eficiência energética beneficiada pelo uso dos isolantes térmicos, pois ajudaria a reduzir os fluxos de calor provenientes do exterior”, explica Silva.

Problema comum no uso dos isolamentos térmicos é no caso de edificações com elevada carga térmica interna. “Imaginemos um local com grande aglomerado de pessoas por metro quadrado ou muitas máquinas que geram calor. Se essa edificação for isolada termicamente, o calor encontrará dificuldade para sair, mesmo a noite com temperaturas reduzidas, acarretando aumento no consumo de energia com ar-condicionado”, exemplifica o engenheiro.

EPS COMO ISOLANTE TÉRMICO

O EPS pode ser aproveitado como elemento de isolamento térmico em diferentes estruturas da edificação. Para as coberturas, estão disponíveis as placas de subcobertura, telhas-sanduíche com recheio de EPS e lajotas de poliestireno expandido para lajes nervuradas. Até mesmo as paredes podem contar com os benefícios do material, quando executadas com tijolos de EPS ou painéis monolíticos.

VENTILAÇÃO CRUZADA

Quando um fluxo de ar atravessa o ambiente, acontece a troca do ar interno por outro mais puro. Aliado a isso, também ocorre uma sensação de movimentação do ar, fator importante para o conforto térmico. O fenômeno ainda promove a perda de calor das superfícies (paredes, piso e coberturas) por convecção.

“Quando temos a chamada ventilação cruzada, isto é, aberturas em fachadas distintas e opostas, a ventilação natural é potencializada pela maior diferença de pressão”, fala o professor, ressaltando que há um porém nessa questão. “A depender do clima, a ventilação cruzada pode ser prejudicial para o conforto térmico”, avalia.

"A depender do clima, a ventilação cruzada pode ser prejudicial para o conforto térmico", Arthur Santos Silva

A estratégia é eficaz dentro de uma variação de temperatura externa entre 20°C e 32°C, com limites para a umidade relativa do ar. Fora desse intervalo, ou entrará massa de ar muito fria ou excessivamente quente, ou então, bastante úmida. “Isso pode acabar piorando as condições térmicas do ambiente”, diz.

ELEMENTOS DE SOMBREAMENTO

As cartas solares — ferramentas utilizadas para entender a posição do sol em determinada latitude, longitude, dia e horário do ano — ajudam a projetar elementos de sombreamentos mais adequados para cada contexto e orientação solar. As peculiaridades de climas temperados fazem com que seja necessário haver bloqueio solar no verão, mas que exista ganho durante o inverno.

Nas fachadas voltadas para linha do Equador, isso é possível através de elementos de sombreamento horizontais. “Já nas demais fachadas se torna um pouco difícil”, comenta o engenheiro. Assim, podem ser especificadas soluções dinâmicas e móveis, para que o usuário consiga orientá-las adequadamente nas diferentes épocas do ano.

OUTRAS SOLUÇÕES

Algumas alternativas podem acarretar aumento de custos com materiais e mão de obra especializada. “É o caso da utilização de diferentes sistemas construtivos mais adequados a determinado clima, como adicionar mais massa térmica, dimensionar isolamento térmico, usar dispositivos de sombreamento dinâmicos, estratégias de resfriamento evaporativo indireto ou direto, esquadrias de maior desempenho e menor infiltração de ar, entre outras opções”, exemplifica Silva.

No entanto, o fator financeiro acaba pesando negativamente no desempenho térmico. “Quando analisamos a ABNT NBR 15220-3 para a Zona Bioclimática 4 (Brasília-DF), temos uma recomendação de atraso térmico superior a 6,5 horas para as paredes externas, em habitação de interesse social. Isso seria possível apenas com uma parede dupla de tijolos cerâmicos furados, totalizando 26 cm de espessura. Porém, sabemos que isso é pouco aplicado”, comenta o professor.

Os projetistas acabam valorizando mais a racionalização da área construída (que seria um pouco perdida com um sistema construtivo espesso) do que as exigências de conforto ambiental. “Mas não tem outra maneira, se há uma real limitação de custos para determinados tipos de edificações, alguém precisa dizer que também haverá uma real limitação de conforto ambiental, inevitavelmente”, destaca Silva.

“Essa é, na verdade, uma das principais justificativas de pesquisas na área: tentar comprovar que os custos para promover um bom projeto bioclimático seriam viáveis se fosse considerado não somente o valor da construção, mas contabilizando os gastos de operação e manutenção”, finaliza o professor.

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Colaboração Técnica

Arthur Santos Silva – Formado em Engenharia Civil pela Universidade Federal de Mato Grosso do Sul (UFMS) com Doutorado pela Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC) na área de Construção Civil/Conforto Ambiental e Energia. Atualmente, é professor do Magistério Superior na UFMS, atuando em cursos de Graduação em Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo e na Pós-graduação a nível de Mestrado Profissional. Foi outorgado com o Prêmio CAPES de Tese em 2017 na área de Engenharias I. É revisor de periódicos, pesquisador e estudioso da área de conforto ambiental, eficiência energética e avaliação de desempenho de edificações por meio de simulação computacional.

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