Edificações Sustentáveis Ilustradas

Autor(es): Francis D. K. Ching
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Esta obra discute as questões fundamentais do projeto e da construção sustentáveis em um formato ricamente ilustrado. São abordados temas centrais como a seleção do terreno, as estratégias passivas de projeto que tiram partido do formato das edificações, da conservação da água, da ventilação e climatização naturais, e os materiais que têm menores impactos sobre o meio ambiente.

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Capítulo 1 - Introdução

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Introdução

Nos últimos anos, as áreas de planejamento, projeto e construção se viram envolvidas em uma acirrada discussão a respeito de ecologia e edificações sustentáveis. Tanto nos escritórios de arquitetura quanto nos canteiros de obras, novos objetivos, novos padrões e até mesmo uma nova linguagem vêm sendo adotados. Para muitos, a vida profissional tem sido bastante enriquecida à medida que se torna possível aprender os significados e as práticas dessa nova linguagem. Para outros, surgem inúmeras dúvidas: como tudo isso aconteceu? Qual é o significado disso tudo?

A sustentabilidade está relacionada com a promessa de coisas duráveis – de edificações com vidas longas e úteis, fontes de energia renováveis, comunidades que permanecem.

Arquitetura sustentável é um modo de transformar em realidade as promessas de sustentabilidade.

Paralelamente às promessas de sustentabilidade, e até mesmo cobrando sua realização, está o constante alerta dos cientistas que nos avisam de perigos e ameaças ambientais, que se tornam cada vez mais perceptíveis a partir de nossas próprias observações. Há, contudo, algo de profundamente empoderador quando optamos por não fugir desses perigos, mas encará-los e enfrentá-los, avaliando-os coletivamente e desenvolvendo estratégias para lidar com tais ameaças. Em última instância, pode ser essa a principal promessa da sustentabilidade – o ímpeto de ponderar a respeito dos desafios ambientais com os quais nos deparamos e de encontrar maneiras de lidar com eles.

 

Capítulo 2 - Princípios elementares

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Princípios elementares

O que é uma edificação sustentável? Na Introdução, examinamos os significativos impactos que as edificações exercem sobre o meio ambiente e defendemos a opção por edificações que minimizem tais efeitos, não apenas por meio da redução do consumo de energia e água, mas também mediante a redução da quantidade de materiais e recursos utilizados em sua construção. Reduzir o impacto ambiental das edificações é um dos principais objetivos da arquitetura sustentável.

Há algum outro fator que contribua para considerarmos uma edificação sustentável? Nas discussões a respeito de arquitetura sustentável e de seus inúmeros padrões e normas, encontramos alguns objetivos amplamente aceitos que não contribuem diretamente para a redução do impacto das edificações sobre o meio ambiente. Tais objetivos incluem a melhoria da qualidade do ar nos espaços internos, a possibilidade de oferecer vistas do entorno a partir do interior e a melhoria do conforto térmico. Assim sendo, poderíamos e mesmo deveríamos ampliar a definição de arquitetura sustentável de modo a incluir o planejamento de ambientes interiores que contribuam para a melhoria da qualidade de vida e sejam benéficos para a saúde das pessoas.

 

Capítulo 3 - Códigos, normas e diretrizes

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Códigos, normas e diretrizes

Nos últimos anos, foi desenvolvida uma variedade de códigos de edificação, normas e diretrizes para a arquitetura sustentável. Cada um deles estabelece um compromisso inestimável com a proteção do meio ambiente e da saúde humana; mas, ao mesmo tempo, reflete pontos de vista e valores levemente diferentes. Cada aspecto contribuiu para o desenvolvimento da arquitetura sustentável embora seja, assim como é qualquer ser humano, em alguns aspectos imperfeito.

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Os códigos de edificação, as normas e as diretrizes para a arquitetura sustentável geralmente incluem disposições a respeito da seleção do terreno, da escolha de materiais, da conservação de água e energia e da qualidade do ambiente interno. Alguns incluem, ainda, questões como acústica, segurança física e patrimonial, importância histórica e cultural e aspectos estéticos.

Eficiência e conservação energética

Seleção de materiais e recursos

 

Capítulo 4 - Comunidade eterreno

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Comunidade e terreno

A comunidade e o terreno em que construímos podem basear e influenciar cada aspecto da edificação que desejamos construir.

Os principais objetivos na escolha da comunidade e do terreno para a construção de edificações sustentáveis são a proteção de sítios sensíveis, a preservação de terrenos não urbanizados, a restauração e a reutilização de terrenos anteriormente urbanizados, a diminuição dos impactos na flora e na fauna, a promoção da conexão com a comunidade e a minimização dos impactos do transporte no ambiente e no consumo de energia.

Nesses objetivos estão implícitos um respeito profundo pelo que é natural e selvagem e a procura por um equilíbrio entre áreas urbanas e não urbanas, em vez de considerar as áreas naturais meramente como recursos para um assentamento humano. Ao mesmo tempo, precisamos ficar atentos à redução da poluição luminosa, à minimização dos desperdícios na construção, à gestão da água pluvial e ao controle do uso de água do terreno.

 

Capítulo 5 - Formato das edificações

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Formato das edificações

Ao tratarmos do formato de uma edificação, estamos falando de sua planta baixa – a

área em que a edificação é instalada –, de seu tamanho, altura, número de pavimentos e configuração geral. Tradicionalmente, o foco de tais discussões é a orientação – como ela fica em relação ao sol, à rua ou às suas vistas. Examinaremos a orientação, mas também duas características geométricas: a área de piso e a superfície das vedações externas.

Essas duas características podem causar impactos importantes na eficiência energética, na conservação de materiais e na viabilidade financeira do prédio.

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Área de piso

A área de piso de um prédio, em suma, impactará no consumo de material e de energia, porque quanto maior ela for, não só aumentará a necessidade de material para construí-lo, como mais energia será necessária para calefação e resfriamento, iluminação, ventilação e outras cargas energéticas que variam com o tamanho.

 

Capítulo 6 - Elementos externos

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Elementos externos

Os elementos externos incluem estruturas e componentes como beirais e brises, toldos, painéis solares, sacadas e venezianas. Muitos desses componentes podem ser aplicados de forma útil como camadas extras de proteção. Se mal-empregados, no entanto, alguns desses elementos externos podem, inadvertidamente, aumentar o consumo de energia de um prédio.

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Beirais, brises e toldos

rão

rno

d e ve

e i n ve

Sols

t í ci o

S

io d olstíc

Os beirais, os brises e os toldos, orientados para o norte, leste ou oeste, reduzem os ganhos solares no verão e, com isso, reduzem a energia necessária para condicionamento de ar. Se tiverem dimensões corretas, podem permitir ganhos solares no inverno nas regiões em que o calor do sol é útil. Beirais e brises também resguardam as paredes e as janelas da entrada de água e protegem os materiais do prédio, como a madeira e alguns tipos de calafeto, da deterioração causada pela exposição aos raios ultravioleta do sol. Venezianas externas atendem a finalidades semelhantes. É preferível bloquear o sol antes que ele alcance um prédio do que tentar protegê-lo de seus raios com cortinas e persianas pelo lado de dentro, depois que eles passaram pela janela e trouxeram o calor para dentro do prédio.

 

Capítulo 7 - Vedações externas

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Vedações externas

O termo “vedações externas” refere-se à camada externa de uma edificação. Essa “pele” inclui componentes como paredes, janelas, portas, coberturas e lajes de piso sobre o solo

(radiers). Também são usados os termos “fechamento” e “envolvente” para se referir às vedações externas de uma edificação.

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Vedações internas e externas

Vedação externa

Vedação interna

Vedações interna e externa integradas em um mesmo elemento de construção

Fazemos essa distinção entre as vedações internas e as externas porque uma construção frequentemente tem duas peles ou vedações. Por exemplo, em uma casa com telhado de duas águas e sótão, as vedações externas da cobertura são a camada do telhado, enquanto o piso do sótão serve de vedação interna. As vedações externas incluem componentes que entram em contato com o ar externo ou com o solo. As internas, por outro lado, consistem em componentes que estão em contato com os espaços geralmente climatizados: o interior. É claro que muitas vezes, como ocorre com diversas paredes, as vedações externas e as internas são integradas em um mesmo sistema construtivo.

 

Capítulo 8 - Espaços não climatizados

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Espaços não climatizados

Espaços não climatizados são aqueles sem calefação ou resfriamento mecânicos. Pode haver uma variedade de espaços não climatizados entre as vedações externas e as internas de uma edificação. Esses espaços incluem sótãos, porões, garagens anexas, áreas de serviço, vestíbulos, casas de máquinas e depósitos.

Sótão

Closet

Garagem

Vestíbulo

Piso técnico

Porão

8.01 Espaços não climatizados.

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Calor

Calor

4,4°C

21,1°C

–6,7°C

8.02 Perdas térmicas através de espaços não climatizados.

As perdas térmicas dos dutos e tubos de um espaço não climatizado frequentemente correspondem a 15% ou mais do consumo de energia com calefação e resfriamento de um prédio, mesmo que esse espaço seja isolado.

8.03 Perdas térmicas dos sistemas de distribuição do condicionamento de ar.

Isole as superfícies secundárias.

Torne a superfície estanque

 

Capítulo 9 - Vedações internas

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Vedações internas

No Capítulo 7, fizemos uma distinção entre as vedações externas e as internas: vedação externa é a pele externa que está em contato direto com o exterior da edificação ou com as

áreas não climatizadas e vedação interna é a camada que está em contato com os espaços internos climatizados.

Vedações internas

Vedações externas

9.01 O fechamento interno que delimita as áreas climatizadas de um prédio.

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Vulnerabilidades

Sótão

Fechamento térmico interno

Garagem

Porão

Em sótãos, por exemplo, é comum retirar ou danificar uma camada de isolamento térmico. Um sótão ou pavimento de cobertura frequentemente está sujeito a reformas, como a instalação e distribuição de cabos elétricos ou de dados, de exaustores ou sistemas fotovoltaicos ou de aquecimento solar de água. Para se fazer até mesmo um pequeno furo, às vezes é necessário retirar uma área significativa de isolamento, pois o acesso à superfície da laje ou do piso não é fácil. E, nesses casos, é comum não se reaplicar o isolante térmico. Assim, com o passar do tempo, o piso do sótão mais parece uma colcha de retalhos, com inúmeras partes expostas.

 

Capítulo 10 - Zoneamento térmico e compartimentação

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Zoneamento térmico e compartimentação

O zoneamento térmico e a compartimentação ajudam a reduzir o consumo energético ao usarem camadas de proteção internas para limitar os fluxos indesejados de calor e ar dentro de uma edificação.

10.01 O zoneamento térmico exige o uso de controles de temperatura separados por áreas da edificação.

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Zoneamento térmico

32°C

101

Sem zoneamento

21°C

102

Um termostato controla a temperatura em diferentes espaços. Os ganhos térmicos solares superaquecem a Sala 101.

21°C

101

Com zoneamento

21°C

O zoneamento térmico permite que diferentes áreas de um prédio tenham controles de temperatura separados e, por conseguinte, respondam melhor a preferências de temperatura individuais. Ele também permite a economia de energia, basicamente de duas maneiras:

• Evitando o superaquecimento de espaços que recebem calor de outras fontes, como ocorre quando há ganhos solares na elevação norte, taxas de ocupação muito mais elevadas

 

Capítulo 11 - Iluminação e outras instalações elétricas

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Iluminação e outras instalações elétricas

No projeto de fora para dentro, o projetista examinará as alternativas de iluminação natural como parte do projeto das vedações externas antes de iniciar o projeto da iluminação artificial. Neste capítulo, examinaremos maneiras de tornar a iluminação artificial mais eficiente.

A iluminação elétrica nos protege das sombras e da escuridão. Até que sejamos capazes de fazer a luz natural entrar nas edificações e alcançar seus espaços mais profundos e que consigamos armazená-la para uso à noite, continuaremos dependendo da luz artificial (por mais estranha que seja sua denominação).

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25% Indústria

Iluminação

34% Outras operações prediais e manutenção

48% Edificações

27% Transporte

6% Iluminação

A iluminação é uma importante carga energética para os edifícios, respondendo pelo segundo maior consumo da energia primária atribuída a eles, atrás apenas da climatização. É fácil projetar de modo que a iluminação demande 50% ou menos da energia tradicionalmente consumida para esse fim – e muitas vezes se consegue uma eficiência muito superior.

 

Capítulo 12 - Água quente e fria

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Água quente e fria

A água cada vez mais é vista como um recurso finito. O fornecimento e o consumo tanto de

água fria quanto quente deve ser considerado na avaliação das melhorias possíveis para as edificações sustentáveis. A redução do consumo de água quente resulta em economia de

água e de energia para aquecê-la.

O uso de água no terreno já foi abordado no Capítulo 4, Comunidade e terreno. Este capítulo focará o consumo da água nos interiores.

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Redução do consumo

A redução do consumo da água e da energia é mais efetiva quando primeiro se avaliam as cargas de água. Começando-se pelo ponto de consumo final, o primeiro passo é usar aparelhos e acessórios hidrossanitários e máquinas eficientes, ou seja, que têm o mesmo resultado final, mas gastam menos água.

As máquinas lava-louças eficientes consomem 20% menos água do que as convencionais. As máquinas de lava-roupa eficientes consomem 50% menos água do que as convencionais. Duchas de baixa vazão e torneiras com aerador também reduzem o uso de água.

 

Capítulo 13 - Habitabilidade dos interiores

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Habitabilidade dos interiores

O ar de qualidade em um ambiente interno é aquele que não tem concentrações perigosas de contaminantes aéreos, como particulados, dióxido de carbono, produtos químicos nocivos

à saúde, fumaça de tabaco, odores, umidade e contaminantes biológicos. Os contaminantes aéreos constituem uma carga sobre a edificação, com o complicador de que essa carga não se origina apenas no espaço externo: ela também pode surgir nos espaços internos.

13.01 Os contaminantes aéreos não se originam apenas fora de uma edificação: eles também surgem nos interiores.

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Fontes pontuais de contaminantes

Ventilação inadequada

Fontes gerais de contaminação

Problemas típicos

Remoção na fonte

Ventilação (diluição)

Coleta na fonte

Filtragem

As melhores práticas

13.02 Abordagens para que se consiga um interior com ar de boa qualidade.

Exaustor

Entrada de ar para ventilação

 

Capítulo 14 - Climatização

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Climatização

Os sistemas de climatização (calefação e resfriamento, principalmente, mas também o controle da umidade relativa do ar nos interiores) muitas vezes representam desafios para o projeto, a construção e a operação de um prédio. Eles podem ser complexos, custar caro, causar problemas de desconforto, emitir ruídos, consumir muita energia, exigir manutenção elevada e ocupar muito espaço físico, impactando no projeto de arquitetura.

Em última análise, os melhores sistemas de climatização são aqueles que passam despercebidos: não são vistos, ouvidos, nem causam desconforto.

A climatização é o último recurso de uma série de camadas de proteção térmicas de que dispomos em nossos ambientes internos. Ainda assim, o aquecimento e o resfriamento podem ser totalmente obtidos do interior do fechamento térmico de uma edificação.

Tradicionalmente, os equipamentos de climatização eram instalados em locais em que grande parte do calor ou frio gerado era perdida, ou seja, perto ou além do perímetro térmico do prédio: no exterior, na cobertura, nos pavimentos de subsolo ou cobertura, nas cavidades de parede ou piso e junto a janelas e paredes externas. Contudo, cada vez mais chega-se ao consenso de que esses sistemas funcionam melhor se forem colocados perto do núcleo da edificação, não em sua periferia.

 

Capítulo 15 - Energias renováveis

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Energias renováveis

A energia renovável é aquela fornecida por fontes não exauríveis, como a energia solar ou eólica. As energias renováveis contrastam com as geradas por combustíveis que estão sujeitos ao esgotamento, como petróleo, gás natural e gás de carvão, que se formaram ao longo de milhões anos e que a sociedade está consumindo em uma velocidade maior do que aquela em que estes combustíveis são produzidos. As energias renováveis também contrastam com as geradas por combustíveis poluentes que têm efeitos de longa duração, como a energia nuclear.

15.01 Fontes de energia alternativas.

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Uma vez projetada uma edificação de baixo consumo energético, a atenção pode se voltar à energia renovável para satisfazer parte ou toda a necessidade de energia da edificação. É melhor tratar das energias renováveis neste momento, pois, geralmente, o custo de instalação é maior do que o da maioria das outras melhorias na eficiência da edificação, e é frequentemente mais efetivo em termos de custo tratar primeiro de todas as melhorias na eficiência da edificação. Por outro lado, os equipamentos de energias renováveis em si contêm a energia incorporada de fabricação e de processos de transporte e, por isso, representam um custo energético como uma compensação parcial à energia que produzem.

 

Capítulo 16 - Materiais de construção

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Materiais de construção

Os impactos ambientais dos materiais de construção resultam do consumo de energia e das emissões relacionadas a eles, do exaurimento das fontes de materiais finitos e do acúmulo indesejável de resíduos em aterros. As atividades que causam esses impactos incluem a mineração e o extrativismo de matérias-primas, o processamento, a fabricação e o transporte dos materiais acabados, o uso de materiais nocivos à saúde humana e a geração de dejetos de construção. Contudo, por meio de critérios no projeto de edificações e na seleção de materiais, podemos reduzir substancialmente esses impactos.

Fabricação e processamento

Mineração e extrativismo

Transporte

Manejo de resíduos

16.01 O processamento dos materiais de construção tem impactos ambientais consideráveis.

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No projeto de edificações, podemos prever e criar condições para a redução futura dos impactos gerados pelos refugos de materiais gerados pela construção. Alguns exemplos são a previsão de áreas para o depósito de materiais recicláveis em uma edificação, o planejamento do descarte de materiais nocivos e o planejamento para a futura desconstrução e o reúso dos materiais da edificação.

 

Capítulo 17 - Cronogramas, sequências e viabilidade financeira

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Cronogramas, sequências e viabilidade financeira

Cronogramas e sequências

Projetar de fora para dentro de uma edificação é um processo que acompanha a sequência típica dos eventos de uma construção. A execução da obra começa no terreno, passa para as vedações da edificação (o “fechamento”) e termina nos interiores.

Projeto

Terreno

Vedações

Interiores

Construção

17.01 Projetar de fora para dentro de uma edificação (terreno, vedações e interiores) é um processo que acompanha a sequência típica dos eventos de uma construção.

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Vários tipos de aprovação também acompanham esta sequência do exterior para o interior. A aprovação de um projeto para o início da execução evidentemente deverá ocorrer antes de quaisquer inspeções legais no canteiro de obras, e a obra já deverá estar pronta para que se emita o “habite-se”.

Aprovação dos projetos por parte de todos os envolvidos, inclusive os proprietários

 

Capítulo 18 - Controle de qualidade no projeto e na construção sustentáveis

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Controle de qualidade no projeto e na construção sustentáveis

Todas as edificações são vulneráveis a problemas de qualidade em seus projetos e suas construções. Entretanto, as edificações ecológicas possuem vulnerabilidades adicionais referentes aos elementos ecológicos almejados. Indicadores de problemas de qualidade incluem alto consumo de energia, uso de acabamentos com alto conteúdo de produtos químicos, com subsequente emissão de compostos orgânicos voláteis (COVs), e penetração de água resultando em umidade alta e mofo no interior.

Emissão de compostos orgânicos voláteis

Grandes perdas energéticas

COV

Penetração da

água superficial

Umidade alta e presença de mofo

18.01 Indicadores de baixa qualidade em uma edificação.

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PN

As edificações ecológicas podem ser ainda mais vulneráveis a certos tipos de problemas que prédios convencionais. Por exemplo, se um problema de infiltração de ar de 0,1 troca de ar por hora (TAH) acontece em um prédio projetado para ter uma infiltração total de 0,1 TAH, a infiltração aumentou em

 

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