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Capítulo 4 - Sistemas de Fachada Ventilada

Niura M. Chivelet Grupo A PDF Criptografado

C APÍTULO

4

Sistemas de

Fachada Ventilada

Conceito de fachada ventilada

Típicas da construção em madeira de países frios e úmidos, as fachadas ventiladas são a resposta convencional ao problema do ingresso de água através de um sistema de vedação leve. O conceito se baseia em dividir a fachada em duas peles independentes e com usos distintos, separadas por uma câmara de ar ventilada. A pele interior é a fachada resistente, estanque e isolada, enquanto a pele exterior tem como objetivo proteger a interior da ação direta da chuva. Por isso o nome em inglês desses sistemas é “fachada de chuva” (rainscreen façade). O nome alemão – “fachada fria” (kalt

Fassade) – faz referência ao fato de que a pele exterior não está isolada termicamente.

O estudo pioneiro de G.K. Garden sobre a penetração da chu1 va e seu controle, publicado em 1963, explicava como o princípio da fachada ventilada podia resolver de maneira definitiva o risco da entrada de água através das vedações externas, sem deixar de apreciar suas outras vantagens: maior tolerância aos movimentos da edificação, proteção da barreira impermeável, melhor posição do isolamento térmico, menor risco de condensações intersticiais e, finalmente, contribuição a uma redução das cargas térmicas no verão, graças à ventilação do ar quente da câmara.

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Capítulo 2 - Critérios de Geração Fotovoltaica

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C APÍTULO

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Critérios de Geração

Fotovoltaica

Introdução

Qualquer superfície da pele externa de uma edificação que esteja livre de sombras e bem orientada para o sol pode ser adequada para a instalação dos módulos fotovoltaicos. Do ponto de vista da geração de energia, a posição ideal para os sistemas fotovoltaicos interligados à rede pública corresponde à orientação norte (em latitudes

1 sul, ou seja, no hemisfério sul), com uma inclinação similar ao valor da latitude local. Para os sistemas integrados a edificações nem sempre é possível contar com essas condições, mas, ainda assim, é recomendável que os módulos recebam ao menos cerca de 80% da irradiação máxima anual local.

No projeto dos sistemas fotovoltaicos integrados a edificações entram em jogo vários fatores que interagem mutuamente: a geração fotovoltaica, a função e arquitetura, o comportamento térmico, a transmitância luminosa dos módulos e o custo. É importante se chegar a um meio-termo entre todos esses fatores e, ao mesmo tempo, cumprir exigências de segurança que afetam a instalação, tanto do ponto de vista elétrico como do arquitetônico.

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Capítulo 5 - Paredes-Cortina Convencionais

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C APÍTULO

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Paredes-cortina

Convencionais

Conceito e tipos de parede-cortina

A parede-cortina ou fachada-cortina é a fachada leve levada a sua expressão máxima, pois oferece a resposta lógica às estruturas independentes da arquitetura do século XX, na qual a fachada deixou de ser um elemento portante. A disputa para obter a leveza máxima, a redução da espessura da fachada e a possibilidade de aberturas começou em Chicago por volta de 1880, e terminou na década de

1950, com o conceito amadurecido de parede-cortina ou fachada contínua de vidro que recobre como uma luva todo o edifício. Nas seis décadas que transcorreram desde a construção da Lever House

(de Gordon Bunshaft para SOM) e do Edifício Seagram (de Mies van der Rohe), ambos em Nova York, o modelo foi aperfeiçoado constantemente, mas sem o questionamento do paradigma.

A maior crítica à pele de vidro contínua surgiu após a primeira crise energética de 1973, e hoje se converteu no motor da evolução dessa tipologia. De fato, se do ponto de vista construtivo as paredes-cortina são uma solução comprovada e confiável, sua eficiência energética, em especial o controle dos ganhos térmicos no verão, ainda está longe de ser resolvida. Como veremos a seguir, a integração dos painéis fotovoltaicos pode ajudar a reduzir o problema.

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Capítulo 8 - Coberturas e Claraboias

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C APÍTULO

8

Coberturas e Claraboias

Deixamos para o final a área do edifício onde a integração fotovoltaica é mais usual: a cobertura. Frequentemente considerada como a quinta fachada, o pavimento de cobertura pode ser mais do que uma mera vedação estanque ou um pavimento técnico no qual se acumulam os equipamentos mecânicos e elétricos do interior do edifício.

As soluções de cobertura podem ser categorizadas em dois grupos, que requerem distintas respostas de integração fotovoltaica. De um lado estão as coberturas cegas – que podemos subdividir em planas e inclinadas –, às quais os módulos podem ser integrados como um revestimento adicional ou um componente intrínseco do sistema de vedação. Do outro lado estão as coberturas envidraçadas

– tanto na versão de tamanho grande (átrios) como na versão menor

(claraboias) –, que devem responder às exigências simultâneas de transparência e de estanqueidade. Um tipo secundário de cobertura envidraçada são as pérgolas externas (Figura 8.1).

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Introdução

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Introdução

A energia fotovoltaica é uma fonte de geração elétrica limpa e renovável que, por suas características, integra-se muito bem ao meio urbano. Os sistemas fotovoltaicos não produzem ruído nem incluem partes móveis e são facilmente manejáveis como elementos da construção. À larga experiência acumulada com o uso de sistemas fotovoltaicos se une a dos sistemas integrados às edificações, que dão aval à alta fidelidade dessas instalações. Há milhares de exemplos de sistemas fotovoltaicos integrados com sucesso em muitas edificações da Europa, do Japão e dos Estados Unidos.

A recente legislação que rege a conexão à rede elétrica na Espanha e garante a concessão de benefícios substanciais, junto com os financiamentos oferecidos pelas distintas prefeituras, tem alavancado o mercado fotovoltaico naquele país e acarretado a proliferação dos chamados “parques solares”. Mas esse crescimento não tem chegado aos sistemas fotovoltaicos integrados a edificações e cabe, portanto, nos perguntarmos por quê.

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Capítulo 6 - Paredes-Cortina Moduladas

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C APÍTULO

6

Paredes-cortina

Moduladas

Conceito de parede-cortina modulada

As paredes-cortina moduladas foram desenvolvidas para resolver os problemas originados pela instalação em obra das paredes-cortina convencionais à base de montantes e travessas. Os objetivos principais eram reduzir o tempo de instalação em obra e melhorar a qualidade, bem como evitar reparos posteriores. Ainda que possamos encontrar precedentes no trabalho pioneiro de Jean Prouvé na França, a solução modulada se generalizou nos Estados Unidos a partir de 1960, com o nome de unit system. Cada módulo de fachada é um grande painel completamente pré-fabricado, com o vidro, as gaxetas de borracha e os elementos de fixação já incorporados (Figura 6.1). A dimensão dos painéis é limitada pelo transporte ou pela facilidade de manuseio em obra. Geralmente se trata de painéis da altura de um pavimento (entre 3,2 e 4,5 metros), com uma largura entre 1,5 e 2 metros, embora esta possa ser maior. Nas soluções mais avançadas tem se chegado a alturas duplas, de até 8 ou 9 metros.

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Capítulo 1 - Fundamentos de Energia Fotovoltaica

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C APÍTULO

1

Fundamentos de

Energia Fotovoltaica

Introdução

A unidade fotovoltaica básica é a “célula solar”, que forma os “módulos fotovoltaicos”, elementos de fácil manuseio que, conectados entre si, compõem o gerador elétrico de uma instalação fotovoltaica. Os módulos fotovoltaicos transformam diretamente a luz solar em energia elétrica e podem ser incluídos de muitas maneiras nos sistemas de vedação externa de uma edificação. Na maioria dos casos, estas “edificações fotovoltaicas” estão conectadas à rede elétrica, mas também existem edificações autônomas.

Para uma melhor integração com o projeto de arquitetura, o projeto desses módulos pode ser ajustado, dentro de certos limites.

Cada tecnologia fotovoltaica oferece distintas possibilidades e, por sua vez, tem suas próprias limitações. Neste capítulo, são descritas as células e os módulos fotovoltaicos de distintas tecnologias.

Características como a transparência do módulo, sua fórmula e seu tamanho, seu aspecto e sua cor ou estrutura de construção são analisados para os módulos de silício cristalino e os vários módulos diferentes de película delgada.

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Capítulo 7 - Brises

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C APÍTULO

7

Brises

A preocupação com a economia de energia tem levado os países com maiores demandas de energia a desenvolver projetos e normas que impliquem uma economia real de recursos. Por outro lado, a arquitetura tem buscado o aumento das superfícies envidraçadas nos edifícios, para oferecer luz natural e conforto ambiental aos seus ocupantes. Em países com alta radiação, a solução para compatibilizar ambas as exigências solares é empregar brises, que limitam os excessos pontuais de energia incidente.

Essa necessidade tem se convertido em uma virtude para muitos arquitetos, que têm feito da integração de máscaras reticuladas e brises uma parte bem consolidada de sua linguagem (Figura 7.1).

Os brises ou quebrassóis podem ser fixos ou móveis, de vidro ou metálicos, grandes ou pequenos; podem fazer parte da fachada ou estar separados dela e, portanto, criar um espaço intermediário para a manutenção.

7.1 Sede da Caltrans, Los Angeles. A fachada menor do edifício está orientada para o sul (hemisfério norte) e foi revestida com brises fotovoltaicos com células de silício monocristalino e vidro laminado. Fotos: cortesia da

Arup.

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Conclusões

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Conclusões

Nos capítulos anteriores foram revisados os fundamentos da energia solar fotovoltaica e as distintas tecnologias existentes, bem como os critérios de geração elétrica que devem estar presentes no projeto de uma instalação fotovoltaica integrada a uma edificação.

A orientação e a inclinação dos painéis fotovoltaicos determinam a irradiância que eles recebem, a qual é o parâmetro mais significativo na produção elétrica. Em geral, um módulo fotovoltaico orientado para o equador geográfico (sul no hemisfério norte, norte no hemisfério sul) e inclinado alguns graus a menos do que o valor da latitude local produz a máxima geração elétrica em termos anuais. A margem de ângulos que permitem uma insolação suficiente do módulo é determinada sobretudo pela latitude do lugar. Assim, as fachadas verticais orientadas para o norte apresentam perdas, com relação ao valor máximo, de aproximadamente

33% em Porto Alegre (30°1” S), enquanto superam 55% em Recife (8°3” S). Por outro lado, as inclinações de até 15° mantêm as perdas inferiores a 20% em Porto Alegre, 12% no Rio de Janeiro

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Capítulo 3 - O Projeto da Pele da Edificação

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C APÍTULO

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O Projeto da Pele da Edificação

3.1 Vedação externa com painéis fotovoltaicos e painéis de terracota. Cobertura com beirais de painéis fotovoltaicos integrados. Foto: cortesia da

Oskomera.

O projeto do sistema fotovoltaico

Até muito recentemente, os módulos fotovoltaicos eram projetados com um único objetivo: a geração de eletricidade a partir da energia solar. O sistema de módulos ou painéis fotovoltaicos era um novo apetrecho que não era bem-vindo e costumava terminar na cobertura do prédio, totalmente desvinculado do conceito de projeto do arquiteto. Além disso, os custos duplicavam: primeiramente se terminava o revestimento da fachada por completo, e depois se instalava o sistema fotovoltaico como uma pele sobreposta.

Foi apenas em meados da década de 1990 que os arquitetos e a indústria fotovoltaica encontraram uma base comum para integrar de maneira efetiva os módulos fotovoltaicos aos sistemas de vedação de fachada. O primeiro passo para a integração efetiva é dar-se conta de que quase todas as edificações usam suas janelas como uma fonte de energia solar passiva (que proporciona luz todo o ano e ganhos térmicos durante o inverno). Converter as superfícies opacas do prédio (fachadas, coberturas ou elementos de proteção solar) em geradores ativos de eletricidade, integrando painéis fotovoltaicos a eles, é parte do mesmo processo de projeto de criação de aberturas em uma fachada, para conseguir iluminação e ventilação.

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Ilustrações

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Ilustrações

I. Centro Alzheimer da Fundación

Reina Sofía, Madri.

Arquitetos:

Estudio Lamela.

Sistema fotovoltaico:

Abasol, Shüco

(módulos).

Fotos: cortesia da

Abasol.

18 I LU S T R A Ç Õ E S

II. Manchester

North City Library,

Manchester.

Arquiteto:

Walker Simpson.

Sistema fotovoltaico:

Sharp (painéis),

Solar Century

(instalação).

Fotos: cortesia da

SolarCentury.com.

I LU S T R A Ç Õ E S

III-1. Sede da

Isofotón, Málaga.

Arquiteto:

Jerónimo Vega.

Sistema fotovoltaico:

Isofotón.

Fotos: cortesia da

Isofotón.

III-2. Edifício Solar,

Parque Tecnológico

“O Boecillo”,

Valladolid.

Arquitetos:

José María Ruiz,

Emilio Miguel Mitre e Mario Pírez.

Sistema fotovoltaico:

ATERSA, Begar.

Fotos: cortesia da

ATERSA.

19

20 I LU S T R A Ç Õ E S

IV-1. Parque de

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Capítulo 7 - Cidades sustentáveis: cidades compactas, cidades inteligentes

Carlos Leite Grupo A PDF Criptografado

7

CIDADES SUSTENTÁVEIS:

CIDADES COMPACTAS,

CIDADES INTELIGENTES

Se a cidade é “tudo o que nos resta” neste planeta urbano, como atestam os urbanistas contemporâneos de maior destaque, de Rem Koolhaas a Richard Rogers, por acreditarem que é através da cidade que existirão saídas para um mundo mais sustentável, justo e democrático, algumas premissas devem ser consideradas:

• As metrópoles são o grande desafio estratégico do planeta neste momento.

Se elas adoecem, o planeta fica insustentável. No entanto, a experiência internacional – de Barcelona, Vancouver e Nova York, para citar algumas das cidades mais verdes – mostra que as metrópoles se reinventam, se refazem. Já existem diversos indicadores comparativos e rankings das cidades mais verdes do planeta. Além dos países ricos, Bogotá e Curitiba têm-se colocado na linha de frente como casos a serem replicados.

• Uma cidade sustentável é muito mais do que um desejável conjunto de construções sustentáveis. Ela deve incorporar parâmetros de sustentabilidade no desenvolvimento urbano público e privado.

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Depoimentos

Carlos Leite Grupo A PDF Criptografado

DEPOIMENTOS

Brian McGrath, Parsons The New School for Design, Nova York

O século 21 foi designado como o século urbano pela ONU identificando o planeta tendo passado um ponto fundamental de inflexão: já não somos predominantemente rural. A tendência global de urbanização só aumentará nos próximos anos,

à medida que cada vez mais somos uma espécie de cidadãos-moradores urbanos que varia muito em tamanho, densidade e composição. A pegada ecológica inegável resultante desta mudança urbana tornou-se um outro refrão global familiar.

Com a percepção de que as formas tradicionais de urbanização desenvolvidas pela sociedade industrial são inadequadas às exigências de mitigação e adaptação à mudança climática ou urbana – a natureza humana ou segunda – ao invés de uma ideia de “vida selvagem” se tornou o campo mais importante dos estudos ecológicos. Soluções para um conjunto tão complexo de “problemas perversos” cercando a rápida urbanização e as mudanças climáticas têm contrariado as áreas tradicionais do pensamento racional e do conhecimento como governança, políticas e planejamento, bem como desenvolvimento orientado a modelos financeiros e de negócios.

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Capítulo 1 - As cidades se reinventam

Carlos Leite Grupo A PDF Criptografado

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AS CIDADES SE

REINVENTAM

Em 1930, o economista John Keynes previu que a humanidade, dali a cem anos, iria enfrentar seu problema permanente: como usar a liberdade de preocupações econômicas prementes, como ocupar o lazer que a ciência e os ganhos econômicos lhe trariam para viver bem, sábia e agradavelmente?

Agora que faltam apenas 20 anos para o cenário proposto por Keynes, talvez seja oportuno nos debruçarmos sobre a grande questão do século: o planeta urbano.

Afinal, se o século 19 foi dos impérios e o 20, das nações, este é o das cidades. E as imensas inovações que ora se anunciam ocorrerão no território urbano.

Domingo, 18 de abril de 2010, 9h30. Uma elegante jovem negra corre pela calçada limpa e com piso semipermeável, concentrada no exercício matinal na primavera de sol. Ao virar na King Street, algumas cédulas caem de seu short sem que ela perceba. Ato contínuo, o jovem loiro, aparentemente um junkie típico das metrópoles contemporâneas ricas, deixa seu banco onde lia o jornal – mobiliário urbano de design impecável –, pega as notas no chão e berra pela atenção da garota que segue em frente sem escutá-lo, iPod ligado. Fico cada vez mais atento à cena urbana. Ele põe-se a correr atrás dela e, na outra esquina, onde ela para esperando a sinalização sonora para travessia da rua após a passagem do MUNI (o moderno trem urbano), finalmente consegue abordá-la. Conversa rápida, sorrisos trocados, agradecimentos gentis. Ele adentra o café da esquina.

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A orla ferroviária de São Paulo (Diagonal Sul)

Carlos Leite Grupo A PDF Criptografado

A ORLA FERROVIÁRIA

DE SÃO PAULO

(DIAGONAL SUL)

Projetos Carlos Leite e equipe I 2002-2010

As novas dimensões que operam na fábrica urbana contemporânea – sua fragmentação, retalhamento e desarticulação, os terrenos vagos, a fluidez e a rede de fluxos – estão todas presentes no território da orla ferroviária paulistana.

A Orla Ferroviária na Região Metropolitana de São Paulo configura-se como o território ao longo da linha férrea, iniciando no bairro da Lapa, na Zona Oeste da cidade de São Paulo, passando pela região central (Moinho Central e Luz) e pela região Sudeste (Brás, Mooca e Ipiranga) até o ABC (ao longo do eixo ao longo do rio Tamanduateí).

Antiga linha férrea Santos-Jundiaí no início do século 20, este corredor estabeleceu-se como o vetor principal da industrialização pesada - predominantemente automotiva - no Brasil em meados do século.

Como tantas metrópoles industriais mundiais, no final do século 20 estes imensos territórios industriais entraram em declínio e desocupação devido às fortes transformações da economia pós-fordista e à inserção dessas cidades no ciclo produtivo de serviços avançados.

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