Conforto Ambiental: Arquitetura com Menos Kw

Arquitetura com Menos Kw:  Conciliar o conforto ambiental e a eficiência energética das edificações é um dos principais desafios para a arquitetura. Ontem, hoje e sempre. No entanto, a escassez de energia elétrica e a elevação de tarifas fazem deste o momento ideal para reafirmar esse conflito.

Fonte: Arcoweb

Brises, fachadas ventiladas ou ventilação cruzada são alguns dos recursos que a própria arquitetura deve usar para minimizar a carga térmica no interior dos edifícios.

A especificação de itens como vidros e ar-condicionado, também pode assegurar a boa relação custo/conforto e, por isso, merece atenção redobrada.

Foto: GBC Brasil

VIDROS PARA CONTROLAR A LUZ E O CALOR

É fundamental gastar um pouco mais de tempo e certificar-se de que o tipo de vidro escolhido é o ideal para o projeto. “Equívocos na escolha podem causar problemas diferentes e corrigir é tão caro que se torna simplesmente inviável”, adverte Ramon Perez, consultor técnico-comercial da Glassec.

Em sua visão, a especificação correta deve considerar as normas técnicas, mas também depende de conhecimentos sobre a reação do vidro diante da radiação solar.

“Quem não tem esse conhecimento não pode se contentar com amostras ou catálogos na hora da compra. O ideal é visitar obras de referência, internamente e em horários diferentes, para conhecer o comportamento do vidro nas diversas condições do dia-a-dia. É como fazer um test-drive para evitar surpresas desagradáveis com o resultado estético ou com o desempenho termoacústico”.

Foto: PKO do Brasil

A luz solar é dividida em três componentes: a luminosidade, os raios infravermelhos (que causam o aquecimento) e os raios ultravioleta (responsáveis pelo desbotamento).

“Podemos classificar o vidro em três gerações: o comum incolor cumpre apenas seu papel de fechamento, deixando passar luz e calor; os coloridos têm grande capacidade de absorção dos raios infravermelhos; e os metalizados refletem boa parcela da radiação solar.”

Essas três gerações do substrato podem ser combinadas entre si e a películas de polivinil butiral (PVB), dando origem a grande variedade de laminados, próprios para cada tipo de aplicação e com diferentes capacidades para transmitir, refletir e absorver a radiação solar. Tais características são traduzidas por índices que constam das tabelas dos fabricantes.

“O somatório dos índices deve sempre dar 100%. Por exemplo, se a taxa de absorção é de 50% e a de reflexão, 10%, isso significa que a de transmissão é de 40%”, ensina Perez.

Quando se pretende usar o vidro como barreira contra o calor, a tendência atual é procurar índices de transmissão na faixa entre 20% e 30%.

O mercado oferece opções a partir de 8%. A escolha depende de variáveis, mas é necessário saber que porcentagens mais elevadas permitem a passagem de maior quantidade de calor, enquanto índices muito baixos têm o inconveniente de escurecer demais os ambientes, forçando o acendimento das luzes até mesmo em dias claros e ensolarados.

As tabelas também apresentam o coeficiente de sombreamento (ou fator solar), dado fundamental para o cálculo da capacidade requerida pelo sistema de ar condicionado.

“Quanto mais baixo o fator solar, melhor a performance energética do vidro”, afirma o consultor. Vários fatores são responsáveis pelas diferenças de índices.

O vidro refletivo (metalizado) recebe uma camada de metalização, concebida para uso exclusivo em faces internas de laminados a fim de evitar que produtos de limpeza ou intempéries danifiquem o tratamento. Seu desempenho térmico varia conforme a cor do substrato, o processo de metalização e o tipo de óxido metálico aplicado.

Foto: ABRAVIDRO

“O metalizado pelo processo off-line tem maior poder de reflexão e por isso apresenta melhores resultados do que aquele obtido pelo processo on-line”, diz Perez.

Também é importante saber qual das camadas do laminado – contadas sempre de fora para dentro – receberá a metalização.

“Em laminados de quatro faces, a metalização é aplicada na segunda, reduzindo o calor a ser absorvido pela massa da lâmina seguinte e, conseqüentemente, diminuindo o calor a ser irradiado para o ambiente.”

O vidro metalizado requer um cuidado a mais na especificação: é preciso ficar atento à cor da face interna, pois alguns tipos tendem a apresentar tonalidade amarelada, o que faz o dia parecer amarelo do lado de fora, esteja o tempo nublado ou ensolarado.

“Esse erro de especificação causa grande insatisfação entre os usuários”, completa Perez.

Há três formas de transmitir calor: por condução, por convecção e por radiação. O duplo insulado barra as duas primeiras, enquanto a camada de metalização inibe a radiação.

“É o melhor tipo para evitar a troca entre interior e exterior, tanto que na Europa ele é usado para preservar o calor do aquecimento”.

Para barrar a entrada de calor, recomenda-se que a segunda ou a terceira face seja metalizada, a fim de impedir o aquecimento do ar contido na câmara central. A composição do insulado admite a utilização do Low-E, um tipo de vidro menos comum nas edificações, porém capaz de barrar determinadas ondas de radiação e com desempenho ainda superior ao do metalizado.

“Esse vidro é usado nas janelas européias, mas no Brasil, estamos mais acostumados a vê-lo nas portas de freezers verticais de supermercados”, explica o consultor da Glassec.

AR CONDICIONADO, UM VILÃO?

Foi a própria arquitetura, guiada por padrões estrangeiros, que transformou o sistema de ar condicionado em item imprescindível na maioria dos prédios de escritórios. O mais grave é que muitas vezes ele é o único recurso previsto para assegurar algum conforto térmico aos ambientes.

Foto destaque e foto acima: Blog Por falar em Aquitetura

“Se o arquiteto substituir pelo menos parte dos caixilhos selados por janelas que se abram, o edifício terá a ventilação cruzada. À noite, essas janelas são abertas para dissipar o calor acumulado ao longo do dia e resfriar a estrutura, o que faz com que o ar-condicionado não seja necessário nas primeiras horas do dia seguinte”, defende Joana Gonçalves, do Departamento de Tecnologia da Arquitetura da FAUUSP.

Obsolescência – Na avaliação de Samoel Vieira de Souza, vice-presidente de Tecnologia e Meio Ambiente da Abrava – Associação Brasileira de Refrigeração, Ar Condicionado, Ventilação e Aquecimento, a maior parcela dos equipamentos de climatização instalados no país tem mais de dez anos de idade.

De lá para cá, a tecnologia evoluiu, fazendo com que o consumo médio de uma central de água gelada caísse de 1,2 kW/TR (tonelada de refrigeração) em 1990 para 0,55 kW/TR em 2000. O antigo compressor a pistão (tipo alternativo) deu lugar a compressores rotativos e, junto com eles, outros componentes.

A diferença de consumo entre os antigos e os novos é tão significativa que deu origem a um documento técnico que visa incentivar o retrofit, elaborado, com base em dados da Abrava, pelo capítulo brasileiro da Smacna – Sheet Metal and Air Conditioning Contractor’s National Association, entidade técnico-científica para a difusão de tecnologias avançadas.

Encaminhado à Câmara de Gestão de Energia, do governo federal, esse documento demonstra que, se todos os equipamentos de ar condicionado com tecnologia defasada fossem substituídos pelos de nova geração, o país poderia economizar cerca de 3.600 MWh, o equivalente a dez usinas termelétricas, relata Souza.

A correta especificação do sistema também ajuda na economia de energia. A base de cálculo usada como referência de conforto é de uma TR para cada 20 m2.

Embora esse número não sirva para o dimensionamento, por não considerar a carga térmica, que varia de edifício para edifício, ele orienta para o tipo de equipamento mais adequado.
Segundo Souza, as centrais de água gelada podem ser consideradas protótipos, uma vez não existem duas iguais no mundo.

Seu custo inicial é financeiramente compensador a partir de 5 TR. A água é refrigerada na central, geralmente localizada no subsolo do edifício, e sobe pela tubulação de alimentação isolada até os fan-coils, posicionados em cada andar, onde o ar é resfriado. A seguir, a água volta à central pela tubulação de retorno, também isolada.

Pelos dados de 2000, seu consumo médio é de 0,55 kW/TR.

O tipo split (termo que significa “divisão”, em inglês) é o que tem a unidade evaporadora (parte silenciosa) no ambiente e a unidade condensadora (ruidosa) no lado externo, a até 25 m de distância.

Produto importado de diversos países e recentemente introduzido no mercado nacional, o split ainda não possui estudos que comprovem seu consumo ou permitam comparações seguras, mas estima-se que ele gaste cerca de 20% a mais de energia elétrica do que o ar-condicionado central.

O multisplit, por sua vez, nada mais é do que uma unidade condensadora do tipo split ligada a mais de uma unidade evaporadora – cada fabricante tem seu limite. Com o multisplit pode-se expandir a capacidade do sistema sem a necessidade do ar-condicionado central.

A unidade compacta, ou “aparelho de janela”, consome cerca de 20% a mais que o split.

“Por ser um equipamento compacto, que trabalha com baixas capacidades, tem perdas maiores.Em uma residência, onde há uma ou duas unidades, essa diferença de consumo não é tão significativa, mas em escala maior o custo não compensa”, explica Souza.

Mesmo assim, os aparelhos de janela mais novos estão bem mais econômicos. Tomando como referência modelos com capacidade de 7 500 BTUs (1 TR equivale a 12 mil BTUs), Souza afirma que os antigos, sem o selo Procel, consomem 86,25 kWh por mês; os novos, com o selo Procel, têm consumo mensal de 56,25 kWh.

Compensatório quando se exige o mínimo de 500 TR, o ar-condicionado central com termoacumulação tem investimento inicial mais elevado, devido aos custos com os tanques de acumulação. O custo operacional, porém, representa a melhor alternativa para projetos de maior porte.

Sua vantagem é proporcionar a fabricação e o armazenamento de gelo para a refrigeração do ar nos horários fora dos de picos de consumo de energia, quando a tarifa é sobretaxada. Seu consumo é similar ao dos equipamentos sem termoacumulação.

Os sistemas central ou por termo acumulação tornam-se mais econômicos quando associados a dois componentes: válvulas VAV (volume de ar variável), com sensores de temperatura no ambiente integrados ao fan-coil, e o dispositivo DDC (digital direct control).

Quando o sistema tem esses complementos, as válvulas VAV permitem o controle de cada sala do edifício isoladamente e insuflam o volume de ar de acordo com a temperatura indicada pelo sensor.

Pode-se até programar o desligamento caso a sala fique vazia. Se o sensor for integrado ao fan-coil, ele dará a ordem para reduzir o volume de ar a ser refrigerado.

Por sua vez, o fan-coil repassa essa informação ao chiller, que reduz a produção de água gelada. O DDC é o componente que manda, recebe e processa tais informações. Embora não interfira no consumo, a limpeza de dutos e filtros na periodicidade recomendada é decisiva para o conforto ambiental.

SILÊNCIO, POR FAVOR!

Para que os ambientes tenham conforto acústico, os projetos de estrutura, caixilharia, vidros, ar condicionado, iluminação, acústica e interiores devem ser compatibilizados, alerta Schaia Akkerman, sócio-diretor da Acústica Engenharia.

Atribui-se ao vidro insulado maior capacidade como isolante acústico.

“Não é bem assim, depende do ruído, da freqüência e dos decibéis. Os barulhos do trânsito são graves, o tipo mais difícil de isolar”, alerta Ramon Perez.

Para que o insulado realmente reduza a incidência de sons a níveis satisfatórios, as lâminas devem ser bastante espessas (quanto mais massa, melhor o isolamento), mas com diferentes espessuras, para barrar frequências variadas.

“Cada tipo de vidro tem sua própria curva acústica, que deve ser consultada na hora da especificação. Mas nada disso funcionará se não houver boa vedação”, afirma Perez.

Prédios com cortina de vidro costumam ter, junto da fachada, uma abertura entre um andar e outro, que requer vedação contra ruído e fogo e deve ser feita conjuntamente pelas equipes de esquadrias e acústica, adverte Akkerman.

Outro problema comum é originado pela presença dos fan-coils em cada andar.

“Esse equipamento é uma fonte de ruídos que se propagam pelos dutos do ar-condicionado. Se a máquina é muito barulhenta, apenas o revestimento pode não ser suficiente.”

Nesse caso, deve-se recorrer a consultorias acústicas, para soluções específicas.

Quanto aos revestimentos, a escolha depende da área, do pé-direito e até do tipo de escritório. Os panorâmicos, sem paredes até o teto, requerem divisórias revestidas por espuma e tecido, a fim de aumentar o conforto.

Foto: Inova Wall Shapes

Para salas de reuniões ou ambientes onde ocorrem conversações sigilosas, as paredes divisórias devem se prolongar para cima do forro e para baixo do piso elevado, evitando que esses vãos sirvam como condutores para a passagem dos sons. Portas acústicas complementam esse conjunto hermético.

Os forros podem ser de chapa metálica perfurada com substrato acústico, mineral ou de espuma de poliuretano, todos absorventes sonoros. Vale lembrar que o gesso isola, mas não absorve os sons. Seu uso, portanto, depende das características gerais do projeto.

Para o revestimento do piso, Akkerman sugere o carpete.

“Para piso elevado, o ideal é o carpete em placas de 10 mm de espessura”.

Segundo ele, “o conforto acústico deve ser planejado na fase de projeto, quando se torna mais eficiente e mais barato”.