A arquitetura e construção bioclimática representam um paradigma transformador no mundo da construção e do projeto arquitetônico. Estas abordagens não procuram apenas criar espaços habitacionais eficientes, confortáveis e sustentáveis, mas também estabelecer um profundo compromisso com a harmonia entre o edifício e o ambiente natural.
Ao aproveitar as condições climáticas locais, os recursos naturais, a geometria dos edifícios e as características geográficas de um local, a arquitetura e a construção bioclimáticas surgem como soluções inteligentes para enfrentar os desafios da eficiência energética e da sustentabilidade.
Este artigo explora exaustivamente os fundamentos e estratégias da arquitetura e construção bioclimática, desvendando como estas abordagens inovadoras podem não só reduzir o impacto ambiental dos edifícios, mas também melhorar a qualidade de vida de quem os habita.
Da orientação dos edifícios à utilização de materiais sustentáveis, optimizando a luz natural e integrando tecnologias verdes, descobriremos como a simbiose entre arquitectura e natureza pode abrir caminho para um futuro mais sustentável e resiliente.
O que é arquitetura bioclimática?
Isto é conseguido através da orientação, da utilização de materiais energeticamente eficientes, da maximização da luz natural, da gestão térmica, da ventilação natural e da integração de tecnologias sustentáveis, como painéis solares e sistemas de captação de água.
A arquitetura bioclimática aposta na eficiência energética, na sustentabilidade e na redução da pegada de carbono dos edifícios, contribuindo assim para a preservação do ambiente e para o bem-estar das pessoas que os ocupam.
Objetivo da construção bioclimática
O objetivo de uma casa bioclimática é o controle do microclima interno, com estratégias de projeto passivas. Estas estratégias minimizam a utilização de sistemas mecânicos e maximizam a eficiência das trocas de calor entre o edifício e o ambiente.
Em geral, nas regiões de clima temperado existem três fases térmicas que correspondem a diferentes requisitos de um edifício bioclimático:
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Inverno: a irradiação solar nas paredes e janelas deve ser incentivada para aquecer o interior. O elevado isolamento térmico do invólucro também é necessário para conservar o calor acumulado. O principal objetivo é a redução do consumo de energia para aquecimento.
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Verão: é necessário proteger o edifício da radiação solar com sistemas de sombreamento e coberturas de massa elevada. Isto visa ter uma elevada inércia térmica, bem como promover a ventilação natural do edifício. O objetivo é reduzir o consumo de energia dos aparelhos de ar condicionado.
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Meia estação: requer a combinação de soluções de refrigeração e aquecimento.
Tipos de arquitetura bioclimática
Aqui mostramos alguns exemplos de tipos de arquitetura bioclimática:
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Design passivo: O design passivo baseia-se na orientação e na forma do edifício para maximizar o uso de energia solar, calor natural e ventilação. Isto pode incluir a colocação estratégica de janelas, a utilização de materiais térmicos para manter uma temperatura interior constante, paredes de água termal, paredes trombe e estufas solares.
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Edifícios com Energia Quase Zero (EECN): Estes edifícios são projetados para minimizar ao máximo o seu consumo de energia, utilizando sistemas de isolamento térmico eficientes, janelas de alta qualidade e sistemas de energias renováveis, como painéis solares.
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Projeto de ventilação natural: O projeto bioclimático pode incorporar sistemas de ventilação natural que aproveitam as correntes de ar para resfriar e ventilar o interior dos edifícios.
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Telhados e paredes verdes: A vegetação nos telhados e paredes não só melhora a eficiência energética, mas também contribui para a purificação do ar e a redução do efeito de ilha de calor urbano.
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Aproveitar materiais locais: A utilização de materiais locais reduz a pegada de carbono associada ao transporte de materiais e pode melhorar a eficiência energética e a sustentabilidade.
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Casas de terra ou taipa: Estas casas utilizam taipa ou adobe para proporcionar isolamento térmico e aproveitam a massa térmica da terra para manter temperaturas estáveis no seu interior.
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Projeto de sombreamento eficiente: O sombreamento adequado através de beirais, persianas ou árvores bem posicionados pode reduzir o ganho de calor no verão e permitir a entrada de calor no inverno.
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Coleta e Tratamento de Água: A arquitetura bioclimática pode incorporar sistemas de coleta de águas pluviais, sistemas de tratamento de águas cinzas e paisagismo com eficiência hídrica.
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Edifícios com emissões líquidas zero: Os edifícios com emissões líquidas zero são concebidos para gerar a mesma quantidade de energia que consomem, utilizando fontes de energia renováveis, como painéis solares e tecnologia de eficiência energética.
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Design de janelas e vidros: A escolha de janelas com vidros duplos ou triplos com propriedades térmicas avançadas pode melhorar a eficiência energética e o conforto térmico.
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Design de espaços exteriores: A arquitectura bioclimática também pode incluir o planeamento de espaços exteriores, como pátios e terraços, para aproveitar a luz natural e proporcionar sombra nas áreas de estar.
Formas de captação de energia
Na arquitetura bioclimática podemos distinguir três tipos de captação de energia: Captação direta, captação indireta e captação separada.
1. Captura direta
Os sistemas arquitetônicos que representam uso imediato e fácil são chamados de sistemas passivos de captura direta.
Um exemplo de captação direta são as residências orientadas de forma que captem diretamente a energia solar do sol (energia solar passiva).
Os sistemas diretos também devem incluir componentes para controlar:
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As perdas de energia das noites de inverno
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A temperatura exagerada sobe no verão.
2. Captura indireta
Os sistemas arquitetônicos nos quais, por meio de um coletor, o calor é conduzido para o interior da cabine integrado à sua estrutura são chamados de sistemas de coleta indireta passiva.
Dos sistemas passivos de recolha indirecta destaca-se a parede de Trombe. A parede Trombe é um vidro em cima de uma parede sólida preta fosca que funciona como acumulador e difusor de calor no interior da casa. Este dispositivo simples pode representar uma economia significativa de energia.
Em climas quentes, porém, devem ser levados em consideração os problemas de excesso de calor ocorridos no verão. Esses problemas podem ser resolvidos com a implementação de spoilers ou guarda-chuvas que mantenham a parede na sombra.
Outro sistema consiste em substituir uma parede por tambores de metal preto cheios de água ou o teto por coletores pretos. Esses elementos seriam isolados do exterior. Em ambos os casos, as caixas d’água serão aquecidas durante o dia. Durante a noite, isolados do exterior, libertavam energia térmica para o interior da casa.
Com esta técnica melhora-se o conforto térmico da casa bioclimática.
3. Coleta separada
Os sistemas de recolha selectiva passiva são sistemas arquitectónicos que, através de um colector, conduzem energia térmica para o interior da habitação e que ficam separados da habitação, mas não muito longe.
No caso de estarem distantes, não poderiam ser chamados de sistemas passivos de energia solar. Neste caso, seria necessário transporte forçado e estaríamos falando de aquecedores solares de ar.
Neste sistema, a radiação solar é recolhida numa câmara de vidro, que pode ser utilizada como estufa agrícola, separada da habitação por uma superfície captadora.
Energias renováveis utilizadas
Nos edifícios que foram considerados arquitetura bioclimática, além do uso de energia solar passiva, normalmente são instalados sistemas adicionais de energia renovável.
Ao integrar fontes de energia renováveis, é possível que todo o consumo de energia seja autogerado e não poluente. Neste caso, o objetivo é construir edifícios com 0 emissões e com um impacto ambiental muito reduzido.
Energia mais edifícios são aqueles edifícios que geram mais energia do que consomem.
As fontes de energia renováveis mais utilizadas num edifício bioclimático são:
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Energia solar fotovoltaica.
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Energia solar térmica e até energia geotérmica.