Bioclimatismo na arquitetura

Bioclimatismo na arquitetura

(Parte 5 de 8)

A segunda ponderação diz respeito ao fato de que luz e calor são indissociáveis (em maior ou menor escala, quer a fonte seja natural ou artificial). Assim pensarmos se queremos ou não, e quando, este acréscimo de carga térmica no ambiente, em função do clima e das atividades ali desenvolvidas, já nos dá um rumo a seguir.

Então devemos confrontar níveis especificamente requeridos nas tarefas com valores de luminosidade disponível no local e procurar orientar e dimensionar os vãos pensando em ganho de luz natural e de calor. Do mesmo modo devemos nos preocupar quanto aos efeitos qualitativos que podem ser explorados.

O terceiro passo é a complementação da luz natural pela artificial. Esta ponderação deve levar em conta dois parâmetros: eficiência e custo. Ou o nosso velho custo-benefício.

Em princípio, como a iluminação natural é de melhor qualidade, gratuita, e portanto sem custos ou desperdícios, tudo nos leva a optar por utilizá-la como iluminação básica, complementando-a com a artificial, sempre que as necessidades de conforto lumínico a solicitarem. Destacamos as situações de tarefas pontuais num largo ambiente (fig. L13).

Fig. L13 – Complementação da luz natural com uma fonte pontual artificial.

A partir das decisões tomadas nesta fase podemos abordar a questão lumínica do projeto de várias maneiras, como por exemplo:

Conforto Ambiental 2° semestre 2004

PROARQ e DTC – FAU - UFRJ 31

- verificando o alcance da iluminação natural nos ambientes, programando a distribuição de sua utilização e estudando sua complementação artificial;

- ou fazendo o caminho inverso ou seja, verificando qual (quais) dos ambientes necessita de um nível de iluminância mais elevado e posicionando próximo às aberturas;

Como cada projeto e cada arquiteto deve seguir seu próprio caminho, apenas explicaremos aqui as técnicas relativas à utilização da luz natural nos ambientes, e da complementação com a luz artificial.

2.2.1. Sistemas de Iluminação natural : Zenitais e Laterais

Uma vez que já sabemos o que necessitamos em termos de iluminamento (anexos L1 e L2) e quanto dispomos na cidade de nosso projeto (ver anexo L6 – RadLite), o passo - sábio- a seguir é estudar as possibilidades de se atender a estas exigências. Várias maneiras se apresentam, mais ou menos sofisticadas2, para nos atender nas diversas fases do projeto. Aqui mencionamos o método apresentado pelo IPT. Após conhecermos o potencial da nossa região podemos ter um pré-dimensionamento das aberturas, cruzando esta informação com a ilustrada no ábaco do anexo L7.

O passo seguinte é resolver qual forma de "coleta de luz natural disponível" melhor convém ao projeto: a lateral ou a zenital.

A primeira se traduz, no projeto, pelas aberturas feitas nas fachadas, que atingem o ambiente. Naturalmente o maior aproveitamento da luz natural neste caso ocorre perto das janelas, comum grande declínio a medida que nos afastamos dela (fig. L15).

Fig. L15 – Curva de amortecimento da iluminação natural no ambiente segundo a profundidade do ambiente; estimativa para uma relação área de janela/ área de parede entre 35% e 100% (Fonte: JORGENSEN, R. Fan Engeneering, in QUEIROZ, T.) .

Observamos que traçando curvas isolux, formadas por pontos de mesmo nível de iluminamento, é possível verificar distribuição da luz no ambiente, modificando-a segundo seu projeto de aberturas.

2 e sofisticada aqui não tem nenhuma conotação pejorativa, mas simplesmente refere-se à maior ou menor necessidade de exatidão dos cálculos, em função do nível de desenvolvimento do projeto. Na realidade, são os cálculos de Waldram que se tornarão a ferramenta mor do projeto de iluminação natural, fora do objeto desta cartilha e bem descrita no livro energia na edificação de Lúcia Mascaró, editora Projeto ( objeto do I prêmio Light de energia na Edificação)

Conforto Ambiental 2° semestre 2004

PROARQ e DTC – FAU - UFRJ 32

De uma forma geral, o óbvio prevalece, ou seja, quanto maior a área iluminante, maior a iluminância do ambiente. Entretanto é preciso ficar atento aos problemas ocasionados por zonas de contraste elevado e de ofuscamento, que ocorrem geralmente quando há incidência solar direta, superfícies excessivamente refletoras ou visão do céu. A questão térmica associada à esta penetração de radiação solar direta também deve ser ponderada.

Uma última recomendação: a função de uma janela como elemento de integração exterior–interior não pode ser esquecida, e na verdade é esta mistura de parâmetros que pode tornar fascinante o projeto das aberturas. Assim podemos usar nosso conhecimento de orientação, reflexão externa (em pisos do entorno imediato) e interna (tetos) para gerar um sistema de abertura que reuna todos estes requisitos, como mostra esquematicamente o desenho da figura L16.

Fig. L16 – Exemplo de combinação de elementos arquitetônicos controlando a luz solar direta e a luminância da abóbada celeste (Fonte: Mascaró in ABILUX).

A iluminação do ambiente via sistema zenital oferece uma melhor distribuição dos níveis de iluminamento sobre os chamados planos de trabalho. Entretanto, uma olhada na figura L17, nos mostra que o plano horizontal, posição dos domos e clarabóias, recebem uma radiação de grande intensidade, e durante muito tempo, que não é para ser negligenciada, e sim reduzida (em regiões quentes) através do dimensionamento correto dos vãos ou do uso de elementos de sombreamento.

Conforto Ambiental 2° semestre 2004

PROARQ e DTC – FAU - UFRJ 3

Opções existem, como os "sheds”, que podem não captar a luz do sol, uma vez que possuem uma única superfície vertical envidraçada. Entretanto eles apresentam em geral apenas 30% do rendimento lumínico de um domo, captor horizontal.

Finalmente além das aberturas que captam a luz solar e de seus elementos redirecionadores e sombreadores da luz, características do ambiente interno tal como pé-direito, forma do teto e cores das superfícies interferem no resultado obtido.

No projeto de detalhamento do uso de iluminação natural, estes conceitos devem ser melhor detalhados, uma série de instrumentos e programas informáticos sendo disponíveis, nos ajudando a manipular estes dados para obter uma janela que atenda a todos os requisitos.

Estação (Estado)

Latitude

Longitude Altitude

(m) menor valor anual -EH1 (lux) segundo menor valor anual -EH2 (lux)

Macapá (AP) 0°10'N 51°03'W 9 15.600 16.500

Uaupés (AM) 0°08'S 67°05'W 90 26.700 27.700 Petrópolis (RJ) 22°31'S 43°11'W 895 18.100 19.700 Rio de Janeiro (RJ) 22°54'S 43°10'W 31 17.900 20.0 Cabo Frio (RJ) 22°59'S 42°02'W 7 18.400 19.900 Porto Alegre (RS) 30°01'S 51°13W 47 9.500 1.600 Rio Grande (RS) 32°01'S 52°05'W 2 9.300 10.700

Fig. L17 - Dados de iluminamento médio em plano horizontal para algumas cidades brasileiras (Fonte: IPT - Recomendações para adequação climática e acústica, 1986). Dados calculados em função dos valores de radiação média global no plano horizontal, considerando um fator de eficiência luminosa para radiação igual a 100 lm/ w, distribuição típica de céu encoberto. Valores para 8 e 16horas..

3. Homem e suas necessidades acústicas

Nesse módulo discutiremos a relação do som com o homem e o meio que o circunda.

Para que um projeto tenha condições plenas de conforto é preciso que o tripé formado por conforto térmico, lumínico e acústico esteja bem resolvido na concepção da proposta. Quando nos preocupamos com as condições acústicas externas e internas do edifício projetado é porque sabemos que dependendo do uso que será dado à edificação ela poderá ser fonte de ruído para o entorno ou ficar fragilizada por sua interferência.

Se propomos, por exemplo, uma escola para uma determinada área, é preciso que saibamos que ela será fonte de ruído na vizinhança e que a qualidade acústica das salas de aula poderá ser comprometida se as áreas próximas (internas ou externas) forem ruidosas.

As fontes podem ser classificadas como ruído aéreo (propagado pelo ar) ou de impacto (propagado pelo corpo sólido – vibração) e para cada uma delas haverá um tratamento acústico específico.

O estudo cuidadoso da área onde o projeto será inserido, identificando os tipos de fontes e o grau de incômodo provocado por seu nível de ruído, é imprescindível para que a implantação do projeto seja feita adequadamente. Barateamos o custo do tratamento acústico (quando este se faz necessário) quando adotamos uma implantação correta. Podemos reduzir a entrada de ruídos na edificação utilizando maiores afastamentos, adotando-se um partido que bloqueie o ruído, explorando desníveis que existam no terreno ou criando barreiras.

Conforto Ambiental 2° semestre 2004

PROARQ e DTC – FAU - UFRJ 34

A setorização das atividades devem ser propostas a partir da hierarquização dos espaços, entendendo sempre que se é preciso maior privacidade ou pouquíssima interferência de ruídos, então precisamos dos ambientes que atuam como fontes sonoras.

Adotando como exemplo um projeto de creche, entendemos que os berçários deverão ficar afastados das áreas de recreação e serviço, pois estas áreas são geradoras de ruído.

Além do isolamento, em um estudo de acústica nos projetos precisamos estudar com maior rigor a forma das superfícies, pois estas definirão o direcionamento da onda sonora refletida. Superfícies convexas são excelentes refletoras de som contribuindo para melhor difusão do mesmo. Superfícies côncavas são concentradoras de som, devem ser evitadas ou substituídas por superfícies poli-prismáticas. A adoção de superfícies paralelas também concentra o som, por isso buscamos outras soluções em teatros, auditórios e estúdios de gravação.

Os itens que se seguem foram dispostos com objetivo de entendermos, nas fases de projeto, como a acústica deve ser pensada.

Inicialmente ficamos atentos aos ruídos existentes e as soluções para atenuação do mesmo. É a fase de esboço do projeto em croqui. Em seguida, já definidos volumetria, partido, setorização e implantação é hora de definirmos a especificação dos materiais construtivos e de revestimento combinados com a forma interna das superfícies. Para isso é imprescindível conhecermos o desempenho dos materiais quanto à absorção e reflexão do som.

O condicionamento acústico da sala, que envolve o estudo de reverberação, é nessa seqüência, a última etapa de estudo e completa a tríade no estudo de acústica: estudo de isolamento, forma e reverberação.

3.1. Propriedades físicas do som

Vivemos “mergulhados” num campo sonoro. Um som é, muitas vezes, a única informação possível para o que ocorre fora do nosso campo visual. No entanto, enquanto podemos desviar o olhar, para evitar uma visão desagradável, é impossível selecionar – de forma precisa – o que nos interessa ouvir. A audição complementa a visão na identificação dos elementos externos do entorno.

Existe som, segundo a Física, sempre que um corpo vibra, produzindo a perturbação nas moléculas do meio que o envolve. Esse movimento é transmitido às moléculas vizinhas produzindo ondas sonoras, que alteram a pressão atmosférica, quando o meio de propagação é o ar. Um tom puro pode ser graficamente representado como uma onda sonora senoidal. Na pratica, dificilmente se encontra um tom puro, mas, sons complexos podem ser decompostos em uma série de tons puros.

Para o ouvido humano, a faixa audível (fig. A1) está situada entre as freqüências de 20 e 20 x 103 Hz, sendo maior a sensibilidade entre 1 e 4 x 103 Hz. As freqüências situadas acima desta faixa são chamadas de ultra-sons e as situadas abaixo de infra-sons.

Fig. A1 – Faixa audível.

Um som pode ser caracterizado por 3 grandezas físicas: Pressão (P), Intensidade (I) e Potência (W) Sonoras. Mas, como o ouvido humano é sensível a uma faixa muito extensa de pressões

20Hzz 400Hz 1600Hz 20000Hz infra- graves médios agudo ultra-

Conforto Ambiental 2° semestre 2004

PROARQ e DTC – FAU - UFRJ 35 sonoras (de 2 x 10 –5 a 20 Pa) e como esta sensibilidade varia (é maior para sons mais fracos e menor para sons mais fortes1) foi adotada uma escala logarítmica2, cuja unidade é o decibel (dB).

Os valores desta escala vão de 0 dB (limiar de audibilidade) e 130 dB (limiar de dor). Valores superiores a 130 dB podem causar rompimento do tímpano (fig. A2).

Fig. A2

Como a sensibilidade do ouvido humano também não é uniforme em relação às diversas faixas freqüências (é mais sensível aos sons agudos) deve ser feita uma correção (curvas de ponderação) nos níveis de pressão medidos: o dB(A) é o decibel ponderado de acordo com a curva (A), que simula as reações do ouvido humano.

Já ruído pode ser definido com a “mistura de tons cujas freqüências diferem entre si por valor inferior à discriminação (em freqüência) do ouvido humano” [TB-143/ABNT]. Pode ser aéreo quando propagado pelo ar (por exemplo, a voz) ou de impacto quando o meio de propagação é sólido (por exemplo, o ruído de passos sobre uma laje). Na prática, é chamado de ruído todo som incômodo ou indesejável. A classificação é subjetiva; em geral nos incomoda o som produzido pelos outros: o ruído do tráfego, o barulho do ar condicionado, a música e a conversa no apartamento vizinho,

O ruído incomoda quando:

impede a recepção de uma informação desejada; impede a emissão de uma mensagem;

está dissociado visualmente de sua fonte.

A noção de ruído "admissível" varia de um indivíduo para outro, em função dos hábitos, e circunstâncias. Mas concorda-se que para todos, nos períodos de descanso ele é particularmente desconfortável. Os doentes, os bebês e os idosos são os grupos populacionais mais sensíveis.

Mas o silêncio também pode incomodar: quando o ruído de fundo é muito fraco a presença de um som inesperado pode assustar. É comum, em locais excessivamente silenciosos, o uso de fontes sonoras (rádio ou TV) que aumentem ligeiramente o ruído de fundo. Qualidade de vida, do ponto de vista acústico, é a possibilidade de conviver com os ruídos significantes e desejados.

A exposição ao ruído pode ocasionar uma série de patologias. Em ordem crescente:

Alterações na qualidade do sono, Falta de eficiência;

Falta de concentração;

Tensões e mudanças de comportamento;

Perda temporária da audição;

1 Segundo a lei de Weber e Fechner a sensação sonora é proporcional ao logaritmo da excitação provocada pelo som.

2 Lembrando que a função logarítmica e a exponencial estão intimamente relacionadas, e trabalham com movimentos quantitativos rápidos, ou seja a adição e subtração de sons não se faz de forma linear como ocorre com os fenômenos ligados à radiação (térmica ou luminosa), por exemplo...

Conforto Ambiental 2° semestre 2004

PROARQ e DTC – FAU - UFRJ 36

A perda de capacidade auditiva, que ocorre naturalmente com o envelhecimento, pode ser acelerada pela exposição a ruídos muito elevados, por longos períodos de tempo. As fontes sonoras consideradas mais desagradáveis são os caminhões e as motocicletas. Mas concertos de rock, a prática de certos esportes motores, o uso freqüente de head-fones podem provocar perdas auditivas temporárias. No entanto, uma das causas mais comuns de lesão auditiva é a “surdez profissional”, causada pela exposição ao ruído no ambiente de trabalho (indústrias pesadas, aeroportos). A legislação brasileira atual (NR-15/MT) classifica como insalubres os ambientes cujos níveis sonoros sejam superiores a 85 dB.

(Parte 5 de 8)

Comentários