Importância do Design de Fachadas

Casa Jacobs II, Frank Lloyd Wright, 1949 (Webster e Yu, 2005)

Durante milénios o Homem procurou criar meios de protecção das condições da Natureza, as formas primitivas de habitação eram executadas com os materiais a que tinha recurso no local e tinham como função essencial proteger os seus ocupantes das condições adversas do exterior.

Por exemplo, no Antigo Egipto (cerca de 3100 – 30 a.C.) podemos encontrar fachadas de Templos com reduzidas aberturas de vãos, em alguns casos aberturas feitas de lajetas de pedra como uma grelha que filtrava a luz. Estes edifícios caracterizavam-se também por terem uma grande espessura das paredes em pedra, que armazenam calor durante o dia e o libertam de noite, reduzindo assim as grandes amplitudes térmicas sentidas no deserto devidas à grande intensidade da radiação solar (Cardim, 1994).

Encontramos também nas civilizações antigas, como por exemplo na Antiga Grécia, a utilização da radiação solar para iluminação e aquecimento de uma forma intencional, desde o planeamento urbano até à orientação das fachadas e à penetração da luz nas habitações.

Na civilização romana, através do desenvolvimento do arco, da abóbada meio-cilíndrica e da cúpula semi-esférica, foi possível proporcionar nas fachadas vãos maiores e espaços mais amplos no interior dos edifícios (Cardim, 1994).

A iluminação natural no período Gótico foi tida como elemento principal da Arquitectura, sendo utilizada nos edifícios religiosos para jogos de luz que pretendiam realçar as formas arquitectónicas e o simbolismo do espaço.

Planta da cidade de Mileto
Planta da cidade de Mileto, séc. V a.C. (Editor, 1972)
Grelhas de iluminação natural, Templo de Amon-Re em Karnak
Grelhas de iluminação natural, Templo de Amon-Re em Karnak, séc. III a.C (Cardim, 1994)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Em Portugal, sobretudo nas zonas rurais a Sul do país, encontramos ainda hoje exemplos de construções executadas com materiais vernaculares, como por exemplo, as construções com paredes de alvenaria de taipa e adobe. A construção em taipa terá surgido à cerca de 2.500 anos em Portugal nas zonas com abundância em terra barrenta. Embora em Portugal a sua construção tenha sido abandonada nos anos cinquenta, começa a ressurgir actualmente com a arquitectura da terra, destacando-se a importância na construção com materiais tradicionais e no grande valor para o património cultural (Pinho, 2000).

 

Este tipo de construção possui um bom desempenho ambiental, adequado às exigências funcionais do espaço rural da época, pela grande inércia térmica proporcionada pela grande espessura das paredes, para além de se tratar de um material composto por elementos naturais que não recorre a fontes de energia não recuperável, utilizando apenas a energia da radiação solar.

Com o desenvolvimento na Revolução industrial apareceu um novo tipo de arquitectura nas cidades, com materiais como o ferro e o aço. As fachadas deixaram de ser os elementos estruturais fundamentais para o edifício, permitindo assim uma redução da espessura da parede e a abertura de grandes vãos envidraçados.

Crystal Palace Exhibition Hall
Crystal Palace Exhibition Hall, Sir Joseph Paxton, Londres, 1851 (Museu Guernsey)

Ao contrário das grandes fachadas maciças estas tinham pouca massa térmica. Os grandes vãos envidraçados proporcionavam de luz solar mas também fragilizavam o edifício em termos de estabilidade térmica no seu interior, isto é, maiores perdas de calor no Inverno, e sobreaquecimento (e.g. devido ao “efeito de estufa”) no Verão.

No início do séc. XX, o Movimento Moderno procurava dar resposta ao conceito de uma arquitectura económica, acessível a todos, de rápida construção, funcional e com uma maior relação com a natureza. Alguns dos exemplos desta conceptualização modernista são os projectos urbanísticos e arquitectónicos de Corbusier, Alvar Alto e Frank Lloyd Wright, cujas principais preocupações ambientais eram a implantação do edifício, o desempenho das fachadas, a utilização dos materiais e a efectividade das necessidades de iluminação natural. Um exemplo significativo, da autoria de Frank Lloyd Wright, é a casa Jacobs II, construída em 1949 e denominada de “Hemiciclo Solar” (Jones, 1998).

E até as “torres de vidro” de Mies Van Der Rohe e Walter Groupius são exemplos de preocupação ambiental, cujos objectivos eram a melhoria da iluminação natural, ventilação e proporcionar uma vista para o exterior (Jones, 1998).

Casa Jacobs II, Frank Lloyd Wright, 1949 (Webster e Yu, 2005)
Casa Jacobs II, Frank Lloyd Wright, 1949 (Webster e Yu, 2005)
Pavilhão Alemão da Exposição Internacional de Barcelona, Mies Van Der Rohe, 1929, reconstruído entre 1984 a 1986 (Blaser, 1996)
Pavilhão Alemão da Exposição Internacional de Barcelona, Mies Van Der Rohe, 1929, reconstruído entre 1984 a 1986 (Blaser, 1996)

No entanto, o conceito inicial do movimento modernista perverteu-se com a evolução das tecnologias de climatização, como o AVAC (Aquecimento, Ventilação e Ar Condicionado) e com a iluminação artificial. A aplicação destes sistemas nos edifícios permitiu aumentar a profundidade dos edifícios e por conseguinte diminuiu a área passiva do edifício. Como nesta altura a energia era barata e não era relevante o problema ambiental, as funções ambientais, nomeadamente a temperatura e a luz, ficaram entregues aos técnicos de AVAC e iluminação. E a ênfase das preocupações do Arquitecto passam para outros aspectos, como a funcionalidade espacial, a estética e as técnicas construtivas, surgindo nesta altura o Estilo Internacional, cujo conceito é na sua essência contrário à necessidade de contextualização da arquitectura à envolvente natural (Randall, 1999).

Durante este período deu-se um desenvolvimento tecnológico dos materiais utilizados na construção como o ferro, o aço, o betão e outros elementos, que foram sendo substituídos pela montagem de elementos pré-fabricados, como por exemplo o alumínio. As primeiras formas construídas com esta inovação tecnológica ficaram conhecidas como a “fachada de cortina”. Os problemas que derivaram da aplicação deste sistema foram vários, desde a correcta aplicação dos vedantes em obra até à durabilidade dos materiais, e ao problema do comportamento térmico no interior dos edifícios.

No inicio dos anos 60, a Industria da construção nos Estados Unidos desenvolveu painéis pré-fabricados de fachadas, de modo a melhorar os constrangimentos provocados pela instalação dos sistemas individuais de alumínio extrudido e vidro. O sucesso desta aplicação baseou-se numa filosofia que consistia na pré montagem dos elementos e posterior colocação em obra, o que iria melhorar a estanquidade da fachada contra as forças ambientais exteriores, e que no entanto permitia a entrada de ventilação dirigida através de câmaras de pressão; este sistema deu origem às chamadas “fachadas ventiladas”. Apesar da intenção original do conceito ser a promoção da ventilação passiva, e apesar de terem uma maior estanquidade, estas fachadas serviam, e servem ainda na maioria dos casos, apenas como uma zona “tampão” térmica e acústica, mantendo porém uma área envidraçada exagerada, e sendo em muitos dos casos climatizadas artificialmente.

“Fachada de cortina”, 860 Lakeshore Drive, Mies Van Der Rohe, Chicago, 1958 (Webster e Yu, 2005)
“Fachada de cortina”, 860 Lakeshore Drive, Mies Van Der Rohe, Chicago, 1958 (Webster e Yu, 2005)

A tecnologia e os materiais da construção de fachadas têm evoluído, no sentido de servirem para protegerem o interior dos edifícios das condições climatéricas exteriores.

Contudo há que saber integrar diferentes necessidades, por exemplo a utilização de revestimentos reflexivos nas áreas envidraçadas, utilizadas para reduzir o encandeamento e para a redução dos ganhos, mas simultaneamente reduzem os níveis de iluminação natural no interior aumentando a necessidade de iluminação eléctrica e consequentemente o consumo energético.

Com a crise do petróleo do início dos anos 70, iniciaram-se investigações sobre a minimização dos consumos energéticos nos edifícios. Victor Olgyay foi dos mais importantes pioneiros da formalização do projecto solar bioclimático e da integração do design bioclimático na área da arquitectura (Olgyay, 1970). Á questão, essencialmente económica, da redução do consumo de energias convencionais (petróleo, carvão) veio a sobrepor-se anos mais tarde a questão ecológica, nomeadamente de impacto ambiental. A poluição atmosférica causada pelo consumo de energias não renováveis veio a originar graves problemas de aquecimento global, com consequências funestas para a humanidade e o meio natural.

A fachada é a pele do edifício, através da qual se estabelece o diálogo entre o exterior e o interior. A relação da fachada com as condições exteriores, como a luz solar e o clima, é o primeiro factor de importância na construção sustentável.

O futuro do projecto dos edifícios passa necessariamente pelo uso de estratégias passivas em fachadas, por forma a minimizar os consumos de energia e manter níveis adequados de conforto. Os avanços tecnológicos necessitam de uma colaboração constante entre os conhecimentos da engenharia, dos especialistas de sistemas, dos arquitectos e dos serviços de manutenção, por forma a assegurar aos ocupantes uma elevação dos níveis de conforto, uma flexibilidade do espaço, e em particular, um custo global eficiente considerando o ciclo de vida do edifício.

A elaboração de um bom projecto de arquitectura bioclimática ou construção sustentável, deve passar pela compreensão e estudo da sua história, pois esses edifícios cumpriam as exigências de conforto através do desenho arquitectónico antes da existência de sistemas artificiais de climatização e iluminação. Num próximo artigo, aborda-se a relevância histórica da zona do Chiado para a cidade e a descrição das tipologias de design das fachadas nesta zona.

Legislação e Programas de Incentivo

Publicado em 1990, o “Regulamento das Características do Comportamento Térmico dos Edifícios” (RCCTE) constituiu uma primeira base regulamentar que visa a melhoria da qualidade térmica da envolvente dos edifícios, no sentido de uma melhoria das condições de conforto térmico sem necessidades excessivas de energia, quer no Inverno como no Verão, (Decreto Lei n.º 40/90, de 6 de Fevereiro de 1990).

Outro regulamento publicado em 1998, o “Regulamento dos Sistemas Energéticos de Climatização em Edifícios” (RSECE) visa fundamentalmente melhorar a eficiência energética de sistemas mecânicos em edifícios mantendo as exigências de conforto e qualidade do ambiente, (Decreto Lei n.º 118/98, de 7 de Maio de 1998).

Ambos os regulamentos se encontram presentemente em revisão, para a actualização dos seus parâmetros ao nível das exigências de comportamento térmico. Esta actualização deve ir no sentido de uma maior exigência do RCCTE com a concepção passiva dos edifícios e, consequentemente, de uma minimização ao recurso a sistemas activos (fonte não renovável).

Em 2001, o Governo português lançou o Programa E4 (Eficiência Energética e Energias Endógenas) que visa a promoção da eficiência energética e da valorização das energias endógenas, e que aponta para uma duplicação da potência eléctrica instalada por via renovável, e para a implementação de técnicas solares passivas e de conceitos bioclimáticos para climatização e iluminação natural (Resolução do Conselho de Ministros n.º 154/2001 de 27 de Setembro).

Este programa tem dado fundamento a diversos apoios na investigação e na formação na área das energias renováveis, nomeadamente em Universidades, Institutos (e.g. INETI) e outros organismos (e.g. SPES). Um outro programa lançado no âmbito do Programa E4, o Programa 3E (Eficiência Energética em Edifícios), visa melhorar aeficiência energética dos edifícios promovendo a etiquetagem das lâmpadas e electrodomésticos, o aquecimento das águas através da energia solar em parceria com o programa Água Quente Solar para Portugal, com incentivos fiscais que promovem a instalação de painéis solares, e contribui para a sensibilização de projectistas e da população em geral com a atribuição de prémios aos edifícios que desempenham as condições do Programa. Estes prémios tem uma forte componente de certificação energética que é transposta das regras da Directiva 2002/91/CE, de 16 de Dezembro, da União Europeia em articulação com os objectivos do Protocolo de Quioto e as preocupações com as alterações climáticas, e que será implementada em 2006. Contudo, há ainda muita falta de técnicos qualificados e auditores para a emissão dos certificados energéticos.

No projecto de edifícios para a implementação de conceitos bioclimáticos há ainda muito por fazer. É essencial esta matéria expandir a sua presença nos cursos de arquitectura, ser aberta a profissionais, para ter impacto visível no sector da construção.

Moradias em Janas, Sintra, Arqs. Filipa Mourão e João Santa Rita

Edifício D. JoãoII, Lisboa, Tirone Nunes Arquitectura

Figura 2 – Prémios Programa 3E: (à esquerda) Moradias em Janas, Sintra, Arqs. Filipa Mourão e João Santa Rita e (à direita) Edifício D. JoãoII, Lisboa, Tirone Nunes Arquitectura (Gonçalves, 2005)

Habitação Low Cost

Habitação Low Cost

A construção de habitações sociais para famílias de rendimentos baixos deveria ser levada mais a sério pelos governos e quem tem poder de decisão, no nosso país e pelo mundo fora. Cada governo tem as suas visões e ao longo do tempo foram implantados vários projectos de habitação social, nem sempre com visão para a melhoria da condição de vida dos que menos têm e mais precisam.

Habitação Low Cost

A habitação social é essencialmente procurada por famílias ou pessoas individuais de baixos recursos financeiros e não têm poder económico para a compra de um imóvel.

Na maioria dos casos, estas famílias não compram habitação própria por não reunirem condição financeira e não serem aceites os pedidos para obtenção de empréstimos bancários.

Uma das soluções adoptadas por estas famílias, é procurar casas para arrendar que estejam de acordo com as suas posses e agregado familiar. No entanto não existem casas em numero suficiente para arrendar, ou na maioria, as casas são de rendas elevadas.

Habitação Low Cost

Arquitectura e Construção

As Habitações Low Cost podem ser construídas de várias maneiras. Uma das mais comuns é a construção em tijolo e cimento mas nem sempre é a melhor opção, devido ao longo tempo de construção e a alta produção de desperdícios.

As casas pré-fabricadas estão a ter uma maior aceitação, mesmo para habitação social. Para isso contribui a produção em grandes quantidades e os novos processos de fabrico, fazendo com que exista uma enorme redução de custos da fabricação.

Mas onde a poupança é mais significativa é na parte da montagem. O desenho e corte de todos os elementos é efectuado  por software avaçado e de grande precisão, tudo desenvolvido em fábrica. Usando toda esta tecnologia, o que poderia demorar meses, demora dias ou até mesmo em algumas horas.

A JULAR desenvolveu um sistema em painéis que pode adaptar-se às necessidades do mercado, a nível de conforto, eficiência térmica, requisitos estéticos e valores sociais.

 Habitação Low Cost

Qualidade

Estas casas modulares de baixo custo não descuram a qualidade. São projectadas por uma equipa de arquitectos e engenheiros onde se defende padrões elevados de design. Ao utilizar materiais de baixo custo na construção, não quer dizer que se vá construír uma barraca. Em todas as fases do projecto, utiliza-se todo o potencial de cada produto e toda a equipa usa o melhor da sua imaginação.

A segurança destas casas modulares low cost, contempla certificação do edifício, quanto à estabilidade, resistência a sismos e outras catástrofes naturais. A segurança nunca deve ser esquecida nem remetida para um segundo plano.

Entrega

As casas podem ser fornecidas em kits, deixando ao Cliente a escolha pela mão de obra local ou uma solução chave na mão.

Podem ser entregues paredes e coberturas em separado ou habitações prontas a habitar. Existem várias combinações possíveis.

(Disponível para países africanos e da América do Sul.)

Para mais informação, orçamentos ou outras questões, preencha o formulário que se segue.

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Reabilitação e Consumo Energético

Apesar do elevado número de construções novas no país nos últimos anos, o parque edificado é envelhecido. Segundo as análises efectuadas na Europa pelo Euroconstruct (ITIC, 2004), o número de construções novas em 2006 estabilizará e o mercado da reabilitação e renovação será o segmento mais dinâmico da construção.

A renovação e reutilização de edifícios existentes é uma das estratégias mais eficientes de sustentabilidade, pois envolve potencialmente menos energia incorporada 1 e delapidação de recursos naturais. A necessidade de intervenções de fundo em muitos dos edifícios constitui uma via bastante promissora na reabilitação em Portugal, ao nível das exigências funcionais e de satisfação dos níveis de conforto dos ocupantes (Canha da Piedade, 2000).

1 – Energia incorporada é a energia necessária para a extracção, fabricação e transporte de materiais de construção, até à energia gasta no processo de construção do edifício.

A construção é uma das actividades com maior impacto ambiental, consumindo 50% dos recursos naturais globais associados principalmente a construção nova, e envolve consumos de enormes quantidades de matérias primas e energia (Cóias e Silva, 2005).

Ao crescente consumo de materiais para a construção nova, com os consequentes consumos de energia, acresce ainda o facto da enorme produção de resíduos procedentes da demolição, que na maioria das vezes irão para vazadouros. Por isso, a par dos objectivos da Agenda 21 (CIB, 1999) para a construção sustentável se aponte a importância da reciclagem dos resíduos na construção.

Existe muita informação sobre a possível reciclagem dos materiais para a construção, como por exemplo as publicações realizadas pelo BRE Building Research Establishment para o Reino Unido (www.greenspec.co.uk).

Acima de tudo, considerando que mais de 90% da energia gasta ao longo da vida do edifício está associada à sua manutenção, há que ter em conta o facto que os edifícios antigos da Baixa foram construídos para cumprirem exigências de conforto sem a necessidade de sistemas de climatização e de iluminação artificial, possuindo assim desde logo um carácter de sustentabilidade, e podem ser sempre adequados com relativa facilidade às necessidades de desempenho ambiental através do recurso a estratégias de design passivo.

Consumo Energético e Design de Fachadas

Em termos de Balanço Energético Nacional, o consumo de energia eléctrica no sector dos edifícios é de grande peso no consumo final do país, com um consumo de cerca de 2,1 Mtep (milhões de toneladas equivalente de petróleo), tendo vindo a aumentar gradualmente no sector não doméstico, de cerca de 1 Mtep em 2000 para 1,1 Mtep em 2003, e a aumentar grandemente no sector doméstico de cerca de 0,8 Mtep em 2000 para 1 Mtep em 2003 (DGE, 2005).

Na Figura 1, pode-se observar a grande importância dos consumos associados aos sectores dos serviços e da habitação em Lisboa, sectores estes predominantes na zona do Chiado.

Consumo de Electricidade por Sector de Actividade em Lisboa
Figura 1 – (à esquerda) Consumo de electricidade por sector de actividade para o Distrito de Lisboa em 2002 e (à direita) Total de electricidade do balanço energético nacional em 2002 (DGE, 2003)

Nos edifícios de serviços, as principais fontes de consumo energético encontram-se principalmente na climatização. Ao longo do século XX os critérios de conforto foram-se alterando no sentido de uma menor margem de variabilidade no desempenho ambiental no interior dos edifícios. É actualmente urgente dar uma atenção mais cuidada à concepção dos edifícios, de modo a obter um consumo reduzido de energia, mantendo níveis de conforto aceitáveis, isto é, reduzindo o consumo associado a sistemas mecânicos, como o ar condicionado. Se este esforço não for realizado, o consumo energético aumentará de forma significativa aproximando-se da média dos países da União Europeia (Adene/INETI, 2001).

A implementação de estratégias de design passivo, como por exemplo o uso, da orientação solar, da ventilação natural, da inércia térmica e do sombreamento, entre outras, são técnicas que seriam uma solução bastante vantajosa devido às condições climatéricas, para a obtenção de uma maior sustentabilidade nos edifícios em Portugal.

A utilização de sistemas de design activos, como por exemplo o fotovoltaico, o solar térmico, entre outros, para a produção de energia eléctrica a partir do aproveitamento da energia solar, é uma forma para a qual Portugal dispõe de recursos de grande abundância, comparando a disponibilidade de horas de Sol por ano com outros países da União Europeia. No entanto, estes devem ser tidos como complementos à arquitectura e não como soluções para corrigir “erros” do desenho arquitectónico, até porque têm um tempo de vida inferior ao edifício em si.

As soluções para a obtenção de uma redução do peso no consumo energético dos edifícios para climatização e iluminação, tendo em atenção as directivas comunitárias sobre a produção de energia eléctrica a partir de fontes renováveis, e que estipulam para Portugal metade de fontes renováveis no consumo bruto de electricidade para 2010, passam pelo redireccionamento do consumo energético para as energias renováveis, como por exemplo, a utilização de técnicas solares passivas ou activas. (Adene/INETI, 2001).

Os consumos no sector doméstico em termos de utilizações finais distribuem-se aproximadamente 50% para cozinhas e águas quentes sanitárias, 25% para aquecimento e arrefecimento e 25% para iluminação e equipamentos. A noção destes valores é importante pois dão uma ideia dos campos de actuação por forma a melhorar a eficiência energética nos edifícios (DGE, 2005).

Reabilitação e Consumo Energético