ADEQUAÇÃO BIOCLIMÁTICA DA HABITAÇÃO MINHA CASA MINHA VIDA - REGIÃO DE BELÉM ARIANE SOARES, MARIANA GASPAR, PÂMELA SCHEFFER E RODRIGO CORRÊA Com o objetivo de readequar uma casa do programa Minha Casa Minha Vida ao clima da capital do Pará, será apresentado por meio deste trabalho, soluções e mudanças possíveis que atingirão o conforto térmico ideal para a cidade mais chuvosa do Brasil. A cidade relatada, que julga-se Belém, está localizada a 1° 28’S de latitude e 48° 29’W de longitude, com uma média de 5 metros a cima do nível do mar. Tal posição justifica a perpendicularidade do sol em relação a cidade durante o ano todo, e assim sua iluminação semelhante entre as opostas fachadas norte e sul.
Com a consciência de que o clima em estudo proporciona um desconforto considerável, devido a posição solar mais a umidade presente, fora feita sob a residência Minha Casa Minha Vida, analises da influência da radiação solar de acordo com sua posição e referência do Norte. Nele foram estudados os horários de maior amplitude térmica, das que provocam a necessidade de sombreamento em aberturas e locais com maior permanência do usuário.
Direção nordeste
Direção norte
Planta baixa da residência em estudo
O mesmo efeito da latitude não interfere apenas a iluminação, mas também a característica principal das regiões sob clima tropical, em que sofrem de estações homogêneas e mal definidas devido a indiferença do azimute e altura solar durante o ano.
Direção sudeste
Direção leste
Fonte: Dos autores
ANÁLISE DOS VENTOS Fonte: Dos autores
Fachada I sob carta solar
Fachada II sob carta solar
De acordo com a carta solar e as temperaturas da cidade mostrada acima, foram observadas deficiências em todas as fachadas, devido à falta de sombra e posicionamento dos cômodos sob horários críticos.
O seguinte passo para o estudo da residência são as analises dos ventos entre os cômodos das mesma. Pois, ao saber que existe a necessidade de ventilação cruzada para a retirada de umidade, o conforto térmico dos moradores irá aumentar significantemente. Assim sendo, com o auxílio da mesa d’água, foram estudadas a circulação dos ventos predominantes da cidade dentro do edifício tema. Como mostrado na figura anterior sobre o vento nordeste, o percurso principal do mesmo se da pela cozinha à sala. Já o percurso entre o dormitório e a sala de estar acontece de maneira fraca, resultando a uma distribuição mal resolvida e desprivilegiando o dormitório 2, cômodo exposto ao sol durante o período mais quente do dia. Já na imagem seguinte, não é exposto uma distribuição melhor. Nele, o vento norte circula apenas da cozinha para a sala de estar, se resguardando apenas nos mesmo, e não se espalhando nos demais. No vento sudeste, por sua vez, ocorre situação pior, pois sob esta direção não abertura alguma que permita o aproveitamento de tal. E por ultimo o vento leste, que entre os demais, apresentou-se como o mais bem distribuído, já que o mesmo alcançou até uma pequena área do dormitório 2. Enfim, é concluído que nesta casa, além não apresentar janelas grandes o suficiente, com aberturas de 40% da área do piso, como requerida na norma 15220-3, ela não possui janelas bem posicionadas de maneira que aproveite os ventos em potencial, ou que completem o ciclo de entrada e saída de uma circulação cruzada de vento
REFERENCIAS
Fonte: Projeteee
Como exposta acima, a fachada I está sob a influência do sol em horários de grande amplitude térmica e desconforto. Sob essa direção está um dormitório, cômodo de maior preocupação, sem proteção solar ou interferência que produza sombra sob a o mesmo.
Acima é demonstrado o gráfico de variação térmica de Belém, com sua média e seus picos em graus celcius. Neste observa-se uma variação fraca entre as estações, com temperatura média anual entre 24ºC e 26ºC, e ainda pode ultrapassar os 40ºC. As menores temperaturas são verificadas nos meses de fevereiro, março e abril, que correspondem aos meses de maior nebulosidade e precipitação pluviométrica (período chuvoso), o que contribui para o menor aquecimento da superfície.
Fachada III sob carta solar
Fonte: Dos autores Fachada IV sob carta solar
Fonte: Projeteee
Devido a localização da cidade sob às margens do rio Baia do Guajará e Rio Guamá, sua umidade atinge porcentagens grandes durante o ano todo, afetando assim o conforto térmico dos moradores.
Rosa dos ventos Belém Frequência de ocorrência
Rosa dos ventos Belém Velocidade predominante
Fonte: SOL - AR
Fonte: SOL - AR
Devido ao desconforto constante em relação a temperatura, busca-se a estratégia da ventilação natural para maior dispersão da elevada umidade do ar, e então, solucionar a sensação térmica desagradável entre as altas temperaturas do clima quente úmido.
Fonte: Dos autores
Fonte: Dos autores
A fachada III, por sua vez, está posicionada para o sudoeste. Vista critica que recebe as maiores temperaturas do dia e que mais necessita de sombreamento, já que este recebe insolação da tarde desde o meio dia até o sol poente em 21 de março, das 11 ate 18 em 22 Dez, e das 14 as 18 em 22 jun. Voltadas para esta, estão um dormitório e a sala de estar, cômodos que deveriam ser privilegiados a face de menor temperatura, e sombreadas com alguma proteção, características que se apresentam ausentes para os mesmos. Já a fachada IV apresenta situação ainda mais crítica. Pois essa não apenas está voltada para o noroeste, o período de maior desconforto como relatado anteriormente. Mas nele também estão posicionados todos os dormitórios da residência para o sol poente, com suas janelas sem proteção solar durante a exposição
Após analisar todas as condições climáticas sobre a residência, a mesma fora remodelada com a intenção de a readequar conforme a região. Apesar dessas mudanças serem simples, elas não chegaram a exorbitar a metragem quadrada inicial, e ainda conseguiu atingir sua eficiência energética, ao renunciar os equipamentos auxiliares, como ar condicionado e afins. Assim sendo, uma vez que os cômodos apresentavam dormitórios para o oeste e áreas úmidas para o leste ou a despreocupação com a influência do vento, foram privilegiados o posicionamento dos dormitórios para com as fachadas que recebem menor intensidade solar, como a o nordeste e sudeste. Os demais cômodos foram locados conforme a funcionalidade, insolação e ventilação. Como por exemplo a sala de estar em frente a entrada para melhor recepção aos visitantes, enquanto que a cozinha, aposento que requer ventilação para a retirada de umidade, fora posicionada para o noroeste, onde receberá insolação e ventos leste e nordeste. Já a varanda, espaço aderido devido a cultura e desempenho térmico, ficou locada em frente a cozinha, ponto de maior entrada de ventilação.
Na região equatorial, as estações se dividem entre períodos chuvosos e menos chuvosos. As temperaturas, assim como a umidade relativa do ar são praticamente constantes durante todo o ano, tendo pouca distinção ou variação entre as 4 estações. Tal fato explica a pouca variação anual e estações chuvosas, com uma precipitação média mensal entre 350mm a 450mm no verão, elevando-se apenas a partir de dezembro, mostrado no gráfico anterior.
Telhado Camara ar
A zona 8 mostrada no mapa acima, é a área que abrange a cidade em questão dos estudos presentes. Para esta, foram determinados os materiais mais adequados ao conforto ambiental, conforme descrito em sala perante NBR 15220. Esta, por sua vez, define as características e diretrizes construtivas, para cada zona bioclimática em relação aos fechamentos das janelas, paredes, cobertura e estratégias mais recomendadas para o local. Mostrada na mesma, dita-se a necessidade de sombreamento sob grandes e necessárias aberturas, junto com paredes leves e refletoras, das quais permitem a saída rápida do calor, porém ainda retardem a entrada da mesma. Assim sendo, foram pré-determinados os materiais que mais condissessem com o clima em questão. Ao tirar como referência a NBR 12220-3, foram escolhidas os seguintes materiais:
Como referencia para a remodelação da casa, foi buscada uma residência local de Belém que utiliza de técnicas simples e eficientes para o conforto térmico. A casa, edificação escolhida, apresenta simplicidade e por meio da cultura loca, reflete-se de acordo seu clima, pois seus detalhes nas vedações, coberturas e aberturas foram feitas justamente em função das intemperes como sol, vento e chuva. Sua cobertura, por exemplo, é feita de telhas de barro, com transmitância e atraso térmico adequados ao clima. Sua composição circundante a casa, além de proteger da chuva, ainda fornece sombra para as aberturas e varandas. Suas vedações por sua vez, são paredes de alvenaria porosa, de filigrana de barro para filtrar o vento. Em contribuição aos elementos anteriores, a residência possui aberturas grandes e sombreadas pela cobertura, para maior passagem do vento e proteção solar. Na parte inferior da mesma são usados elementos vazados que servem para ventilação permanente dos aposentos, para assim contribuir com a retirada de umidade dentro dos aposentos.
As mesmas janelas e portas deverão possibilitar aberturas em 100% de sua área, na maior passagem da ventilação, por meio de aberturas horizontais de 4 folhas, ou basculantes verticais para as seteiras.
Transmitância vidro (U): 3,1 W/m²K Fator solar do vidro (Fs %): 0.29 Fator solar da veneziana na vertical (Fs): 0.09
Forro
Veneziana
Vidro COOL-LITE SKN 6mm
Fachada I
Fonte: Dos autores
JUSTIFICATIVAS
MATERIAIS
Conforme na residência anterior, as aberturas pequenas não estavam direcionadas contra do vento, se apresentando insuficientes para distribuição do mesmo dentro da casa. Por tanto, foram ajustadas as aberturas para melhor aproveitamento do mesmo, com a criação de quinas para todos os aposentos para aproveitar todos os ventos e ganhar um perímetro maior, pois assim serão concedidas maiores janelas em quantidade. Logo, as dimensões finais das mesmas conseguiram ficar ainda maiores que a medida mínima da NBR 15220-3, inclusive locadas em todos os aposentos.
A cobertura apresentará no mínimo 4 horas de atraso térmico, pois segundo a norma 15220, este é o tempo máximo que leva para o fluxo de calor penetrar o edifício por completo, sem que o prejudique, ou que leve um tempo excessivo para a retirada de tal fluxo. Em outras palavras, sua entrada deve ser dificultada, e saída facilitada. Desta forma o fechamento escolhido foi a cobertura leve e refletora de telha cerâmica 1cm, já que ela possui grande refletância e forro de PVC de 1cm.
beta direita 5º alfa 59º
Transmitância (U): 1.75W/m²K Atraso térmico (φ): 1.2horas.
Fachada II
Refletividade (E) = 0.90 Telha cerâmica 1 cm Forro de PVC 1 cm Câmara de ar 5 cm.
Esquema ventilação
Casa Jacity | Arquiteto João Castro Filho
N
As paredes serão de material leve, com o valor da transmitância mais baixo e um nível menor de atraso térmico. Dessa forma o calor entra com facilidade no interior e é retirado através da ventilação cruzada, não ficando confinado no período noturno.
Transmitância (U): 2.59W/m²K Atraso térmico (φ): 2.3horas. Gesso interno fino 2cm Absortividade % (a) 0.20 pintura branca. Refletividade % (E) = 0.90 Bloco cerâmico 9x14x24 cm Argamassa Externa 2.5 cm
Fonte: Dos autores
Fachada III
beta esquerda 5º alfa 59º
Fachada Leste
Fachada Sul
Fachada Oeste 0
1
2
3
4
beta direita 5º alfa 59º
5
ESCALA 1:50
Fachada IV No interior, por sua vez, foram desprezadas vedações internas entre a sala de estar e a cozinha, pois deste modo facilitaria o caminhamento dos ventos dentro da casa. Com isso, também foram colocadas para todas as portas e janelas, vedações do estilo venezianas, já que apesar de não estarem de acordo com a acústica quando fechadas, seu funcionamento ainda permite a passagem de ventilação e privacidade da luz.
Corte transversal
Devido a forte convecção, a instabilidade e a alta umidade relativa do ar, há um favorecimento à formação de nuvens convectivas, dando origem a uma grande incidência de precipitação na forma de pancadas de chuva.
Esquema efeito chaminé
Assim sendo, ao contrario da casa anterior, o posicionamento das aberturas foi baseado no funcionamento da ventilação cruzada, em que se desempenha por pressão negativa e positiva, como uma janela de entrada e outra de saída. Com isso, adotaram-se janelas opostas que permitissem a melhor distribuição dos ventos acolhidos, por entre os cômodos.
Fachada Norte
Com tais informações, foram buscadas nas rosas dos ventos da cidade as frequências e velocidades predominantes, que estão expostas nos gráficos acima. Estas, por sua vez, denota-se as maiores frequências distribuídas entre os ventos Norte, Nordeste, Leste e Sudoeste em suas respectivas estações, mais as velocidades que raramente passam de 3m/s.
Fonte: Univille
Fonte: Projeteee
Na fachada II é identificada uma situação parecida com a anterior. Em que sua posição para o sudoeste recebe insolação no período da manha até uma extensão da tarde em dias de verão. Sem contar que suas aberturas também não apresentam qualquer proteção para amenizar o desconforto da insolação. Fonte: Dos autores
Assim sendo, como mostrada na imagem acima, a umidade relativa de Belém pode atingir picos máximos de 98% e mínimo de 55%, porém sua média não passa do quadrante entre 80 à 90%
Fonte: Projeteee
Juntamente com o método de pressão negativa e positiva, aplicouse o efeito chaminé. O mesmo é operado a partir da troca de pressão da massa de ar quente e ar fria, por meio de uma abertura de baixo nível e outra próxima do telhado, assim fazendo delas uma ventilação forçada.
As aberturas serão propostas com vidro COOL-LITE SKN de 6 mm, por apresentar transmitância e fator solar mais próximos da norma, e por ser de custo mais acessível ao programa Minha Casa Minha Vida.
Anteriormente, a residência expos as aberturas á insolação em horários críticos. Logo, ao ter em mente a necessidade de sombreamento em todas as aberturas, foram feitos obstáculos que abrigam a construção em meio a sua projeção de sombra. Tais como brises, beirais e vegetação. O beiral, tal qual como a Casa Jacity, circundou a casa para proteger o máximo possível do excesso de luz, porém, sem passar de 1,50m, pois assim não conta como área construída. A partir do beiral, fora calculado, com o auxílio da carta solar e transferidor, brises que protejam as aberturas quando o beiral não consegue mais atende-las. Esses por sua vez, ficarão da altura do beiral até o chão, e projetarão sombra para os horários de todos os dias do ano das 8 horas às 17hrs, pois estes apresentam temperaturas elevadas e desconfortáveis durante o ano todo. Por sua vez, a fachada norte não pode aderir inteiramente aos brises, pois estes apresentariam obstrução na passagem da varanda para o quintal, e ainda se tornaria um gasto desnecessário, sendo que é possível aproveitar a vegetação do mesmo. Portanto, em frente a essas aberturas, foram colocadas árvores da espécie Flamboyant Mirim (Caesalpinia pulcherrima), o qual apresenta crescimento acelerado, com altura de até 4 metros, e tolerância ao clima tropical equatorial da região.
beta esquerda 5º alfa 59º